DE2800396B2

DE2800396B2 - Verriegelungsvorrichtung, insbesondere für Koksofentüren

Info

Publication number: DE2800396B2
Application number: DE2800396A
Authority: DE
Inventors: Rudi Rolke; Heinz Tewes
Original assignee: Ruhrkohle AG; Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH; RAG AG
Priority date: 1978-01-05
Filing date: 1978-01-05
Publication date: 1980-06-19
Also published as: DE2800396C3; DE2800396A1; EP0003055B1; EP0003055A1; DE2860269D1; US4254974A

Description

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruches I.

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 Riegelhaltcr hintergreifen. Diese Verriegelungsvorrichtung hat nicht nur den Zweck, insbesondere die Koksofentüren in ihrer Bctriebsstcllung am Türrahmen festzuhalten, sie dient auch dazu, den Türkörper fest gegen die Dichtflächen am Türrahmen anzupressen.

Die häufig am Türkörper, in der Regel nachstellbar, festgeklemmten Dichtlcisten haben üblicherweise die Form metallischer Dichlschneiden (sogenannte »Hammerschlagleisle«), können aber natürlich auch anders ausgebildet sein. Der Vorteil nachschlagbarcr metallischer Dichtschneiden liegt aber darin, daß sie es ermöglichen, thermisch bedingte Verwerfungen des Tiirkörpers eher auszugleichen und dadurch eine bessere Abdichtung /u gewährleisten.

Die vorbesehricbcnc 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 /u erzeugen. Um ein Lockern der Verriegelung unter den wechselnden Temperali 'einwirkungen vviih rend des Betriebes zu verhindern, müssen nämlich im Bereich der Vcrriegelungshaken sehr kleine Kcilwinkcl angewendet werden, die jedoch sowohl beim Ver- als auch beim Entriegclungsvurgang außerordentlich hohe

^v' Reibungskräfte hervorrufen und daher eine befriedigende Ver- und Entriegelung mit erträglichem Kraftaufwand erschweren.

Um diesen Mangel zu beheben, sind zahlreiche Vorschläge bekannt, die meist darauf hinauslaufen, den

'·" der Drchlagerung der Riegel dienenden Lagerkopf axial verstellbar auszubilden. Diese axial verstellbare Lagerung des Lagcrkopfcs ermöglicht es, die Riegel mit verhältnismäßig geringem Kraftaufwand in die Vcrricgclungsstcllung zu bewegen und die eigentliche

^Vl Anpressung erst anschließend durch entsprechende Axialvcrstcllung des der Drchlagerung der Riegel dienenden Lagcrkopfcs vorzunehmen. Dabei wird auch bei der Entriegelung so verfahren, daß über die Verstellung des Lagcrkopfcs zunächst die Entlastung

^Wl des Vcrspannungszustandcs zwischen Riegel und Riegclhalicrn bewirkt und erst daraufhin der Riegel in die Entricgelungssiclliing gedreht wird.

Eine bekannte Bauart dieses generellen l.ösungsprinzips besteht darin, zwischen dem axial verstellbaren

¹¹' l.agerkopf für den Drehriegel und dem Türkörperboden einen l'ederzylindcr einzuschalten, bei dem die entsprechend vorgespannten Tcllcrringfedcrn den eigentlichen Anpreßdruck erzeugen, und den l.agerkopf für den

Prehriegel 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 Gewindespinde! 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 .'raxis zu beträchtlichen Schwierigkeiten geführt, so dr»ß 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.

Diese Nachteile vermeidet zwar eine andere bekannte Verriegelungsvorrichtung (deutsche Patentschrift 9 16 885). bei der die Axialverstellung das der Drehlagerung des Riegels dienenden Lagerkopfes über einen kolbenbetätigten, insbesondere hydraulisch beaufschlagten Verstcllzylinder bewirkt wird.

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

I lin/u kommt der Nachteil, daß es sich dabei um einen bcidscilig bcaufschlagbarcn Verstcllzylinder handeln muß und die wechselweise Entlüftung der beiden Zylindcrscitcn bei der Änderung der Versicllrichiung des Lagerkopfes sowohl zeitraubend ist als auch Druckmedien unterschiedlicher Druckhöhe erfordert.

Schließlich ist in der DE-PS 8 70 992 eine Verriegelungsvorrichtung bekannt geworden, bei der der Anpreßdruck für die Tür wie beschrieben durch eine Tellerfeder bewirkt wird und bei der zwecks Ver- oder Kniricgciung ein Hydraulikzylinder anstelle einer Spindel verwende! wird (siehe Oberbegriff des Anspruches I).

Schließlich ist in der DIM'S 8 70 992 eine Verriegelungsvorrichtung bekannt geworden, bei der der Anpressdruck für die Tür wie beschrieben durch eine Tellerfeder bewirkt win, und bei der /weeks Ver- oder Hntiiegelung ein llydiaulikzyliiulcr iiuslelle einer Spindel verwendet wird (siehe Oberbegriff des Anspruchs I).

Da diese Lösung der bekanntgewordenen Ausführung das ständige Vorhandensein einer nicht unerheblichen Menge des Druckmediums im Hydraulikzylinder erfordert, treten auch hier die bereits genannten Schwierigkeiten bei Änderungen der Temperaturverhältnisse auf.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine

to 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

i"> infolgedessen während des Kokereibetriebes leicht und zuverlässig zu handhaben ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die erfindungsgemäß vorgeschlagene Verriegelungsvorrichtung von der vorstehend behandelten, bekannten Bauart (DE-PS 8 70 992) aus, kennzeichnet sich -.Jieser gegenüber jedoch durch die Merkmale e und f des Anspruches !.

Auf diese Weise ist es möglich, die für die Erleichterung des Ver- bzw. Entriegelungsvorganges nur vorübergehend notwendige Erhöhung der Vorspan-

-'"> nung 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 Hy-

i(> draulikzylinder 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 Hydraulikzylin-

« der 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 Zuunt Abführung des Druckmediums an jeder Koksofentür erforderlich, die mit dem einen Kupplungsteil der Schnellkupplung versehen ist und die beidun jeder Tür zugeordneten Hydraulikzylinder parallel miteinander

·'"> verbindet.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß eine solche Verriegelungsvorrichtung nur dann zufriedenstellend funktioniert, wenn das Druckmedium während des Verkokungsvorganges im wesentlichen aus dem

■■>» Druckzylinder verdrängt ist. Andernfalls führen die wechselnden Temperaturverhältnisse dazu, daß während des Verkokungsvorganges sich ändernde Gegendrücke auf die Federn auswirken, das heißt, im wesentlichen diese weiter vorspannen und damit den

^ri'< unbedingt notwendigen Anpreßdruck dei Tür gegen den Rahmen vermindern. Die erfindungsgemäße Ringnut 17, die natürlich genauso gut im Deckel vie genau gegenüberliegend im Kolben angebracht sein kann, hat nun den Vorteil, außer für eine gleichmäßige Druckauf-

wi bringung auf dem Kolben eine im Verhältnis zum Druckzylinder so geringe Fläche und entsprechend so geringes Volumen zu besitzen, daß selbst für den Fall eines Druckanstieges in diesem Bereich während des Verkokiingsvorganges ein minimales Abdrücken des

'" Kolbens vom Deckel /ti einer äußerst großen Volumenvergrößerung führt, daß eine weitere, den Anpreßdruck entscheidend verändernde Verstellung des Kolbens nicht mehr stattfinden kann. Ein weiterer

Vorteil Ki. daß im Falle von defekten Dichtungen keine großen Ölmcngen auslaufen können und weiterhin praktisch das gesamte Öl immer wieder in der zentralen, stets vorhandenen (^reinigungsvorrichtung der Koksofenmaschinen gereinigt wird, so daß eventuelle Verschmutzungen, die die Dichtungen belasten wurden, nicht im Hydraulikzylinder der Verriegclungscinrichtungen kummulieren können

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 näher gekennzeichnet.

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

F i g. I die Verriegelungsvorrichtung in der betriebsmäßigen Verriegelungsstellung,

F i g. 2 die Verriegelungsvorrichtung gemäß F i g. I 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 F i g. I 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.

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, tO 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 Führungshülse 12 begrenzt.

Im Deckel 10 des kombinierten Hydraulik- und Federzylinders 9 ist eine Anschlußbohrung 16 für die Zu- und Abführung des Druckmediums vorgesehen, die

/um Spalt raum 18 /wischen Zylinderdeckel 10 und Kolben Il hin in eine geschlossene umlaufende Ringnut

17 innerhalb des Zylinderdeckel mündet und die bei der Beaufschlagung mit dein Druckmedium eine gleichmäßige Beaufschlagung des Kolbens 1.3 auch dann ermöglicht, wenn der Kolben 1.3 durch das vorgespannte Tellcrfcdcrpaket Il 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 Zylinderdeckel 10 von dem Schaft 19 und im Bereich des Kolbens 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. I den Verriegelungszustand wiedergibt, in dem das Tellerfederpaket II die für den betrieblichen Verriegelungszustand erforderliche Vorspannung besitzt, veranschaulicht F i g. 2 den Zustand vor Einleitung der Entriegelung, in dem der Spaltraum

18 des Hydraulikzylinders mit dem Druckmedium beaufschlagt ist und der Kolben 13 das Tellerfederpakct 11 zusammengepreßt hat, wobei der Verstellweg des Kolbens 13 durch den Anschlag an der freien Stirnfläche der Führungshülse 12 begrenzt ist.

Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß die beiden Hydraulikzylinder 9 und 9a 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 26a einer mit Rückschlagventil versehenen Schnellverschlußkupplung bildet.

Der zugehörige andere Teil 26b der Schnellverschlußkupplung bil'det 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 anderen Seite je eine Druck- und Rücklaufieitung 30 und 31 angeschlossen, die innerhalb der Ofenmaschine an einen Druckerzeuger bzw. Druckspeicher sowie an den Rücklauftank angeschlossen sind. Mit 32 ist ein Druckausgleich«- bzw. -regulierorgan bezeichnet, das automatisch für die Einhaltung des erforderlichen Drucks des Druckmediums, z. B. in Höhe von 27 bar. sorgt

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

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

J. Verriegelungsvorrichtung, insbesondere für Koksofentüren, bei welcher

a. ein parallel zur Türebene drehbarer und in ■> Richtung der Drehachse verschiebbarer, vorzugsweise zweiarmiger, Riegel in der Verschlußstellung die Riegelhalter am Türrahmen hintergreift,

b. eine zwischen Tür und Drehachse des Riegels iu wirkende Feder den Riegel im Ruhezustand von der Tür begrenzt fortdrückt,

c mittels einer gegen die Feder wirkenden Druckmediums der Riegel samt seiner Drehachse jeweils zum Ver- oder Entriegeln in Richtung auf die Tür verschoben wird und

d. die Feder und das Druckmedium derart in einem geschlossenen, an der Tür befestigten Gehäuse angeordnet sind, daß sie durch das als Kolben ausgeh-ldete und mit diesem druck- und zugfest verbundene Ende der in das Gehäuse eingeführten und von ihm gehaltenen Drehachse getrennt sind und auf dieses gegensinnig wirken, wobei die Feder türseitig und das Druckmedium riegelseitig angeordnet sind, r> dadurch gekennzeichnet, daß

e. das Gehäuse aus einer geraden Zylinderhülse (9), einem an deren türseitiger Stirnfläche mit der Tür (2), unter Zwischenschaltung einer Isolationsschicht (7), fest verbundene Boden (8) κι und einem ebenen Deckel (10) mit zentraler Ausnehmung für die dichtende Durchsetzung des Schaftes (19) Jes als drehachse ausgebildeten Lagerkopfes (2») i-jid mit Anschlußbohrung (16) für die Zu- und Abführung des Druckmedi- r.

ums besteht, und

f. der ebene Kolben (13) im Ruhezustand derart am Deckel (10) anliegt, daß das Druckmedium zwischen ihnen bis auf einen kleinen Rest nach, der in einer oder mehreren ringförmigen, fiachen, mit der Anschlußbohrung (16) in Verbindung stehenden konzentrischen Ringnuten (17) zwischen Kolben (13) und Deckel (10) verbleibt, verdrängt und aus dem Gehäuse ausgetrieben ist.

Z Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Zylinderhülse (9) eine zentrale, bodenscitig angeschweißte zylindrische Führungshülse (12) an ihrer Außenseite die Feder im türseitigen Bereich und die Kolben (13) am Außenrand dessen fedirseitiger Ausnehmung (15) im Bereich ihres freien Endes führt, wobei die Stirnfläche der Ausnehmung (15) einerseits und der freie Rand der Führungshüise (12) andererseits zugleich als Einschubbegrenzung des Kolbens (13) bei der Beaufschlagung mit dem Druckmedium bildet.

3. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußbohrungen (16) i&r Hydraulikzylinder der Verriegelungsvorrichtungen jeder Koksofentür parallel zueinander geschaltet und gemeinsam eine an sich bekannte Schnellvcrschlußkupplung mit Rückschlagventil (26a; für die Beaufschlagung mit dem bzw. für die Entlastung von dem Druckmedium über eine entsprechende, insbesondere an der Ofenmaschine angebrachte Einrichtung angeschlossen sind.