DE2226173A1

DE2226173A1 - Verschließeinrichtung fur Auslaß öffnungen von Gießpfannen

Info

Publication number: DE2226173A1
Application number: DE19722226173
Authority: DE
Inventors: H Bieri
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-06-09
Filing date: 1972-05-30
Publication date: 1972-12-21
Also published as: FR2140597A1; FR2140597B3; AT322753B; US3760992A; GB1367425A; IT959082B; CH553610A; SE375254B

Description

PATENTANWÄLTE

-INS. H. MISSLlNG

DIPPING. R. SCHLEE 999R173

DR.-ING. J. BOECKER ^ÄÄtW ' '

63. GlESSEN, Bismarckstraße 43

63 Gießen, den 29.5.1972 Boe/Sn 11.185

Hans Bieri Pfaffikon (Schweiz)

Verschliesseinrichtung für Auslassöffnungen von Giesspfannen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verschliesseinrichtung fur Auslassöffnungen am Boden von Giesspfannen oder Zwischenbehältern für Metallschmelzen, mit einem zwischen einer Oeffnungs- und Schliesslage drehbeweglichen, einen Durchlaufkanal enthaltenden Verschlussteil.

Bei konventionellen Giesspfannen wird die sich am Boden befindliche Auslassöffnung für die Schmelze üblicherweise mit einem von aussen zerstörbaren Stopfen verschlossen. Ferner ist es bekannt, eine die Schmelze durchdringende, von oben her gegen den Boden ragende Verschlussstangs zu verwenden, die durch ein von aussen her bedienbares Gestänge geöffnet werden kann.

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ORlQJNAL INSPECTED

Es sind ferner drehbare und geradlinig bewegliche Schieber bekannt, mit denen sich die Boden-Auslassöffnung von Giesspfannen od.dgl. öffnen lässt·

Bei den zerstörbaren Stopfen besteht ein Nachteil darin, dass sich die Auslassöffnung während des Giessvorganges nicht mehr verschliessen oder regulieren lässt. Die Verschlusseinrichtung mit einer die Schmelze durchdringenden Stange hat den Nachteil, dass das Stangenmaterial der Schmelzwärme zu widerstehen hat und zudem nach jedem Giessvorgang wieder erneuert werden muss. Anderseits zeigt es sich bei Schieberverschlüssen, dass diese vorwiegend aus Gründen der Wärmedehnung nicht befriedigen. Einerseits setzt eine solche Schieberkonstruktion mit relativ zueinander beweglichen Teilen voraus, dass die miteinander zusammenwirkenden Teile möglichst genau bearbeitet werden, um ein Eindringen der Schmelze in Spalten oder Zwischenräume zu vermeiden. Anderseits neigen dann die aufeinander gleitenden Teile unter dem Einfluss ihrer Irfärmedehnung zum Klemmen, so dass sehr hohe Kräfte erforderlich sind, um den Verschlussteil zwischen der Schliesslage und der Oeffnungslage zu bewegen. Dies wiederum macht kräftige, schwere und damit teure Verstelleinrichtungen notwendig.

Mit der Erfindung soll das Problem gelöst werden, eine Ver-

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schliesseinrichtung für Boden-Auslassöffnungen von Giesspfannen u.dgl. zu schaffen, die einwandfrei funktioniert, gegenüber Wärmedehnung und Einbauungenauigkeiten weitgehend unempfindlich ist und sich mit einem verhältnismässig geringen Kraftaufwand zwischen ihrer Schliesslage und ihrer Oeffnungslage verstellen lässt.

Die Erfindung, mit der dieses Problem gelöst wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Verschlussteil mit Hilfe mindestens einer vorgespannten Feder.gegen den stationären Verschlussteil angepresst ist und die Reaktionskraft der Feder über Wälzkörper von einem diese untergreifenden Ring aufgenommen ist, der mit einem bodenfesten Teil der Giesspfanne oder des Zwischenbehälter starr verbunden ist.

Dadurch ist es möglich, den drehbaren Verschlussteil mit einer angenähert gleichbleibenden Anpresskraft - die weitgehend unabhängig ist von Einbauungenauigkeiten und Wärmedehnungen - gegen den stationären Teil anzupressen. Weil somit die Gefahr des Verklemmens beseitigt ist und die Abstützung des drehbaren Verschlussteiles durch Wälzlager mit - im Vergleich zu einer Gleitlagerung - weit geringerer Reibung erfolgt, ist für die Betätigung der Verschliesseinrichtung eine gegenüber andern Verschlussarten wesentlich

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geringere Kraft erforderlich« so daae sich dadurch der ganze Verateil- und Antriebsmechanismus stark vereinfachen lässt und weniger Platz in Anspruch nimmt.

In der Zeichnung ist ein AusfQhrungebeispiei des Erfindungen gegenstandes im Vertikalschnitt dargestellt* Ee zeigern

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Vertchlieseeinrichtung an einer Giesspfanne,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine AusfOhrungsvariante einer Verschliesseinrichtung.

Im Boden 1 einer Giesspfanne oder eines Zwischenbehälter zur Aufnahme von Metallschmelzen befindet eich eine Vertiefung 2, in die eine im Querschnitt runde Auslassöffnung 3 ausmündet. Mit dem aus feuerfestem Stein od.dgl« bestehenden Boden 1 ist eine Kugelkalotte 4 durch eine aus Mörtel oder anderem hitzebestfindigen -Material bestehende Zwischenschicht 11 fest verbunden. Gegen die Innenseite dieser Kalotte 4 liegt eine weitere Kugelkalotte S an. Die beiden Kalotten 4 und 5 haben an den gegeneinander anliegenden Fliehen - also bei der Trennfläche 34 - möglichst feine Oberflächen und werden mit einer solchen Genauigkeit hergestellt, dass sie satt ineinander liegen und in diesem Zustand relativ zueinander leicht verdrehbar sind. Als Material für diese

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Kalotten 4, 5 eignet sich feuerfestes Steinmaterial, das in einer Pressform in die gewünschte achalenfSrmigs Gestalt gepresst und dann gebrannt bzw. gesintert wird· Mit der Kalotte 5 ist ein Stutzen θ aus feuerfestem Material mit Hilfe einer Mörtel-Zwischenschicht 11 starr verbunden. Dieser Stutzen θ wird - gemäss Fig. 1 - von einem im Querschnitt runden, in Längsrichtung leicht gekrümmten Ourchlaufkanal 9 durchsetzt und ist aussen von einer metallischen Hülse 10 umgeben. Diese Hülse 10, der Stützen B und die Kalotte 5 bilden zusammen den drehbaren Verschlussteil 2B, der um eine vertikale Drehachse 29 herum in der Kalotte 4 verdreht werden kann. Durch die Kugelkalotten-Form kann sich der Verschlussteil 2B bei Wärmedehnungen in allen Richtungen anpassen.

In den Kalotten 4 und 5 befinden sich Oeffnungen 6, 7, die in der in der Zeichnung dargestellten Oeffnungsstellung der Verschlussteile sowohl mit der Auslassöffnung 3 als auch mit der Durchflussöffnung 9 eine übereinstimmende Lage haben, so dass sich dadurch eine Durchflussverbindung für den Abfluss der Schmelze nach unten ergibt. Die gekrümmte Längsmittelachse 24 der Durchflussöffnung 9 liegt im Mundungsbereich zur Drehachse 29 etwas versetzt und liegt oben um mehr als den halben Durchmesser der Oeffnung 9 aussermittig. Durch Drehung de* Verschlussteiles 28 um seine vertikale Drehachse 29 kommt die Oeffnung in eine Lage zu liegen, in welcher sie mit der Oeffnung 6

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nicht mehr übereinstimmt, wodurch der Abfluss von Schmelze unterbrochen wird. Zur Drosselung des Abflusses kann die Durchflussöffnung auch nur teilweise geöffnet bzw, geschlossen werden.

Die Kalotte 5 des Verschlussteiles 26 wird mit Hilfe einer Tellerfeder 12 gegen die stationäre Kalotte 4 angepresst. Diese Tellerfeder 12 liegt mit ihrem Bohrungsteil gegen eine Schulter 30 am Umfang der Hülse 10 an und wird durch mehrere ringsherum verteilt angeordnete Schrauben 14 gegen einen drehbaren Wälzlagerring 19 eines Axial-Schulter-Wälzlagers verspannt. Zwischen der Bohrung der Tellerfeder 12 und der Hülse 10 ist ein radiales Spiel vorhanden. Der Wälzlagerring 19 ist an seinem Umfang als Kettenrad 20 ausgebildet. Ein stationärer Wälzlagerring 16 wird durch mehrere Schrauben 22 gegen einen Ring 1? gezogen, der seinerseits durch Schrauben 18 starr mit einem Bodsnring 25 befestigt ist. Am Bodenring ist ein die Giesspfanne umgebendes, horizontales Blech 26 angeschweisst.

Beide Wälzlagerringe 16 und 19 sind mit Ringschultern versehen, welche Laufflächen für dicht nebeneinander angeordnete Kugeln 21 bilden.

Damit aich zwischen dem Verschlussteil 28 und der Tellerfeder 12 bei der Drehung eine sichere Mitnahmeverbindung er-

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gibt, ist am Umfang der Hülse 10 mindestens ein Mitnehmerstift 13 vorhanden, der einerseits in eine Vertikalnut öder -6ofirung eier HäUe ffl eingreift und anderseits lose in eine Oeffnung der Tellerfeder 12 hineinragt und dadurch eine Drehverbindung herstellt. Die Mitnahmeverbindung des Wälzlagerringes 19 durch die Tellerfeder 12 erfolgt mit Hilfe ' mindestens eines Stiftes 15, der fest im Wälzlagerring 19 sitzt und !lose in eine Oeffnung der Tellerfeder 12 eingreift. Diese Verbindungsart erlaubt beschränkte Winkelabweichungen des Verschlusstsiles 28 relativ zu den gieespfannenfesten Teilen, so dass die Kalotte 5 auch bei Wärmedehnungen sicher gegen die Kalotte 4 angepresst wird.

Der Ring 17 und der Bodenring 25 sind durch einen Stift 23 miteinander starr verstiftet.

Um den Umfang des Kettenrades 20 wird eine Kette 46 geschlungen, die von einem seitlich angeordneten, motorisch angetriebenen Ritzel 45 im einen oder andern Drehsinn motorisch angetrieben werden kann. Hierfür eignet sich in bevorzugter Weise ein mit einem Untersetzungsgetriebe zusammengebauter Druckluftmotor 44. Die Ausbildung wird vorzugsweise so getroffen, dass der Verschlussteil 2Θ in der Schliesslage und in der Offenlage je gegen einen die weitere Drehbewegung verhindernden Anschlag 33, 42 atösst.

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Durch die federnde Abstützung des drehbaren Verschlussteile 28 und die Antriebsverbindung, welche Winkelkorrekturen in begrenztem Umfange zulässt, ergibt sich die Möglichkeit einer weitgehenden Anpassung an Wärmedehnungen und Einbauungenauigkeiten, ohne dass dadurch die LeichtgSngigkeit des zu verdrehenden Verschlussteile 28 in Frage gestellt wird.

Anstelle eines reinen Axial-Wälzlagers kann auch ein Axial-Radial-Wälzlager verwendet werden, das zugleich die Reaktionskraft des Kettenantriebes aufnimmt.

Die Oeffnungen 6 und ? in den beiden Kugel-Kalotten verlaufen radial oder angenähert radial zum KalottBn-Zentrum, d.h. dass die Mittelachse 24 des Durchlaufkanals 9 im Bereich der TrennflSche 34 gegen den Mittelpunkt der Kugelkalotte gerichtet ist. Der die Trennfläche 34 bildende Kalottenradius beträgt vorzugsweise etwa das 3- bis Sfaohe des Durchmessers des Durchlaufkanals 9.

Damit die Umlenkung des flüssigen Metallstrahles gering und damit die Abnützung klein ist, wird die Krümmung des DurchlaufkanalB 9 so schwach al· möglich gewählt. Der kleinste Krümmungsradius des Durchlaufkanals 9 ist deshalb vorzugsweise grosser als der öfaehe Durchmesser dieses Durchlaufkanals 9. Um zudem eine gute Reinigung des Durchlaufkanals 9 bis in den Bodenbereich 1 der Giesspfenne zu ermöglichen, wird die

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Krümmung das Durchlaufkanals 9 vorzugsweise so schwach gewählt, dass eine als gerade Stange, ausgebildete Brennlanze od.dgl. von V4 des Durchmessers des Durchlaufkanals 9 von unten her bis in das Innere der Giesspfanne einführbar ist.

Im Mündungsbereich ist der Durchlaufkanal 9 leicht auissermittig; die Winkelabweichung gegenüber der Vertikalen beträgt im Mündungsbereich etwa 1° - 5°.

Es ist indessen auch möglich, die Mündung im Verschlussteil 2B so zu gestalten, dass sie zur Drehachse 29 genau mittig ausmündet.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsvariante gezeigt, bsi welcher anstelle des Wälzlagers 32 mit den Ringen 16, 19 und den Kugeln 21 ein Ring 35 tritt, auf dessen schräger Schulter eine Lauffläche 36 zur Abstützung kegelstumpfförmiger Rollen 37 vorhanden ist. Die Rollen 37 -von denen eine Mehrzahl am Umfang verteilt angeordnet ist - sind in einem Kranz 38 gelagert, der seinerseits aussen als Kettenrad 20 ausgebildet ist oder auf dem ein separates Kettenrad sitzt und mit ihm starr verbunden ist. Der Kranz 38 ist über mehrere Stifte 15 mit der Tellerfeder 12 drehfest verbunden. Die Stiftverbindung hat indessen etwas Spiel zur Aufnahme allfälliger Winkelabweichungen des Verschlussteiles 2Θ bzw. der Tellerfeder 12 durch Wärmedehnungen. Die Lagerung der Rollen 37

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auf·ihren Zapfen 39 erfolgt vorzugsweise über Nadellager, damit eine möglichst geringe Reibung entsteht. Im übrigen entspricht der Aufbau und die Wirkungsweise der Ausführungs· form gemäss Fig. 1.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verschlusseinrichtung fur Auslassöffnungen am Boden von Giesspfannen oder Zwischenbehältern für Metallschmelzen, mit einem zwischen einer Oeffnungs- und Schliesslage drehbeweglichen, einen Durchlaufkanal enthaltenden Verschluss-' teil, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Verschlussteil (28) mit Hilfe mindestens einer vorgespannten Feder (12) gegen den stationären Verschlussteil (4) angepresst ist und die Reaktionskraft der Feder (12) Ober Wälzkörper (21, 37) von einem diese untergreifenden Ring (16, 35) aufgenommen ist, der mit einem bodenfesten Teil (17, 25) der Giesepfanne oder des Zwischenbehälters starr verbunden ist.

2. Verschliesseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wälzkörper in einem Axial-Wälzlager oder in einem Axial-Radial-Wälzlager (32) befinden, das zur Drehachse (29) des beweglichen Verschlussteiles (28) koaxial angeordnet ist (Fig. 1). ■

3. Verschliesseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder eine Tellerfeder (12) ist, die sich mit ihrer Bohrung an eine Schulter (3Q) des beweglichen Verschlussteiles (28) abstützt und mit dem Verschlussteil (283 drehverbunden ist.

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4. Verschliesseinrichtung nach einem odBr mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennfläche (34) zwischen dem beweglichen Verschlussteil (28) und dem stationären Verschlussteil (4) kugelkalottenförmig ausgebildet und dieser Verschlussteil (28) um eine Vertikalachse (29) drehbar ist.

5. Verschliesseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der drehbare Ring (19) des Wälzlagers (32) mit einem Kettenrad (20) fest verbunden ist oder das Ketterrad und der drehbare Wälzlagerring aus einem einzigen Stuck bestehen.

6. Verschliesseinrichtung nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder (12) durch mehrere am Umfang verteilt angeordnete Schrauben (14) mit dem drehbaren Wälzlagerring (19) federnd zueammangespannt ist.

7. Verschliesseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussöffnung (9) im drehbaren Verschlussteil (28) nur einfach gekrümmt ist und die Mittelachse dee Durchlaufkanals (9) im Bereich der Trennflfiche (34) mindestens angenähert radial gegen den Mittelpunkt der Kugelkalotte gerichtet ist.

8. Verschlusseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlasskanal (9) an der Mündungsstelle des drehbaren Verschlussteiles (28) aussermittig liegt.

9. Verschliesseinrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlasskanal (§) schwach gekrümmt ist und anjder Mündungsstelle des drehbaren Verschlussteiles (2Θ) zu dessen Drehachse (29) mittig liegt.

10. Verschliesseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehverbindung zwischen dem drehbaren Verschlussteil (28) und dem Kettenrad (20) durch Mitnehmerorgane (13, 15) erfolgt, die beschränkte Winkelabweichungen der miteinander drehverbundenen Teile zulassen.

11. Verschliesseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Bohrung der Tellerfeder (12) und dem drehbaren Verschlussteil (28) radiales Spiel vorhanden ist.

12. Verschliesseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der die Trennfläche des unbeweglichen zum beweglichen Verschlussteiles (28) bildende Kalotten-

des Durchmessers/ radius das 3- bis 5fache/des Durchlaufkanals (9) beträgt.

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13. Verschliesseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste Krümmungsradius des Durchlaufkanals (9) grosser als der Bfache Durchmesser des letzteren ist.

14. Verschliesseinrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlaufkanal (93 so schwach gekrümmt ist, dass eine gerade Stange von mindestens V4 dss Durchlaufkanal-Durchmessers bis in das Innere der Giesspfanne oder des Zwischenbehälters hindurchführbar ist.

15. Verschliesseinrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachse (24) des Ourchlaufkanals (9) aussermittig zur Drehachse (29) des bewsglichan Vsrschlussteiles (28) ausmündet und die Winkelabweichung im ?1ündungsbereich gegenüber der Vertikalen 1° - 5° beträgt.

16. Verschliesseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehverbindung zwischen dem beweglichen Verschluss (28) und der Tellerfeder (12) durch mindestens zwei sich diametral gegenüberliegende Mitnehmer (13) erfolgt.

17. Verschliesseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der die Wälzkörper untergreifsnde

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Ring (35) eine schrage, ringförmige Schulter aufweist, die eine Lauffläche (3B) für eine Mehrzahl kugelstumpfförmiger Rollen (37) bildet, die Rollen.(37) von einem mit der Tellerfeder (12) drehfest verbundenen Kranz (36) abgestützt sind, der mittelbar oder unmittelbar mit.einem Kettenrad (20) verbunden ist (Fig. 2).

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