DE3208101A1

DE3208101A1 - Schiebeverschluss fuer schmelzegefaesse

Info

Publication number: DE3208101A1
Application number: DE19823208101
Authority: DE
Inventors: Herbert Ing. 6030 Ebikon Bachmann
Original assignee: Stopinc AG
Current assignee: Stopinc AG
Priority date: 1981-05-19
Filing date: 1982-03-06
Publication date: 1982-12-09
Also published as: PL236488A1; ES512124A0; NL8202021A; CH653933A5; DE3208101C2; JPS6226862B2; SU1243611A3; NO821648L; ES8304824A1; DD201983A5; GB2100840A; US4524956A; JPS57195576A; US4424958A; IL65748A0; IT8248412A0; FR2506192A1; LU84160A1; FR2506192B1; SE8203040L

Description

Stopinc Aktiengesellschaft, Baar (Schweiz) Pall 3187

Schiebeverschluss für Schmelzegefässe

Die Erfindung betrifft einen Schiebeverschluss für Schmelzegefässe nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.

Bei einem bekannten Schiebeverschluss dieser Art (z.B. nach DE-OS 22 27 501) wird die ortsfeste, feuerfeste Bodenplatte von einer am Schmelzegefäss befestigten Montageplatte aufgenommen. Das Verschlussgehäuse enthält die Schiebereinheit mit der feuerfesten Schieberplatte und ist an einer seiner Längsseiten an der genannten Montageplatte angelenkt. Zur betriebsmässigen Verbindung von Gehäuse und Montageplatte ist an jeder Längsseite des Gehäuses je ein Kniehebelverschluss vorgesehen, die zum Schliessen des Gehäuses gleichzeitig betätigt werden müssen, wobei die zwischen Schieberschlitten und Schieberplatte befindlichen Spannorgane - eine Mehrzahl von in den Schlitten lose eingelegten Druckfedern - ebenfalls gespannt werden. Bei geöffneten Kniehebelverschlüssen und ausgeschwenktem Gehäuse kann die Schieberplatte (wie auch die Bodenplatte) herausgenommen werden, und erst dann sind die Druckfedern zwecks Kontrolle oder Erneuerung zugänglich. Die von den Druckfedern auf die Schieberplatte ausgeübten Anpresskräfte sind nach Grosse und Verteilung direkt von der Lage des am Gehäuse geführten Schieberschlittens - und damit von der Lage des Gehäuses selbst -

in bezug auf die Montageplatte abhängig. Da die erwähnten Kniehebelverschlüsse jedoch eine Vielzahl von Gelenkstellen aufweisen und häufig sowie unter hoher mechanischer Belastung betätigt werden, ist eine gleichbleibende Betriebslage des Gehäuses nicht oder nur bei erheblichem Kontroll- und Wartungsaufwand gewährleistet. Es besteht somit bei der bekannten Anordnung die Gefahr unterschiedlicher und ungleich verteilter Anpresskräfte zwischen den beiden Verschlussplatten.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, bei einem Schiebeverschluss der eingangs genannten Gattung einen möglichst gleichbleibenden und gleichmässig verteilten Anpressdruck an den Gleitflächen der Verschlussplatten sicherzustellen und damit auch ein "Verkanten" der Schieberplatte während der Betätigung zu vermeiden. Diese Forderung ist besonders wichtig, wenn mit dem gleichen Plattenpaar eine grössere Zahl von Oeffnungs- und Schliessbewegungen ohne Wartung ausgeführt werden soll.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 erfüllt. Bei der erfindungsgemässen Gestaltung bildet das Verschlussgehäuse eine in sich geschlossene, formschlüssige Verbindung zwischen der Lagerung der Bodenplatte und den Führungen des Schieberschlittens, wodurch nicht nur die vorgenannten Schwierigkeiten vermieden, sondern auch erhebliche konstruktive Vereinfachungen erreicht werden.

Die Massnahmen nach den Ansprüchen 2 und 3 ermöglichen es, den Verschluss ohne Einwirkung der Spannorgane zusammenzubauen bzw. zu demontieren. Mit den Merkmalen der Ansprüche 4 und 5 wird erreicht, dass die Druckverteilung über die Gleitflächen auch unabhängig von der Schieberstellung gleichmässig ist, und Anspruch 6 ermöglicht eine Mitnahme zwischen Schieberschlitten und Schieberplatte ohne schädliche Kippmomente. Die Ansprüche 7 und 8 beziehen sich auf zwei Varianten des Verschlussge-

häuses, welche den einfachen Ein- und Ausbau der Schiebereinheit ermöglichen. Schliesslich betrifft der Anspruch 9 die genaue Positionierung der Schieberplatte in der Oeffnungsstellung, was erst durch die erfindungsgemässe Gestaltung des Verschlussgehäuses sinnvoll wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht von unten,
Fig. 2 einen Längsschnitt und

Fig. 3 einen Schnitt senkrecht zur Schieberichtung eines Schiebeverschlusses gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel in Oeffnungsstellung, und im Boden eines Schmelzegefässes eingebaut;

Fig. 4 zeigt von einem weiteren Ausführungsbeispiel die z.T. weggebrochene Ansicht von unten und

Fig. 5 dieselbe Variante zur einen Hälfte im Schnitt und zur andern Hälfte als Stirnansicht.

Bei der Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels geht die Einbaulage des Schiebeverschlusses am Schmelzegefäss aus den Fig. 2 und 3 hervor, dagegen sind in der Ansicht nach Fig. 1 die Teile des Schmelzegefässes weggelassen. Beim Schmelzegefäss 1, aus welchem der Verschluss den Abfluss einer Schmelze reguliert, kann es sich um einen Schmelzofen, ein Warmhaltegefäss, ein Behandlungs- oder Transportgefäss oder dergleichen handeln. Es besteht wie üblich aus einem Blechmantel 2, welcher mit einer feuerfesten Ausmauerung 3 ausgekleidet ist. Im Ausgussbereich des Gefässes ist ein feuerfester Lochstein 4 mit der

Durchflussbohrung 5 in die Ausmauerung 3 eingelassen; dieser Lochstein stellt den dichten Anschluss zur ortsfesten Bodenplatte 20 des Verschlusses über eine ringförmige Mörtelfuge 8 her. Zur Aufnahme des im wesentlichen rechteckigen Verschlussgehäuses 10 weist der Blechmantel 2 eine entsprechende Ausnehmung 6 auf. Eine Zwischenlage 7 aus schlecht wärmeleitendem, feuerfestem Material d⁴ent der Wä\meisolierung gegenüber dem metallischen, in die Ausmauerung 3 hineinragenden Gehäuseboden 11.

Die Hauptbestandteile des Schiebeverschlusses sind das metallische Verschlussgehäuse 10, die ortsfeste, feuerfeste Bodenplatte 20 und die Schiebereinheit 30 mit der feuerfesten Schieberplatte 40. In bekannter Weise bilden die Oeffnung 5 im Lochstein 4, die Bohrungen in der Bodenplatte und in der Schieberplatte sowie die Bohrung einer an die Schieberplatte anschliessenden Ausgusshülse 4 3 in der dargestellten Oeffnungsstellung des Verschlusses einen durchgehenden Ausgusskanal 50. Durch Bewegung der Schiebereinheit 30 in die Schliesslage, zweckmassigerweise mittels hydraulischem Zylinder 25, wird dieser Kanal und damit der Ausfluss der Schmelze aus dem Gefäss 1 unterbrochen; die Stellung der Schiebereinheit 30 in der Schliesslage ist links in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet. Der Begriff "feuerfest" ist im Hinblick auf die Anwendung mit verschiedenen (und unterschiedlich heissen) Schmelzen im Rahmen der vorliegenden Erfindung allgemein so zu verstehen, dass die betreffenden, mit der Schmelze direkt in Berührung kommenden Teile bzw. Werkstoffe gegenüber dieser ausreichend beständig sein sollen.

Das Verschlussgehäuse 10 weist einen Boden 11, Stirnwände 12 und Seitenwände 14 auf. Zwecks lösbarer Befestigung des Verschlusses am Gefässmantel 2 sind vom Gehäuse 10 abstehende Lappen 13 vorgesehen. Die Bodenplatte 20 ist im Gehäuse selbst, nämlich in einer Ausnehmung 15 in dessen Boden 11 gelagert und dabei durch eine Stützfläche 16 am Grund der Ausnehmung 15 gegenüber dem Gehäuse genau ausgerichtet. Die Bodenplatte 2 0 be-

steht zweckmässigerweise, wie dargestellt, aus zwei Teilen, nämlich einem die Durchflussbohrung und die Gleitfläche 49 aufweisenden Plattenteil 22 und einer diesen Plattenteil gegenüber dem Gehäuse 10 isolierenden, wärmedämmenden Zwischenlage 21. In ähnlicher Weise ist auch die Schieberplatte 40 aus dem die Gleitfläche aufweisenden Plattenteil 42 und der wärmedämmenden Zwischenlage 41 zusammengesetzt, wobei sich die Schieberplatte gegen eine genau bearbeitete Stützfläche 39 in einem metallischen Schieberplatten-Tragrahmen 38 abstützt.

Auf der dem Boden 11 gegenüberliegenden Seite ist das Gehäuse offen. Es weist zwei parallele Führungsleisten 18 auf, welche Gleitbahnen 23 für den Schieberschlitten 32 bilden und mit den Seitenwänden 14 lösbar verbunden, vorzugsweise verschraubt sind. Die Führungsleisten 18 liegen dabei an bearbeiteten Endflächen 17 der Seitenwände 14 auf, wodurch eine genaue, parallele Ausrichtung und ein vorgegebener Abstand zwischen der Stützfläche 16 der Bodenplatte 20 und den Gleitbahnen 23 des Schieberschlittens 32 dauernd gewährleistet ist. Das Verschlussgehäuse 10 bildet somit eine starre Baueinheit, welche die genannte Stützfläche 16 mit den Führungsleisten 18 bzw. deren Gleitbahnen 23 formschlüssig und gleichbleibend verbindet. Seitlich ist der Schieberschlitten 32 bei seiner Linearverschiebung zwischen bearbeiteten Innenflächen 19 der Seitenwände 14 geführt.

Die Schiebereinheit 30 ist aus dem Schieberschlitten 32 und dem von ihm getrennten Tragrahmen 38 für die Schieberplatte 40 zusammengesetzt. Für die Verschlussbetätigung ist ein über einen Bügel 24 am Gehäuse 10 befestigter hydraulischer Hubzylinder vorgesehen, dessen Schubstangenkopf 26 in eine Ausnehmung des Schieberschlittens 32 eingreift. Zwei im Schieberschlitten 32 befestigte MitnehmerboIzen 36 ragen in passende Bohrungen des Tragrahmens 38 hinein, wodurch dieser mit der Schieberplatte in Schieberichtung vom Schieberschlitten 32 mitgenommen wird. Der Tragrahmen 38 fasst ausser der Schieberplatte 40 eine feu-

mm Q mm

erfeste Ausgusshülse 43, welche an den Plattenteil 42 unten anschliesst und mit diesem vorzugsweise über eine Mörtelfuge verbunden ist.

In die antriebseitige Stirnwand 12 des Gehäuses ist eine die Kolbenstange umgebende Hülse 27 eingeschraubt, die mit einer Gegenmutter 29 gesichert ist und deren Stirnfläche 28 im innern des Gehäuses einen Anschlag für den Schieberschlitten 32 in der Oeffnungsstellung der Schiebereinheit bildet. Dadurch lassen sich die Bohrungen der beiden Verschlussplatten genau aufeinander ausrichten.

Im Schieberschlitten 32 sind Spannorgane 34 eingesetzt, welche gegen den Tragrahmen 38 und damit mittelbar gegen die Schieberplatte 40 vorgespannt sind und die letztere mit der Gleitfläche 49 gegen die Bodenplatte 20 anliegen lassen. Der innere Aufbau der Spannorgane 34 ist aus der Fig. 2 links ersichtlich: Ein Federpaket 37, vorzugsweise ein Satz Tellerfedern, ist in einer Längsbohrung des Spannorgans geführt und zwischen einem Bund eines axial beweglich geführten Stössels 3 5 und dem Kopf des Spannorgans vorgespannt. Das vorstehende, obere Ende des Stössels 35 liegt gegen den Tragrahmen 38 an, wobei das Federpaket 37 um ein bestimmtes Mass zusammengedrückt ist und eine entsprechende Kraft über den Stössel auf den Tragrahmen ausübt.

Die beiden Spannorgane 34 sind in Gewindebohrungen 33 des Schieberschlittens 32 eingeschraubt und gegen eine Anschlagfläche (Bundfläche) 31 festgezogen. Sie sind von der der Schieberplatte 40 abgekehrten Seite her in den Schieberschlitten 32 eingesetzt, was dadurch möglich ist, dass diese Seite des Schlittens frei liegt, weil das Gehäuse 10 hier offen ist.

Beim Zusammenbau oder der Demontage des Verschlusses werden die Spannorgane 34 herausgeschraubt bzw. soweit gelöst, dass die Anpresskraft zwischen den Platten 20 und 40 wegfällt. Nach Ent-

fernen der lösbar befestigten Führungsleisten 18 können die Schiebereinheit 30 und die Bodenplatte 20 aus dem Gehäuse herausgenommen werden. Auf diese Weise ist das Ueberprüfen bzw. das Auswechseln der Verschlussplatten leicht möglich. Dank der beschriebenen, in sich geschlossenen Bauweise des Gehäuses mit der starren Verbindung zwischen der Stützfläche 16 für die Bodenplatte und den Gleitbahnen 23 an den Führungsleisten 18 des Gehäuses ergibt sich zwangsläufig eine genau definierte "Basis" für den Schieberschlitten in bezug auf die Bodenplatte. Dadurch hält sich auch die von den Spannorganen 34 ausgeübte Anpresskraft in vorbestimmten, engen Grenzen (bei gegebenen Abmessungen und gegebener Vorspannung der Federn 37), wenn am Ende des Zusammenbaus die Spannorgane eingeschraubt und auf Anschlag festgezogen werden.

Durch die nachstehend beschriebenen, weiteren Massnahmen ist ferner dafür gesorgt, dass die Flächenpressung zwischen den Verschlussplatten 20 und 40 völlig gleichmässig über die Gleitfläche 49 verteilt ist, und zwar in jeder Schieberstellung und auch während der Betätigung des Verschlusses.

Eine erste konstruktive Massnahme besteht darin, dass die Spannorgane 34 bezüglich der Abmessungen der Schieberplatte 40 symmetrisch im Schieberschlitten 32 eingesetzt sind, und zwar sowohl in Schieberichtung als auch quer dazu, was aus Fig. 1 ersichtlich ist: Einerseits sind die Spannorgane 34 im gleichen Abstand zur Platten-Symmetrieachse 48 angeordnet, welche zur Schieberichtung senkrecht verläuft, und da es sich nur um zwei Spannorgane handelt, liegen sie ausserdem auf der in Schieberichtung verlaufenden Platten-Symmetrieachse 47 (der Umriss der Gleitfläche des Plattenteils 42 ist in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnet). Die Gleitfläche der Bodenplatte 20 bzw. des Plattenteils 22 weist die gleiche Breite auf wie diejenige des Plattenteils 42 der Schieberplatte, jedoch ist die Bodenplatte in Schieberichtung so verlängert, dass die Schieberplatte in jeder

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Schiebestellung ganzflächig anliegt. Dies bedeutet, dass die
gegenseitige Auflagefläche (Dichtfläche) 49 zwischen den beiden Platten immer gleich gross ist und damit - bei gegebener Anpresskraft der Spannorgane - auch die Flächenpressung, d.h. die Kraft pro Flächeneinheit, konstant bleibt. Die beschriebene Mit¹ nähme der Schieberplatte durch Eingriff der Mitnehmerbolzen 36 in Bohrungen des Tragrahmens 38 ermöglicht schliesslich eine
präzise Führung der Schieberplatte während der Schieberbetätigung. Der Kraftangriff der Bolzen 36 erfolgt annähernd auf der Höhe der Gleitfläche 49, und ausserdem sitzen die Bolzen, wie
aus Fig. 1 hervorgeht, auf der zur Schieberichtung senkrecht
stehenden Platten-Symmetrieachse 48. Durch diese Art der Mitnahmeverbindung ist gewährleistet, dass die gleichmässige Verteilung der Flächenpressung auch während der Schiebebewegung weitgehend erhalten bleibt.

Die gleichbleibende und gleichmässig verteilte Flächenpressung an den Gleitflächen ist gleichbedeutend mit der Vermeidung von schädlichen Kippmomenten und Kantenpressungen. Es ergibt sich
daraus eine ausserordentlich geringe und gleichmässige Abnützung, nicht nur an den Gleitflächen der Verschlussplatten, sondern auch an den metallischen Gleitführungen zwischen Schieberschlitten und Gehäuse. Das dauernde, satte Anliegen der Platten verhindert auch einen Luftzutritt entlang den Gleitflächen zu
der ausfliessenden Schmelze und vor allem ein "Hineinziehen"
von Metallzungen zwischen die Platten während der Schieberbetätigung. Diese Eigenschaften des beschriebenen Schiebeverschlusses ermöglichen eine grosse Zahl von Oeffnungs- und Schliessbewegungen ohne Wartung und machen den Verschluss besonders geeignet zum Dosieren von Schmelzemengen, z.B. beim Formguss, insbesondere beim Vergiessen von Nichteisenmetallen.

Die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Variante des erfindungsgemässen Schiebeverschlusses unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 vor allem in der Gestaltung des Ge-

häuses. Hingegen sind manche Einzelteile gleich wie beim vorbeschriebenen Beispiel und mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Gemäss Fig. 4 und 5 sind die Führungsleisten 18", welche die Gleitbahnen 23' für den Schieberschlitten 32 bilden, mit dem Gehäuse 10 bzw. dessen Seitenwänden 14 einstückig ausgebildet. Um trotzdem den Ein- und Ausbau der Schiebereinheit und der Bodenplatte zu ermöglichen, weist das Gehäuse 10 eine wegnehmbare Stirnwand 52 auf. Diese Stirnwand ist mit zwei seitlichen Leisten oder Federn 53 versehen, die in Nuten 54 an den Enden 14' der Gehäuse-Seitenwände eingreifen. Die Stirnwand 52 kann somit (nach Lösen einer nicht dargestellten Montagesicherung) in Richtung der Nuten 54 herausgeschoben werden, worauf - bei herausgeschraubten Spannorganen 34 - die ganze Schiebereinheit leicht in Schieberichtung aus dem Gehäuse -10 ausgefahren werden kann. Zweckmässigerweise ist, wie dargestellt, die antriebseitige Gehäuse-Stirnwand 52 wegnehmbar gestaltet; der Betätigungszylinder 25 kann dann direkt auf der Stirnwand 52 befestigt werden, und beim Ausbau der Stirnwand mit dem Zylinder kommt auch der Kolbenstangenkopf 26 ausser Eingriff mit dem Schieberschlitten 32.

Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 sind hier vier Spannorgane 34 vorgesehen. Sie sind wiederum symmetrisch bezüglich der Ausdehnung der Schieberplatte 40 im Schieberschlitten 32 eingesetzt, indem sie paarweise den gleichen Abstand zu den Platten-Symmetrieachsen 47 und 48 einhalten.

Im übrigen ist die Variante nach Fig. 4 und 5 gleich aufgebaut wie das erste Ausführungsbeispiel und weist auch im wesentlichen die gleichen Eigenschaften und Vorteile auf.

Claims

Patentansprüche

1- Schiebeverschluss für Schmelzegefässe, mit einer ortsfest
-gelagerten Bodenplatte, einem Verschlussgehäuse und einer
gegenüber der Bodenplatte linear verschiebbaren Schiebereinheit, welche einen am Gehäuse geführten Schlitten, eine
mit dem Schlitten in Mitnahmeverbindung stehende Schieberplatte und im Schlitten eingesetzte Spannorgane aufweist,
welche gegen die Schieberplatte vorgespannt sind, um diese gegen die Bodenplatte anliegen zu lassen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussgehäuse (10) eine den Führungen (18, 18') für den Schieberschlitten (32) gegenüberliegende Stützfläche (16) zur Lagerung der Bodenplatte (20)
aufweist und eine diese Stützfläche (16) mit den genannten Führungen (18, 18') in vorgegebenem Abstand verbindende,
starre Baueinheit bildet.
2. Schiebeverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieberschlitten (32) auf der der Schieberplatte (40) abgekehrten Seite frei liegt und die Spannorgane (34) von dieser Seite her eingesetzt sind.
3. Schiebeverschluss nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannorgane (34) in Gewindebohrungen (33) des Schieberschlittens (32) sitzen und gegen eine Anschlagfläche (31) an diesen festgezogen sind.
4. Schiebeverschluss nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannorgane (34) bezüglich der Abmessungen der Schieberplatte (40) sowohl in Schieberichtung als auch quer dazu symmetrisch im Schieberschlitten (32) eingesetzt sind und dass die Abmessungen der Bodenplatte (20) so gross sind, dass die Schieberplatte (40) in jeder Schiebestellung ganzflächig anliegt.
5. Schiebeverschluss nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich zwei Spannorgane (34) vorhanden sind, welche auf der in Schieberichtung verlaufenden Platten-Symmetrieachse (47) im Schieberschlitten (32) eingesetzt sind.
6. Schiebeverschluss nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieberschlitten (32) zwei vorzugsweise auf der zur Schieberichtung senkrecht stehenden Platten-Symmetrieachse (48) eingesetzte Mitnehmerbolzen (36) aufweist, welche in Ausnehmungen in einem Tragrahmen (38) für die Schieberplatte (40) eingreifen.
7. Schiebeverschluss nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussgehause (10) Führungsleisten (18) aufweist, welche Gleitbahnen (23) für den Schieberschlitten (32) bilden und zwecks Freigabe der Schiebereinheit (30) lösbar befestigt sind.
8. Schiebeverschluss nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussgehause (10) eine zwecks Freigabe der Schiebereinheit (30) wegnehmbare Stirnwand (52) aufweist.
9. Schiebeverschluss nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Führungsleisten (18'), welche Gleitbahnen (23*) für den Schieberschlitten (32) bilden, einstückige Teile des Verschlussgehäuses (10) bilden.