DE2500595A1

DE2500595A1 - Grosskonverter

Info

Publication number: DE2500595A1
Application number: DE19752500595
Authority: DE
Inventors: Ernst Ing Riegler; Manfred Ing Schmidt
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1974-01-10
Filing date: 1975-01-09
Publication date: 1975-07-17
Also published as: BE824167A; GB1487891A; ES433649A1; US3938855A; SE395480B; CA1034377A; JPS50102505A; JPS5234402B2; DE2500595B2; ATA17074A; FR2257689A1; SE7416145L; FR2257689B1; AT337226B; IT1028221B; BR7500154A; DD115697A5

Description

- Patentanwalt /\ H J | |

Stuttgart N. Menzelstraße40 g j__

250Q595

Vereinigte österreichische Eisen- und Stahlwerke - Alpine Montan Aktiengesellschaft, Sitz Wien, Werksgelände, 4010 Wien,

Österreich

"Großkonverter "

Die Erfindung betrifft einen Großkonverter, der auf der Loslagerseite und auf der Festlagerseite angetrieben ist.

Im allgemeinen Maschinenbau ist es üblich, eine Welle auf einer Seite in einem Festlager und auf der anderen Seite in einem Loslager zu lagern, um Wärmedehnungen bzw. Montageungenauigkeiten aufnehmen zu können und eine einwandfreie Funktion zu gewährleisten. Auch bei einer Konverteranlage für die Stahlerzeugung wird üblicherweise der Konvertertragring mit einem Tragzapfen in einem Festlager und mit dem anderen Tragzapfen in einem Loslager gelagert.

Bei Großkonvertern ist es notwendig, wegen der großen zu übertragenden Drehmomente sowohl auf der Festlagerseite als auch auf der Loslagerseite einen Kippantrieb vorzusehen. Für den loslagerseitigen Antrieb ergeben sich dabei besondere

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Probleme bei der Drehmomentenabstützung des Antriebes aufgrund der zu berücksichtigenden axialen Verschiebungen, die in der Größenordnung bis zu + 80 mm liegen können. Der loslagerseitige Antrieb muß dieser axialen Bewegung folgen können und es muß dabei die Drehmomentenabstützung voll funktionsfähig bleiben. Weitere Schwierigkeiten bei Großkonvertern ergeben sich auch dadurch, daß die Auslenkung, die z.B. durch Pendelrollenlager aufgenommen wird, eine erhebliche exzentrische Bewegung des Konverters beim Kippen zur Folge hat, weil die Auslenkungspunkte von den Stellen, an denen die Auslenkung wirklich auftritt, relativ weit herausgerückt sind. Schließlich sind Schweißprobleme bei der Einbindung der Tragzapfen in den Tragring vorhanden. Wenn vergüteter Stahl für die Tragzapfen verwendet werden soll, der den Beanspruchungen' am besten entspräche, muß eine schwierige Vorwärmung beim Schweißen durchgeführt werden; aus diesem Grund verwendete man in der Regel Stähle mit einer Warmstreckgrenze bis maximal 25 kp/mm und nahm eine überdimensionierung der Zapfen in Kauf.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, sowohl auf der Los lager- als auch auf der Festlagerseite eine Konstruktion zu schaffen, die einen geringen Platzbedarf hat, die Verwendung vergüteter Werkstoffe möglich macht und sowohl den Bedingungen der Auslenkung auf der Loslager- und auf der Festlagerseite als auch der axialen Verschiebungsmöglichkeit auf der Loslagerseite in optimaler Weise gerecht wird.

Die Erfindung, mit der diese Aufgabe gelöst wird, besteht darin, daß das Loslager eine in die Konverterwand oder in den Konvertertragring eingesetzte Büchse mit im Querschnitt halbkreisförmigen Ausnehmungen aufweist, in die ein mit dem Antriebszahnrad der Loslagerseite verbundener oder einen Teil desselben bildender axial verschiebbarer Zapfen mit korrespondierenden, im Querschnitt halbkreisförmigen Ausnehmungen ragt, wobei in die einander ergänzenden Ausnehmungen der Büchse und des Zapfens ballige Rollen zur Übertragung des Drehmomentes eingesetzt sind, und daß das Festlager auf der gegenüberliegenden Seite ebenfalls eine in die Konverterwand oder in den Konvertertragring eingesetzte Büchse aufweist, in die der Zapfen des Antriebs Zahnrades der Festlager— seite ragt, wobei die Büchse und der in die Büchse reichende Teil des Zapfens kraftschlüssig miteinander verbunden sind und zwischen

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Büchse und Zapfen ein aus Innenringen und Außenringen bestehendes Lager vorgesehen ist, deren als Kugelflächen ausgebildete gegenseitige Laufflächen einen gemeinsamen Mittelpunkt haben.

Zur Drehmomentübertragung ist nach einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß der auf der Festlagerseite in die Büchse ragende Zapfen eine kugelzonenförmige Nabe mit einer der Kugelfläche folgenden bogenförmigen Außenverzahnung aufweist, die mit einer geraden Innenverzahnung der Büchse kämmt.

Nach einer anderen Ausführungsform können aber auch ähnlich wie auf der Loslagerseite - der auf der Festlagerseite in die Büchse ragende Zapfen im Querschnitt halbkreisförmige Ausnehmungen um seinen Umfang aufweisen und entsprechende, im Querschnitt halbkreisförmige Ausnehmungen an der Innenseite der Büchse vorgesehen sein, wobei in die einander ergänzenden Ausnehmungen des Zapfens und der Büchse ballige Rollen zur Übertragung des Drehmomentes eingesetzt sind.

Die Erfindung macht es möglich, die Zapfen auf der Festlager- und Loslagerseite aus vergütetem Stahl herzustellen, da keine Schweißprobleme gegeben sind. ί

Erfindungsgemäß sind die Antriebe der Festlagerseite und der Loslagerseite gleich ausgeführt, wobei die AntriebsZahnräder in einem am Fundament befestigten Gehäuse eingeschlossen sind.

Auf der Festlager- und Loslagerseite können ein, vorzugsweise mehrere Ritzel samt Vorgelege und Motoren an den Gehäusen angeflanscht sein.

Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung in Verbindung mit der folgenden Beschreibung näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht einer Konverteranlage, die Fig. 2 und 3 den entsprechenden Grundriß bzw. Aufriß. In Fig. 4 ist ein Schnitt durch das Festlager nach der Linie IV-IV der Fig. 3 dargestellt. Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch das Loslager mit analoger Schnittführung wie Fig. 4 und in Fig. 6 ist ein Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5 dargestellt.

In der Zeichnung sind der Konverter mit 1, der Tragring mit 2, der festlagerseitige Zapfen mit 3, der festlagerseitige Antrieb mit 4 und das festlagerseitige Fundament mit 5 bezeichnet. Auf der gegenüberliegenden Seite ist der loslagerseitige Zapfen mit 6, der loslagerseitige Antrieb mit 7 und das loslagerseitige Fundament mit 8 bezeichnet.

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Wie aus der Darstellung der Fig. 4 hervorgeht, ist auf der Festlagerseite in den Tragring 2 eine Büchse 9 eingeschweißt, an deren Innenseite eine gerade Verzahnung 10 vorgesehen ist. An der Büchse sind die Außenringe 11 des erfindungsgemäßen Lagers befestigt, die kugelförmige Laufflächen 12 aufweisen. In die Büchse ragt ein Zapfen 13, der mit dem Antriebszahnrad 14 einstückig zusammenhängt. Auf dem in die Büchse reichenden Teil des Zapfens ist eine kugelzonenförmige Nabe 15 aufgebracht, die eine bogenförmige Verzahnung 16 besitzt, welche mit der Gegenverzahnung 10 kämmt. Beidseitig der Nabe sind am Zapfen die ebenfalls mit kugelförmigen Laufflächen 12 ausgebildeten Innenringe 17 des erfindungsgemäßen Lagers angeordnet, die die Verzahnungen des Zapfens und der Büchse einschließen. Die Kugelflächen 12 der Ringe 11 und 17 und die Bogenverzahnung 16 haben einen gemeinsamen Mittelpunkt M, der in der Zapfenachse liegt. Das Lager ist so dimensioniert, daß zwischen dem Kopfkreis der Verzahnung 16 und dem Fußkreis der Verzahnung 10 ein geringes Spiel 18 vorhanden ist, welches die Verzahnungen gewichtsentlastet. Es ist verständlich, daß bei einer Auslenkung die Außenringe und Innenringe des Lagers gegeneinander ausschwenken, wodurch Winkelauslenkungen von +_ OL aufgenommen werden können.

Konverterseitig ist an dem Lager ein Enddeckel 19 vorgesehen, der das Lager gegen den schulterförmigen Absatz 20 des Zapfens verspannt. Antriebsseitig ist ein Abschlußring 21 vorgesehen, der mit Dichtungen 22 gegen den Zapfen abdichtet. Das Zahnrad 14 ist in einem an dem Fundament 5 befestigten Gehäuse 23 eingesetzt. Infolge der Befestigung des Gehäuses am Fundament erübrigt sich eine eigene Drehmomentenstütze. Mit 24 und 25 sind . Gleit-, Gelenk- oder Wälzlager bezeichnet, von denen das eine als Festlager und das andere als Loslager fungiert. Am Gehäuse sind weiters vier Ritzel 26, samt Vorgelege 27 und Motor 28 angeflanscht, wie im einzelnen aus den Fig. 2 und 3 zu ersehen ist. Für den Zapfen 13 kann erfindungsgemäß ein vergüteter Stahl verwendet werden, da er in den Tragring nicht eingeschweißt wird und somit keine Probleme durch Vorwärmen auftreten. Dadurch kann der Zapfen beanspruchungsgerecht konstruiert und optimal ausgelegt werden, d.h. er braucht nicht tiberdimensioniert zu werden.

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Auf der Loslagerseite ist, wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, im Tragring 2 eine Büchse 30 eingeschweißt, die konverterseitig mit dem Deckel 31 abgeschlossen ist. Getriebeseitig ist ein Deckel 32 vorgesehen, der vom Zapfen 33 durchsetzt ist. 34 sind Dichtungen. Auf der Innenseite der Büchse 30 sind halbkreisförmige Ausnehmungen 35 vorgesehen, die über die Gesamttiefe der Büchse reichen. Der in die Büchse reichende Teil des Zapfens ist mit korrespondierenden halbkreisförmigen Ausnehmungen 36 versehen, sodaß sich die gegenüberliegenden Ausnehmungen zu einem kreisförmigen Profil ergänzen, wie aus Fig. 6 ersichtlich. Die Zapfenausnehmungen sind konverterseitig durch die Distanzscheibe 37 und antriebsseitig durch einen geteilten Stellring 38 begrenzt. In die Ausnehmungen 35, 36 sind ballige Rollen 39 eingesetzt, die zur Übertragung des Drehmomentes dienen. Der Zapfen 33 hängt mit dem Antriebszahnrad 40 in einem Stück zusammen und besteht aus vergütetem Stahl, insbesondere Gußstahl. Das Zahnrad ist im Gehäuse 41 eingeschlossen und in den Lagern 42, 43, von denen das eine als Festlager und das andere als Loslager fungiert, gelagert; Das Gehäuse 41 ist auf dem Fundament 8 befestigt, so daß eine zusätzliche Drehmomentenstütze sich erübrigt. Die Lager 42, 43 können als Gleit-, Gelenk- oder Wälzlager ausgebildet sein. In die Außenverzahnung des Zahnrades 40 greifen Ritzel 44 ein, die pfeilverzahnt oder geradeverzahnt sein können. Zweckmäßig sind vier Ritzel samt ihren Vorgelegen und Motoren am Gehäuse angeflanscht. Die erfindungsgemäße Konstruktion ermöglicht die Aufnahme von Winkelauslenkungen von ±0C bis zu mehreren Graden, wie in Fig. 5 angedeutet. Auch eine axiale Verschiebung ist durch Gleiten der Rollen 39 in den Ausnehmungen 35 der Büchse um ein erheb-r Üches Maß möglich. Diese axiale Verschiebungsmöglichkeit ist in Fig. 5 mit "S" bezeichnet. Die erfindungsgemäße Konstruktion ist einfach/ gewichtsmäßig leicht und erfordert einen viel geringe- ■ ren Aufwand als beispielsweise Pendelrollenlager mit Gußgehäuse, weil durch die Breite des Tragringes ein wesentlich größerer Weg für die axiale Verschiebung zur Verfügung steht. Außerdem ist es · erfindungsgemäß möglich, die axiale Verschiebung und die Winkel- · auslenkung eben dort aufzunehmen, wo sie entstehen. Die Auslenkpunkte befinden sich nahe der Mitte des Tragringprofiles; folglich haben diese Auslenkungen keinen oder nur einen sehr geringen Ein-

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fluß auf die exzentrische Bewegung des Konverters beim Kippen. Obwohl in der Zeichnung eine Ausführungsform der Erfindung an einem Konverter mit Tragring erläutert wurde, ist es für den Fachmann verständlich, daß die Erfindung auch an einem tragringlosen Konverter realisierbar ist, in welchem Fall Büchsen zur übertragung des Drehmomentes sowohl auf der Festlagerseite als auch auf der Loslagerseite in die Konverterwand selbst eingefügt werden.

- 7 - C Ansprüche )

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Claims

Patentanwalt _ AiB 1 |

kih J 1 J 3

Jackisch

Di_P!.-ln₃.^'t_ör Jackisch J 1 J 3

zSuttgartK-Menzetetraße« ^ ^ 8. Jail. 1975

Patentansprüche:

Großkonverter, der auf der Loslagerseite und auf der Festlagerseite angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Loslager eine-'in die Konverterwand oder in den Konvertertragring (2) eingesetzte Büchse (30) mit im Querschnitt halbkreisförmigen Ausnehmungen (35) aufweist, in die ein mit dem Antriebszahnrad der Loslagerseite verbundener oder einen Teil desselben bildender axial verschiebbarer Zapfen (33) mit korrespondierenden, im Querschnitt halbkreisförmigen Ausnehmungen (36) ragt, wobei in die einander er-. ganzenden Ausnehmungen (35,36) der Büchse (30) und des Zapfens

(33) ballige Rollen (39) zur übertragung des Drehmomentes eingesetzt sind, und daß das Festlager auf der gegenüberliegenden Seite ebenfalls eine in die Konverterwand oder in den Konvertertragring

(2) eingesetzte Büchse (9) aufweist, in die der Zapfen (13) des AntriebsZahnrades der Festlagerseite ragt, wobei die Büchse (9) und der in die Büchse reichende Teil des Zapfens (13) kraftschlüssig miteinander verbunden sind und zwischen Büchse (9) und Zapfen

(13) ein aus Innenringen (17) und Außenringen (11) bestehendes Lager vorgesehen ist,deren als Kugelflächen ausgebildete gegenseitige Laufflächen (12) einen gemeinsamen Mittelpunkt (M) haben.

Großkonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Festlagerseite in die Büchse ragende Zapfen (13) eine kugelzonenförmige Nabe (15) mit einer der Kugelfläche folgenden bogenförmigen Außenverzahnung (16) aufweist, die mit einer geraden Innenverzahnung (10) der Büchse (9) kämmt.

Großkonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Festlagerseite in die Büchse (9) ragende Zapfen (13) im

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Querschnitt halbkreisförmige Ausnehmungen um seinen Umfang aufweist, und entsprechende, im Querschnitt halbkreisförmige Ausnehmungen an der Innenseite der Büchse (9) vorgesehen sind, wobei in die einander ergänzenden Ausnehmungen des Zapfens und der Büchse ballige Rollen zur übertragung des Drehmomentes eingesetzt sind.

4. Großkonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen der Antriebs Zahnräder auf der Festlager- und Loslagerseite aus vergütetem Stahl bestehen.

5. Großkonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe der Festlagerseite und der Loslagerseite gleich ausgeführt sind, wobei die AntriebsZahnräder (14, 4O) in einem am Fundament befestigten Gehäuse (41) bzw. (23) eingeschlossen sind.

6. Großkonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Festlager- und Loslagerseite ein, vorzugsweise mehrere Ritzel samt Vorgelege und Motoren an den Gehäusen angeflanscht sind.

7. Großkonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kopf kreis der Außenverzahnung und dem Fußkreis der Innenverzahnung des Festlagers ein geringes Spiel (18) vorgesehen ist.

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L e e Vs e ί t e