DE2443561A1 - Rohrhalter - Google Patents

Description

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ÜSIBA S.A.R.L."

Romainνilie, Frankreich

Rohrhalter

Die-Erfindung "betrifft einen Rohrhalter zum Halten von glühenden Stangen .für die Bearbeitung von feuerfestem Material.

Bei solchen "brennbaren Stangen wird von der Verbrennung von oxydierbarem Metall in unter Druck stehendem Sauerstoff Gebrauch gemacht. Der erfindungsgemäße Rohrhalter ist auf jedem Gebiet anwendbar, bei dem es wichtig ist, zwei Leitungen an schwer erreichbaren Stellen schnell und mit großer Sicherheit zusammenzufügen.

Es ist bekannt, feuerfeste Materialien, wie Beton, Gußeisen oder Auskleidungsmaterial für Hochöfen, Fabriköfen, Bessemer-Birnen oder dgl. mit Hilfe von glühenden Stangen zu schneiden. Dies geschieht mit Hilfe von röhrenförmigen brennbaren Metallstangen, welche in reinem Sauerstoff brennen. An der einen Seite der Stange führt man unter Druck stehenden Sauerstoff ein. Die andere Seite wird angezündet. Die Verbrennung metallischer Legierungen in Sauerstoff liefert hohe Verbrennungstemperaturen, so daß die feuerfesten Materialien durch Schmelzen geschnitten werden können. Die von der Stange kommenden heißen metallischen Oxyde machen das Ausschneiden von Beton und sonstigem Verkleidungsmaterial durch die Bildung von schmelzbaren Schlacken möglich. Wenn diese metallischen Oxyde austreten, wird das Ausschneiden von feuerfesten Materialien möglich.

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Um solche brennbaren Stangen mit Sauerstoff su versorgen, und um sie zu führen, verwendet man einen Rohrhalter. Der Rohrhalter besteht aus einem Verbindungsrohr für die Zufuhr von Sauerstoff und aus einem Griff aus synthetischem Kautschuk, den man mittels eines Gewindes an- oder abschrauben kann. Bei einer solchen herkömmlichen Einrichtung bestehen die folgenden Nachteile: Wenn die brennbare Stange verbraucht ist und wenn der heiße Stangenstummel gegen eine neue Stange ausgetauscht werden soll, so muß man den Griff losschrauben, um den Stangenstummel entfernen zu können. Beim Brennen der Stange bilden sich jedoch Schlacken, welche das Losschrauben erschwerer·, können. Die Schlacken werden während des Schneidvorgangs zurückgeworfen. Diese heißen Schlacken und die Wärmeleitfähigkeit der Stangen führen zu einer erheblichen Temperaturerhöhung, wodurch ebenfalls das Abschrauben erschwert wird. Daher erfordert das Auswechseln der brennbaren Stange einen' erheblichen Zeitaufwand während· dessen das bearbeitete Werkstück kalt wird. Hierdurch wird die Wiederaufnahme des Schneidvorganges erschwert und die brennbare Stange muS wiederum gesondert angezündet werden, was Zeit in Anspruch nimmt.

Ferner besteht zwischen dem Anschraubvorgang und dem Sauerstoffeintritt kein zeitlicher Zusammenhang, so daß es geschehen kann, daß bei einem Bedienungsfehler die Stange abgeschraubt wird, während der Sauerstoff noch nicht abgestellt wurde. Dabei besteht die Gefahr, daß der Stangenstummel durch den hohen Sauerstoffdruck weggeschleudert wird und ein heftiger Sauerstoffstrahl austritt.

Selbst bei richtiger Bedienung (richtiger Sauerstoffdruck und genügend feste Schraubverbindung) kann ein Stückchen Oxyd oder Schlacke im Schraubengewinde des Rohrhalters stecken bleiben. Hierbei besteht die Gefahr, daß die neue Stange durch den einströmenden Sauerstoff herausgeschleudert wird.

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L,?. ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rohrhaiter zu schaffen, welcher ein rasches,sicheres und einfaches Austauschen des brennbaren Rohrs erlaubt tind zu einer dichten Verbindung führt.

"ur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Kupplungsvorrichtung geschaffen, welche eine druckbeaufschlagbare Muffe aufweist. Die Muffe weist; eine geschmeidige Wandung auf, welche bei Druckbeaufschlagung gegen die brennbare Stange gepreßt' wird, so daß die brennbare Stange nicht verschoben werden kann. Die Muffe wird gegen Längsverschiebung festgehalten. Bei Druckbeaufschlagung schmiegt sich die geschmeidige Wandung der Muffe fest an das brennbare Rohr an.,Hierdurch wird eine dichte Verbindung gewährleistet. Das brennbare Rohr wird mit dem gleichen Druck festgehalten, welcher sich bei einer Störung in Richtung eines Herausschleuderns der Stange auswirken würde. Die Befestigung der brennbaren Stange im Rohrhalter und die Betätigung eines Sauerstoffventils geschehen in einem Vorgang. Erfindungsgemäß wird die Kupplungsvorrichtung durch den Sauerstoff betätigt. Bei dem erfindungsgemäßen Rohrhalter ist es unmöglich, eine glühende Stange wegzunehmen oder eine neue einzusetzen, wenn das Sauerstoffventil nicht gesperrt ist. Der Sauerstoffdruck wirkt sich in Querrichtung stärker aus als in Längsrichtung. Die brennbare Stange wird umso fester gehalten, je größer der Druck ist. '^ er Vorgang des Ein- und Ausspannens der brennbaren Stange wird lediglich durch die Ventilbetätigung eingeleitet. Das Ventil umfaßt bei einer bevorzugten Ausführungsform eine federbeaufschlagte Kugel und einen mit dieser zusammenwirkenden Stift, welcher bei Ventilöffnung die Kugel vom Kugelsitz abhc-bt. Der Stift sitzt in einem Stiftsockel aus leicht schmelzbarer Legierung, welche bei Überhitzung des Rohrhalters schinilzt, so daß das Ventil geschlossen, wird.

T") folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Ss zeigen:

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Pig.. 1 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Rohrhalters und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rohrhalters.

Der erfindungsgemäße Rohrhalter umfaßt ein Ventil 1 und eine Kupplungsvorrichtung 3, welche an der Stange 2 angreift. Am hinteren Teil des Ventils 1 ist ein Verbindungsrohr 10 für die Zufuhr des Sauerstoffs vorgesehen. Dieses VerMndungsrohr ist mit einem geschmeidigen Schlauch verbunden und durch eine auf einen Ventilkörper 12 aufgeschraubte Überwurfmutter 11 festgehalten. Am Hinterende dieses Ventilkörpers 12 mündet die Verbindungsstange 10 aus. Im Ventilkörper 12 ist ein Kolben 13 verschiebbar und drehbar gelagert. Der Ventilkörper 12 ist gegen den Kolben 13 durch ringförmige Dichtungen 14 und 14' abgedichtet. Der Kolben 13 v/eist einen zylindrischen Bereich 13a auf, sowie einen Innenflansch 13b mit einer zentralen Öffnung 15; Diese Öffnung ist auf der dem Verbindungsrohr 10 zugewandten Seite mit einer Kugel 16 verschlossen. Diese Kugel 16 wird von einer Feder 17 beaufschlagt und gegen die Öffnung 15 gedruckt. Die Feder 17 wird an ihrem anderen Ende durch einen Gummiring 18 festgehalten, der in einem kreisförmigen Loch auf der Innenseite des zylindrischen Teils 13a eingesetzt ist. In das zylindrische Teil 13a des Kolbens 13 ist ein Bedienungshebel 19 eingeschraubt. In dem Ventilkörper 12 ist eine schraubenförmige Führung ausgebildet, deren Achse mit der Achse des Kolbens zusammenfällt. Durch diese schraubenförmige Führung erstreckt sich der Bedienungshebel 19. Jedes Ende der schraubenförmigen Führung läuft in eine Querführung aus. Diese Führung für den Bedienungshebel 19 ist derart ausgebildet, daß bei einer Drehung des Bedienungshebels 19 der Kolben 13 gedreht wird und gleichzeitig eine Lengsverschiebung erfährt. Bei einer Drehung in einer Richtung bewegt sich der Kolben auf einen Ventilboden 21 zu und kommt mit diesem fast in Kontakt. Der Ventilboden 21 verschließt den Ventilkörper 12 auf der vorderen Seite. Zwischen dem Ventilboden 21 und dem Innenflansch 13b des Kolbens 13 befindet sich eine zusammengedrückte

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Feder 22. Diese Feder 22 versucht, den Kolben 13 in R'ückwärtsrichtung zum Verbindungsrohr 10 hin zu verschieben. In dem Ventilboden 21 sind Öffnungen 25 ausgebildet, welche den Innenraum des Ventils mit dem Außenraum verbinden.

Ferner ist in dem Ventilboden 21 ein Stift 23 zentral befestigt. Der Durchmesser dieses-Stiftes ist geringer als der Durchmesser der Öffnung 15. Bei einer Verschiebung des Kolbens nach rechts dringt der Stift 23 in die Öffnung 15 ein. Die Ijänge des Stiftes ist nun so gewählt, daß bei geschlossenem Ventil die Kugel nicht berührt wird. Wenn aberder Kolben 13 nach rechts bewegt wird, und fast in Berührung mit dem Ventilboden 21 kommt, so schiebt der Stift 23 die Kugel rückwärts, so daß die Kugel von dem Flansch 13b des Kolbens 13 abgehoben wird und die Öffnung 15 freigegeben wird. Der Stift 23 ist nicht direkt in dem Ventilboden 21 befestigt, sondern über ein ringförmiges Sockelelement 24,· welches aus Metall besteht, das bei einer relativ niedrigen Temperatur schmilzt. Das ringförmige Sockelelement 24 ist in einem kreisförmigen zentralen Loch des Ventilbodens 21 vorgesehen. Ansteile des feststehenden Stiftes und der beweglichen Kugel könnte man auch einen beweglichen Stift und einen mit diesem zusammenwirkenden feststehenden Körper vorsehen. Auch in diesem Fall muß der Stift in einem schmelzbaren Sockel befestigt sein. Der Sockel wiederum könnte mit einem Bedienungshebel verbunden sein.

Der das Schneidwerkzeug haltende Teil 3 des Rohrhalters besteht aus einem äußeren Rohr 3.2, das auf den Ventilkörper 12 aufgeschraubt ist. Am vorderen Ende des Rohrs 32 ist ein Zapfen 33 mit einem zentralen Loch aufgeschraubt. In dieses zentrale. Loch wird die brennbare Stange eingeführt. Am inneren Ende des Zapfens 33 befindet sich ein Fortsatz 33a mit peripheren Rillen. Der Zapfen 33 ist mit einem Außengewinde 33b versehen und dicht in das Rohr 32 eingeschraubt. An dem dem Ventilkörper 12 zugewandten Ende des Rohrs 32 ist ein hinterer Zapfen 31 eingeschraubt, welcher ebenfalls eine zentrale Bohrung aufweist,

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Die brennbare Stange wird auch durch diese Bohrung geführt. Am inneren Ende dieses Zapfens 31 befindet sich wiederum ein Portsatz 31a mit einer peripheren Riffelung. In diesem hinteren Zapfen 31 sind Durchgänge 31b vorgesehen. Hinter diesem hinteren Zapfen ist der Ventilboden 21 eingeschraubt. Das Bezugszeichen 34 'bezeichnet eine röhrenförmige geschmeidige Membran. Diese erstreckt sich zwischen den Fortsätzen 31a und 33a der Zapfen 31 und 33. Die röhrenförmige Membran 34 weist an den Enden konische Verbindungsstücke 34a und 34b auf, welche an der Innenfläche eine Riffelung tragen. Beim Zusammenfügen schieben, sich diese konischen Stücke über die Portsätze 31a und 33a der Zapfen 31 und 33. Die Membran 34 ist von einer Spiralfeder 35 umgeben. Diese Spiralfeder drückt die konischen Enden 34a und 34b fest gegen die Portsätze 33a und 31a.

Pig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des' erfindungsgemäßen Rohrhalters in Teildarstellung. Diese Ausführungaform v/eist einen S teue rungs hohlraum 30 auf, welcher durch den Ventilboden 21, dem Rohr 32, dem hinteren Zapfen'31 und dem hinteren Teil der brennbaren Stange 2 begrenzt ist. Außerdem ist ein ringförmiger Ausdehnungshohlraum vorgesehen, welcher von dem Rohr 32, dem vorderen Zapfen 33 und dem hinteren Zapfen 31 und der geschmeidigen Membran 34 begrenzt ist. Diese zwei Hohlräume 30 und 36 stehen über die Durchgänge 31b in den hinteren Zapfen 31 in Verbindung. Der Hohlraum 30 steht über die Durchgänge 25 im Ventilboden 21 mit dem stromab von der Kugel 16 gelegenen Innenraum des Ventils in Verbindung.

Bei der Ausführungsform gemäß Pig. 2 ist die geschmeidige Membran 34 umgestülpt. Somit weist die Membran 2 konzentrische röhrenförmige Wandungen auf, nämlich eine Innenwandung -341 und eine Außenwandung 342. Diese beiden röhrenförmigen Wandungen sind am vorderen Ende durch eine Stirnwandung 343 miteinander verbunden. Am hinteren Ende v/eisen die röhrenförmigen Wandungen wiederum konische Bereiche 34a und 34b auf. In diesem Falle ist das Rohr 32 mit einer Stirnwandung 33₍versehen. Diese Stirnwandung weist eine Bohrung auf, durch

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welche die brennbare Stange eingeführt wird.

Die äußere röhrenförmige Wandung 341 und die Stirnwandung 342 der Membran liegen an dem Rohr 32 an. Der hintere Zapfen 31 ist mit zwei Fortsätzen 31a und 31'a versehen, welche eine Riffelung tragen. Die beiden Portsätze sind konzentrisch angeordnet. Die Riffelung der Portsätze wirkt mit einer entsprechenden Riffelung der konischen Bereiche der Membran 34 zusammen. Durch zwei Spiralfedern 35 und 35', welche konzentrisch zueinander angeordnet sind, werden die konischen Bereiche 34a und 34b fest auf die Fortsätze des Zapfens 31 gepreßt. Auch hier sind Durchgänge 31b vorgesehen, welche für eine Verbindung des Steuerungshohlraums 30 mit dem Ausdehnungshohlraum 36 sorgen. In diesem PaIIe besteht der Ausdehnungshohlraum 36 im wesentlichen aus der Membran 34.

Im folgenden soll die ArbeitsA^eise des erfindungsgemäßen Rohrhalters erläutert \verden. Zunächst wird das Ventil 1 geschlossen. Hierzu wird der Hebel 19 in. der schraubenförmigen Führung 20 derart umgelegt, daß der Kolben 13 seine hintere Stellung einnimmt. In diesem Falle wird die Kugel 16 gegen ihren Sitz 15 gedrückt. Die Kugel 16 hat hierbei eine von dem Stift 23 entfernte Lage. Nun wird die brennbare Stange 2 durch die Löcher der Zapfen 33 und 31 eingeführt. Dies geschieht relativ leicht, da die Membran 34 im mittleren Bereich des Teils 3 nicht unter einem Druck steht. Sodann wird das Ventil durch Umlegen des Hebels geöffnet. Gleichzeitig gleitet der Kolben 13 in dem zylindrischen Ventilkörper 12 vorwärts. Auch die Kugel 16 wird mitsamt dem Kolben 13 vorwärtsbewegt bis sie am äußersten Ende des Stifts 23 angreift. Dann wird'die Kugel von ihrem Sitz abgehoben und die Öffnung 15 wird freigegeben. Dabei gelangt der unter Druck stehende Sauerstoff in den vorderen Teil des Ventilhohlraums und in den Steuerungshohlraum 30 und durch die Öffnungen 25 im Ventilboden 21 in den Ausdehnungshohlraum 36. Der Ausdehnungshohlraum .36 wird dabei unter Druck gesetzt. Dabei strömt der Sauerstoff durch die Durchgänge 31b. Wenn nun in dem Ausdehnungshohlraum 36

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ein Druck aufgetaut wird, so führt dies zu einer Ausdehnung der geschmeidigen Membran 34 in deren mittlerem Bereich. Hierdurch wird die Membran gegen die "brennbare Stange 2 gepreßt. Gleichzeitig wird der Hohlraum 30 gegenüber der Außenatmosphäre abgedichtet, so daß die Druckenergie im Inneren der Stange verbleibt. Der Druck im Inneren der Stange entspricht somit dem Druck im Ausdehnungshohlraum 36. Der Sauerstoff entweicht nun aus dem Steuerungshohlraum 30 in das Innere der rohrförmigen brennbaren Stange. Das vordere Ende der brennbaren Stange aus welchem der Sauerstoff austritt, wird angezündet. Nun kann man mit dem Schneiden des feuerfesten Materials beginnen. Wenn die brennbare Stange (glühende Stange) abgebrannt ist und durch eine neue brennbare Stange ersetzt werden soll, so muß lediglich der Hebel 19 umgelegt werden. Hierdurch wird das Ventil geschlossen und die Sauerstoffzufuhr wird unterbrochen. Dies führt zu einem Druckabfall in den Hohlräumen 30 und 36, so daß die Membran 34 nicht mehr gegen den Stummel der Stange 2 gepreßt wird. Die brennbare Stange kann somit leicht herausgelöst werden. Eine neue Stange kann nun eingesetzt werden. Wird das Ventil nun wiederum geöffnet, so wird die neue Stange wiederum durch die Membran festgehalten und der Sauerstoff strömt wiederum durch die Stange aus. Die Stange kann nun innerhalb kurzer Zeit wieder angezündet werden. Dieser Auswechselvorgang geschieht so rasch, daß in der Zwischenzeit das zu bearbeitende Werkstück nicht erkaltet. In den meisten Fällen ist dabei das bearbeitete Werkstück noch heiß genug, um die neue Stange durch Berühren mit demselben anzuzünden. Da die brennbare Stange im Rohrhalter ohne Schraubverbindung gehalten wird, kann die brennbare Stange leicht ersetzt werden. Es kommt nicht zu Störungen aufgrund der Wärme oder durch Zurückschleudern von Schlacke. Da der Stummel der brennbaren Stange erst freigegeben wird, wenn der Sauerstoff abgestellt ist, besteht nicht die Gefahr eines Hinausschleuderns des abgebrannten Stummels der Stange. Schließlich verhindert der aus Metall bestehende schmelzbare Sockel 24 des Stiftes 23 daß der Griff des Rohrhalters infolge einer ungewöhnlich starken Erhitzung beschädigt v/ird. Dies könnte

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ζ. B. bei einer übermäßigen Verkürzung der brennbaren Stange geschehen, wobei das brennende äußerste Ende dem Rohrhalter zu nahe kommen könnte. Im Falle einer übermäßigen Erhitzung des Rohrhaltergriffs beginnt die schmelzbare Legierung, aus v/elcher der ringförmige Sockel 24 besteht, zu schmelzen. Aufgrund der Federkraft der Feder 17 schiebt nun die Kugel 16 den Stift 23, welcher nicht mehr im Ventilboden 21 festgehalten wird, zurück und die Kugel verschließt die Öffnung 15, so da3 die Sauerstoffzufuhr abgestellt wird. Wenn nun der Rohrhalter wieder instandgesetzt werden soll, muß der Ventilboden 21 gegen einen neuen mit einem Stift 23 oder einem Sockel 24 versehenen Ventilboden 21 ausgewechselt werden oder man muß den Sockel 24 wieder herstellen. Man kann auch die glühenden Starigen und.die geschmeidigen Membranen mit ringförmigen vorstehenden Wülsten versehen oder gleichzeitig sowohl die Membran als auch die Stangen mit zusammenwirkenden ringförmigen Wulsten versehen, um so die Dichtung zu verbessern und die Stangen gegen eine Längsverschiebung festzuhalten.

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Claims (6)

- IO PATENTANSPRÜCHE

1.) Rohrhalter für "brennbare Stangen mit einem Sauerstoffeinlaß, einem Ventil und einer Kupplungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtung (3) eine das brennbare Rohr (2) umgebende Muffe (34) umfaßt, welche mit dem unter Druck stehenden Sauerstoff beaufschlagbar ist und eine geschmeidige Wandung aufweist, welche bei Druckbeaufschlagung gegen das Rohr (2) gepreßt wird, wobei die Muffe (34) gegen Längsverschiebung festgehalten wird.

2. Rohrhalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Kugelventil (1) mit einer durch eine Feder (17) gegen einen Ventilsitz gedrückten Kugel (16) und mit einem an der Kugel (16) in Angriff bringbaren Stift (23).

3. Rohrhalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (1) einen mittels eines Hebelarms (Ί9) längsverschiebbaren den Ventilsitz (15),die Feder (17) und die Kugel (16) tragenden Kolben (13) aufweist.

4. Rohrhalter nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (23) in einem Sockel (24) gehalten ist, der aus einer schmelzbaren Legierung besteht und als Sicherungselement dient.

5. Rohrhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (34) sich in einem mit Druck beaufschlagbaren ringförmigen Raum(36) befindet, welcher durch einen Außenmantel (32) und durch einen mit einer Zentralbohrung versehenen vorderen Zapfen (33) und einen mit einer Zentralbohrung versehenen hinteren Zapfen (31) definiert ist, wobei der vordere Zapfen (33) einen Innenfortsatz (33a) mit peripheren Rillen aufweist und wobei der hintere Zapfen (31) einen Innenfortsatz (31a) mit peripheren Rillen aufweist

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und wobei der hintere Zapfen (51) Durchgänge (31b) für die. Druckbeaufschlagung des ringförmigen Raums (36) aufweist und wobei die Muffe (34) durch eine Druckfeder (35) auf die Portsätze (31a, 33a) der Zapfen (31, 33) gepreßt wird.

6. Rohrhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen druckbeaufschlagbaren ringförmigen Raum (36), welcher eine umgestülpte geschmeidige Membran (34) enthält und durch einen Außenmantel (32), eine vordere Stirnwand (33) und einen hinteren Zapfen (31) definiert ist, wobei die umgestülpte Membran (34) am vorderen Ende geschlossen ist und am hinteren Ende, zwei konische Bereiche (34a, 34b) aufweist, welche auf zwei mit Rillen versehenen Portsätzen (31a, 31 ^Ta) durch zwei Druckfedern (35, 35'). aufgedrückt werden.

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