DE2064733B2

DE2064733B2 - Koksdrueckmaschine

Info

Publication number: DE2064733B2
Application number: DE19702064733
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Rüther, Hans, Dipl.-Volksw, 4100 Duisburg
Priority date: 1970-12-31
Filing date: 1970-12-31
Publication date: 1977-08-18
Also published as: DE2064733A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Koksdrückmaschine für Verkokungsöfen mit einer hydraulisch angetriebenen Druckstange, einer Planierstange und einer Türbedienungseinrichtung.

Es sind Maschinen dieser Art, die auch als Koksofenbedienungsmaschinen bezeichnet werden können, bekannt, die auf Schienen verfahrbar sind und eine Arbeitsbühne eine seitlich ausfahrbare Druckstange zum Ausdrücken des Koks aus Verkokungsöfen, eine seitlich ausfahrbare Planierstange zum Planieren der ir einem Ofen befindlichen Kokscharge sowie Reinigungseinrichtungen für die Ofentüren und ofenrahmen aufweisen. Diese Maschine wird auf den Schienen entlang einer Reihe von Verkokungsöfen vor einen zu entleerenden Ofen gefahren, bis die Druckstange zentrisch vor dem betreffenden Ofen liegt. Nach einem Signal von der Koksseite wird die Tür des Ofens geöffnet und die Druckstange zum Entleeren des Ofens in ihn eingefahren. Anschließend werden die Ofentür und der Rahmen gereinigt, mechanisch eingehängt und verriegelt, woraufhin der Ofen mit einer neuen Charge gefüllt und der hierbei im Ofen entstehende Füllkege! nach Abheben einer Planiertür mit Hilfe der Planierstange eingeebnet. Daraufhin wird die Planierstange zurückgezogen und die Planiertür geschlossen, so daO die Koksdrückmaschine vor einen anderen Ofen dei Ofenbatterie gefahren werden kann.

Es ist bekannt, alle anzutreibenden Teile vor Koksofenbedienungsmaschinen über Elektromotore unter Zwischenschaltung von Untersetzungsgetrieben d. h. elektromechanisch anzutreiben.

Auch ist es bekannt (Technische Mitteilungen 1962 Seite 46), die Druckstange einer Koksdrückmaschin« mittels eines hydrostatischen Getriebes hydraulisch gesteuert anzutreiben. Um den Kokskuchen aus dei Ofenkammer auszubrechen, sind erhebliche Kraft« erforderlich, so daß große Energiebedarfsspitzer gegeben sind. Da ferner die Druckstange und di« Planierstange innerhalb der Ofenkammer hohen Tem peraturen ausgesetzt werden, sind, um Schäden an dei Druckstange und der Planierstange für den Fall dei Unterbrechung der normalen Energiezufuhr zu vermei den, zusätzliche Antriebe mit Notaggregaten vorgese hen, die aus eigenen Energiequellen gespeist werder müssen. Erfolgt der Hauptantrieb mit Hilfe elektrischei Energie, die über Schleifkontakte oder lange Kabellei tungen der verfahrbaren Maschine zugeführt werder muß, so ergeben sich an einer VerkokungsofenbatterU gewisse Probleme bezüglich Arbeitsschutz und sonsti ger Schutzmaßnahmen. Erfolgt der Antrieb dei Druckstange hydraulisch mittels eines hydrostatischer Getriebes, ist ein Notstromaggregat für den Antrieb dei Hydraulikpumpe erforderlich. Zusätzliche Notstromag gregate bedingen hohe Invenstitionskosten. Sowohl dei elektromechanische als auch der hydraulische Antriet muß für die hohen und nur kurzzeitig auftretender Belastungen beim Ausdrücken des Kokskuchens ausge legt sein. Die Spitzenbelastung ist etwa fünfmal so hocl

vie die Belastung, nachdem sich der Kokskuchen in Bewegung gesetzt hat und durch die Ofenkamnier gleitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Koksdrückmaschine zu schaffen, die bei verhältnismä-Big geringen Investitionskosten unil bei niedrigen Energiekosten alle erforderlichen Aufgaben bei größter Betriebssicherheit ausführen kann.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einer Koksdrückmaschine der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß alle anzutreibenden Teile der Maschine mit hydraulischen Antrieben ausgestattet sind und daß am Gestell der Maschine eine gemeinsame hydraulische Energiequelle mit einem zum Ausgleichen von Energiebedarfsspitzen bestimmten Energiespei- >5 eher, der ein Akkumulator sein kann, vorgesehen ist. Die erfindungsgemäße Koksdrückmaschine ist also mit einem vollständigen hydraulischen Antrieb versehen, der einen Energiespeicher zum Abdecken von Energiespitzen umfaßt, welcher so viel Energie gespeichert hat, daß er bei Ausfall des Antriebes der Maschine in der Lage ist, die ausgefahrene Druckstange und/oder die ausgefahrene Planierstange in ihre Ausgangsstellung zurückzuziehen, um somit Schäden durch Überhitzung dieser Bauteile mit Sicherheit zu verhindern. Der hohe *5 Ungleichförmigskeitgrad der Antriebe für die einzelnen zu bewegenden Teile wird durch den Energiespeicher wie einen Akkumulator auf ein Minimum herabgesetzt, so daß der vorgesehene zentrale hydraulische Antrieb nahezu auf einen mittleren Belastungswert ausgelegt werden kann. Zusätzliche Notaggregate sind überflüssig, weil die gespeicherte Energie im Katastrophenfall ausreicht, um alle ausgefahrenen Teile der Koksdrückmaschine zurückzuziehen und dadurch in eine Position zu bringen, in welchen sie keine Beschädigungen erfahren können.

Eine derartige Koksdrückmaschine hat ein um etwa 20% geringeres Gewicht als bekannte Koksdrückmaschinen.

Die Gewichts- und die damit verbundene Kostenersparnis ist vornehmlich auf den günstig gestalteten Antrieb und den Fortfall von Notaggregaten zurückzuführen. Auch ist der Regelaufwand für das gezielte Fahren und Positionieren der Maschine und zum weichen Andrücken des Kokskuchens nicht so hoch wie bei elektromechanischen! Antrieb. Die Summe der Wirkungsgrade aller hydraulischen Teilantriebe ohne Zwischenschaltung von Getrieben und Wendegetrieben ist besser als bei Einzelantrieb durch Elektromotore, die bei Spitzenlast im ungünstigsten Wirkungsgradbereich arbeiten müssen. Daher ist der Energiebedarf bei der erfindungsgemäßen Koksdrückmaschine geringer als bei bekannten Maschinen dieser Art

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht der zentrale Antrieb aus einem Motor mit angeschlossenen ölpumpen. Dabei ist der Motor vorzugsweise ein Verbrennungsmotor, und es befindet sich am Gestell ein Vorratsbehälter für Treibmittel des Motors, beispielsweise ein Treibstofftank. Am zweckmäßigsten ist der Motor ein Dieselmotor. Dadurch kann man auf Energiezufuhrleitungen, wie elektrische Kabel mit den zugehörigen Anschlußstücken, verzichten.

Weiterhin ist erfindungsgemäß jedem bewegbaren Teil der Maschine als Antriebselement ein Ölmotor oder ein hydraulischer Zylinder zugeordnet, wobei alle ⁶S ölmotore und alle hydraulischen Zylinder in einem gemeinsamen hydraulischen System angeordnet sind und von den ölpumpen und/oder dem Akkumulator mit hydraulischem Antriebsmittel versorgt werden. Dabei kann das hydraulische System einen Hochdruck- und einen Niederdruckteil aufweisen, wobei jeder dieser Teile wenigstens eine Pumpe und einen Akkumulator enthält, um die jeweils auftretenden Energiespitzen mit geringstem Aufwand aufzufangen.

Der Nutzinhalt der erfindungsgemäß vorgesehenen Akkumulatoren ist so bemessen, daß die in ihnen gespeicherte Energie ausreicht, um stets alle Bedienungseinrichtungen der Maschine in ihre Ausgangsstellung zurückfahren zu können, damit Notaggregate überflüssig sind.

Ein hydraulischer Antrieb ist den üblichen elektromotorischen Antrieben eindeutig überlegen, denn der ölhydraulische Antrieb garantiert eine optimale Ausnutzung der installierten Leistung während der gesamten Einschaltdauer. Auch hat der hydraulische Antrieb den Vorteil, daß Stoßbeanspruchungen gedämpft werden, d. h. man kann eine Drehbewegung ohne Schwierigkeiten in eine stoßfreie Translationsbewegung und umgekehrt umsetzen. Die Antriebs- und Steuerelemente können unmittelbar dort angeordnet werden, wo sie am zweckmäßigsten sitzen, d. h. es sind im allgemeinen keine komplizierten mechanischen Getriebe erforderlich. Zur Energieübertragung verwendet man vielmehr Rohrleitungen oder Schlauchleitungen, die ohne Rücksicht auf räumliche Einschränkung verlegt werden und nahezu jedes Hindernis umgehen oder überwinden können. Durch einfach zu bedienende Ventile ist ein sicherer und leicht zu überwachender Überlastungsschutz gewährleistet. Auch haben hydraulische Antriebe im Vergleich zu anderen Antrieben eine höhere Energiedichte und ein geringeres Leistungsgewicht.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele einer Koksofenbedienungsmaschine gemäß der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 die Stirnansicht einer Ausführungsform der gesamten Maschine,

F i g. 2 einen Schaltplan des hydraulischen Steuerkreises der Maschine aus F i g. 1 mit einem Hochdruck- und einem Niederdruckenergiespeicher,

F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel für den Antrieb für die Druckstange der Maschine aus F i g. 1,

F i g. 4 ein gegenüber F i g. 3 abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Antriebes der Druckstange,

F i g. 5 schaubildlich ein weiteres Ausführungsbeispiel des Antriebes der Druckstange,

F i g. 6 ein viertes Ausführungsbeispiel des Antriebes der Druckstange,

F i g. 7 ein fünftes Ausführungsbeispiel des Antriebes der Druckstange,

F i g. 8 ein Ausführungsbeispiel für den Antrieb eines Laufrades des Gestells der Maschine und

F i g. 9 ein Ausführungsbeispiel für den Antrieb der Planierstange der Maschine.

Gemäß F i g. 1 besteht die Koksofenbedienungsmaschine aus einem Gestell 1, das auf Schienen 2 und 3 neben einer Batterie aus Koksöfen 4 verfahren werden kann. Die Schienen sind auf Betonsockeln 5 bzw. 6 befestigt und verlaufen parallel zur Koksofenbatierie.

Das Gestell 1 ist mit zwei Arbeitsebenen 7 und t versehen, wobei in Höhe der ersten Arbeitsebene eir Dieselmotor 9 und zwei Akkumulatoren 10 und 11 angebracht sind. In Höhe der zweiten Arbeitsebene 8 is eine Druckstange 12 gelagert, die über einen Antrieb Ic in Richtung des Doppelpfeils 14 seitlich ausgefahrei oder wieder in die in F i g. 1 dargestellte Ausgangstag! zurückgefahren werden kann. Oberhalb der Druckstan

ge 12 ist außerdem eine Planierstange IS gelagert, die mittels eines Antriebes 16 gemäß dem Doppelpfeil 17 seitlich ausgefahren oder in die in Fig. 1 dargestellte Lage zurückgefahren werden kann. Auf der Oberseite des Gestells 1 ist schließlich noch eine Laufkatze 18 abgestützt

Jedes treibende Rad 19 des Gestells 1 ist mit einem eigenen Antriebsmotor 20 versehen.

Gemäß Fig.2 besteht das hydraulische System der Koksofenbedienungsmaschine aus einem Niederdruck- und einem Hochdruckteil. Beide Druckteile enthalten jeweils einen Akkumulator 10 bzw. U. Haben diese als Energiespeicher dienenden Akkumulatoren ihren maximalen Druck erreicht, so werden die an dem Motor 9 angebrachten Pumpen 21, 22 und 23 mit Hilfe hydraulisch gesteuerter Schalteinrichtungen 24,25 bzw. 26 auf freien Umlauf geschaltet. Ist der Druck in den Akkumulatoren hingegen unter den maximalen Wert gesunken, so bewirken dieselben Schalteinrichtungen, daß die Pumpen wieder in die entsprechenden Akkumulatoren fördern.

Die Antriebe für die einzelnen zu bewegenden Teile sind jeweils mit einem Pilotschieber 27,28,29,30 und 31 versehen, die von einem zentralen Bedienungsstand aus fernbetätigt werden können. Zu diesem Zweck ist an den Niederdruckteil des hydraulischen Systems ein Steuerkreislauf 32 angeschlossen, der über ein Druckminderventil 33 vom Niederdruck-Akkumulator 10 gespeist wird.

Die Pumpe 22 sorgt für den Direktantrieb des Fahrwerkes, wobei in diesem Falle ein Schieberventil 34 die Hochdruckleitung 35 sperrt. Die Pumpe 21 fördert direkt in den Hochdruck-Akkumulator 11, so daß Ruhezeiten zum Aufladen des Akkumulators benutzt werden können und dementsprechend die Leistung des Motors 9 relativ klein ausgelegt sein kann. Die Pumpe 23 sorgt für den Antrieb der übrigen anzutreibenden Teile, nämlich für den Planierstangenantrieb 16, den Türklauenantrieb 36 und den Türheberantrieb 37, Die Koksausdrückstange 12 wird über den Antrieb 13 vom Hochdruckteil des hydraulischen Systems betätigt, ebenso wie der Fahrwerksantrieb 38 im Hochdruckteil des hydraulischen Systems liegt.

Im Katastrophenfall steht in den Akkumulatoren 10 und U selbst bei vollständigem Ausfall der Pumpen 21, 22 und 23 stets noch genügend Energie zur Verfügung, um alle ausgefahrenen Teile in ihre Ausgangsstellung zurückfahren zu können. Auch können die Akkumulatoren 10 und 11 alle Druckschwankungen im Betrieb ausgleichen. so

Wie PIg.3 zeigt, ist die Druckstange 12 auf ihrer Oberseite mit einer Verzahnung 39 versehen, In die ein Ritzel 40 eingreift, das über eine Kupplung 41 von einem langsam laufenden Ölmotor 42 angetrieben wird. Dieser Ölmotor 42 bildet zusammen mit der Kupplung 41 und dem Ritzel 40 den Druokstangenantrieb 13.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Pig.4 sitzt das Ritzel 40 außerhalb eines Gehäuses 44 des Druckstan·

vgenantriebes 13, und der Ölmotor 67 ist ein hochtourig laufender Ölmotor, weshalb im Gehäuse 44 noch ein Untersetzungsgetriebe 43 zwischen der Kupplung 41 und dem Ölmotor 67 vorgesehen ist

Der Druckstangenantrieb gemäß F i g. 5 unterscheidet sich von den vorhergehenden Ausführungsbeispielen dadurch, daß als Antriebselement ein hydraulischer Zylinder 45 mit Kolben 68 und am Gestell 1 befestigter Kolbenstange 69 vorgesehen ist, der über eine außen sitzende Verzahnung 46 ein Ritzel 47 antreibt, welches mit einem Zahnrad 49 auf einer gemeinsamen Welle 48 sitzt, wobei das Zahnrad 49 in die auf der Druckstange 12 vorgesehene Verzahnung 39 eingreift. Hier wird also eine hydraulische Translationsbewegung des Zylinders 45 über ein aus Zahnrädern 47 und 49 bestehendes Untersetzungsgetriebe in eine Translationsbewegung der Druckstange 12 umgesetzt

Beim Ausführungsbeispiel gemilß Fig.6 wird die Druckstange 12 mit Hilfe von zwei nebeneinander angeordneten hydraulischen Zylindern 50 und 51 aus- und eingefahren. Der Zylinder 50 enthält einen Kolben 71 und eine am Gestell 1 befestigte Kolbenstange 72, während der Zylinder 51 einen Kolben 73 mit einer an der Druckstange 12 befestigten Kolbenstange 74 enthält, wobei die Kolbenstangen 72 und 74 in entgegengesetzten Richtungen aus ihren Zylindern 50 bzw. 51 ausgefahren werden können. Hierdurch ist es möglich, die für den von der Druckstange zurückzulegenden Weg erforderliche Länge der Druckzylinder zu verkürzen, so daß die Maschine in dieser Richtung um etwa 50% kürzer ausgelegt werden kann.

Der in F i g. 7 dargestellte Druckstangenantrieb ist gegenüber dem in F i g. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel derart abgewandelt, daß nur ein hydraulischer Druckzylinder 63 mit Kolben 64 und am Gestell 1 befestigter Kolbenstange 65 vorgesehen ist, wobei auf der Oberseite des Zylinders 63 ein Ölmotor 62 befestigt ist, auf dessen Abtriebswelle ein Ritzel 61 sitzt, das in die Verzahnung 39 der in F i g. 7 hinter dem Zylinder 63 liegenden Druckstange 12 eingreift. Auch bei dieser Ausführungsform kann der hydraulische Zylinder 63 kurz gehalten werden, weil sein Kolben 64 nur die Hälfte des Weges der Druckstange 12 zurücklegen muß.

Fig.8 zeigt ein auf der Schiene 3 abgestütztes angetriebenes Laufrad 19, welches an einer Seite ein Zahnrad 52 trägt, in welches ein Ritzel 53 eingreift, das auf der Abtriebswelle 54 eines Ölmotors 55 sitzt. Auch dieser Ölmotor 55 wird vom zentralen Antriebsmotor 9 gespeist, ebenso wie die Motore bei den vorstehenden erläuterten Ausführungsbeispielen für den Druckstangenantrieb und die Motore der übrigen anzutreibenden Teile der erfindungsgemäöen Koksofenbedienungsmaschine.

Der in F1 g. 9 dargestellte Planierstangenantrieb 16 besteht im wesentlichen aus einem Ölmotor 56, einer Kupplung 57 und einer in dem Gehäuse 38 des Antriebs gelagerten Seiischelbe 59. Mit Hilfe des auf die Seilscheibe 59 auflaufenden oder ablaufenden Seiles 60 wird die nur In Fig. 1 zu erkennende Planierstange 13 vor· und zurückbewegt,

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Koksdrückmaschine für Verkokungsöfen mit einer hydraulisch angetriebenen Druckstange, einer Planierstange und einer Türbedienungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß alle anzutreibenden Teile (12, 15, 19) der Maschine mit hydraulischen Antrieben ausgestattet sind und daß am Gestell (1) der Maschine eine gemeinsame hydraulische Energiequelle mit einem zum Ausgleichen von Energiebedarfsspitzen bestimmten Energiespeicher (Akkumulator 10 und/oder 11) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale hydraulische Energiequel- ¹S Ie aus einem Motor (9) mit angeschlossenen ölpumpen (21,22,23) besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (9) ein Verbrennungsmotor ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (9) ein Dieselmotor ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (9) eine beispielsweise mittels Koksgas anzutreibende Gasturbine ist. ²S

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem bewegbaren Teil (12,15,19) als Antriebselement ein Ölmotor (42, 55,56,62) und /oder ein hydraulischer Zylinder (45, 50 und 51) zugeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Versorgungssystem einen Hochdruck- und einen Niederdruckkreis aufweist, wobei jeder dieser Kreise wenigstens eine Pumpe (21, 22 bzw. 23) und einen Akkumulator (10 bzw. 11) enthält.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerdruck vom Niederdruckakkumulator (ICi) über ein zwischengeschaltetes Druckminderventil (33) abgezweigt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ölmotor (42,56, 62) über ein Getriebe (43, 59 und 60, 39 und 61) unmittelbar an den von ihm zu bewegenden Teil angeschlossen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Druckstangenantrieb aus einem langsam laufenden Ölmotor (42) besteht, der die Druckstange (12) über eine Kupplung (41) und ein Zahnradgetriebe (40, 39) antreibt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Druckstangenantrieb aus einem hydraulischen Zylinder (45) mit auf seiner Außenseite angebrachter Verzahnung (46) besteht, der die Druckstange (12) über ein Zahnradgetriebe (117,49,39) antreibt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Druckstangenantrieb aus sswei hydraulischen Zylindern (50 und 51) mit in entgegengesetzter Richtung ausfahrbaren Kolbenstangen (72 und 74) besteht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Druckstangenantrieb aus einem hydraulischen Zylinder mit auf der Außenseite angebrachter Verzahnung besteht, in welche ein Antriebsritzel (61) eines Ölmotors (62) eingreift.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Druckstangenantrieb aus einem hochtourig laufenden Ölmotor (67) besteht, der die Druckstange (12) über ein Untersetzungsgetriebe (43) und ein Zahnradgetriebe (40,39) antreibt.