DE2917826B1 - Verstellbarer Exzenter fur Kokillenoszillationsvorrichtung in Metallstranggießanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen verstellbaren Exzenter für Kokillenoszillationsvorrichtungeri in Metallstranggießanlagen mit einem von einem Drehmotor angetriebenen Exzenter, dessen Exzentrizität durch Verdrehen und Fixieren des Exzenterteils im Nabenlager der die Schwingbewegung übertragenden Schubstange ver- ~> stellbar ist

Verstellbare Exzenter für Oszillationsvorrichtnngen in Metallstranggießanlagen dienen zur Auf- und Abbewegung der Stranggießkokille, um das kontinuierlich in deren obere Kokilienöffnung eingegossene ^|ü Gießmetall, das in der Kokille langsam erstarrt, an der Ausgangsöffnung ohne Beschädigung des gebildeten Gußstranges abzulösen. Verschiedene Gießmetallsorten, verschiedene Strangabmessungen, verschiedene Querschnittsformen der Gußstränge erfordern die Änderungen der Schwingbewegung nach Größe und Verlauf, wobei im allgemeinen ein sinusförmiger Verlauf der Schwingbewegung zügrundegelegt wird.

Es ist bekannt, zur Erfüllung des Erfordernisses, die Exzenterbuchse und die Exzenterwelle motorisch relativ zueinander zu verdrehen, eine an der Abtriebswelle des Motors vorgesehene, lösbare Kupplung anzuordnen, die zwischen dem zur Exzenterbuchse führenden Getriebeteil und dem zur Exzemerwelle führenden Getriebeteil sitzt (DE-AS 25 45 386). Davon abgesehen, daß eine motorische Verstellung der Schwingungsweite, d. h. der Exzentrizität der Exzenterwelle nur zu Beginn des Stranggießvorgangs erforderlich ist, und eine Verstellung der Amplitude während des Gießverfahrens eine erhebliche Gefährdung des Stranggußproduktes darstellt, wirkt eine derartige Vorrichtung durch ihren sehr komplizierten Aufbau oft störanfällig und erscheint für den rauhen Hüttenwerksbetrieb hinsichtlich ihrer Betriebssicherheit ur.d Wartungsfreundlichkeit wenig geeignet. Ein besonderes Problem bei derartigen Kokillenoszillationsvorrichtungen entsteht durch die wechselnden Temperaturen im Bereich der Gießbühne. Derartige Vorrichtungen sind durch die Bildung von Kondenswasser und somit durch einen Oxydationsprozeß gefährdet. Es hat sich gezeigt, daß sich selbst bei sorgfältigster Abdichtung Korrossionswirkungen nicht vermeiden lassen. Dieser Nachteil macht sich besonders bei aufeinander abgestimmten Teilen von geringer Herstellungstoleranz bemerkbar. Die Instandsetzung solcher oxydierten Vorrichtungen ist mit langen Reparaturzeiten verbunden, weil sich erfahrungsgemäß ein kompliziertes Getriebe mit einer großen Anzahl Einzelteile und den daruus resultierenden Passungstoleranzen nicht ohne großen Aufwand zerlegen und wieder zusammenbauen läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung, den Aufbau und die Funktion derartiger Kokillenoszillationsvorrichtungen zu vereinfachen und dadurch mittelbar eine höhere Betriebssicherheit und eine bessere Wartungsfreundlichkeit zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs bezeichneten verstellbaren Exzenter dadurch gelöst, daß der Exzenterteil der Welle aus einer einteiligen, mit ihrem Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Nabenlagers entsprechenden runden Scheibe besteht, die um ein zur angetriebenen Wellenachse erstes paralleles und bezogen auf die Welle festes Fixierelement in einer zu dieser senkrechten Ebene schwenkbar und in ihrer jeweiligen Schwenklage mittels zumindest eines zweiten Fixierelements zur Welle feststellbar ist. Der Hauptvorteil dieser Lösung besteht in der Welle, die keinen exzentrischen Kurbelwellenteil aufweist und somit einen einfach gestalteten Drehteil darstellt, dessen Herstellung ebenfalls einfach ist. Aus dem Gesichts-

punkt der einfachen Welle leitet sich ein weitaus geringeres Gesamtgewicht der Vorrichtung her. Es sind ferner keine der Korrosion ausgesetzten wichtigen Teile vorhanden, die im Betrieb wartungsfeindlich sind oder deren Betriebssicherheit zu wünschen übrig läßt Die erfindungsgemäße Kokillenoszillationsvorrichtung stellt eine praktisch wartungsfreie Antriebsbaugruppe dar, die zudem beim Verstellen der Exzentrizität leicht zu handhaben ist

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Scheibe ringförmig und weist einen Ringraum auf, der in den einzelnen Schwenklagen der Scheibe einen Abstand um die die Scheibe durchdringende, doppelt gelagerte drehangetriebene Welle enthält Obgleich eine solche ringförmige Scheibe unabhängig von genauen Passungen bezüglich der angetriebenen Welle ist, ist die Einstellung einer veränderten Exzentrizität genau und einfach auszuführen.

Eine praktische Ausführung des Grundgedankens der Erfindung auf der Grundlage des genannten Flanschringes, von dem beidseitig der erfindungsgemäßen Scheibe Gebrauch gemacht werden kann, ergibt sich dadurch, daß in der Scheibe dem ersten Fixierelement etwa diametral gegenüberliegende Bohrungen gleichen Durchmessers vorgesehen sind, die auf mindestens einem Kreisbogen mit einem Radius um die Schwenkachse des ersten Fixierelements als Mittelpunkt angeordnet sind und daß in dem mit der Welle verbundenen Flanschring die Bohrungen für das erste und zweite Fixierelement sich auf einer Radialen diametral gegenüberliegen. Beim Schwenken eier Scheibe können daher nacheinander sämtliche Bohrungen, die der Schwenkachse gegenüberliegen, in die Fixierposition gebracht werden, was einem stufenweisen Verstellen der Exzentrizität gleichkommt.

Die leichte Handhabung des Exzenters wird besonders beim Einstellen einer neuen Exzentrizität deutlich. So ist vorgesehen, daß bei einer doppeltgelagerten, drehangetriebenen Welle in den beidseitigen Lagerbökken mit den Achsen des ersten und zweiten Fixierelements fluchtende Montagebohrungen vorgesehen sind. Die Vorrichtung braucht daher nicht besonders zerlegt zu werden, um eine neue Exzentereinstellung auszuführen.

Nach einer weiteren Verbesserung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Fixierelemente aus Federstahlhülsen bestehen und jeweils den Bohrungen des Flanschrings bzw. der Scheibe im Durchmesser angepaßt sind. Vorteilhafterweise lassen sich mit dieser Maßnahme eventuell noch bestehende Differenzspiele der Bohrungen der Scheibe bzw. des Ringflansches beseitigen.

Eine zusätzliche Verbeserung der Erfindung ergibt sich daraus, daß die Fixierelemente aus Bolzen mit Paßschäften und mit einer Sollbruchstelle jeweils in der Trennebene zwischen einem Flanschring und der Scheibe bestehen. Die Fixierelemente können daher gleich zwei Aufgaben erfüllen, d. h. zusätzlich als Überlastsicherung wirken, weil bei Überlastung der Aiiiriebsvorrichtung automatisch eine Trennung des Antriebs von der Schubstange erfolgt, indem die Fixierelemente abscheren.

Eine andere Verbesserung der Erfindung besteht darin, daß am Umfang der Scheibe Kennzeichnungen für ausgewählte, berechnete Exzentrizitäten vorgesehen und jeweils einer Bohrung für das zweite Fixierelement zugeordnet sind. Diese Maßnahme erleichtert die Handhabung der Vorrichtung während der Umstellarbciten auf eine neue Schwingungsweite

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bzw. eine veränderte Exzentrizität des verstellbaren Exzenters.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Achsenquerschnitt durch den erfindungsgemäßen Verstellexzenter,

F i g. 2 eine Seitenansicht zu F i g. 1,

F i g. 3 eine Ansicht auf die schwenkbare Scheibe zur Einstellung der Exzentrizität in einer ausgewählten Exzenterstellung,

F i g. 4 eine Ansicht wie F i g. 3 mit einer veränderten Exzenterstellung,

F i g. 5 eine Ansicht wie F i g. 3 mit einer anderen Exzenterstellung gegenüber den F i g. 3 und 4.

Von der Kokillenoszillationsvorrichtung, wie diese in Metallstranggießanlagen gebräuchlich ist, ist die Schubstange 1 mit der Nabe 2 gezeichnet (Fig. 1 und 2). Das Nabenlager 3 besteht aus dem Wälzlager 4, das mittels Deckeln 5 und 6 axial festgelegt ist, wobei die Deckel 5 und 6 jeweils mit Schrauben 7 an der Nabe 2 gehalten sind. Der Innendurchmesser 8 des Walzlagers 4 nimmt die runde Scheibe 9 auf, deren besondere Merkmale noch beschrieben werden. Die Scheibe 9 ist über die Flanschringe 10 und 11 mit der Welle 12 verbunden. Die Verbindung zwischen den beiden Flanschringen !0 und 11 und der Scheibe 9 besteht aus Fixierelementen 13 und

14 (z. B. Schraubenbolzen mit Muttern). Die Flanschringe 10 und 11 sind auf der Welle 12 mittels Längsfedern

15 drehfest mit der Welle 12 verbunden. Die Welle 12 weist an einem Ende einen Wellenstumpf 12a auf, an den der nicht gezeichnete Drehmotor, meist unter Zwischenschaltung eines Getriebes, angekuppelt ist. Die Welle 12 ist als doppelt gelagerte Welle ausgeführt. Die Erfindung ist davon unabhängig auch an einer nur einseitig gelagerten Welle anwendbar. Eine solche Lagerung wird als fliegende Lagerung bezeichnet. Die dargestellte doppelte Lagerung sieht links und rechts von der Schubstange 1 Lagerböcke 16 und 17 vor, die mit einer Grundplatte 18 verbunden sind, welche selbst an dem Gerüst der Stranggießanlage befestigt wird. In den Lagerböcken 16 und 17 sind Wälzlager 19 und 20 angeordnet, in denen die Welle 12 drehgelagert ist. Die Wälzlager 19 und 20 sind ebenso wie das Wälzlager 4 mittels Dichtungsringen 21 vor dem Zutritt von Staub im rauhen Hüttenwerksbetrieb geschützt. Die Lagerböcke 16 und 17 sind jeweils mit zwei geteilten Lagergehäusen 16a bzw. 17a versehen. Montagebohrungen 22 in den entsprechenden Größen gestatten den Einbau und den Ausbau der Fixierelemente 13 und 14.

Der erwähnte Vorteil der Erfindung besteht in der exzenterlosen Welle 12, die deshalb auch nicht als Exzenterwelle bezeichnet ist. Die Schubstange 1 erhält die gewünschte Schwingbewegung aufgrund einer exzentrischen Befestigung der Scheibe 9, deren Funktionen in den F i g. 3 bis 5 dargestellt sind.

Die Scheibe 9 besitzt einen Mittelpunkt 9a, der innerhalb des Ringraumes 9b fällt. Die Scheibe 9 weist ferner eine Schwenkachse 9c auf; diese besteht aus einem Schraubenbolzen, der die Funktion eines Fixierelementes 14 erfüllt. Die Scheibe 9 ist damit auf der Stirnfläche 11a (1Oa^ quer zur Wellenachse \2b um die S-hwenkachse 9c schwenkbar. F i g. 4 zeigt, daß der Mittelpunkt 9a der Scheibe 9 um den Betrag 23 zur Wellenachse 126 exzentrisch ist. Damit bildet der Außendurchmesser 9c/den Exzenterteil. Der Betrag 23 kann nunmehr nach links (Fig. 5) oder rechts (Fig. 3) durch Schwenken um das l'ixierelement 13 verändert

(vergrößert) werden. Der Mittelpunkt 9a schwenkt dabei auf einem Kreis mit dem Radius 26 um die Schwenkachse 9c, wobei die Exzentrizität 23 gernäß den Fig. 3 und 5 gesteigert wird. Für jede vorher berechnete Exzentrizität, die beim Stahlstranggießen in Größen von 10 bis 30 mm liegt, wird in der Scheibe 9 eine der Bohrungen 9e, 9f, 9g, 9Λ usw. vorgesehen. Die Bohrungen 28 in den Flanschringen 10,11 liegen sich auf der Radialen 27 gegenüber (Fig. 3 bis 5). Die Einstellung einer ausgewählten Bohrung 9e, 9/" usw. erfolgt nach einer auf dem Außendurchmesser 9d angebrachten Kennzeichnung 29, die unter dem Zeige 30(F i g. 1 und 2) erscheint.

Die in den F i g. 3 bis 5 dargestellten Bohrungen 9e, 9 9g, 9Λ usw. liegen wegen des notwendigen Platzbedarf auf der Ringfläche der Scheibe 9 auf Kreisbögen mit de Radien 26a und 266. Diese Gestaltung gestatte vorteilhafterweise eine größere Anzahl von Exzentrizi täts-Stufen vorzusehen oder aber einen größere Durchmesser der Bohrungen 9e, 9f, 9g, 9h usw. ζ wählen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verstellbarer Exzenter für Kokillenoszillationsvorrichtungen in Metallstranggießanlagen mit einem von einem Drehmotor angetriebenen Exzenter, dessen Exzentrizität durch Verdrehen und Fixieren des Exzenterteils im Nabenlager der die Schwingbewegung übertragenden Schubstange verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterteil der Welle (12) aus einer einteiligen, mit ihrem Außendurchmesser (94>dem Innendurchmesser (8) des Nabenlagers (3) entsprechenden runden Scheibe (9) besteht, die um ein zur angetriebenen Wellenachse (i2b) erstes, paralleles und bezogen auf die Welle (12) festes Fixierelement

(13) in einer zu dieser senkrechten Ebene (10a bzw. Wa) schwenkbar und in ihrer jeweiligen Schwcnklage mittels zumindest einen zweiten Fixierelements

(14) zur Welle (12) feststellbar ist

2. Verstellbarer Exzenter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (9) ringförmig ist und einen Ringraum (9b) aufweist, der in den einzelnen Schwenklagen der Scheibe (9) einen Abstand um die die Scheibe (9) durchdringende, doppelt gelagerte, drehangetriebene Welle (12) einhält.

3. Verstellbarer Exzenter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Scheibe (9) dem ersten Fixierelement (13) etwa diametral gegenüberliegende Bohrungen (9e, 9f, 9g, 9h usw.) gleichen Durchmessers vorgesehen sind, die auf mindestens einem Kreisbogen mit einem Radius (26) um die Schwenkachse (9c^des ersten Fixierelements (13) als Mittelpunkt angeordnet sind und daß in dem mit der Welle (12) verbundenen Flanschring (10,11) die Bohrungen (28) für das erste und zweite Fixierelement (13, 14) sich auf einer Radialen (27) diametral gegenüberliegen.

4. Verstellbarer Exzenter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer doppelt gelagerten, drehangetriebenen Welle (12) in den beidseitigen Lagerböcken (16, 17) mit den Achsen des ersten und zweiten Fixierelements (13, 14) fluchtende Montagebohrungen (22) vorgesehen sind.

5. Verstellbarer Exzenter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierelemente (13,14) aus Federstahlhülsen bestehen und jeweils den Bohrungen (28) des Flanschrings (10 bzw. 11) bzw. der Scheibe (9e, 9f, 9g, 9h) im Durchmesser angepaßt sind.

6. Verstellbarer Exzenter nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierelemente (13,14) aus Bolzen mit Paßschäften und mit einer Sollbruchstelle jeweils in der Trennebene zwischen dem Flanschring (10 bzw. 11) und der Scheibe (9) bestehen.

7. Verstellbarer Exzenter nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang der Scheibe (9) Kennzeichnungen (29) für ausgewählte, berechnete Exzentrizitäten vorgesehen und jeweils einer Bohrung (9e, 9f, 9g, 9h usw.) für das zweite Fixierelement (14) zugeordnet sind.