DE29708312U1 - Krustenbrecherzylinder - Google Patents

Description

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21. April 1997

Festo KG. Ruiter Straße 82, 73734 Esslinqen Krustenbrecherzylinder

Die Erfindung betrifft einen Krustenbrecherzylinder zum Aufbrechen einer auf Schmelzmaterial entstandenen Kruste, mit einem im einen Endbereich mit einer Abschlußwand und im anderen Endbereich mit einer Lagerwand versehenen Zylinderrohr, das einen Zylinderraum aufweist, in dem ein in Längsrichtung des Zylinderrohres bewegbarer, mittels eines Druckmittels beaufschlagbarer Kolben angeordnet ist, an dem eine Kolbenstange festgelegt ist, die die Lagerwand durchsetzt, wobei die Kolbenstange im Bereich der Lagerwand mittels einer Führungseinrichtung längs verschiebbar geführt ist, und mit einer Schlagpartie, die bei eingefahrener Kolbenstange von der Kruste beabstandet ist und durch entsprechende Beaufschlagung des Kolbens zum Aufbrechen der Kruste auf diese aufschlagen kann.

Bei einem derartigen Krustenbrecherzylinder entstehen häufig Probleme bei der Abdichtung zwischen Kolbenstange und Lagerwand, da eine an letzterer vorgesehene, ringförmige Dichtungsanordnung durch die vom Schmelzmaterial ausgehende Hitze beschädigt werden kann. Desweiteren wirken die auf die Schlagpartie beim Aufbrechen der Kruste ausgeübten Querkräfte ebenfalls auf diese Dichtungsanordnung und auf die im Bereich der Lagerwand zur Führung der Kolbenstange vorgesehenen Führungseinrich-

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tung ein, so daß der Verschleiß sowohl der Dichtungsanordnung als auch der Führungsanordnung wesentlich erhöht ist.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Krustenbrecher zylinder zu schaffen, bei dem der Verschleiß der Dichtungsanordnung und der Führungseinrichtung vermindert und gleichzeitig eine sichere Dichtheit des Zylinderraumes gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der ersten Lagerwand axial benachbart eine von der Kolbenstange durchsetzte, axial äußere zweite Lagerwand vorgelagert ist, die eine zu der ersten Führungseinrichtung axial beabstandete zweite Führungseinrichtung zur Führung der Kolbenstange aufweist.

Durch die axial beabstandete, zur Führung der Kolbenstange dienende zusätzliche zweite Führungseinrichtung ist die Kolbenstange in Längsrichtung wesentlich exakter geführt, so daß die auf die Schlagpartie einwirkenden Querkräfte die Kolbenstange bezüglich des Zylinderrohres weniger stark verkanten, woraus ein geringerer Verschleiß an den Führungseinrichtungen und der den Zylinderraum abdichtenden Dichtungsanordnung entsteht. Durch die axial außen vorgesehene zweite Lagerwand kann die erste Lagerwand von der vom Schmelzmaterial ausgehenden Hitze abgeschirmt werden, so daß im Bereich der ersten Lagerwand vorgesehene Dichtungsanordnungen zur Abdichtung des Zylinderraumes nicht von der Hitze beschädigt werden können.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Zweckmäßigerweise ist die zweite Lagerwand als Hitzeschutzwand ausgebildet, die eine Führungseinrichtung aufweist und zur Kolbenstange hin dichtungslos ausgebildet ist. Dadurch können die zur Abdichtung des Zylinderraumes vorgesehenen, axial weiter innen angeordneten Dichtungsanordnungen von der vom Schmelzmaterial ausgehenden Hitze abgeschirmt werden.

Vorteilhafterweise ist zwischen den Lagerwänden ein Zwischenraum gebildet, der mit einer Absaugeinrichtung zum Absaugen von eventuell in den Zwischenraum eintretendem Druckmittel verbindbar ist. Somit kann versehentliches Austreten von Druckmittel aus dem Krustenbrecherzylinder verhindert werden.

Desweiteren ist es zweckmäßig, wenn die zur Zufuhr von Druckmedium in den Zylinderraum dienenden Druckmittelanschlüsse auf der in Gebrauchsposition der aufzubrechenden Kruste entgegengesetzte Seite angeordnet sind. Hierdurch ist es möglich, zum einen ein Verschmutzen der Druckmittelanschlüsse durch Schmelzmaterial zu vermeiden und andererseits auch die im Bereich der Druckmittelanschlüsse vorgesehenen Dichtungen und Druckmittelleitungen vor Hitzeeinwirkung zu schützen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Kolbenstange einen Hohlraum auf, der insbesondere mit der auf der der Kolbenstange entgegengesetzten Seite des Kolbens befindlichen Partie des Zylinderraumes fluidisch verbunden ist. Auf diese Weise ist ein Eintreten von Druckmedium in den Hohlraum der Kolbenstange bei einer entsprechenden Beaufschlagung des Kolbens möglich, wodurch gleichzeitig eine Kühlung in der Kolben-

stange erfolgt. Dies ist insbesondere dann'zweckmäßig, wenn die Schlagpartie im Bereich des nach außen ragenden freien Endes der Kolbenstange vorgesehen ist.

Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Krustenbrecherzylinders im Längsschnitt,

Figur 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Krustenbrecherzylinders in Gebrauchsposition im Längsschnitt mit eingefahrener Kolbenstange,

Figur 3 das Ausführungsbeispiel eines Krustenbrecherzylinders gemäß Figur 2 in gleicher Ansicht mit ausgefahrener Kolbenstange,

Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Krustenbrecherzylinders im Längsschnitt in Gebrauchsposition bei eingefahrener Kolbenstange,

Figur 5 das Ausführungsbeispiel eines Krustenbrecherzylinders gemäß Figur 4 in derselben Ansicht bei ausgefahrener Kolbenstange.

Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Krustenbrecherzylinders 1. Ein derartiger Krustenbrecherzylinder dient zum Aufbrechen einer auf flüssigem Schmelzmaterial, beispielsweise eingeschmolzenem Aluminium, entstande-

nen Kruste 3. In den Figuren 2 bis 5 befindet sich das Schmelzmaterial 2 in einem Schmelztigel 4, wobei sich auf der Oberfläche des flüssigen Schmelzmaterials 2 durch Abkühlung die Kruste 3 gebildet hat. Durch das Aufbrechen der Kruste 3 mittels des Krustenbrecherzylinders 1 wird diese in kleine Stücke gebrochen, die sich wieder unter das flüssige Schmelzmaterial 2 mischen und dann erneut schmelzen. Nach dem Aufbrechen der Kruste 3 ist es außerdem möglich, dem Schmelzmaterial 2 Zusatzstoffe beizumischen, falls dies wünschenswert sein sollte.

Der Krustenbrecherzylinder 1 verfügt über ein Zylinderrohr 7, das im einen, ersten Endbereich 8 mit einer Abschlußwand 9 und im axial entgegengesetzten anderen, zweiten Endbereich 10 mit einer Lagerwand 11 versehen ist. Beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 besitzt das Zylinderrohr 7 eine hohlzylindrische Gestalt. Im ersten Endbereich 8 ist es durch einen Abschlußdeckel 12 fluiddicht verschlossen, der die Abschlußwand bildet. Im entgegengesetzten zweiten Endbereich 10 schließt die von einem separaten Lagerkörper 13 gebildete Lagerwand 11 das Zylinderrohr 7 ab, so daß im Inneren des Zylinderrohres 7 zwischen Abschlußwand 9 und Lagerwand 11 ein Zylinderraum 14 gebildet ist.

In dem Zylinderraum 14 ist ein in Längsrichtung 18 des Zylinderrohres 7 bewegbarer, mittels eines Druckmediums beaufschlagbarer Kolben 19 angeordnet, an dem eine Kolbenstange 20 festgelegt ist. Der Kolben 19 weist zwei in Längsrichtung 18 aneinander anliegende Kolbenhälften 21,22 auf, die im Umfangsbereich jeweils eine ringförmig geschlossene Dichtung 23 tragen, die in einer umfangsseitig in die jeweils zugeordnete Kolbenhälfte

21,22 eingebrachten, ringsumlaufenden Umfangsnut 24 axial unverschieblich sitzen. Die beiden Dichtungen 23 liegen an der Innenwand 27 des Zylinderrohres 7 dichtend an, so daß sie den Zylinderraum 14 in zwei auf unterschiedlichen Seiten des Kolbens 19 liegende Arbeitsräume 28,29 unterteilen.

Im Fügebereich 30 zwischen den beiden Kolbenhälften 21,22 ist zwischen den Dichtungen 23 der beiden Kolbenhälften 21,22 im Umfangsbereich des Kolbens 19 ein Führungsring 31 angeordnet, der flächig an der Innenwand 27 des Zylinderrohres 7 anliegt und zur Führung des Kolbens 19 im Zylinderrohr 7 dient.

Der Kolben 19 verfügt desweiteren über einen beispielsgemäß ringförmigen Magneten 35, der in einer ringförmigen Ausnehmung 36 des Kolbens 19 angeordnet ist. Die ringförmige Ausnehmung 3 wird von zwei in sich geschlossenen, in Umfangsrichtung des Kolbens 19 verlaufenden Ringnuten 37,38 gebildet, wobei die eine Ringnut 37 auf der der anderen Kolbenhälfte 22 zugewandten Seite der einen Kolbenhälfte 21 eingebracht ist und mit der in die andere Kolbenhälfte 22 eingebrachten Ringnut 38 derart fluchtet, daß bei zusammengefügten Kolbenhälften 21,22 im Fügebereich 30 die ringförmige Ausnehmung 36 vorliegt.

Außerhalb des Zylinderrohres 7 kann nun ein in Figur 1 strichpunktiert dargestellter, magnetfeldempfindlicher Sensor 41 vorgesehen sein, der zusammen mit dem Magneten 35 eine Magnet-Sensor-Anordnung 35,41 bildet, so daß wenigstens eine Position des Kolbens 19 relativ zum Zylinderrohr 7 von dieser Magnet-Sensor-Anordnung 35,41 erfaßbar ist. Beispielsweise könnte der Sensor 41 immer dann ein Positionssignal generieren, wenn er in

Längsrichtung 18 gesehen mit dem Magneten 35 auf einer Höhe liegt. Selbstverständlich könnten auch mehrere Sensoren 41 vorgesehen sein, um entsprechend mehrere Positionen des Kolbens 19 bestimmen zu können.

Neben der Lagerwand 11, die zur ünterscheidbarkeit im folgenden als erste Lagerwand 11 bezeichnet ist, ist eine weitere, axial äußere zweite Lagerwand 44 vorgesehen, die der ersten Lagerwand auf der der Abschlußwand 9 entgegengesetzten Seite axial benachbart vorgelagert ist. Sowohl die erste als auch die zweite Lagerwand 11,44 sind von der Kolbenstange 20 durchsetzt, wobei zur Führung der Kolbenstange 20 im Bereich der ersten Lagerwand eine erste Führungseinrichtung 45 vorgesehen ist, und wobei die zweite Lagerwand 44 eine zu der ersten Führungseinrichtung 45 axial beabstandete koaxiale zweite Führungseinrichtung 46 aufweist, die ebenfalls zur Führung der Kolbenstange 20 dient. Mittels der Führungseinrichtungen 45,46 ist die Kolbenstange in Längsrichtung 18 verschiebbar geführt gelagert und in Querrichtung abgestützt.

Beispielsgemäß sind die Führungseinrichtungen 45,46 von jeweils einem hohlzylinderförmigen Führungsring 49,50 gebildet, der koaxial zur Längsachse 51 des Zylinderrohres 7 an der jeweils zugeordneten Lagerwand 11,44 axial unverschieblich angeordnet ist. Beim Ausführungsbeispiel sind die Führungsringe 49,50 in ebenfalls koaxial zur Längsachse 51 in die Lagerwände 11,44 eingebrachte zylinderförmige Durchbrechungen 52,53 eingepreßt. Mit ihren Innenflächen 54,55 liegen die Führungsringe 49,50 flächig an der Kolbenstange 20 an, so daß diese gleitverschieblich an diesen Innenflächen 54,55 geführt ist.

Aufgrund des axialen Abstandes der Führungseinrichtungen 45,46 wird eine bessere, exaktere Längsführung erreicht. Desweiteren kann die Führung verbessert werden, wenn die als Führungsringe 49,50 ausgebildeten Führungseinrichtungen 45,46 in axialer Richtung verhältnismäßig große Längenabmessungen aufweisen.

Zum f luidischen Abdichten des Zylinderraumes 14 auf der den Lagerwänden 11,44 zugewandten Seite weist sowohl die erste Lagerwand 11 als auch die zweite Lagerwand 44 eine die Kolbenstange umschließende, ringförmige Dichtungsanordnung 59,60 auf, die jeweils dichtend an der Kolbenstange 20 anliegen. Grundsätzlich würde es jedoch ausreichen, wenn lediglich eine Dichtungsanordnung 59,60 an einer der beiden Lagerwände 11,44 vorgesehen wäre, wie dies in den Ausführungsbeispielen gemäß der Figuren 2 bis 5 der Fall ist. Dort besitzt lediglich die erste Lagerwand 11 eine die Kolbenstange 2 0 umschließende Dichtungsanordnung 59, wobei die zweite Lagerwand 44 im Bereich ihrer Durchbrechung 53 zur Kolbenstange 20 hin dichtungslos ausgebildet ist.

Wie bereits erwähnt, wird durch die axial beabstandeten Führungseinrichtungen 45,46 eine verbesserte Längsführung der Kolbenstange erreicht, so daß von außen auf die Kolbenstange 20 einwirkende Querkräfte besser durch die Führungseinrichtungen 45,46 aufgenommen werden können und nur in sehr geringem Maße auf die Dichtungsanordnungen 59,60 einwirken. Somit kann der Verschleiß der Dichtungsanordnungen 59,60 durch derartige Querkräfte herabgesetzt und die Lebensdauer der Dichtungsanordnungen 59,60 erhöht werden.

Beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 sind die Dichtungsanordnungen 59,60 in einem radial erweiterten Bereich der jeweiligen zylinderförmigen Durchbrechung 52,53 angeordnet und mittels eines Sicherungselementes 61,62 axial festgelegt.

Die erste Lagerwand 11 des Ausführungsbeispieles nach Figur 1 ist von einem bezüglich dem Zylinderrohr 7 separat ausgebildeten Lagerkörper 13 gebildet, der im folgenden als erster Lagerkörper 13 bezeichnet sei. Grundsätzlich wäre es in einer alternativen Ausführungsform ebenfalls möglich, die erste Lagerwand 11 einstückig mit dem Zylinderrohr 7 auszuführen. Vorzugsweise ist auch die zweite Lagerwand 44 von einem separaten zweiten Lagerkörper 65 gebildet, der lösbar mit dem Zylinderrohr 20 verbunden ist. Gemäß der Ausführungsbeispiele in den Figuren 2 bis 5 ist dieser zweite Lagerkörper 65 direkt am Zylinderrohr 7 angeordnet. Hingegen ist der zweite Lagerkörper 65 in Figur 1 am ersten Lagerkörper 13 festgelegt und über diesen lediglich mittelbar mit dem Zylinderrohr 7 verbunden. Hierfür weist der axial äußere, zweite Lagerkörper 65 eine ein Innengewinde enthaltende hohlzylindrische Gewindepartie 66 auf, mittels der er auf einen zylindrischen Axialvorsprung 67 der ersten Lagerwand 13 aufschraubbar ist.

Der Axialvorsprung 67 ist an einem im wesentlichen zylinderförmigen Basisabschnitt 68 des ersten Lagerkörpers 13 angeordnet und erstreckt sich von diesem aus koaxial zur Längsachse 51 in Längsrichtung 18. Sowohl Basisabschnitt 68 als auch Axialvorsprung 67 sind von der zylinderförmigen Durchbrechung 52 durchsetzt. Der Außendurchmesser des Axialvorsprunges 67 ist geringer als der des Basisabschnittes 68, so daß am Basisabschnitt

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68 ein stirnseitiger Ringansatz 69 gebildet ist. Beim Aufschrauben des zweiten Lagerkörpers 65 auf den ersten Lagerkörper 13 gelangt die Stirnfläche 70 der Gewindepartie 66 mit dem Ringansatz 69 in Anlage, wobei die Wandstärke der hohlzylindrischen Gewindepartie 66 in etwa der radialen Ausdehnung des Ringansatzes 69 entsprechen kann, so daß der Außendurchmesser der Gewindepartie 66 im wesentlichen dem Außendurchmesser des Basisabschnittes 68 des ersten Lagerkörpers 13 entspricht.

Zwischen den beiden Lagerwänden 11,44 ist ein Zwischenraum 74 gebildet, der mit einer Absaugeinrichtung zum Absaugen von eventuell in den Zwischenraum eintretendem Druckmittel verbindbar ist. Die beiden Lagerwände 11,44 sind zweckmäßigerweise mittels einer zwischengefügten Dichtungseinrichtung 73 gegeneinander abgedichtet. Vor allem bei der Verwendung von Hydraulikflüssigkeit zur Betätigung des Zylinders ist eine derartige Absaugeinrichtung sinnvoll, um eine Verschmutzung der Umgebung des KrustenbrecherZylinders 1 und insbesondere der unterhalb angeordneten Schmelze 2 durch eventuell austretende Hydraulikflüssigkeit zu verhindern.

Beim in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel enthält der Zwischenraum 74 einen ringähnlichen Abschnitt 75, der dadurch entsteht, daß der Axialvorsprung 67 des ersten Lagerkörpers 13 einen im Bereich seines freien Endes 76 befindlichen Endabschnitt 77 aufweist, dessen Außendurchmesser geringer ist als der Innendurchmesser der Gewindepartie 66 des zweiten Lagerkörpers 65. Der ringähnliche Abschnitt 75 umgibt den Endabschnitt 77 des Axialvorsprunges 67 koaxial und wird selbst wiederum von der Gewindepartie 66 koaxial umschlossen. Dadurch,

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daß das freie Ende 76 des Axialvorsprunges 67 axial vom zweiten Lagerkörper 65 beabstandet ist, schließt sich an den ringähnlichen Abschnitt 75 im Bereich des freien Endes 76 des Axialvorsprunges 67 ein Ringspalt 78 an, der sich radial nach innen zwischen der Dichtungsanordnung 59 der vom ersten Lagerkörper 13 gebildeten ersten Lagerwand 11 und der zweiten Führungsanordnung 46 der vom zweiten Lagerkörper 65 gebildeten zweiten Lagerwand 44 bis zur Kolbenstange 20 erstreckt. Der ringähnliche Abschnitt 75 und der Ringspalt 78 bilden zusammen den Zwischenraum 74.

Falls nun zwischen der Dichtungsanordnung 59 der ersten Lagerwand 11 und der Kolbenstange 20 ein Druckmittel aus dem Zylinderraum 14 austreten sollte, so tritt dies in den Zwischenraum 74 ein, in den ein von außen zugänglicher Absaugkanal 79 mündet, an den von außen her die Absaugeinrichtung anschließbar ist. Vorzugsweise ist der Absaugkanal 79 in die vom zweiten Lagerkörper 65 gebildete zweite Lagerwand 44 und insbesondere in die Gewindepartie 66 des zweiten Lagerkörpers 65 eingebracht, so daß er mit dem ringähnlichen Abschnitt 75 des Zwischenraumes 74 kommuniziert.

Zur Beaufschlagung des Kolbens mittels eines pneumatischen oder hydraulischen Druckmediums ist ein erster und ein zweiter Druckmittelkanal 84,85 vorhanden, die über jeweils einen von außen zugänglichen Druckmittelanschluß 86,87 verfügen, an den eine externe, nicht näher dargestellte Druckmittelzufuhr anschließbar ist. Die beiden Druckmittelkanäle 84,85 münden in unterschiedliche Arbeitsräume 28,29, so daß durch das Beauf-

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schlagen bzw. Entlüften eines jeweiligen Arbeitsraumes 28,29 der Kolben 19 in Längsrichtung 18 bewegt werden kann.

In der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Krustenbrecherzylinders 1 nach Figur 1 ist der erste Druckmittelkanal in die Abschlußwand 9 eingebracht und verläuft radial zur Längsachse 51, wobei er in den Arbeitsraum 29 mündet. Der zweite Druckmittelkanal 85 ist in die vom ersten Lagerkörper 13 gebildete erste Lagerwand 11 eingebracht und verläuft ebenfalls radial zur Längsachse 51, wobei der Druckmittelkanal 85 vorzugsweise im Basisabschnitt 68 des zweiten Lagerkörpers 65 vorgesehen ist und fluidisch mit der zylinderförmigen Durchbrechung 52 der ersten Lagerwald 11 verbunden ist.

In der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist der Krustenbrecherzylinder 1 zusätzlich mit einer Einrichtung zur Endlagendämpfung des Kolbens 19 ausgestattet. Hierfür weist der Kolben 19 auf seiner der Kolbenstange 20 abgewandten Seite ein koaxial zur Längsachse 51 angeordnetes, zylinderförmiges erstes Dämpfungselement 89 auf, das sich in Längsrichtung 18 vom Kolben 19 weg erstreckt. Die Abschlußwand 9 verfügt zur Aufnahme des ersten Dämpfungselementes 89 über eine zylinderförmige, koaxial zur Längsachse 51 angeordnete Aussparung 90 in die der erste Druckmittelkanal 84 einmündet und die mittels ihrer dem Kolben 19 zugewandten offenen Stirnseite den benachbarten Arbeitsraum 29 erweitert. Der Innendurchmesser der zylindrischen Aussparung 90 entspricht in etwa dem Außendurchmesser des ersten Dämpfungselementes 89. Im Übergangsbereich zwischen Aussparung 90 und Arbeitsraum 29 ist eine ringförmige Dichtungsanordnung 91 vorgesehen, die bei in die Aussparung 90 eingreifen-

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dem ersten Dichtungselement 89 dieses dichtend umschließt, so daß vom Arbeitsraum 29 kein Druckmittel in die Aussparung 90 hineinfließen kann.

In die Abschlußwand 9 ist nun ein den Arbeitsraum 29 unter Umgehung der Aussparung 90 direkt mit dem ersten Druckmittelkanal 84 verbindender erster Dämpfungskanal 92 eingebracht, wobei die Durchflußmenge von Druckmittel durch diesen ersten Dämpfungskanal 92 über ein einstellbares Drosselventil 93 regulierbar ist. Dies hat zur Folge, daß der Kolben 19 in seiner Bewegung auf die vom Abschlußdeckel 12 gebildete Abschlußwand 9 zu abgebremst wird, sobald das erste Dämpfungselement 89 mit der Dichtungsanordnung 91 an der Aussparung 90 zur Anlage gelangt, so daß über die Aussparung 90 kein Druckmittel mehr entweichen kann. Das verdrängte Druckmedium kann dann lediglich über den ersten Dämpfungskanal 92 ausströmen, über den jedoch nur eine geringere Menge an Druckmittel in den ersten Druckmittelkanal 84 abführbar ist, so daß sich der Druck im Arbeitsraum 29 vergrößert und die Bewegungsenergie des Kolbens 19 herabgesetzt wird. Auf diese Weise kann der Aufschlag des Kolbens 19 in der Endlage auf die Abschlußwand 9 gemindert werden. Mittels des Drosselventils 93 kann der Dämpfungsgrad variiert werden.

Analog zu der vorerwähnten ersten Dämpfungseinheit 88 ist auf der der Kolbenstange 20 zugewandten Seite des Kolbens 19 eine vergleichbare zweite Dämpfungseinheit 88 vorgesehen. Sie enthält ein auf der der Kolbenstange 20 zugewandten Seite des Kolbens 19 koaxial zur Längsachse 51 angeordnetes, die Kolbenstange 20 umschließendes hohlzylindrisches zweites Dämpfungselement 97, das sich vom Kolben 19 aus in Längsrichtung 18 ein Stück

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weit erstreckt. Der Außendurchmesser des zweiten Dämpfungselementes 97 entspricht in etwa dem Innendurchmesser der in die vom ersten Lagerkörper 13 gebildeten ersten Lagerwand 11 eingebrachten Durchbrechung 52. In ihrem sich an den benachbarten Arbeitsraum 28 anschließenden Bereich 98 bildet die zylinderförmige Durchbrechung 52 deshalb einen die Kolbenstange 20 koaxial umgebenden Ringraum 99, der im Übergangsbereich zum benachbarten Arbeitsraum 29 von einer Dichtungsanordnung 100 umgeben ist. Das zweite Dämpfungselement 97 kann in den Ringraum 99 eingreifen, wobei die Dichtungsanordnung 100 am Ringraum 99 das zweite Dämpfungselement 97 umschließt und so den Ringraum 99 vom benachbarten Arbeitsraum 28 fluidisch abdichtet. Über einen in der ersten Lagerwand 11 vorgesehenen, den Arbeitsraum 28 unmittelbar mit dem zweiten Druckmittelkanal 85 verbindenden zweiten Dämpfungskanal 101 kann nach wie vor Druckmittel aus dem Arbeitsraum 28 abgeführt werden, wenn das zweite Dämpfungselement 97 in den Ringraum 99 eingreift und so die Entleerung des Arbeitsraumes 28 über den Ringraum 99 zum zweiten Druckmittelkanal 85 hin verhindert. Auch der zweite Dämpfungskanal 101 verfügt über ein einstellbares Drosselventil 102, um die Durchflußmenge von Druckmittel durch den zweiten Dämpfungskanal 101 zu variieren. Die Wirkungsweise ist die gleiche wie bei der ersten Dämpfungseinheit 88.

In den Figuren 2 bis 5 ist der Krustenbrecherzylinder 1 in seiner Gebrauchslage dargestellt. In den dort gezeigten beiden Ausführungsvarianten ist der Kolben 19 einstückig ausgebildet und die erste und zweite Lagerwand 11,44 sowie die Abschlußwand 9 sind in das Zylinderrohr 7 eingesetzt, wobei auch hier die erste bzw. die zweite Lagerwand 11,44 von einem ersten bzw.

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zweiten Lagerkörper 13,65 und die Abschlußwand 9 von einem Abschlußdeckel 12 gebildet sind. Die erste Lagerwand verfügt hierbei über die erste Führungseinrichtung 45 und die zweite Lagerwand 44 enthält die zweite Führungseinrichtung 46. Die Führungseinrichtungen 45,46 sind beispielsgemäß als Führungsringe 49,50 ausgebildet. Zur Abdichtung des Zylinderraumes 14 ist lediglich eine einzige ringförmige Dichtungsanordnung 59 an der ersten Lagerwand 11 vorgesehen.

Die von außen zugänglichen, in den Endbereichen der Druckmittelkanäle 84,85 vorgesehenen Druckmittelanschlüsse 86 sind in den AusführungsVarianten gemäß der Figuren 2 bis 5 in Gebrauchsposition der Krustenbrecherzylinder 1 auf der der aufzubrechenden Kruste 3 entgegengesetzten Seite angeordnet. Beim Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 2 und 3 ist die Ausrichtung so getroffen, daß die Kolbenstange 20 nach unten ragt und der Krustenbrecherzylinder 1 mit seinem Gehäuse 7,9 an einer Tragstruktur 94 festgelegt ist. Die beiden Druckmittelanschlüsse 85,86 befinden sich im Bereich der oben liegenden Anschlußwand 9. Der erste Druckmittelkanal 84 ist in Längsrichtung 18 verlaufend in die Abschlußwand 9 eingebracht. Der zweite Druckmittelkanal 85 verläuft ausgehend vom zugeordneten Druckmittelanschluß 87 mit einem Gehäuseabschnitt 106 zunächst im Zylinderrohr 7, worauf sich ein quer zum Gehäuseabschnitt 106 in der ersten Lagerwand 11 verlaufender Kanalabschnitt 107 anschließt, der in den benachbarten Arbeitsraum 28 ausmündet.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 4 und 5 hingegen ist der Krustenbrecherzylinder so ausgerichtet, daß seine Kolbenstange 20 nach oben ragt und die Abschlußwand 9 der Schmelze

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zugewandt ist. Die Druckmittelkanäle 84,85 verlaufen in der hier ortsfest an einer Tragstruktur 94 festgelegten Kolbenstange 20, die im Bereich ihres nach oben weisenden freien Endes 108 stirnseitig zugängliche, den Druckmittelkanälen 84,85 zugeordnete Druckmittelanschlüsse 86,87 aufweist. Der erste Druckmittelkanal 84 durchsetzt sowohl die Kolbenstange 20 als auch den Kolben 19 in Längsrichtung 18 vollständig, so daß er auf der der Kolbenstange 20 abgewandten Seite des Kolbens 19 in den Arbeitsraum 29 mündet. Der zweite Druckmittelkanal 85 durchsetzt lediglich die Kolbenstange 20 in Längsrichtung bis zum Kolben 19 hin und mündet dann auf der der Kolbenstange 20 zugewandten Seite des Kolbens 19 in den Arbeitsraum 28. Die beiden Druckmittelkanäle 84,85 münden demnach auf verschiedenen axialen Seiten des Kolbens 19 in den Zylinderraum 14 aus.

Der Krustenbrecherzylinder 1 enthält eine Schlagpartie 111, die bei eingefahrener Kolbenstange 20 von der Kruste 3 beabstandet ist und durch entsprechende Beaufschlagung des Kolbens 19 zum Aufbrechen der Kruste 3 auf diese aufschlägt. Wie bereits erwähnt, ist beim Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 4 und 5 die Kolbenstange 20 ortsfest angeordnet, so daß sich das Zylinderrohr 7, die Lagerwände 11,44 sowie die Abschlußwand 9 relativ zum Kolben 19 bzw. der Kolbenstange 20 bewegen. Bei dieser Ausführung ist die Schlagpartie 111 im axial nach außen gewandten Bereich der von dem Abschlußdeckel 12 gebildeten Abschlußwand 9 vorgesehen. Bei der Beaufschlagung des Arbeitsraumes 29 wird die Schlagpartie 111 zur Kruste 3 hin beschleunigt und trifft, wie dies in Figur 5 dargestellt ist, auf diese auf, so daß die Kruste 3 aufbricht. Figur 4 zeigt den Krustenbrecherzy-

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linder 1 bei eingefahrener Kolbenstange, wobei die Schlagpartie 111 von der Kruste 3 beabstandet ist.

Hingegen ist bei der Ausführungsvariante gemäß der Figuren 2 und 3 die Schlagpartie 111 im Bereich des nach außen ragenden freien Endes 108 der Kolbenstange 20 vorgesehen. Bei der Beaufschlagung des Zylinderraumes 29 bewegt sich hier die Kolbenstange mit der Schlagpartie 111 zur Kruste 3 hin und bricht diese auf, sobald die Schlagpartie 111 auf die Kruste auftrifft (Figur 3). Wird hingegen der Arbeitsraum 28 beaufschlagt, ist die Schlagpartie 111 von der Kruste 3 beabstandet, wie dies in Figur 2 gezeigt ist.

Die zweite Lagerwand 44 bildet eine Hitzeschutzwand, die die erste Lagerwand 11 mit ihrer Dichtungsanordnung 59 vor der vom Schmelzmaterial 2 ausgehenden Hitze schützt.

Zur Kühlung der Kolbenstange 20, die mit ihrer Schlagpartie beim Aufbrechen der Kruste 3 in das heiße Schmelzmaterial 2 eintaucht, kann die Kolbenstange 20 mit einem strichpunktiert angedeuteten Hohlraum 112 ausgestattet sein, der mit dem auf der der Kolbenstange 20 entgegengesetzten Seite des Kolbens 19 befindlichen Arbeitsraum 29 fluidisch verbunden ist. Dadurch ist es möglich, daß bei der Beaufschlagung des Arbeitsraumes Druckmittel in den Hohlraum 112 eindringt und die Kolbenstange 20 dabei abkühlt. Vorzugsweise durchsetzt der Hohlraum 112 die Kolbenstange 20 bis in den Bereich der Schlagpartie 111.

Desweiteren kann zum Schutz des aus den Lagerwänden 11,44 ausgefahrenen Längenabschnittes 108 der Kolbenstange 20 ein den

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entsprechenden Längenabschnitt 108 umgebendes Schutzelement 113 vorgesehen sein, das einerseits im Bereich der zweiten Lagerwand 44 gehalten und andererseits im Bereich des freien Endes der Kolbenstange 20 festgelegt ist, so daß es sich beim Ausfahren der Kolbenstange teleskopartig in Längsrichtung 18 verlängert. Beispielsweise kann es sich beim Schutzelement 113 um ein spiralförmig gewickeltes Schutzband handeln, das koaxial zur Längsachse 51 des Zylinderrohres 7 aufgewickelt ist. Desweiteren kann das Schutzelement 113 von teleskopartig ineinandergreifenden hohlzylindrischen Stücken gebildet sein, die ebenfalls koaxial zur Längsachse 51 ausgerichtet sind und sich beim Bewegen der Kolbenstange 20 auseinanderziehen bzw. zusammenschieben lassen.

Claims (13)

G 17 838 - lead 21. April 1997 Festo KG, Ruiter Straße 82, 73734 Esslinqen Krustenbrecherzylinder ANSPRÜCHE

1. Krustenbrecherzylinder zum Aufbrechen einer auf Schmelzmaterial (2) entstandenen Kruste (3), mit einem im einen Endbereich (8) mit einer Abschlußwand (9) und im anderen Endbereich

(10) mit einer Lagerwand (11) versehenen Zylinderrohr (7), das einen Zylinderraum (14) aufweist, in dem ein in Längsrichtung (18) des Zylinderrohres (7) bewegbarer, mittels eines Druckmittels beaufschlagbarer Kolben (19) angeordnet ist, an dem eine Kolbenstange (20) festgelegt ist, die die Lagerwand (11) durchsetzt, wobei die Kolbenstange (20) im Bereich der Lagerwand

(11) mittels einer Führungseinrichtung (45) längsverschiebbar geführt ist, und mit einer Schlagpartie (111), die bei eingefahrener Kolbenstange (20) von der Kruste (3) beabstandet ist und durch entsprechende Beaufschlagung des Kolbens (19) zum Aufbrechen der Kruste (3) auf diese aufschlagen kann, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Lagerwand (11) axial benachbart eine von der Kolbenstange (20) durchsetzte, axial äußere zweite Lagerwand (44) vorgelagert ist, die eine zu der ersten Führungseinrichtung (45) axial beabstandete zweite Führungseinrichtung (46) zur Führung der Kolbenstange (20) aufweist.

2. Krustenbrecherzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Lagerwand (11) und/oder die zweite Lagerwand (44) eine ringförmige Dichtungsanordnung (59,60) aufweist, die dichtend an der Kolbenstange (20) anliegt.

3. Krustenbrecherzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Lagerwand (44) als Hitzeschutzwand ausgebildet ist, die eine Führungseinrichtung (46) aufweist und zur Kolbenstange hin dichtungslos ausgebildet ist.

4. Krustenbrecherzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die zweite Lagerwand (44) von einem separaten Lagerkörper (65) gebildet ist, der lösbar mit dem Zylinderrohr (7) verbindbar ist.

5. Krustenbrecherzylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der axial äußere Lagerkörper (65) eine hohlzylindrische Gewindepartie (66) aufweist, mittels der er auf einen zylindrischen AxiaIvorsprung (67) der ersten Lagerwand (11) aufschraubbar ist.

6. Krustenbrecherzylinder nach einem der Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Lagerwänden (11,44) ein Zwischenraum (74) gebildet ist, der mit einer Absaugeinrichtung zum Absaugen von eventuell in den Zwischenraum (74) eintretendem Druckmittel verbindbar ist.

7. Krustenbrecherzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Zufuhr von Druckmittel in den Zylinderraum (14) dienenden Druckmittelanschlüsse (86) auf

der in Gebrauchsposition der aufzubrechenden Kruste (3) entge gengesetzten Seite angeordnet sind.

8. Krustenbrecherzylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelanschlüsse (86) fluidisch mit Druckmittelkanälen (84,85) verbunden sind, die im wesentlichen im Inneren der Kolbenstange (20) verlaufen und auf verschiedenen axialen Seiten des Kolbens (19) in den Zylinderraum (14) ausmünden.

9. Krustenbrecherzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (20) einen sich über zumindest einen Großteil ihrer Länge erstreckenden Hohlraum (112) aufweist, der insbesondere mit der auf der der Kolbenstange (20) entgegengesetzten Seite des Kolbens (19) befindlichen Partie (29) des Zylinderraumes (14) fluidisch verbunden ist.

10. Krustenbrecherzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagpartie (111) im Bereich des nach außen ragenden freien Endes (108) der Kolbenstange (20) vorgesehen ist.

11. Krustenbrecherzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagpartie (111) im axial nach außen gewandten Bereich der Abschlußwand (9) vorgesehen ist.

12. Krustenbrecherzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Endlagendämpfung des Kolbens (19) vorgesehen ist.

13. Krustenbrecherzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Magnet-Sensor-Anordnung
(35,41) zur Positionsbestimmung des Kolbens (19) vorhanden ist.