DE2402088C2 - Stichlochstopfmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stichlochstopfmaschine, insbesondere für Hochöfen, mit einem in einem Massezylinder verschiebbaren Stopfkolbea

Stichlochstopfmaschinen zum Verschließen von Ab stichlöchern insbesondere von Hochöfen, Niederschachtöfen und auch Siemens-Martin-Öfen, mit denen eine Stopfmasse aus dem Massezylinder in das Abstichloch gedrückt wird, sind bekannt In der Regel ist der vordere Teil des Massezylinders kegelförmig verjüngt, um den Durchmesser des Massezylinders auf den Durchmesser des Abstichlochs zu reduzieren. Durch diese Verjüngung ist eine relativ hohe Pressung am Stopfkolben erforderlich, da die Stopfmasse einen hohen Verformungswiderstand bzw, eine geringe Plastizität besitzt Außerdem müssen der Gegendruck des unter dem Innendruck des Ofens ausfließenden Metalls und ein hoher Widerstand in dem ausgewaschenen Stichloch überwunden werden.

Bei bekannten Konstruktionen befindet sich ein Spalt von wenigen Zehntel Millimetern zwischen dem Stopfkolben und der Zylinderwandung, um ein Festfressen der gegeneinanderbewegten Teile durch die in der Stopfmasse enthaltenen schmirgelnden Bestandteile zu verhindern. Es ist jedoch unvermeidlich, daß nach relativ kurzer Betriebszeit infolge der schmirgelnden Wirkung fester Stopfmassebestandteile dennoch der Stopfkolben und die Zylinderwandung zunehmend Schaden nehmen und ein Verschleiß stattfindet, der kostspielige Reparaturen erfordert Der Verschleiß an der Zylinderwand kann zwar durch Einsetzen einer gehärteten Büchse verringert werden, dies ist jedoch außerordentlich teuer. Ein weiterer Nachteil bekannter Stichlochstopfmaschinen besteht darin, daß sich die durch den Spalt zwischen der Zylinderwandung und dem Stopfkolben hindurchtretende Stopfmasse bei der Rückbewegung des

is Stopfkolbens im hinteren Zylinderraum sammelt Bei Verwendung schnellhärtender Stopfmassen, wie sie im modernen Hochofenbetrieb in den letzten Jahren üblich geworden sind, läßt sich die erhärtete Masse schon nach kurzer Zeit nicht mehr durch die in der Zylinder-

wand dafür vorgesehene öffnung entfernen. Demzufolge ist es auch nicht mehr möglich, den Kolben bis in die rückwärtige Endlage zu bringen, so daß sich das Fassungsvermögen des Massezylinders stetig verringert Ein Abdichten des Kolbens mit an sich bekannten Kolbenringen besitzt den Nachteil, daß die Kolbenringe durch die Stopfmasse am Kolben festbacken und demzufolge die verhältnismäßig geringe radiale Spannkraft der Kolbenringe unwirksam wird Dies führt schon nach relativ kurzer Betriebszeit zum Bruch der Kolbenringe und damit zum vorübergehenden Ausfall der ganzen Maschine.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Stichlochstopfmaschine, insbesondere für Hochöfen, mit einem Stopfkolben zu schaffen, dessen Abdichtung gegen die Zylinderwandung zwar durch einen oder mehrere Kolbenringe erfolgt, gleichwohl keinen der vorgenannten Nachteile aufweist und durch minimalen Verschleiß, insbesondere in bezug auf die Betriebsdauer des Massezylinders, besonders wirtschaftlich eingesetzt werden kann. Darüber hinaus voll de; Stopfkolben auch beim Einsatz verschiedenartiger Stopfmassen einwandfrei funktionieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen in einer Umfangsnut des Stopfkolbens radial ver schiebbaren Kolbenring mit großem Querschnitt, des sen in Preßrichtung weisende Stirnfläche mindestens teilweise freiliegt Demzufolge kommt der Kolbenring mit der Stopfmasse in Berührung, so daß der Preßdruck direkt auf den Kolbenring wirkt

so Durch den großen Querschnitt bedingt, besitzt der Kolbenring eine entsprechend große Spannkraft, die ein dichtes Anliegen an der Zylinderinnenwand gewährleistet Vorzugsweise besitzt der Kolbenring auf der der Stopfmasse abgewandten Seite eine kegelstumpfför mige Stirnfläche, die sich auf einer Gegenfläche der Umfangsnut gleitend abstützen kana Dabei kann die Gegenfläche ebenfalls kegelstumpfförmig geneigt verlaufen oder linsenförmig gekrümmt seia Der erfindungsgemäße Stopfkolben besitzt den be sonderen Vorteil, daß er sich bei geringem Preßdruck unter der Wirkung seiner eigenen Vorspannung dichtend gegen die Zylinderwandung legt, bei höherem Preßdruck dagegen unter der Einwirkung der Stopfmasse dagegen gleichsam auf einer schiefen Ebene ge- spreizt und somit zusätzlich gegen die Zylinderwandung gedrückt wird.

Bei linsenförmig gekrümmter Gegenfläche können Kolbenringe mit unterschiedlicher Kegelflächenneigung

verwendet werden, um bei gleichem Druck unterschiedliche Radialkräfte zu erzeugen. Auf diese Weise ist es möglich, eine der Natur der jeweiligen Stopfmasse entsprechende Radialkraft zu gewährleisten.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, in eine beispielsweise im Querschnitt U-förmtge Umfangsnut zunächst einen Gegenring mit einer kegelstumpfförmigen Kugelfläche ortsfest einzusetzen, an der dann die entsprechende Kegelstumpffiäche des erfindungsgemäßen Kolbenrings anliegt In diesem Falle kommen stets zwei mit kegelstumpfförmig verlaufenden Komplementärflächen versehene Ringe zur Verwendung.

Um em leichtes Auswechseln bzw. Einsetzen des Kolbenringes und gegebenenfalls auch des Komplementärringes zu ermöglichen, wird der Kolbenring stirnseitig vorzugsweise von einer Deckscheibe gehalten, deren Durchmesser kleiner ist als der Zylinderdurchmesser, um einen Umfangsspalt zu schaffen, in den die den Kolbenring spreizende Stopfmasse eindringen kann. Vorzugsweise befindet sich dabei zwischen der der Stopfmasse abgewandten Stirnfläche der Deckscheibe und der ihr gegenüberliegenden Stirnfläche des Kolbenrings ein radialer Spalt, so daß die Stopfmasce unter dem Einfluß des Preßdrucks einen mehr oder minder großen Teil der in Preßrichtung liegenden Stirnfläche des Kolbenrings beaufschlagt und auf diese Weise eine große Radialkraft gewährleistet ist

Schließlich kann der Innendurchmesser des Kolbenrings auch erheblich größer als der Durchmesser des ihr gegenüberliegenden Kolbenteils sein, so daß sich zwischen der Innenfläche des Kolbenrings und der ihr gegenüberliegenden Mantelfläche des Stopfkolbens ein Ringspalt ergibt, in den ebenfalls die unter dem Preßdruck stehende Stopfmasse eindringt Auf diese Weise ergibt sich eine weitere Erhöhung der dichtenden Radialkraft

Um selbst für den Fall, daß geringe Mengen Stopfmasse zwischen der Zylinderwandung und dem Kolbenring hindurchtreten, eine Beschädigung des Kolbens auszuschließen, Hegt erfindungsgemäß die Mantelfläche des Kolbens im Abstand von der Zylinderwandung. Dabei sollte in der Stoßstelle des Kolbenrings ein Gleitstück angeordnet sein, um den den Kolben umgebenden Ringspalt gegen die Stopfmasse abzusperren.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert In der Zeichnung zeigen

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Massezylinder mit einem erfindungsgemäßen Stopfkolben,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie I-I in F i g. 1,

Fi g. 3 eine vergrößerte Darstellung des Kolbenrings der Fig. 1,

F i g. 4 und F i g. 5 der F i g. 3 entsprechende Darstellungen der Umfangsnut und des Kolbenrings in anderer

to Ausführung.

Der erfindungsgemäße Stopfkolben 1 ist verschiebbar in einem Massezylinder 2 angeordnet Der Massezyiinder 2 besitzt eine kegelförmige Verjüngung 3, die in das nicht dargestellte Stichloch eines Hochofens od. dgl.

eingeführt wird und bei 5 abzunehmen ist Der Stopfkolben 1 wird mittels einer Kolbenstange 4 im Massezylinder verschoben. An der zur kegelförmigen Verjüngung bzw. Stopfmasse weisenden Seite besitzt der Stopfkolben 1 eine Umfangsnut 6. Diese Umfangsnut kann eine kegelstumpfförmige oder linsenförmige Stirnwand 7, 8 aufweisen. In der Umfangsnut sitzt ein Kolbenring 9, dessen der als Gegenfläche ;virkenden Ringnutwand 7, 8 zugekehrte kegelstumpf fernläge Stirnfläche 10 flach oder steil verlaufen kann.

Eine Deckscheibe 11 schließt die Ringnut 6 gegen den Zylinderinnenraum 12 ab und ist derart bemessen, daß sich zwischen ihr und der Zylinderwandung ein Ringspalt 13 ergibt; außerdem ist die Deckscheibe 11 im Abstand von dem Kolbenring 9 angeordnet, so daß sich ein Zwischenraum 14 ergibt, an den sich ein Ringspalt 15 zwischen dem Kolbenring 9 und dem Kolben 1 anschließt Desgleichen befindet sich zwischen der Wandung des Massezylinders 2 und dem rückwärtigen Teil des Stopfkolbens 1 ein Zwischenraum 16 von mehreren Millimetern. Die Stoßstelle 17 des Kolbenrings ist durch ein eingesetztes Gleitstück 18 verschlossen.

Bei der erfindungsgemäßen Stopfmaschine dringt die Stopfmasse aus dem Zylinderinnenraum 12 durch den Ringspalt 13 in den Zwischenraum 14 und von dort in den Ringspalt 15, so daß der Kolbenring unter dem Einfluß des Masse- bzw. Preßdrucks (Pi + P₂) (F i g. 3) in der Umfangsnut nach außen gegen die Zylinderwand gedrückt wird. Die Kolbenringbewegung wird dabei durch den Verlauf der Gegenfläche bzw. Ringnutwand 7, 8 bestimmt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentanspräche:

1. Stichlochstopfmaschine, insbesondere für Hochöfen, mit einem in einem Massezylinder verschiebbaren Stopfkolben, gekennzeichnet durch einen in einer Umfangsnut (6) des Stopfkolbens (1) radial verschiebbaren Kolbenring (9) mit großem Querschnitt, dessen in Preßrichtung weisende Stirnfläche mindestens teilweise freiliegt

2. Stichlochstopfmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Massezylinder (2) abgekehrte Stirnfläche (10) des Kolbenrings (9) kegelstumpffönnig ausgebildet ist und an einer kegelstumpfförmig oder linsenförmig ausgebildeten Gegenfläche (7,8) anliegt

3. Stichlochstopfmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnut (6) fnasseseitig durch eine Deckscheibe (11) begrenzt ist, deren Mantelfläche im Abstand zur Wandung des Massezylinders (2) verläuft.

4. Stichlochstopfmaschine nach einem oder mehreren der Anspräche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Kolbenring (9) und der Deckscheibe (11) ein Zwischenraum (14) befindet

5. Stichlochstopfmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sieb zwischen der Innenfläche des Kolbenrings (9) und der ihr gegenüberliegenden Mantelfläche des Stopfkolbens (1) ein Ringspalt (15) befindet

6. Stichlochstopfmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Mantelfläche des Stopfkolbens (1) und der Wandung des Massezylinders (2) ein Ringspalt (16) befindet

7. Stichlochstopfmaschine nacn einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Stoßstelle (17) des Kolbenrings (9) ein Gleitstück (18) befindet

8. Stichlochstopfmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen in der Umfangsnut (6) angeordneten Gegenring mit Gegenflächen (7,8).