DE2800396A1 - Verriegelungsvorrichtung, insbesondere fuer koksofentueren - Google Patents

Description

BERGWERKSVERBAND GMBH

VERSUCHSBETRIEBE DER BERGBAU-FORSCHUNG

43 Εκβη-Kray, 27.12.1977

Frillendorfer Straße 351 Telefon (0201) 105-1

Sch/Wg

Verriegelungsvorrichtung insbesondere für Koksofentüren

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung, welche aus einem am Türkörperboden befestigten Federzylinder mit darin unter der bzw. gegen die Wirkung der Feder axial verstellbar geführtem Lagerkopf für die Drehlagerung der mit den am Türrahmen vorgesehenen Riegelhaltern bzw. -haken im Ver- und Entriegelungssinne zusammenwirkenden Riegel sowie, zum Zwecke der Erleichterung der Ver- und Entriegelung, aus einem dem Lagerkopf zugeordneten Verstellmittel für das Zusammenpressen der Feder vor Einleitung jedes Ver- bzw. Entriegelungsvorganges besteht.

Zur Verriegelung insbesondere von Koksofentüren dienen meist Drehriegel in Form zweiarmiger Hebel, die an dem Türkörper drehbar gelagert sind und in der Verriegelungsstellung mit ihren freien Enden gewöhnlich hakenartig ausgebildete Riegelhalter hintergreifen. Diese Verriegelungsvorrichtung hat nicht nur den Zweck, insbesondere die Koksofentüren in ihrer Betriebsstellung am Türrahmen festzuhalten, sie dient auch dazu, den Türkörper fest gegen die Dichtflächen am Türrahmen anzupressen.

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Die häufig am Türkörper, in der Regel nachstellbar, festgeklemmten Dichtleisten haben üblicherweise die Form metallischer Dichtschneiden (sogenannte "Hammerschlagleiste"), können aber natürlich auch anders ausgebildet sein. Der Vorteil nachschlagbarer metallischer Dichtschneiden liegt aber darin, daß sie es ermöglichen, thermisch bedingte Verwerfungen des Türkörpers eher auszugleichen und dadurch eine bessere Abdichtung zu gewährleisten.

Die -vorbeschriebene Verriegelung der Türkörper am Türrahmen hat, wenn sie nur mechanisch erfolgt, den Nachteil, daß außerordentlich hohe Kräfte sowohl bei der Ver- als auch bei der Entriegelung aufgewendet werden müssen, um den erforderlichen hohen Anpreßdruck zu erzeugen. Um ein Lockern der Verriegelung unter den wechselnden Temperatureinwirkungen während des Betriebes zu verhindern, müssen nämlich im Bereich der Verriegelungshaken sehr kleine Keilwinkel angewendet werden, die jedoch sowohl beim Ver- als auch beim Entriegelungsvorgang außerordentlich hohe Reibungskräfte hervorrufen und daher eine befriedigende Ver- und Entriegelung mit erträglichem Kraftauf-,wand erschweren.

Um diesen Mangel zu beheben, sind zahlreiche Vorschläge bekannt, die meist darauf hinauslaufen, den der Drehlagerung der Riegel dienenden Lagerkopf axial verstellbar auszubilden. Diese axial verstellbare Lagerung des Lagerkopfes ermöglicht es, die Riegel mit verhältnismäßig geringem Kraftaufwand in die Verriegelungsstellung zu bewegen und die eigentliche Anpressung erst anschließend durch entsprechende Axialverstellung des der Drehlagerung der Riegel dienenden Lagerkopfes vorzunehmen. Dabei wird auch bei der Entriegelung so verfahren, daß über die Verstellung des Lagerkopfes zunächst die Entlastung des Verspannungszustandes zwischen Riegel und Riegelhaltern bewirkt und erst daraufhin der Riegel in die Entriegelungsstellung gedreht wird.

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Eine bekannte Bauart dieses generellen Lösungsprinzips besteht darin, zwischen dem axial verstellbaren Lagerkopf für den Drehriegel und dem Türkörperboden einen Federzylinder einzuschalten, bei dem die entsprechend vorgespannten Tellerringfedern den eigentlichen Anpreßdruck erzeugen,und den Lagerkopf für den Drehriegel mittels einer von außen zu betätigenden Gewindespindel derart axial verstellbar auszubilden, daß er zwecks Erleichterung des Ver- und Entriegelungsvorganges jedes Mal vor deren Einleitung durch Betätigung der Spindel die Tellerfedern über die für den Betrieb erforderliche Vorspannung hinaus zusammenpreßt. Die dadurch geschaffene Entlastung des Verspannungszustandes zwischen den Riegelenden und den Riegelhaltern ermöglicht in dieser Stellung mit verhältnismäßig geringen Kräften die Verdrehung des Riegels in die Entriegelungsstellung. Auch bei der Herstellung der Verriegelung wird sinngemäß so verfahren, indem durch Betätigung der Gewindespindel zunächst das vorgespannte Federpaket zusammengepreßt und erst daraufhin der Riegel in die Verriegelungsstellung verdreht wird, bevor dann anschließend wiederum durch Herausdrehen der Spindel die Feder auf die betrieblich notwendige Vorspannung entlastet und dabei gleichzeitig der erforderliche Verspannungszustand zwischen Riegel und Riegelhaltern herbeigeführt wird.

Diese bekannte Lösung hat in der Praxis zu beträchtlichen Schwierigkeiten geführt, so daß sie im Ergebnis nicht befriedigt.

Abgesehen davon, daß diese Bauart verhältnismäßig kompliziert und daher fertigungstechnisch aufwendig ist, hat es sich als schwierig erwiesen, die Gewindespindel einerseits sicher im Bereich des Bodens des FederZylinders so zu verankern, daß sie nicht herausgerissen wird, und sie andererseits zum Beispiel mittels elektrischer Drehantriebe so rasch und exakt zu betätigen, wie es im Interesse geringstmöglicher Zeitverluste wünschenswert wäre.

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Diese Nachteile vermeidet zwar eine andere bekannte Verriegelungsvorrichtung (deutsche Patentschrift 916 885), bei der die Axialverstellung des der Drehlagerung des Riegels dienenden Lagerkopfes über einen kolbenbetätigten insbesondere hydraulisch beaufschlagten Verstellzylinder bewirkt wird.

Auf der anderen Seite hat dieses Lösungsprinzip den Mangel, daß der im Betrieb erforderliche Anpreßdruck durch das Druckmedium innerhalb des Verstellzylinders aufgebracht werden muß. Es dürfte in der Praxis schwierig, wenn nicht gar unmöglich sein, das während der gesamten Verriegelungszeit im Verstellzylinder eingeschlossene Druckmedium auf dem erforderlichen gleich hohen Betriebsdruck zu halten, zumal der Zylinder ebenso wie das darin eingeschlossene Druckmedium während der Garungszeit des Kokses wechselnden Temperatureinflüssen ausgesetzt ist.

Hinzu kommt der Nachteil, daß es sich dabei um einen beidseitig beaufschlagbaren Verstellzylinder handeln muß und die wechselweise Entlüftung der beiden Zylinderseiten bei der Änderung der Verstellrichtung des Lagerkopfes sowohl zeitraubend ist als auch Druckmedien unterschiedlicher -Druckhöhe erfordert.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Lösungen zu vermeiden und eine Verriegelungsvorrichtung zu schaffen, die sowohl baulich und fertigungstechnisch einfach und daher billig ist als auch auf einfache Weise eine ebenso schnelle wie präzise Verstellung des Lagerkopfes vor Einleitung des Ver- bzw. Entriegelungsvorganges ermöglicht und infolgedessen während des Kokereibetriebes leicht und zuverlässig zu handhaben ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die erfindungsgemäß vorgeschlagene Verriegelungsvorrichtung von der vorstehend zuerst behandelten bekannten Bauart aus, kennzeichnet sich

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dieser gegenüber jedoch dadurch, daß das Verstellmittel ein dem Federzylinder zugeordneter Hydraulikzylinder ist, dessen mindestens mittelbar gegen die Feder abgestützter Kolben in der axialen Verstellrichtung des der Drehlagerung des Riegels dienenden Lagerkopfes zug- und druckfest mit diesem gekuppelt ist und der Kolben zum Zwecke der Ver- bzw. Entriegelung vorübergehend mit einem die Vorspannung der Feder erhöhenden Druckmedium in Verbindung steht.

Auf diese Weise ist es möglich, die für die Erleichterung des Ver- bzw. Entriegelungsvorgangs nur vorübergehend notwendige Erhöhung der Vorspannung der Feder gewissermaßen schlagartig durch momentane Druckbeaufschlagung des Hydraulikzylinders herbeizuführen und den Hydraulikzylinder anschließend wieder ganz von dem Druckmedium zu entlasten. Diese kurzzeitige Beaufschlagung der Hydraulikzylinder mit dem Druckmedium kann auf sehr einfache Weise,z.B. beim Durchgang der Ofenmaschine, von dieser aus unter Verwendung von Schnellverschlußkupplungen, herbeigeführt werden, und zwar zweckmäßig gleichzeitig sowohl für den Hydraulikzylinder des oberen wie für den Hydraulikzylinder des unteren Riegels jeder Koksofentür. Die Entlastung der Hydraulikzylinder von dem Druckmedium erfolgt dabei gewissermaßen selbsttätig durch die Rückstellkraft der während des Betriebes vorgespannten Feder.

Es ist mithin auch nur eine einzige Leitung für die Zu- und Abführung des Druckmediums an jeder Koksofentür erforderlich, die mit dem einen Kupplungsteil der Schnellkupplung versehen ist und die beiden jeder Tür zugeordneten Hydraulikzylinder parallel miteinander verbindet.

Eine bevorzugte Weiterbildung besteht darin, daß der Federzylinder und der Hydraulikzylinder baulich integriert sind, und zwar in der Weise, daß innerhalb des gleichen am Türkörper befestigten Zylindergehäuses die Feder und der mit dem

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Lagerkopf des Drehriegels verbundene Kolben koaxial zueinander- oder bevorzugt axial hintereinandergeschaltet sind.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 3 bis 8 näher gekennzeichnet.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung eingehender beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Verriegelungsvorrichtung in der betriebsmäßigen Verriegelungsstellung;

Fig. 2 die Verriegelungsvorrichtung gemäß Fig. 1 in der die Entriegelung einleitenden Stellung mit zusammengepreßtem Federpaket und

Fig. 3 das Schaltschema für die Betätigung der Hydraulikzylinder jeder Koksofentür von der Ofenmaschine aus.

In den Fig. 1 und 2 sind der Türrahmen mit 1 und der Türkörper mit 2 bezeichnet.

An dem metallischen Türrahmen 1 sind seitlich vorspringend die in bekannter Weise hakenförmig ausgebildeten Riegelhalter 3 befestigt.

Der Türkörper 2 ist beiderseits mit nachstellbaren metallischen Dichtschneiden 4 versehen, deren Schneiden an die Dichtflächen am Türrahmen 1 angepreßt sind. Die nachstellbaren metallischen Dichtschneiden 4 sind mittels Klemmschrauben 5 durch Reibungsschluß gehalten.

Mit 6 ist ein metallischer Halterahmen bezeichnet, der zur Lagerung des in die Ofenkammer hineinragenden feuerfesten Stopfens dient.

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An der von der Ofenkammer abgekehrten Außenseite des Türkörpers 2 ist unter Zwischenschaltung von Isolationsmaterial 7, z.B. in Form von Asbest, der Boden 8 eines Zylindergehäuses

9 befestigt, das am freien Stirnende des Gehäuses durch einen unter Zwischenschaltung von Dichtungsmitteln angeschraubten Deckel 10 verschlossen ist.

Innerhalb des Zylindergehäuses 9, 10 ist ein Paket ringförmig ausgebildeter Tellerfedern 11 angeordnet, das innenseitig durch eine am Zylinderboden 8 angeschweißte zylindrische Führungshülse 12 geführt ist.

Weiterhin ist innerhalb des Zylindergehäuses 9 ein Kolben 13 angeordnet, der an seinem Außenrand unter Zwischenschaltung von Dichtungen 14 an der Innenwandung des Zylindergehäuses 9 geführt ist. An seiner dem Tellerfederpaket 11 zugekehrten Unterseite ist der Kolben 13 mit einer Ausnehmung 15 versehen, deren radialer Innenrand während der Verstellbewegung des Kolbens 13 an der Außenseite der Führungshülse 12 ebenfalls geführt ist. Die axiale Tiefe dieser Ausnehmung 15 ist zugleich so groß gewählt, daß sie den axialen Verstellweg des Kolbens 13 durch Anschlag an der oberen Stirnfläche der Fühxungshülse 12 begrenzt.

Im Deckel 10 des kombinierten Hydraulik- und FederZylinders 9 ist eine Anschlußbohrung 16 für die Zu- und Abführung des Druckmediums vorgesehen, die zum Spaltraum 18 zwischen Zylinderdeckel

10 und Kolben 13 hin in eine geschlossene umlaufende Ringnut innerhalb des Zylinderdeckels mündet und die bei der Beaufschlagung mit dem Druckmedium eine gleichmäßige Beaufschlagung des Kolbens 13 auch dann ermöglicht, wenn der Kolben 13 durch das vorgespannte Tellerfederpaket 11 fest an den Zylinderdeckel 10 angepreßt ist.

Sowohl der Zylinderdeckel 10 als auch der Kolben 13 sind mit einer achsmittigen Ausnehmung versehen, die im Bereich des Zylinderdeckels 10 von dem Schaft 19 und im Bereich des Kolbens

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13 von dem sich an diesen mit kleinerem Durchmesser anschließenden Befestigungszapfen 20 des Lagerkopfs 21 für die Drehlagerung des zweiarmigen Riegels 22 durchsetzt sind.

Auf der dem Federpaket 11 zugekehrten Innenseite ist der Befestigungszapfen 20 des Lagerkopfes 21 durch eine aufgeschraubte Mutter 23 mit dem Kolben 13 in der Verstellrichtung starr verbunden, wobei er auf der der Mutter 23 gegenüberliegenden Seite spielfrei an der Ringschulter zwischen dem Schaft 19 und dem Zapfen 20 des Lagerkopfes 21 anliegt.

Während Fig. 1 den Verriegelungszustand wiedergibt, in dem das Tellerfederpaket 11 die für den betrieblichen Verriegelungszustand erforderliche Vorspannung besitzt, veranschaulicht Fig. den Zustand vor Einleitung der Entriegelung, in dem der Spaltraum 18 des Hydraulikzylinders mit dem Druckmedium beaufschlagt ist und der Kolben 13 das Tellerfederpaket 11 zusammengepreßt hat, wobei der Verstellweg des Kolbens 13 durch den Anschlag an der freien Stirnfläche der Führungshülse 12 begrenzt ist.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die beiden Hydraulikzylinder 9 und 9 a für den unteren und oberen Riegel einer Koksofentür durch die Leitung 24 parallel geschaltet und auf diese Weise an eine gemeinsame Leitung 25 angeschlossen sind, deren Ende den einen Teil 26 a einer mit Rückschlagventil versehenen Schnellverschlußkupplung bildet.

Der zugehörige andere Teil 26 b der Schnellverschlußkupplung bildet das zugehörige Ende einer Leitung 27, die zur Ofenmaschine führt.

In der Leitung 27 für die Zu- und Abführung des Druckmediums ist ein verstellbares Drosselventil 28 eingeschaltet, von dem aus die Leitung 27 zu einem elektromagnetisch betätigten Dreiwegeventil 29 führt. An dieses Dreiwegeventil 29 ist auf der

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anderen Seite je eine Druck- und Rücklaufleitung 30 und 31 angeschlossen, die innerhalb der Ofenmaschine an einen Druckerzeuger bzw. Druckspeicher sowie an den Rücklauftank angeschlossen sind. Mit 32 ist ein Druckausgleichs- bzw. -regulierorgan bezeichnet, das automatisch für die Einhaltung des erforderlichen Drucks des Druckmediums, z.B. in Höhe von 27 bar, sorgt.

Wenngleich die erfxndungsgemaße Verriegelungseinrichtung besonders vorteilhaft für Koksofentüren verwendet werden kann, ist sie im Prinzip auch für jeden anderen Anwendungsfall geeignet, bei dem ein Verschlußelement eines starken Temperaturschwankungen ausgesetzten Raumes oder Behälters mit vertretbarem Kraft- und Zeitaufwand fest angepreßt werden und öfters wieder gelöst werden muß.

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Claims (8)

BERGWERKSVERBAND GMBH VERSUCHSBETRIEBE DER BERGBAU-FORSCHUNG 43 Efsen-Kray, 27.12.1977 Frillendorfer Straße 351 Telefon (0201) 105-1 Sch/Wg Patentansprüche

1. Verriegelungsvorrichtung insbesondere für Koksofentüren, welche aus einem am Türkörperboden befestigten Federzylinder mit darin unter der bzw. gegen die Wirkung der Feder axial verstellbar geführtem Lagerkopf für die Drehlacrerung der mit den am Türrahmen vorgesehenen Piegelhaltern bzw. -haken im Ver- und Entriegelungssinne zusammenwirkenden Riegel sowie, zum Zwecke der Erleichterung der Ver- und

^! Entriegelung, aus einem dem Lagerkopf zugeordneten Verstellmittel für das Zusammenpressen der Feder vor Einleitung jedes Ver- bzw. Entriegelungsvorganges besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellmittel ein dem Federzylinder zugeordneter Hydraulikzylinder ist, dessen mindestens mittelbar gegen die Feder (11) abgestützter Kolben (13) in der axialen Verstellrichtung des der Drehlagerung des Riegels (22) dienenden Lagerkopfs (21) zug- und druckfest mit diesem gekuppelt ist und der Kolben (13) zum Zwecke der Ver- und Entriegelung vorübergehend mit einem die Vorspannung der Feder (11) erhöhenden Druckmedium in Verbindung steht.

2. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federzylinder und der Hydraulikzylinder baulich in der Weise integriert sind, daß innerhalb des

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gleichen am Türkörper (2) befestigten Zylindergehäuses (9) die Feder (11) und der mit dem Lagerkopf (21) des Drehriegels (22) verbundene Kolben (13) koaxial zueinander- oder, bevorzugt, axial hintereinandergeschaltet sind.

3. Verriegelungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (11) aus einem Paket
ringförmig ausgebildeter Tellerringfedern besteht, das im Inneren des Zylindergehäuses (9) auf einer zentralen, bodenseitig angeschweißten zylindrischen Führungshülse (12) geführt ist, deren dem Kolben zugekehrter freier Rand zugleich dessen Einschubbegrenzung bei der Beaufschlagung mit dem
Druckmedium bildet.

4. Verriegelungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (13) an seinem Außenrand dichtend innerhalb des Zylindergehäuses und an seinem Innenrand an der Außenseite der Führungshülse (12) geführt ist.

5. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der der Drehlagerung des Riegels (22) dienende, axial verstellbare Lagerkopf (21) den Deckel des Zylindergehäuses (9) dichtend durchsetzt und mittels eines den Kolben (13) im Bereich einer zentralen Ausnehmung aufnehmenden Befestigungszapfens (20) mit diesem zug- und druckfest verbunden ist.

6. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Deckel (10) des Zylindergehäuses (9) eine AnschluQbohrung (16) für die Zu- und Ableitung des Druckmediums vorgesehen und an den Spaltraum (18) zwischen Deckel (10) und Kolben (13) mittels mindestens einer im Deckel (10) vorgesehenen konzentrischen Ringnut (17) angeschlossen ist.

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7. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußbohrungen (16) der Hydraulikzylinder der Verriegelungsvorrichtung jeder Koksofentür parallel zueinander geschaltet und gemeinsam an eine Schnellverschlußkupplung mit Rückschlagventil (26 a) für die Beaufschlagung mit dem bzw. für die Entlastung von dem Druckmedium über eine entsprechende insbesondere an der Ofenmaschine angebrachten Einrichtung angeschlossen ist.

8. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ofenmaschinenseitigen Ende (26 b) der Schnellverschlußkupplung und den innerhalb der Ofenmaschine installierten Druck- (30) und Rückleitungen (31) ein elektromagnetisch betätigtes Dreiwegeventil (29) für die Absperrung sowie den wahlweisen Anschluß der Druck-

(30) oder Rücklaufleitung (31) eingeschaltet ist und in die von dem Dreiwegeventil (29) zur Schnellverschlußkupplung (26 b) gehende Leitung (27) ein regulierbares Drosselventil (28) und in die Druck- (30) und Rücklaufleitungen

(31) ein den Druck des Mediums konstant haltendes Druckausgleichs- bzw. -regulierorgan (32) eingeschaltet ist.

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