DE3227034A1

DE3227034A1 - Ausspritzvorrichtung, insbesondere zum ausbessern der zustellung von schmelzoefen, giesspfannen o.dgl.

Info

Publication number: DE3227034A1
Application number: DE19823227034
Authority: DE
Inventors: Friedrich Prof. Dr.-Ing.-habil. 6101 Fränkisch-Crumbach Eckstein; Kurt 4300 Essen Wolf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-07-20
Filing date: 1982-07-20
Publication date: 1984-01-26
Also published as: EP0099542A3; EP0099542B1; DE3371808D1; EP0099542A2; ATE27483T1

Description

PATENTANWÄLTE Dipl.-Phys. JÜRGEN WEISSE · Dipl.-Chem. Dr. RUDOLF WOLGAST

BÖKENBUSCI141 -D 5620 VELBERT 11 - LANGENBERG Postfach 110386 · Telefon: (02127) 4019 · Telex: 8516895

A-

Patentanme]dung 10

Kurt Wolf, Laupendahlerhöhe 7, 4 300 Essen 18/Kettwig

Ausspritzvorrichtung, insbesondere zum Ausbessern der

Zustellung von Schmelzofen, Gießpfannen o.dgl.

Die Erfindung betrifft eine Ausspritzvorrichtung, insbesondere zum Ausbessern der Zustellung von Schmelzofen,

Gießpfannen o.dgl., durch welche die Innenwandung eines i*n wesentlichen rotationssymmetrischen Hohlraums mit einer an dieser Innenwandung haftenden Masse ausspritzbar ist, enthaltend

(a) einen in den Hohlraum durch Hubmittel in Hubrichtung hineinbewegbaren Träger,

(b) eine Massespritzvorrichtung, die

Cb₁) eine an einem Arm sitzende Spritzdüse aufweist,

(b„) auf dem Träger drehbar gelagert und

(b_.) durch einen auf dem Träger sitzenden An-

triebsmotor um eine zur Hubrichtung parallele Achse verdrehbar ist,

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X"
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^L Schmelzöfen, Gießpfannen ο.dgl. sind mit einer feuerfesten Auskleidung, der Zustellung, versehen. Diese Auskleidung ist an bestimmten Stellen starker Erosion ausgesetzt. Es ist daher erforderlich, die Auskleidung von Zeit zu Zeit lokal an diesen Stellen auszubessern.

Es ist bekannt, mittels eines Spritzrohres und einer Spritzmaschine körniges, feuerfestes Material, das mit Wasser versetzt und im feuchten Zustand ist, gegen die auszubessernde Stelle der Auskleidung zu spritzen. Das Material haftet dann an der Auskleidung und sintert daran fest.

Durch die DE-OS 28 48 928 ist ein Gerät zum Ausbessern der Zustellung von Schmelzofen, Gießpfannen o.dgl. bekannt, bei welchem ein Spritzrohr in vertikaler Anordnung an einem Rahmen gehaltert ist, der an seinem oberen Ende einen Kranhaken trägt, während das Spritzrohr von dem Rahmen nach unten ragt. Das

Spritzrohr ist an seinem unteren Ende zur Seite abgewinkelt. Es sind fernsteuerbare Mittel zum Verdrehen des Spritzrohres um seine Längsachse und zur Höhenverstellung desselben relativ zu dem Rahmen vorgesehen. Der Rahmen mit dem Spritzrohr wird mit einem Kran von

oben in einen auszubessernden Schmelzofen o.dgl.

hinabgelassen. Durch Fernsteuerung kann das Spritzrohr auf die verschiedenen auszubessernden Stellen gerichtet und feuerfestes Material auf diese Stellen gespritzt werden. Bei der bekannten Anordnung liegt die 30

Spritzdüse am Ende des Spritzrohres in einem festen Abstand von der Drehachse des Spritzrohres. Bei nicht-zylindrischen Hohlräumen, wenn z.B. die Innenwandung des Hohlraums konisch ist, verändert sich der Abstand der Spritzdüse von der Innenwandung des Hohlraums, so daß der die Innenwandung erreichende

Materialstrahl je nach Abstand der Innenwandung von der Spritzdüse mehr oder weniger stark streut.

Durch die DE-OS 26 26 421 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausbesserung beschädigter Teile der Auskleidung von feuerfest ausgekleideten Gefäßen bekannt, bei denen ebenfalls ein Spritzrohr mit einer abgewinkelten Spritzdüse am unteren Ende an einem in das Gefäß hinabgelassenen Rahmen drehbar angeordnet sind. Die Innenwandung des Gefäßes wird durch Mikrowellen abgetastet, so daß Abweichungen von einer Normalform festgestellt werden. Die Spritzdüse wird entsprechend verstellt, so daß die Abweichungen durch Aufspritzen von feuerfester Masse korrigiert wird. Auch bei dieser Anordnung ist die Spritzdüse in festem Abstand von der Drehachse, nämlich praktisch auf der Drehachse angeordnet.

Andere Anordnungen zum Ausspritzen von Öfen mit ²^ feuerfester Masse sind in der DE-OS 26 17 458 und der DE-OS 24 14 503 beschrieben. Auch dort ist die angeordnete Spritzdüse in festem Abstand von der Drehachse angeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausspritzvorrichtung der eingangs definierten Art so auszubilden, daß ein gleichmäßiges Ausspritzen auch von Hohlräumen möglich ist, die keine rein zylindrische Innenwandung besitzen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

(c) die Spritzdüse mit dem Arm radial verfahrbar ist und

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(d) eine Stellvorrichtung zur Verstellung des Arms mit der Spritzdüse vorgesehen ist, durch welche der Arm nach Maßgabe des normalen Querschnittsprofils des auszuspritzenden Hohlraums radial verstellbar ist.

Auf diese Weise kann gewährleistet werden, daß die Spritzdüse sich stets im wesentlichen in gleichem Abstand von der auszuspritzenden Innenwandung befindet auch wenn diese Innenwandung z.B. konisch verläuft oder Zylinderflächen mit unterschiedlichen Radien bildet.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann die Ausspritzvorrichtung so ausgebildet sein, daß

(a) an dem äußeren Ende des Arms ein Fühler sitzt, der auf den Abstand der Innenwandung anspricht, und

(b) der Antriebsmotor von dem Fühler so steuerbar ist, daß die Drehbewegung der Massespritzvorrichtung verzögert wird, wenn der Abstand zwischen einem Referenzpunkt des Fühlers und der benachbarten Innenwandung ein vorgegebenes Maß überschreitet.

Durch die radiale Verstellung der Spritzdüse wird eine "Sollfläche" definiert. Die Spritzdüse und der Fühler haben stets den gleichen Abstand von dieser Sollfläche. Abweichungen der Innenwandung von dieser Sollfläche durchErosion werden von dem Fühler unmittelbar gemessen. Die Drehbewegung der Massespritzvorrichtung wird nach Maßgabe der von dem Fühler gelieferten Signale verzögert, so daß die Spritzdüse an den Stellen, an denen sich Vertiefungen in der Innenwandung zeigen, länger verweilt und dadurch mehr feuerfeste Masse aufträgt. Es wird so eine Automatisierung des

Ausspritzvorganges möglich.

Schließlich kann an das äußere Ende des Armes ein rotierender Schneidkopf zum Glätten der Innenwandung und der auf diese aufgespritzten Masse ansetzbar sein.

Wie nachstehend noch geschildert wird, läßt sich nach diesem Prinzip eine Ausspritzvorrichtung schaffen, die einerseits vollautomatisch arbeiten kann, andererseits aber sehr robust mit im wesentlichen nur mechanischen Teilen aufgebaut ist, welche die rauhen, heißen und staubigen Umweltbedingungen aushalten, denen eine Ausspritzvorrichtung der vorliegenden Art in der Regel ausgesetzt ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 4 bis 22.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt einer

Ausspritzvorrichtung zum Ausbessern der Zustellung eines Schmelzofens o.dgl.

mit feuerfester Masse.

Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt des mittleren

Teils der Ausspritzvorrichtung. 30

Fig. 3 ist eine Draufsicht und zeigt die

Führung des radial verstellbaren, die Spritzdüse tragenden Arms.

Fig. 4 ist eine Endansicht des Arms von rechts

in Fig. 4 gesehen.

Fig. 5 ist eine schematische Draufsicht des Stellmechanismus für die radiale Verstellung des Arms.

Fig. 6 veranschaulicht die mit dem Stellmechanismus von Fig. 5 mögliche radiale Verstellung der Spritzdüse.

Fig. 7 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit "A" von Fig.

Fig. 8 veranschaulicht die Vorrichtung zur Rückstellung des Arms in ihre eingezogene Ausgangsstellung

Fig. 9 ist eine schematische Darstellung der

verschiedenen Phasen der Stellvorrichtung für die Verstellung des Stellmechanismus von Fig.

Fig. 10 zeigt den Fühler zur Abtastung der Innenwandung.

Fig. 11 zeigt eine von dem Fühler gesteuerte 25

Bremsanordnung, durch welche eine Verzögerung der Drehbewegung der Massespritzvorrichtung hervorgerufen werden kann.

Fig. 12 zeigt den Schneidkopf.

Fig. 13 zeigt eine Draufsicht auf den Schneidkopf,

Fig. 1 zeigt eine Ausspritzvorrichtung 10, durch welche die Innenwandung 12 eines im wesentlichen rotationssymmetrischen Hohlraums mit einer an dieser Innenwandung haftenden Masse ausspritzbar ist. Bei dem g

dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um die Ausbesserung einer "Zustellung", also einer Auskleidung mit einer feuerfesten Masse, die im Betrieb durch Ausbrand unregelmäßige Vertiefungen 14 erhalten

hat.
10

Die Ausspritzvorrichtung enthält einen in den Hohlraum durch (nicht dargestellte) Hubmittel in Hubrichtung (vertikal in Fig. 1) hineinbewegbaren Träger 16. Mit 18 ist eine Massespritzvorrichtung bezeichnet, die

eine an einem Arm 20 sitzende Spritzdüse 22 aufweist, auf dem Träger 16 drehbar gelagert und durch einen auf dem Träger 16 sitzenden Antriebsmotor 24 um eine zur Hubrichtung parallele Achse 2 6 verdrehbar ist. Die

Spritzdüse 22 ist mit dem Arm 20 radial verfahrbar. 20

Es ist eine Stellvorrichtung (Fig. 2 und Fig. 5) zur Verstellung des Arms 20 mit der Spritzdüse 22 vorgesehen, durch welche der Arm nach Maßgabe des normalen Querschnittsprofils des auszuspritzenden Hohlraums

radial verstellbar ist.
25

Am äußeren Ende des Arms 20 sitzt ein Fühler 28 der auf den Abstand der Innenwandung 12 anspricht. Der Antriebsmotor 24 ist von dem Fühler 28 in noch zu

beschreibender Weise so steuerbar, daß die Drehbe-30

wegung der Massespritzvorrichtung 18 verzögert wird, wenn der Abstand zwischen einem Referenzpunkt des Fühlers und der benachbarten Innenwandung ein vorgegebenes Maß überschreitet.

Weiterehin ist an das äußere Ende des Arms 20 ein rotierender Schneidkopf 30 zum Glätten der Innenwandung und der auf diese aufgespritzten Masse ansetzbar.

wie aus Fig. 2 und Fig. 5 am besten ersichtlich ist, enthält die Stellvorrichtung eine Kopfplatte 32 mit einer radialen Führung 34 für den Arm 20 und eine dagegen verdrehbar Schablonenplatte 36 mit einer Steuerkurve 38. Durch eine noch zu beschreibende Verdreheinrichtung sind die Kopfplatte 32 und die Schablonenplatte 36 relativ zueinander in Abhängigkeit vom Hub des Trägers verdrehbar. Die Steuerkurve 38 ist durch eine Abtast- und Verstelleinrichtung 40 abtastbar. Der Arm 20 ist dadurch nach Maßgabe der Steuerkurve 38 und des Drehwinkels zwischen Kopfplatte und Schablonenplatte 36 radial verstellbar. Die Schablonenplatte 36 weist als Steuerkurve 38 einen Schlitz auf, dessen Enden unterschiedliche Abstände r1 und r2 von der Drehachse 4 2 besitzen, um die Kopf- und Schablonenplatte 32 bzw. 36 gegeneinander verdrehbar sind. An dem Arm 20 ist ein Tastglied, vorzugsweise eine Kurvenrolle 44 (Fig. 4), angebracht, welches in den Schlitz eingreift.

wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist der Arm 20 eine Stange von kreisrundem Querschnitt. Die an der Kopfplatte 32 vorgesehene Führung 34 weist ein unteres Paar von Rollen 4 6,48 mit konkav-torischer Mantelfläche auf, auf denen die Stange 20 aufliegt, und eine obere Rolle 50 mit konkav-torischer Mantelfläche, die zwischen den unteren Rollen 46,48 federnd auf der Stange 20 aufliegt. Das der Spritzdüse 22 abgewandte Ende der Stange 20 ist auf gegenüberliegenden Seiten mit Abflachungen 52,54 versehen. Ein sich senkrecht zu dem Arm 20 erstreckender Ansatz 56 greift

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mit einem gabelförmigen Ende 58 über diese Abflachungen 52,54 und ist mit der Stange 20 verbunden. Die Kurvenrolle 44 ist an der Stirnseite dieses Ansatzes 56 angebracht. Die kreisrunde Querschnittform der Stange 20 hat den Vorteil, daß sich Staub nicht leicht auf der Oberfläche der Stange 20 festsetzen kann. Die Geradführung durch die Rollen 46,48 und 50 ist ebenfalls sehr unempfindlich gegen Verschmutzung. Eine Verdrehung der Stange 20 in der Führung 34 wird durch den Ansatz 56 und die Führung der Kurvenrolle 44 in dem Schlitz der Kurve 38 verhindert. Fig. 6 veranschualicht, wie die Spritzdüse 22 bei der Verdrehung der Schablonenplatte 3 6 gegenüber der Kopfplatte 32 zwischen den dargestellten beiden End-

Stellungen radial verfahrbar ist.

Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Kopfplatte 3 2 und die Schablonenplatte 36 auf einem zentralen Zapfen 60 drehbar gelagert. Durch den

Zapfen 60 verläuft ein Kanal 62 für die zu verspritzende Masse. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist an das untere Ende des Kanals 62 ein Schlauch 64 angeschlossen, über den die zu verspritzende Masse zugeführt wird. Die Weiterleitung der zu verspritzenden Masse erfolgt über

einen Schlauch 66. Der Schlauch 66 hat genügend Länge, um der radialen Verstellung der Spritzdüse 22 zu folgen. Der Arm 20 ist, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, um diesen stillstehenden Zapfen 60 herum gekröpft, derart, daß die Verstellung der Spritzdüse 22 stets radial zn der Drehachse 42 erfolgt die mit der Drehachse 26 (Fig. 1) der Massespritzvorrichtung 18 zusammenfällt.

Die Relativverdrehung zwischen Kopfplatte 32 und Schsblonenplatte 36 erfolgt auf folgende Weise:

Der Antriebsmotor 24 für die Massespritzvorrichtung greift an einem die Kopfplatte 32 tragenden Teil 68 an. Der Teil 68 enthält einen Nabenteil 70, der über Kugellager 72,74 auf dem stillstehenden Zapfen 60 gelagert ist. Am oberen Ende bildet der Teil 68 einen Stutzen 76 zum Anschluß des Schlauches 66. Am unteren Ende bildet der Teil 68 ein Zahnrad 78, das von dem Motor 24 über ein Ritzel 80 angetrieben wird. Zwischen dem Zapfen 60 und dem dagegen verdrehbaren Teil 68 sind Dichtungen 82,84 eingepreßt. Der Zapfen 60 und der Teil 68 dienen auf diese Weise als Drehkupplung, über welche die zu verspritzende Masse aus dem stillstehenden Schlauch 64 in den mit der Massespritzvorrichtung 18 sich drehenden Schlauch 66 geleitet wird. Es ist eine Rastvorrichtung 86 vorgesehen, mittels derer die Schsblonenplatte 36 in einer Mehrzahl von relativen Winkelstellungen zu der Kopfplatte 32 einrastbar ist, so daß sie bei Verdrehen des Teils 68 mit diesem und der Kopfplatte mitgenommen wird. Mit der Schablonenplatte 36 ist ein Anschlag 88 verbunden. Bei der dargestellten Ausführungsform sitzt die Schablonenplatte an einem Nabenteil 90, der auf dem Teil 68 drehbar gelagert ist. Der Anschlag 88 wird von einem in dem Nabenteil 90 geführten radialen Stift gebildet. Ein feststehend angeordnetes, gesteuertes Anschlagglied ist derart in die Bahn dieses Anschlags 88 bewegbar, daß die Einrastung der Schablonenplatte 36 gelöst wird und die Schablonenplatte 36 gegenüber der weiterdrehenden Kopfplatte zurückbleibt, bis sie in einer durch die Steuerung des Anschlagglieds 92 bestimmten anderen Raststellung wieder einrastet. Das Anschlagglied 92 ist am Anker eines Hubmagneten 94 vorgesehen.

Wie Aus Fig. 7 am besten ersichtlich ist, enthält die Rastvorrichtung 86 eine Rastkugel 96 die in einer Axialbohrung 98 des angetriebenen, die Kopfplatte tragenden Teils 68 sitzt und unter dem Einfluß einer Druckfeder 100 steht, welche sich an einem in die Axialbohrung 98 eingeschraubten Widerlagerring 102 abstützt. Die Rastvorrichtung 86 enthält weiterhin einen Kranz von Vertiefungen 104 an einem die Schablonenplatte 36 tragenden Teil. Dieser Teil kann, wie in der rechten Hälfte von Fig. 2 dargestellt ist, der Nabenteil 90 sein, in dessen unterer Stirnfläche die Bohrungen 104 vorgesehen sind. Es kann jedoch auch, wie in der linken Hälfte von Fig. 2 dargestellt ist, an dem Nabenteil 90 ein Flansch 105 gebildet sein, in welchem die Vertiefungen 104 gebildet sind. Dadurch wird der Radius in Bezug auf die Drehachse 26, an welchem die Rastvorrichtung wirksam ist, vergrößert. Die Vertiefungen definieren eine Mehrzahl von relativen Winkelstellungen zwischen Kopfplatte 32 und Schablonenplatte 26. An der Rastkugel 96 ist ein Schaltstift 106 angebracht, durch den bei Lösen der Einrastung und der mit Niederdrücken der Rastkugel 96 ein Schalter 108 betätigbar ist. Durch den Schalter 108 ist ein Zeitglied anstoßbar, über welches nach einer vorgegebenen, gegebenenfalls programmiert veränderbaren Verzögerungszeit das Anschlagglied an der Schablonenplatte im Sinne einer Freigabe des Anschlags ansteuerbar ist.

Es kann auf diese Weise die Schablonenplatte relativ zu der Kopfplatte in mehr oder weniger großen Schritten verdreht werden. Wenn sich der Radius der "Sollfläche" vergrößert, dann wird in Abhängigkeit vom Hub des Trägers 16 und der Massespritzvorrichtung

der Magnet 94 erregt, der an dem stillstehenden Träger 16 sitzt. Dadurch kommi" d^s Anschlagglied 92 in die

Bahn des Anschlags 88 und verhindert ein Weiterdrehen des Nabenteils 90 mit der Schablonenplatte 36. Hierdurch wird die Rastkugel 96 aus der Vertiefung 104 nach unten herausgedrückt, so daß der Nabenteil 90 mit der Schablonenplatte 36 stehenbleibt und der Teil 68 mit der Kopfplatte 32 weitergedreht wird. Durch das Niederdrücken der Rastkugel 96 wird über den Schaltstift 106 der Schalter 108 betätiqt. Der Schalter stößt ein Zeitglied an, welches eine Zeit festlegt, für die der Hubmagnet 94 nach Niederdrücken der Rastkugel 96 noch angezogen bleibt und das Anschlagglied in seiner Wirkstellung in der Bahn des Anschlags 88 hält. Diese Zeit kann kürzer als die Zeit sein, die erforderlich ist um die nächste Vertiefung 104 des Kranzes in den Bereich der Rastkugel 96 zu bringen. In diesem Fall wird der Magnet 94 vor Erreichen der nächsten Vertiefung 104 abgeschaltet und das Anschlagglied 92 zurückgezogen. Die Rastkugel 96 fällt dann in die nächste Vertiefung 104 ein, so daß dann der Nabenteil 90 und die Schablonenplatte 36 wieder mit dem Teil 68 und der Kopfplatte 32 mitgenommen werden. Kopfplatte 32 und Schablonenplatte 36 sind dann um einen Schritt gegeneinander verdreht worden. Der Hubmagnet 94 kann jedoch auch für eine längere Zeit erregt bleiben, so daß eine Verdrehung der Schablonenplatte 36 gegenüber der Kopfplatte 32 um mehrere Schritte erfolgt, bevor die Schablonenplatte 36 freigegeben wird und die Rastvorrichtung 86 wieder einrastet und die Schablonenplatte 36 mit der Kopf-

platte 32 mitnimmt.

Auf diese Weise wird die Spritzdüse 22 radial nach außen gefahren. Um die Spritzdüse wieder einzuziehen und beispielsweise die Massespritzvorrichtung

wieder durch eine Öffnung, durch die sie in den Hohl-

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, 2H- raum eingefahren worden war, herauszuziehen, wird die Drehrichtung des Antriebsmotors 24 umgekehrt. Der Anschlag 88 legt sich dann ebenfalls bei erregtem Hubmagneten an das Anschlagglied 92 an, allerdings auf der entgegengesetzten Seite. Dadurch wird die Rastvorrichtung ebenfalls gelöst und nun die Schablonenplatte in entgegengesetzter Richtung gegenüber der sich weiterdrehenden Kopfplatte verdreht. Um sicherzustellen, daß dann, wenn die Kurvenrolle 44 das Ende des Schlitzes 38 erreicht und dadurch die Schablonenplatte über die Kurvenrolle mit der Kopfplatte mitgenommen würde, der Motor nicht über den Anschlag 88 gegen das Anschlagglied 92 arbeitet, ist die in Fig. 8 dargestellte Anordnung vorgesehen. Der Hubmagnet 94 mit dem Anschlagglied 92 ist um eine zur Drehachse 26 der Massespritzvorrichtung 18 parallele Achse 11Ο schwenkbar gelagert. Er liegt unter dem Einfluß einer Druckfeder 112 an einem Anschlag 114 an. Ein Endschalter 116 ist betätigbar bei Abheben des Hubmagneten 94 von dem besagten Anschlag 114 gegen die Wirkung der Druckfeder 112. Durch den Endschalter sind der Antriebsmotor 24 und der Hubmagnet 94 abschaltbar. Im Normalbetrieb ist die Druckfeder 112 stark genug, um den Hubmagneten 94 an dem Anschlag 114 zu halten, auch wenn der Anschlag 88 an dem Anschlagglied 94 zur Anlage kommt und die Rastvorrichtung ausgelöst wird. Wenn aber die Kurvenrolle 44 bei der Rückwärtsdrehung an das Ende des Schlitzes 38 gelangt und die Schablonenplatte 36 von der Kopfplatte 32 mitgenommen wird, dann wird die Feder 112 überwunden.

Der Hubmagnet 94 weicht aus und betätigt den Endschalter 116, der den Antriebsmotor 24 und den Hubmagneten abschaltet.

In Fig. 9 ist schematisch die Funktion der Rastvorrichtung 86 sowie des Hubmagneten 94 mit dem Anschlagglied 92 und dem Anschlag 88 für den Fall dargestellt, daß der auszuspritzende Hohlraum zunächst zylindrisch mit kleinem Durchmesser im Bereich 118 dann konisch mit sich von dem kleineren Durchmesser erweiternden Durchmesser im Bereich 120 und schließlich wieder zylindrisch mit einem größeren Durchmesser im Bereich 122 ist. Das ist im oberen Teil von Fig. dargestellt. Es sind weiterhin die verschiedenen Stellungen dargestellt, welche die Rastkugel 96 mit dem Schaltstift 106 einnimmt. In der ersten Spalte in Fig. 9 ist die Ausgangsstellung dargestellt, die gegeben ist, wenn die Sollfläche des Hohlraums

zylindrisch ist, der Radius der Spritzdüse 22 also nicht verändert werden soll. In diesem Falle ist die Rastkugel 96 in ihrer oberen Position, in welcher sie den Teil 68 mit dem Nabenteil 90 und damit die Kopfplatte 32 mit der Schablonenplatte 36 kuppelt.

Der Hubmagnet 94 ist nicht erregt und das Anschlagglied 92 zurückgezogen. Der Anschlag 88 kann daher ungehindert an dem Anschlagglied 92 vorbeigehen. In Abhängigkeit vom Hub des Trägers 16 in vertikaler

Richtung wird zu Beginn des konischen Abschnitts 25

der Hubmagnet 94 erregt. Das Anschlagglied 92 wird in die Bahn des Anschlags 88 bewegt. Wenn der Anschlag 88 an dem Anschlagglied 92 zur Anlage kommt, wird die Rastkugel 96 mit dem Schaltstift 106 nach unten gedrückt. Die Kupplung zwischen der sich weiterdrehenden Kopfplatte 32 und der durch das Anschlagglied 92 zurückgehaltenen Schablonenplatte 36 wird gelöst. Gleichzeitig wird der Schalter 108 betätigt. Nach einer vorgegebenen Zeit wird der Hubmagnet 94 wieder abgeschaltet und das Anschlagglied 92 dadurch zurückgezogen. Bei Erreichen der nächsten Vertiefung 104, wenn

die Rastkugel 96 wieder in die Vertiefung 104 einfällt und die Kupplung zwischen Kopfplatte 32 und Schablonenplatte 36 wieder herstellt, wird die Schablonenplatte nicht mehr über den Anschlag 88 und das Anschlagglied. 92 zurückgehalten. Kopfplatte und Schablonenplatte drehen sich dann in der neuen relativen Winkelstellung wieder gemeinsam. Die Zeitverzögerung zwischen der Betätigung des Schalters 108 und der Wiederabschaltung des Hubmagneten 94 und damit die Anzahl der zwischen

IQ Auskuppeln und Wiedermitnehmen liegenden Winkelinkremente hängt von der Steigung des Kegels im Bereich 120 ab und wird über ein geeignetes Programm eingegeben. Dieser Vorgang wiederholt sich dann, wie in der vorletzten Spalte in Fig. 9 angedeutet ist. Der Magnet 94 wird wieder erregt und das Anschlagglied in die Bahn des Anschlags 88 gebracht, so daß der Anschlag 88 nach einer Umdrehung wieder an dem Anschlag glied 92 zur Anlage kommt. Auf diese Weise wird der Radius der Spritzdüse kontinuierlich vergrößert, je weiter die Massespritzvorrichtung 18 nach rechts in Fig. 9 in den Hohlraum hineinbewegt wird, und zwar entsprechend der konischen Erweiterung des Hohlraums im Bereich 120. Wenn der wieder zylindrische Bereich 122 erreicht ist, bleibt der Magnet 94, wie in der letzten Spalte von Fig. 9 angedeutet, abgeschaltet, so daß die Massespritzvorrichtung 18 wieder mit konstantem, allerdings vergrößertem Radius arbeitet.

Der Fühler 28 enthält einen an dem Arm 20 festen Teil 120 und ein relativ dazu gegen die Wirkung einer Feder 122 bewegliches Tastglied 124. Durch die Bewegung des Tastglieds 124 relativ zu dem an dem Arm festen Teil 120 ist eine Bremse (Fig. 11) steuerbar, welche den die Kopfplatte 32 tragenden Teil abbremst. Ein auf diese Leistungsaufnahme des Antriebsmotors 24 ansprechender Sensor bewirkt ein Stillsitzen des

Antriebsmotors 24 für eine vorgegebene Zeit, wenn die Leistungsaufnahme des Antriebsmotor 24 eine vorgegebene Leistungsaufnahme überschreitet. Wenn somit der Fühler 28 sich aus seiner Mittelstellung, die der Sollfläche des Hohlraums entspricht, nach links in Fig. 10 bewegt, weil in der Innenwandung'12 eine Vertiefung 14 gebildet ist, wie in Fig. 1 dargestellt ist, dann wird der umlaufende, die Kopfplatte 32 tragende Teil abgebremst. Durch dieses Abbremsen steigt die Leistungsaufnahme des Motors 24, also bei einem Elektromotor beispielsweise die Stromaufnahme. Ein (nicht dargestellter) Sensor spricht auf dieses Ansteigen an und setzt den Antriebsmotor 24 für eine vorgegebene Zeit still. Dadurch dreht sich der Arm 20 mit der Spritzdüse nicht weiter, und es wird eine größere Menge der aufzuspritzenden Masse aufgetragen, welche die Vertiefung ausfüllen soll.

Wie aus Fig. 11 ersichtlich ist, ist die Bremse eine mit der Massespritzvorrichtung 18 umlaufende Backenbremse mit zwei scherenartig miteinander verbundenen, bogenförmigen Bremsarmen 126 und 128, die an ihren Enden die Bremsbacken tragen, von denen in Fig. 11 nur die eine Bremsbacke 130 dargestellt ist. Die bogenförmigen Bremsarme 126 und 128 greifen um eine feststehende Trommel 132 (Fig. 1 und Fig. 2), an welcher die Bremsbacken 130 beim Anziehen der Bremse zur Anlage kommen. Die Bewegung des Tastglieds 124 relativ zu dem an dem Arm festen Teil 120 ist über

^ou einen Stellzug 134 (Bowdenzug) auf zwei an den bogenförmigen Armen 126,128 sitzende Hebel 136 bzw. 138 übertragbar, derart, daß bei Auswertsbewegung des Tastglieds 124 über eine Sollstellung hinaus die Bremse angezogen wird. Der an dem Arm 20 feste Teil 120 des Fühlers 28 ist ein topfförmiger Teil. Das

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Tastglied weist einen beweglichen topfförmigen Teil auf, der sich mit seinem offenen Ende in den topfförmigen festen Teil 120 erstreckt und in diesem gleitbeweglich geführt ist, sowie die Schraubenfeder ausgebildete Feder 122, die innerhalb der beiden topfförmigen Teile angeordnet ist, und einen an der Stirnfläche des beweglichen topfförmigen Teils 140 angebrachten Tastkörper 142 z.B. in Form einer Rolle. Der bewegliche topfförmige Teil 14O weist einen Längsschlitz 144 auf. An dem festen Teil 120 des Fühlers 28 sitzt ein Stift 146, der in den Längsschlitz 144 ragt und eine relative Verdrehung der Teile 120 und 140 verhindert. Der an dem Arm 20 feste Teil 120 weist eine Hülse 148 auf, die an einem Ende mit einem Außengewinde 150 versehen ist und eine Mutter 152, die auf dem Außengewinde 150 aufgeschraubt ist und an welche eine den Boden des topfförmigen Teils 120 bildende Stirnplatte 154 angeschweißt ist. Mit dem Tastglied 124 ist eine zentrale Stange 156 verbunden, die sich durch den festen Teil 120 und die Stirnplatte 154 erstreckt. Die Stange 156 ist mit der Seele 158 und die Stirnplatte 154 mit dem Mantel 160 des Stellzugs verbunden.

Der Schneidkopf 30 wird auf folgende Weise angetrieben:

Ein stillstehender, zylindrischer Gehäuseteil 132 des Trägers 16, gegenüber welchem die Massespritzvorrichtung 18 durch den Antriebsmotor 24 verdrehbar ist, trägt auf seinem Umfang eine Verzahnung 162. An der Massespritzvorrichtung 18 ist eine Welle 164 gelagert, auf der ein gezahntes Rad 166 sitzt. Das gezahnte Rad 166 ist mit der Verzahnung 162 an dem stillstehenden Gehäuseteil 132 in Eingriff. Die Welle 164 ist über ein biegsame Welle 168 mit dem Schneidkopf

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gekuppelt. Zur Vereinfachung der Fertigung ist die Verzahnung 162 von einer um den zylindrischen Gehäuseteil 132 herumgespannten Kette gebildet. Das gezahnte Rad 166 ist dementsprechend ein Kettenrad.

Auf diese Weise wird die Drehbewegung des Schneidkopfes 30 von der Drehbewegung der Massespritzvorrichtung 18 abgeleitet. Der Antriebsmotor 24 treibt so gleichzeitig den Schneidkopf 30.

Wie aus Fig. 12 und 13 ersichtlich ist, weist der Schneidkopf eine in einer Einspannhülse 170 über eine übliche gedichtete Axial- und Radiallagerung gelagerte Welle 172 auf, die an ihrem Ende einen Längsschlitz 174 aufweist. In einer Querbohrung 176 der Welle sitzt ein Querstift 178. Der Querstift 178 weist an seinen Enden Längsschlitze 180,182 auf. Ein bogenförmiges Messer 184 ist mit seinen Ende 186,188 in den Längsschlitzen 180 bzw. 182 des Querstifts 178 gehalten und in der Mitte in dem Längsschlitz 174 der Welle 172 geführt. Auf dem Querstift 178 sind beiderseits der Welle 172 zwischen dieser und den Enden 186 bzw. des Messers 184 Abstandsbuchsen 190 bzw. 192 vorgesehen.

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Claims

Patentansprüche

1. Ausspritzvorrichtung insbesondere zum Ausbessern der Zustellung von Schmelzöfen, Gießpfannen o.dgl., durch welche die Innenwandung (12) eines im wesentlichen rotationssymmetrischen Hohlraums mit einer an dieser Innenwandung (12) haftenden Masse ausspritzbar ist, enthaltend

(a) einen in den Hohlraum durch Hubmittel in Hubrichtung hineinbewegbaren Träger (16),

(b) eine Massespritzvorrichtung (18), die

(b-) eine an einem Arm (20) sitzende Spritzdüse (22) aufweist,

(b₂) auf dem Träger (16) drehbar gelagert und

(b-J durch einen auf dem Träger (16) sitzenden

Antriebsmotor (24) um eine zur Bubrichtung parallele Achse (26) verdrehbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß
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(c) die Spritzdüse (22) mit dem Arm (20) radial verfahrbar ist und

(d) eine Stellvorrichtung zur Verstellung des p- Arms mit der Spritzdüse (22) vorgesehen ist,

durch welche der Arm (20) nach Maßgabe des normalen Querschnittsprofils des auszuspritzenden Hohlraums radial verstellbar ist.

2. Ausspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß

(a) an dem äußeren Ende des Arms (20) ein Fühler (28) sitzt, der auf den Abstand der Innenwandung (12) anspricht, und

(b) der Antriebsmotor (24) von dem Fühler (28) so steuerbar ist, daß die Drehbewegung der Massespritzvorrichtung (18) verzögert wird,

wenn der Abstand zwischen einem Referenzpunkt des Fühlers (28) und der benachbarten Innenwandung (12) ein vorgegebens Maß überschreitet.

3. Ausspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an das äußere Ende des Arms (20) ein rotierender Schneidkopf (30) zum Glätten der Innenwandung (12) und der auf diese aufgespritzten Masse ansetzbar ist.

4. Ausspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung

(a) eine Kopfplatte (32) mit einer radialen

Führung (34) für den Arm (20) enthält sowie

(b) eine dagegen verdrehbare Schablonenplatte (36) mit einer Steuerkurve (38),

(c) eine Verdreheinrichtung, durch welche die Kopfplatte (32) und die Schablonenplatte (36) relativ zueinander in Abhängigkeit vom Hub des Trägers (16) verdrehbar sind, und

(d) eine Abtast- und Verstelleinrichtung (40), durch welche die Steuerkurve (38) abtastbar und der Arm (20) nach Maßgabe der Steuerkurve (38) und des Drehwinkels zwischen Kopfplatte (32) und Schablonenplatte (36)

radial verstellbar ist.

5. Ausspritzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch

gekennzeichnet, daß
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(a) die Schablonenplatte (36) als Steuerkurve (38) einen Schlitz aufweist, dessen Enden unterschiedliche Abstände (r.. ,rJ von der Drehachse (42) besitzen, um die Kopf- und Schablonenplatte (32 bzw. 36) gegeneinander verdrehbar sind, und

(b) an dem Arm (20) ein Tastglied, vorzugsweise eine Kurvenrolle (44) angebracht ist, welches in den Schlitz eingreift.

6. Ausspritzvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) der Arm (20) eine Stange von kreisrundem Querschnitt ist, und

(b) die an der Kopfplatte (32) vorgesehene Führung (34)

(b-i) ein unteres Paar von Rollen (46,48)

mit konkav-torischer Mantelfläche aufweist, auf denen die Stange aufliegt, und

(b~) eine obere Rolle (50) mit konkavtorischer Mantelfläche, die zwischen

den unteren Rollen (46,48) federnd auf der Stange aufliegt.

7. Ausspritzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) das der Spritzdüse (22) abgewandte Ende der Stange auf gegenüberliegenden Seiten mit Abflachungen (52,54) versehen ist,

(b) ein sich senkrecht zu dem Arm (20) erstreckender Ansatz (56) mit einem gabelförmigen Ende (58) über diese Abflachungen (52,54) greift und mit der Stange verbunden ist und

(c) die Kurvenrolle (44) an der Stirnseite dieses Ansatzes (56) angebracht ist.

8. Ausspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Kopfplatte (32) und die Schablonenplatte (36) auf einem zentralen Zapfen (60) drehbar

gelagert sind, durch den ein Kanal (62) für die vorspritzende Masse verläuft und

(b) der Arm (20) um diesen Zapfen (60) herum gekröpft ist.

9. Ausspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) der Antriebsmotor (24) an einem die Kopfplatte (32) tragenden Teil (68) angreift,

(b) eine Rastvorrichtung (86) vorgesehen ist, mittels derer die Schablonenplatte (36) in einer Mehrzahl von relativen Winkel

stellungen zu der Kopfplatte (32) einrastbar ist, so daß sie bei Verdrehen des Teils (64) mit diesem und der Kopfplatte (32) mitgenommen wird,

(c) mit der Schablonenplatte (36) ein Anschlag

(88) verbunden ist und

(d) ein feststehend angeordnetes, gesteuertes

Anschlagglied (92) derart in die Bahn dieses

Anschlags (88) bewegbar ist, daß die Einrastung der Schablonenplatte (36) gelöst wird und die Schablonenplatte (36) gegenüber der weiterdrehenden Kopfplatte (32) zurückbleibt, bis sie in einer durch die Stellung des Anschlagglieds (92) bestimmten anderen Raststellung wieder einrastet.

10. Ausspritzvorrichtung nach Anspruc 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagglied (92) am Anker eines Hubmagneten (94) vorgesehen ist.

11. Ausspritzvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Rastvorrichtung (86)

(a-) eine Rastkugel (96) enthält, die in

einer Axialbohrung (98) des angetriebenen, die Kopfplatte (32) tragenden Teils (68) sitzt und unter dem Einfluß einer Druckfeder (100) steht, sowie

(a~) einen Kranz von Vertiefungen (104) in einem die Schablonenplatte (3 6) tragenden Teil (90,105), in denen die Rastkugel (96) einrastbar ist,

(b) an der Rastkugel (96) ein Schaltstift (106) angebracht ist, durch den bei Lösen der Einrastung und damit Niederdrücken der Rastkugel (96) ein Schalter (108) betätigt ist, und

(c) durch den Schalter (108) ein Zeitglied anstoßbar ist, über welches nach einer vorgegebenen, ggf. programmiert veränderbaren Verzögerungszeit das Anschlagglied (92) an der Schablonenplatte (36) im Sinne einer Freigabe des Anschlags (88) ansteuerbar ist.

12. Ausspritzvorrichtung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) der Hubmagnet (94) mit dem Anschlagglied (92) um eine zur Drehachse (26) den Massespritzvorrichtung (18) parallele Achse

(110) schwenkbar gelagert ist und unter dem Einfluß einer Druckfeder (112) an einem

Anschlag (114) anliegt und 10

(b) ein Endschalter (116) vorgesehen ist, der betätigbar ist bei Abheben des Hubmagneten (94) von dem besagten Anschlag (114) gegen die Wirkung der Druckfeder (112) und durch den der Antriebsmotor (24) und der Hubmagnet

(94) abschaltbar sind.

13. Ausspritzvorrichtung nach Anspruch 2," dadurch gekennzeichnet, daß

(a) der Fühler (28) einen an dem Arm (20) festen Teil (120) und ein relativ dazu gegen die Wirkung einer Feder (122) bewegliches Tastglied (124) enthält,

(b) daß durch die Bewegung des Tastglieds (124) relativ zu dem an dem Arm (20) festen Teil

(120) eine Bremse (Fig. 11) steuerbar ist,

welche den die Kopfplatte (32) tragenden Teil 30

abbremst und

(c) daß ein auf die Leistungsaufnahme des Antriebsmotors (24) ansprechender Sensor vorgesehen ist, durch den der Antriebsmotor (24)

bei Überschreiten einer vorgegebenen Leistungsaufnahme für eine vorgegebene Zeit stillsetzbar ist.

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14. Ausspritzvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Bremse eine mit der Messerspritzvorrichtung (18) umlaufende Backenbremse mit zwei scherenartig miteinander verbundenen, bogenförmigen Bremsarmen (126,128) ist, die an ihren Enden Bremsbacken (130) tragen und die um eine feststehende Trommel (132) greifen, an welcher die Bremsbacken (130)

beim Anziehen der Bremse zur Anlage kommen, und

(b) die Bewegung des Tastglieds (124) relativ zu dem an dem Arm (20) festen Teil (120) über

einen Stellzug (134) (Bowdenzug) auf zwei an den bogenförmigen Armen (126,128) sitzende Hebel (136,138) übertragbar ist, derart, daß bei Auswärtsbewegung des Tastglieds (124) über eine Sollstellung hinaus

die Bremse angezogen wird.

15. Ausspritzvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch

gekennzeichnet, daß
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(a) der an dem Arm (20) festen Teil (120) des Fühlers (28) ein topfförmiger Teil ist und

(b) das Tastglied (124) einen beweglichen topfförmigen Teil (140) aufweist, der sich mit

seinem offenen Ende in den topfförmigen festen Teil (120) erstreckt und in diesem gleitbeweglich geführt ist, sowie eine Schraubenfeder (122) die innerhalb der beiden topfförmigen Teile (120,140) ange

ordnet ist, und einen an der Stirnfläche des beweglichen Teils (140) angebrachten Tastkörper (142).

16. Ausspritzvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) der bewegliche topfförmige Teil (140) einen Längsschlitz (144) aufweist und

(b) an dem festen Teil (120) des Fühlers (28) ein Stift (146) sitzt, der in den Längsschlitz (144) ragt und eine relative Verdrehung der Teile (120,140) verhindert.

17. Ausspritzvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der an dem Arm (20) feste Teil (120)
15

(a) eine Hülse (148) aufweist, die an einem

Ende mit einem Außengewinde (150) versehen ist, und

(b) eine Mutter (152), die auf das Außengewinde (150) aufgeschraubt ist und an welche eine den Boden des topfförmigen Teils (120) bildende Stirnplatte (154) angeschweißt ist.

18. Ausspritzvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) mit dem Tastglied (124) eine zentrale Stange

(156) verbunden ist, die sich durch den

festen Teil (120) und die Stirnplatte (154)

erstreckt und

(b) die Stange (156) mit der Seele (158) und die Stirnplatte (154) mit dem Mantel (160)

des Stellzugs (134) verbunden ist.

19. Ausspritzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) ein stillstehender, zylindrischer Gehäuseteil (132) des Trägers, gegenüber welchem die

Massespritzvorrichtung (18) durch den Antriebsmotor (24) verdrehbar ist, auf seinem Umfang eine Verzahnung (162) trägt,

(b) an der Massespritzvorrichtung (18) eine

Welle (164) gelagert ist, auf der ein gezahntes Rad (166) sitzt, das mit der Verzahnung (162) an dem stillstehenden Gehäuseteil (132) in Eingriff ist, und

(c) die Welle (164) über eine biegsame Welle (168) mit dem Messerkopf (3O) gekuppelt ist.

20. Ausspritzvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Verzahnung (162) von einer um den zylindrischen Gehäuseteil (132) herumgespannten Kette gebildet ist und

(b) das gezahnte Rad (166) ein Kettenrad ist.

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21. Ausspritzvorrichtung nach Anspruch 3,19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkopf (30)

(a) eine in einer Einspannhülse (170) drehbar

5 gelagerte Welle (172) aufweist, die an ihrem

Ende einen Längsschlitz (174) aufweist, sowie

(b) einen Querstift (178) der in einer Querbohrung (176) der Welle (172) sitzt und an seinen

10 Enden Längsschlitze (180,182) aufweist, und

Cc) ein bogenförmiges, sich über mehr als einen Halbkreis erstreckendes Messer (184), das mit seinen Enden (186,188) in den Längs-15 schlitzen (180,182) des Querstifts (178)

gehalten ist und in der Mitte in dem Längsschlitz (174) der Welle (172) geführt ist.

22. Ausspritzvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch 20 gekennzeichnet, daß auf dem Querstift (178) beiderseits der Welle (172) zwischen dieser und den Enden (186,188) des Messers (184) Abstandsbuchsen (190,192) vorgesehen sind.