DE3041788C2 - Antriebsvorrichtung für den Schieberverschluß eines metallurgischen Gefäßes - Google Patents

Description

Die Frfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für den Schieberverschluß eines metallurgischen Gefäßes nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Die Schieberverschlüsse von Gießpfannen sind vielfach mit Airgußhülsen oder Tauchrohren ausgestattet, die mit dem Schieber mitbewegt werden. Daneben ist auch schon ein Schieberverscnluß für einen SM-Ofen vorgeschlagen worden, welche;'· eine mitbewegte Abstichrinne aufweist.

Sowohl bei Regelschiebern wie bei Absperrschiebern sind die Antriebsvorrichtungen so ausgelegt, daß der volle Hub in einer kurzen Zeit zurückgelegt werden kann. Aus der Betätigung des Schiebers resultieren dabei an den für die Übertragung der Reaktionskräfte verantwortlichen Teilen des Schiebergehäuse bzw. seiner Befestigung vergleichsweise hohe Belastungen. Insbesondere dort, wo außerhalb der Schieberebene Massenkräfte wirksam sind, wie beispielsweise im Fall einer mitbewegten Abstichrinne, kann die Betätigung des Schiebers zu einer Beschädigung oder gar zu einer Zerstörung des Schieberverschlusses führen.

Bei einer zum Stand der Technik gehörigen, dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Antriebsvorrichtung (DE-OS 28 33 571) ist zwischen Pumpen.' ggregat und Zylinder-Kolbeneinheit ein erstes Wegeventil angeordnet, das der Notsteuerung des zugehörigen Schieberverschlusses dient und im normalen Betrieb nicht betätigt wird. Zwischen diesem ersten Wegeventil und den beiden Seiten der zugehörigen Zylinder-Kolbenemheit sind zwei weitere Wegeventile vom Typ 2/2 angeordnet, die elektrisch zwischen je zwei Stellungen hin- und herschaltbar sind, in denen sie entweder eine Vorwärts- oder Rückströmung zulassen. In den Leitungen zwischen diesen 2/2-Wegeventilen und der zugehörigen Zylinder-Kolbeneinheit sind Drosselventile angeordnet. Diese Ventilkombination ermöglicht es, einzelne Funktionsstellungen für den zugehörigen Schieberverschluß einzustellen und insbesondere die Funktionen Halt, Schließen Eilgang, Schließen Schleichgang, Öffnen Eilgang und Öffnen Schleichgang jeweils durch Erregen oder Stromlosschalten der Magnetspulen in den 2/2-Wegeventilen bzw. in dem vorgeschalteten Notsteuerungsventil einzustellen. Diese bekannte Ventilanordnung gibt dem Benutzer jedoch keinen Einfluß auf die Beschleunigungen und Verzögerungen, die dann auftreten, wenn beim öffnen und Schließen des Schieberverschlusses bestimmte Endgeschwindigkeiten erreicht werden sollen. Deshalb können zumindest beim öffnen und Schließen im Eilgang Massenträgheitskräfte auftreten, die dem Schieberverschluß in der beschriebenen Weise gefährlich werden können.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,

eine Antriebsvorrichtung der genannten Gattung derart weiterzubilden, daß sie in der Lage ist, auch bei kurzen Schließ- und Öffnungszeiten die Gefahr einer Beschädi-

ί ■> gung des Schieberverschlusses zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Mit diesen Merkmalen wird erreicht, daß der Schieber des Schieberverschlusses unabhängig von seiner Stellung und Bewegungsrichtung mit einer vorbestimmten Beschleunigung auf eine Fahrtgeschwindigkeit gebracht und aus dieser abgebremst werden kann. Die Begrenzung der Beschleunigung sowohl beim Anfahren wie beim Stillsetzen des Schiebers, gleichgültig ob in einer Endstellung oder in einer Zwischenstellung, ermöglicht es, die Belastungen zu beherrschen, die am Schiebergehäuse wie auch am Schieber und an den an diesen befestigten Teilen auftreten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Ausschnitt des Hydraulikschemas der Antriebsvorrichtung und eine vereinfachte Darstellung eines Schieberverschlusses mit Auslaufrinne,
■J5 Fig.2 den Teil 11 aus Fig. 1 in einem vergrößerten Schnitt,

Fig.3 den Teil III aus Fig. 1 in einem vergrößerten Schnitt.

Ein Schieberverschluß 4 ist am Ende des Abstichka- *o nals 5 eines metallurgischen Gefeßes 6, zum Beispiel eines SM-Ofens, lösbar befestigt. Der in offener Stellung dargestellte Schieberverschluß 4 umfaßt im wesentlichen ein Gehäuse 7, eine darin eingebettete, feuerfeste Bodenplatte 8 und den eigentlichen Schieber 9, der seinerseits eine feuerfeste Schieberplatte 10 beinhaltet. Am Schiebergehäuse 7 ist eine einer Antriebsvorrichtung zugehörige Zylinderkolbeneinheit 11 befestigt, die mit dem Schieber 9 in Antriebsverbindung steht. Durch eine sinngemäße Bewegung des Schiebers 9 mittels der Zylinder-Kolbeneinheit 11 kann der Abstichkanal 5 ganz oder teilweise verschlossen werden. Die Schließbewegung muß insbesondere dann, wenn ein schlacken-Treier Abstich erreicht werden soll, schnellstmöglich erfolgen.

F i g. 1 zeigt außerdem eine als Verlängerung des Abstichkanals 5 dienende Abstichrinne 12, die einerseits an der Stirnseite 13 des Schiebers 9 und andererseits über Schenkel 14 an einer Konsole 15 befestigt ist. Die Konsole 15 ist an einem im Gehäuse 7 geführten Gleitführungsstück 17 befestigt, welches kraftübertragend zwischen einer Kolbenstange 16 der Zylinder-Kolbeneinheit 11 und dem Schieber 9 eingeschaltet ist. Der Hubantrieb hat also nicht nur die Reibungskräfte, die in den Gleitführungen (nicht gezeigt) und zwischen den Dichtflächen der Bodenplatte 8 und der Schieberplatte 10 auftreten zu überwinden, sondern darüber hinaus auch bedeutende Massenkräfte beim Mitbewegen der Abstichrinne 12.

Wie aus Fig. 1 In. o'geht, umfaßt die Antriebsvorrichtung weiterhin ein allgemein mit 20 bezeichnetes, hydraulisch vorgesteuertes 4/3-Wege-Schieberventil mil Federzentrierung. Dieses Wegeventil enthält neberi einem elektromagnetisch betätigten Vorsteiicrv tiit.il 2i, einer Zwischenplatte 22 mit zwei Paaren Drosselventilen 24, 26 und 23, 23 sowie vier Rückschlagventil?''. 27 ein Hauptvenii! 28 (siehe auch Fig.2). Im Zusammenwirken mit einem Mengeviregelventil 29 arbeitet das Wegeventil 20 lastunabhängig, d, h. die Durchflußmenge behält den eingestellten Wert unabhängig von dem im Sysierrt herrschenden Druck bei. Ein nicht gezeigtes Pumpenaggregat, das nebst Pumpe, El.-Motor und Tank Einrichtungen für Druckbegrenzung, Temperaturkontrolle und Filtrierung des Mediums, sowie gegebenenfalls Druckspeicher beinhaltet, schließt an den beiden Anschlußpunkten fund Tan.

Im Gegensatz zu einem Hubantrieb mit durchgehender Kolbsnstange erfordert die dargestellte Zylinder-Kolbeneinheit 11 infolge der unterschiedlichen Kolbenflächen auch unterschiedliche Mengenströme zur Erreichung gleicher Geschwindigkeiten in beiden Bewegungs richtungen.

Der Steuerkolben 30 des Hauptventils 28 (Fig. 2) ist in einer Zwischenposition zwischen Mittelstellung und der rechtsseitigen Endstellung dargestellt Um eine lineare Zunahme des Mengenstromes zwischen Null und dem erforderlichen Maximum über den gesamten, durch »s« nach einer Seite aus der Mittellage repräsentierten Schaltweg zu erreichen, ist die betref- jo fende Steuerkante 31 am Steuerkolben 30 angeschrägt Dasselbe trifft für die Steuerkante 32 zu, die innerhalb eines gleichlangen Schaltweges, aber aus der Mittellage in Richtung zur anderen Seite, die lineare Zunahme des Mengenstromes bis zu dessen erforderlichem Maximum gewährleistet Die Anschrägungen 31,32 sind also nach Maßgabe des jeweiligen maximalen Mengenstromes unterschiedlich.

Diese Maßnahme bewirkt nun im Zusammenhang mit der nachfolgend beschriebenen Wirkungsweise der Drosselventile 23, 25 und 24, 26 (Fig. 1), daß das Wegeventil 20 wie ein Proportionalventil arbeitet, allerdings ohne daß die aufwendigen Maßnahmen zur Erzeugung eines variablen Eingangssignal-Stromes, wie er zur Steuerung herkömmlicher Proportionalventile erforderlich ist, notwendig wären.

Die Steuerölleitungen 40, 41 zur Schaltung des Hauptventils 28 in die gewünschte Schaltstellung sind aufgeteilt in je zwei Leitungsstränge, in denen nebst in Serie angeordneten Rückschlagventilen 27 Paare von Drosselventilen 23, 25 ur.d 24, 26 eingebaut sind. Die Rückschlagventile 27 weisen, auf die jeweilige Steuerleitung bezogen, entgegengesetzte Durchflußrichtungen auf. Mit Hilfe der Drosselventile werden die Schaltzeiten des Hauptventils eingestellt. Diese Schaltzeiten sollen, auf Grund der vorausstehend beschriebenen.

mengenmäßig propurtionalen Arbeitsweise des Hauptventils gleich lang sein, um die gewünschten einheitlichen Beschleunigung?- ur;d Ventiipeü-ntrsweris beim Anfahren und Abbremsen der bewegten Massen de, liVi'iieherverschlusses zu erreichen. Bei der Einstellung der Drosselquerschnitte ist dem Umstand Rechnung zu iFigüi, daß in jeweils zwei Schaltrichtungcn ui;.>;rschiedliche Verstellkräfte nötig sind, um den Steuerkolben 30 zu bewegen. Aus der Mittelstellung in Richtung auf die eine oder andere der beiden Endstellungen muß der Steueröldruck die zentrierende Kraft einer der Federn (33 in F i g. 2) überwinden. Umgekehrt, riarnüch von einer der Endstellungen zur Mittelstellung wird der Steuerkolben 30 allein von der Federkraft verschoben, wobei auch das Steueröl der Gegenseite zum Tank (Leitung T) zurückverdrängt werden muß. Gemäß Fig. 1 werden die Drosselventile 26 und 23 zur Drosselung der zufließenden und die Drosselventile 24, 25 zur Drosselung des abfließenden Steueröls verwendet. Mit der Einstellung der Schaitzeit wird also direkter Einfluß genommen auf das Beschleunigungs- und Verzögerungsverhalten des Hubantrlciies. Zur Abbremsung des Hubantriebes im Bereich der be.den Endlagen könnte um die Verzögerung vor den tatsächlichen Endlagen einzuleiten, je ein elektrischer Endschalter angeordnet sein, weiche zwecks Schaltung des Hauptventils 33 in den Steuerkreis des Vorsteuerventils 21 eingreifen.

Als beispielhafte Lösung dieses Problems wird jedoch einer Endlagendämpfung gemäß Fig.3 der Vorzug gegeben, weil diese keinen steuerungstechnischen Aufwand erfordert

Der im Zylinder 40' der Zylinder-Kolbeneinheit 11 dichtend geführte Kolben 41' bewegt sich in Richtung der Pfeile 42 zur hinteren Endlage. Das Hydraulikmedium (Pfeil 43) wird aus dem Zylinder verdrängt. In einem endnahen Bereich des Kolbenweges (strichpunktierte Linie 44) überschneidet ein konischer Dämpfungskolben 45 eine Dichtkante 46 eines Dämpfungszylinders 47 und bildet dort einen Ringspalt, der infolge der Konizitat des Dämpfungskolbens 45 mit fortschreitender Annäherung an die Endlage immer enger wird. Die Abbremsung erfolgt also progressiv und nicht schlagartig, wie dies bei einem zylindrischen Dämpfungskolben der Fall wäre. Ein Teil des in der Ringkammer 48 eingeschlossenen Hydraulikmediums fließt nicht durch den erwähnten Ringspalt, sondern über eine Drossel 49 ab, was einer idealen Ergänzung der Drosselwirkung des Ringspaltes gleichkommt. Um den Kolben 41 aus seiner Endlage gegen die Richtungspfeile 42 und unter Beaufschlagung der vollen Kolbenfläche bewegen zu können, wird die Ringkammer 48 über eine interne Leitung 49' und ein Rückschlagventil 50 ebenfalls mit Druckmedium gefüllt. Eine in gleicher Weise funktionierende Endlagen-Di'mpi'ungseinrichtung befindet sich auf der Kolbenstangenseite der Zylinder-Kolbeneinheit.

Hierzu 2 Blatt Zeichnunaen

Claims (2)

1 Patentansprüche:

1. Antriebsvorrichtung für den Schieberverschluß eines metallurgischen Gefäßes, mit einer Zylinder-Kolbeneinheit, die an ein Pumpenaggregat über eine ein Wegeventil und Drosselventile umfassende Steuereinrichtung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (28) von einem Vorsteuerventi! (21) über eine zwei parallele Stränge aufweisende Steuerleitung (40) gesteuert ist, deren Stränge je ein Drosselventil (24, 26) sowie je ein Rückschlagventil (27) aufweisen, wobei die Durchflußrichtungen der Rückschlagventile (27) einander entgegengesetzt sind.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (28) beiderseits seines Steuerkolbens (30) über je eine Steuerleitung (40, 41) nik dem Vorsteuerventil (21) verbunden ist, und daß die beiden pumpenseitigen Steuei'kanten (31, 32) des Steuerkolbens (30) entsprechend vorbestimmten Veränderungen des Mengenstromes über jeden der beiden Schaltwege abgeschrägt verlaufen.