DE3536788C2 - Fahrbare Ausbruchmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine fahrbare Ausbruchmaschine für Schmelzöfen mit einem Ausleger und einem an der Auslegerspitze befestigten Werkzeug, wobei der Ausleger vorn gekröpft oder abgewinkelt ist.

In den Schmelzöfen wie auch in Warmhalteöfen stellt sich jeweils nach mehr oder weniger langer Betriebszeit das Problem der Reinigung. Dann haben sich Anbackungen gebildet, die beseitigt werden müssen. Zumeist erfolgt die Reinigung von Hand, gelegentlich mit Maschinen.

Ein besonderes Problem bildet dabei die Zugänglichkeit des Ofens und die Frage der notwendigen Absenkung der Ofentemperatur. Die Öfen sind in der Regel keramisch ausgekleidet. Das Keramikmaterial wird durch schwankende Ofentemperaturen und auftretende Wärmespannungen sehr stark angegriffen. Das gilt besonders für Abkühlungen auf Umgebungstemperatur bzw. sich wiederholende Anheizvorgänge von Umgebungstemperatur auf Betriebstemperatur von Schmelzöfen und Warmhalteöfen. Ferner ist für ein Absenken der Temperatur zum Zwecke der Reinigung der Zeitverlust von Nachteil, der für die Abkühlung bzw. das Wiederanheizen erforderlich ist. Aufgrund der starken Tempera­ turempfindlichkeit von Keramikmaterial kann sich ein solcher Abkühlungsvorgang ebenso wie ein Wiedereinheizungsvorgang über mehrere Tage, in Extremfällen über Wochen erstrecken.

Die meisten der zum Reinigen von Schmelzöfen und Warmhalteöfen gebräuchlichen Maschinen setzen eine Abkühlung auf Umgebungs­ temperatur voraus. Die Verwendung der Maschinen entfällt, wenn im Hinblick auf die Ofenaußenmauerung und/oder mit Rücksicht auf den Verlust an Betriebszeit von der oben erwähnten Abkühlung abgesehen werden soll.

Für eine Ofenreinigung ohne gravierende Temperaturabsenkung konnten sich nur fahrbare Ausbruchmaschinen durchsetzen, die einen Ausleger und an der Auslegerspitze ein Werkzeug zum Ausbruch von Anbackungen aufweisen. Das Werkzeug besteht üblicherweise aus einer im wesentlichen flachen, quer zur Auslegerlängsachse verlaufenden Platte. Die Verwendung derartiger Maschinen erschwert sich mit zunehmend geringer werdender Zugänglichkeit der Öfen. Das heißt bei kleineren Ofenlöchern läßt sich das Werkzeug nicht mehr in den Ofen einbringen. Ferner ist die Arbeitstiefe dieser Ausbruchmaschine in den Öfen sehr stark beschränkt.

Aus der DE 32 42 908 A1 geht eine fahrbare Ausbruchmaschine, nämlich ein fahrbares Fräsgerät zum Reinigen von Schmelzöfen hervor, mit dem sich Schlackenrückstände auch durch kleinere Ofenlöcher entfernen lassen. Das Fräsgerät weist einen auslegerartigen Arm, bestehend aus einem Lagerarm und einem Fräsarm, und ein vorne am auslegerartigen Arm angeordnetes Werkzeug, nämlich den Fräskopf, auf. Der auslegerartige Arm ist vorne, nämlich in dem Teil, der als Fräsarm bezeichnet ist, gekröpft.

Aus der AT-PS 285647 ist darüber hinaus eine fahrbare Ausbruch­ maschine bekannt, deren Ausleger am vorderen Ende abgewinkelt ist.

Mit beiden Ausbruchmaschinen lassen sich zwar wesentliche Arbeiten an Schmelzöfen durchführen, jedoch ist die Einsatzmög­ lichkeit beschränkt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Einsatzmög­ lichkeiten zu verbessern. Dabei geht die Erfindung von der Überlegung aus, daß dies mit Hilfe einer Kühlung erreicht werden kann. Dies wird nach der Erfindung mit Hilfe einer Luftkühlung der der Wärmestrahlung ausgesetzten Maschinenteile erreicht, wobei die Luftführung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 in besonders vorteilhafter Form erfolgt.

Bei Verwendung von Luft kann diese zugleich nach außen, in den Ofen entweichen. Dadurch kann die Luftzuführung auf eine Leitung beschränkt werden.

Der pneumatische Betrieb des Werkzeuges läßt sich zugleich mit einer Luftkühlung des Auslegers vorteilhaft kombinieren. Die Luft wird durch den hohl ausgebildeten Ausleger geleitet. Der Ausleger ist wahlweise an verschiedenen Stellen mit Austritts­ öffnungen für die innen kühlende Luft versehen.

Der Luftaustritt hat die Aufgabe, um den Ausleger herum eine wärmeisolierende Luftschicht aufzubauen. Das heißt, die Luft führt nicht nur von der Auslegerinnenfläche Wärme ab, sondern schützt den Ausleger zugleich vor der Wärmeeinwirkung. Die für das luftschützende Luft­ polster vorgesehenen Öffnungen im Ausleger befinden sich vorzugsweise an der Unterseite des Auslegers. Der Ausleger kann aber auch an seiner gesamten Umgebungs­ fläche mit gleichmäßig verteilten Luftaustrittsöffnungen versehen sein.

Die Luftaustrittsöffnungen werden durch Bohrungen gebildet, die sich austrittsseitig erweitern. Die Erweiterung entsteht durch Ansenken der Bohrungen. Die Erweiterung bewirkt eine Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit. Der in den Bohrungen gebündelte Luftstrom wird aus­ gefächert, so daß die austretene Luft optimal zur Her­ stellung der wärmeisolierenden Luftschicht genutzt wird. Optimal bedeutet dabei eine minimal dicke Luft­ schicht und ein minimaler Luftverbrauch. Der Luft­ verbrauch ist für die Auslegung der Luftversorgung und für die Betriebskosten von erheblicher Bedeutung.

Für die Luftversorgung zum Kühlen des Auslegers dient ein Gebläse, das am Ende des Anlegers angeordnet ist.

Das Gebläse kann zugleich die Luftkühlung der Werk­ zeuglagerung mit Druckluft versorgen.

Als Werkzeug ist nach der Erfindung ein Lufthammer mit einer Schlagzahl von 1000-1500/min. und einer Schlag­ kraft von 245 bis 441 N gesehen. Der Lufthammer besteht aus einem Kraftkolben mit Zylinder und einem hin- und hergehend bewegten Kolben, an dessen Kolbenstange der oben erwähnte Meißel befestigt ist.

Zum Verschwenken des Lufthammers dient ein Schwenkantrieb. Als Schwenkantrieb ist ein Getriebe mit Ketten und Kettenrädern von Vorteil.

Ein derartiger Antrieb ist robust und bietet besonders vorteilhafte Kühlmöglichkeiten.

Ein weiterer Vorteil eines solchen Schwenkantriebes liegt in der großen Flexibilität für ausfahrbare Aus­ leger. Nach der Erfindung sind vorzugsweise ausfahrbare Ausleger vorgesehen, um dem Ausleger beim Eindringen in den Ofen eine möglichst kleine und deshalb leicht handhabbare Form zu geben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung dargestellt.

Fig. 1 und 2 zeigen in schema­ tischer Darstellung einen Warmhalteofen,

Fig. 3 und 4 verschiedene Ansichten einer erfindungsgemäßen Aus­ bruchsmaschine.

Der aus Fig. 1 und 2 ersichtliche Warmhalteofen dient der Warmhaltung von Schmelze von Aluminiumguß. Der mit 1 bezeichnete Warmhalteofen hat eine Länge von ca. 7 m und einen im wesentlichen zylindrischen Ofenmantel. Innen ist der Ofenmantel mit einer feuerfesten Aus­ kleidung versehen.

Der Warmhalteofen hat Ofenlöcher mit relativ geringem Durchmesser. Nach unten bildet der Warmhalteofen eine Wanne zur Aufnahme flüssiger Schmelze.

Mit zunehmender Betriebsdauer bilden sich in dem Warm­ halteofen in dem mit der Schmelze in Berührung kommenden Bereich Anbackungen. Sobald die Anbackungen ein be­ stimmtes Maß erreicht haben, müssen die Anbackungen entfernt werden. Das geschieht mit Hilfe einer Aus­ bruchmaschine, von der in Fig. 1 und 2 ein Ausleger 3 dargestellt ist. Der Ausleger 3 ist an seinem vorderen Ende 4 abgewinkelt. Die Abwicklung beträgt etwa 50° zur Längsachse des Auslegers 3.

Ganz vorn besitzt der Ausleger 3 einen Lufthammer 5, der einen Meißel 6 bewegt. Der Lufthammer 5 ist schwenk­ beweglich und nur am Ende des Auslegers 3 gehalten.

Der Lufthammer 5 hat eine Schlagkraft von ca. 343 N bei 1300 Schlägen pro Minute. Die verschiedenen Ein­ satzmöglichkeiten des Lufthammers 5 sind in Fig. 1 und 2 dargestellt. Fig. 2 zeigt den Lufthammer bei Ausbruchsarbeiten an der entfernt liegenden Ofenöff­ nungen. Dabei ist der Lufthammer 5 mit dem Meißel 6 gegen die Stirnwand des Warmhalteofens 1 gerichtet. In der aus Fig. 2 ersichtlichen Betriebsstellung verläuft die Längsachse des Lufthammers 5 und des Meißels 6 im wesentlichen parallel zur Auslegerlängsachse.

Eine andere Schwenkstellung ergibt sich bei Ausbruchar­ beiten an der gegenüberliegenden Stirnfläche des Warm­ halteofens 1. Nach Fig. 1 ist der Lufthammer um mehr als 90° um seine Schwenkachse bewegt worden. Zugleich ist der Ausleger, strichpunktiert dargestellt, aus seiner früheren Betriebsstellung gebracht worden. Dies dient dazu, Arbeiten an einem schwierigen Betriebs­ punkt durchzuführen, ohne den Ausleger vollständig aus dem Ofen herausziehen und durch das gegenüberliegende Ofenloch erneut einführen zu müssen.

Die weitere, strichpunktiert dargestellte Betriebs­ stellung des Lufthammers 5 mit dem Meißel 6 zeigt diesen bei Ausbrucharbeiten an den Seitenwänden des Warmhalte­ ofens. Mit Hilfe der schwenkbeweglichen Anordnung des Lufthammers 5 sowie einer Schwenkbarkeit des Auslegers 3 um ca. 100° in jeder Schwenkrichtung läßt sich der Lufthammer 5 mit dem Meißel 6 an allen Ausbruchsstellen in eine vorteilhafte Arbeitsstellung bringen. Das heißt, durch Verstellung des Lufthammers 5 bzw. Auslegers 3 kann der Meißel 6 in jeweils günstige Angriffsstellungen gegen die Anbackungen in den Warmhalteofen gebracht werden.

Nach Fig. 1 und 2 ist die Ausbruchmaschine mit einem einteiligen Ausleger 3 versehen.

Zur Veränderung der Arbeitsstellung des Lufthammers 5 in Längsrichtung des Warmhalteofens 1 ist deshalb die gesamte Ausbruchmaschine vorgefahren bzw. zurückge­ fahren.

Nach Fig. 3 und 4 ist die Ausbruchmaschine dagegen mit einem längenänderbaren Ausleger 10 versehen. Dazu ist der Ausleger mehrteilig ausgebildet. Der Ausleger 10 besitzt einen Außenbaum 11 und einen Innenbaum 12. Der Außenbaum wird durch ein kastenförmiges Hohlprofil gebildet. Der Innenbaum 12 hat ein dem Profil des Außen­ baumes 11 entsprechendes, kleineres Querschnittsprofil und ist mit Rollen 13 in dem Außenbaum 11 geführt.

Der Innenbaum 12 hat an der Vorderseite die gleiche Abwinkelung wie der Ausleger 3. Ferner trägt er front­ seitig den gleichen Lufthammer mit gleichem Meißel wie der Ausleger 3.

Zur Längenänderung des Auslegers 10 ist dieser mit einem Kettenzug versehen. Zu dem Kettenzug gehört eine in dem Außenbaum 11 laufende Kette, die im vorderen Bereich des Außenbaumes 11 und hinten am Außenbaum 11 mit Kettenrädern geführt ist. Das hintere Kettenrad ist mit 14 bezeichnet. Wie am Kettenrad 14 ersichtlich ist, läuft die Kette so, daß deren Obertrum senkrecht über dem Untertrum der Kette liegt. Am Obertrum ist der Innenbaum 12 befestigt. Das Untertrum der Kette läuft frei. Infolgedessen bewirkt eine Kettenbewegung ein Ausfahren oder Einziehen des Innenbaumes 12. Der zur Bewegung des Kettentriebes notwendige Kettenan­ trieb ist mit 15 bezeichnet.

Der Schwenkantrieb für den Lufthammer 5 wird gleichfalls durch einen Kettentrieb gebildet. Dazu sitzt auf der Schwenkachse des Lufthammers im Innenbaum 12 ein Ketten­ rad 16. Das Kettenrad wirkt mit einer Kette zusammen, die an den mit 17 bezeichneten Stellen umgelenkt wird und im Innenbaum 12 zu einem weiteren, hinten im Innen­ baum 12 angeordneten Kettenrad geführt ist. Das weitere Kettenrad kann auch im Außenbaum 11 gelagert sein. Bei der Lagerung des Kettenrades im Außenbaum 11 wird der Verstellung des Innenbaumes 12 durch Längenänderung der Kette Rechnung getragen. Das kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß die Kette in einer Schleife mit einem federbelasteten Kettenspanner geführt ist.

Bei der Lagerung des weiteren Kettenrades im Innenbaum 12 entfällt die Längenänderung der Kette. Der Kettenantrieb sitzt dann entweder gleichfalls im Innenbaum 12 oder aber wird durch einen weiteren Kettentrieb gebildet, der wie der erste Kettentrieb mit dem Kettenrad 14 im Außenbaum 11 angeordnet ist und bei einer Bewegung ein in die Kette greifendes Kettenrad dreht, das vor­ zugsweise auf gleicher Welle mit einem der Kettenräder des Kettentriebes mit dem Kettenrad 16 sitzt.

Am Außenbaum 11 befindet sich hinten ein Gebläse 20. Das Gebläse 20 saugt im Betriebszustand - also beim Arbeiten im Warmhalteofen 1 - Umgebungsluft an und drückt diese hinten in den Außenbaum 11. Die angeför­ derte Luft strömt durch den Außenbaum 11 und den Innen­ baum 12. Sie strömt auch in den Spalt zwischen Außen­ baum 11 und Innenbaum 12. Die Luft tritt sowohl an Leckstellen als auch an vorgeplanten Luftaustritts­ öffnungen aus. Leckstellen befinden sich an der Führung des Innenbaumes 12 und Außenbaumes 11 sowie an der Schwenkachse des Lufthammers 5 im Innenbaum 12. Dabei ist insbesondere an der Schwenkachse durch grobes Spiel der Passung oder durch besondere Luftaustrittskanäle für einen besonderen Luftaustritt gesorgt.

Der besondere Luftaustritt stellt eine ausreichende Küh­ lung des Auslegers und der im Ausleger angeordneten Teile sicher. Dabei entsteht durch gleichmäßig am Ausleger verteilte Luftaustrittsöffnungen ein wärmeisolierendes Luftpolster um den Ausleger. Pro Quadratmeter Ausleger­ oberfläche sind 50 bis 300 Öffnungen vorgesehen. Die Öffnungen werden durch Bohrungen mit einem Durchmesser von 3 bis 7 mm gebildet. Die Bohrungen sind an der Außen­ seite des Auslegers angesenkt.

Mit Hilfe dieser Luftkühlung kann der Ausleger bei den Ausbrucharbeiten im Warmhalteofen vor den dort herrschenden Betriebstemperaturen von 800° geschützt werden. Höheren Betriebstemperaturen kann durch eine höhere Luftmenge Rechnung getragen werden. Im Ausführungsbeispiel ist das Gebläse 20 so ausgebildet, daß der Ausleger Betriebs­ temperaturen bis 1100° standhält.

Der Luftverbrauch kann dadurch minimiert werden, daß die Anzahl der Luftaustrittsöffnungen dem jeweiligen Kühlbedarf an den verschiedenen Stellen des Auslegers sowie dem jeweiligen Luftdruck an den verschiedenen Stellen des Auslegers angepaßt ist. Wenn keine besonderen zu­ sätzlichen Luftleitungen in dem Ausleger vorgegeben sind, würde der Luftdruck bei gleichmäßig verteilten Luftaus­ trittsöffnungen mit der Länge des Auslegers und zunehm­ endem Abstand vom Gebläse abfallen. Das wird dadurch ausgeglichen, daß die Anzahl der Luftaustrittsöffnungen pro Flächeneinheit und/oder deren Durchmesser mit zu­ nehmenden Abstand vom Gebläse verändert, das heißt ver­ größert wird. Außerdem können für besonders kritische Stellen separate Luftleitungen vorgesehen sein. Das ist zum Beispiel der Fall am Kettenrad 16 bzw. der Schwenk­ achse des Lufthammers 5. Zu der Schwenkachse führt eine separate Luftleitung, die dort eine definierte Kühlung sicherstellt.

Der Lufthammer 5 wird mit 4-6 bar Druckluft betrieben. Die dabei verbrauchte Luftmenge beträgt 5 m³/min.

Die Luftmenge tritt aus dem Lufthammer 5 aus und stellt gleichfalls eine ausreichende Kühlung sicher.

Bei einer Unterbrechung des Ausbruchbetriebes, also einer Unterbrechung der Ausbruchtätigkeit wird der Lufthammer zur Fortsetzung der Kühlung weiterbetrieben. Das ist ein gravierender Unterschied zu handelsüblichen Lufthämmern. Handelsübliche Lufthämmer sind mit einer Leerschlagsicherung versehen. Diese Leerschlagsicherung verhindert eine Hammerbewegung, sobald die Meißelspitze entlastet wird. Damit soll der im Leerschlagbetrieb sonst auftretende rasche Verschleiß des Lufthammers verhindert werden.

Im Ausführungsbeispiel ist eine abgeschwächte Leerschlag­ sicherung vorgesehen. Der Lufthammer wird danach nicht mehr mit voller Kraft, sondern unter Reduzierung der zugeführten Luftmenge bewegt. Diese Luftmenge beträgt im Ausführungsbeispiel 0,5 bis 1 m³/min. bei dem gleichen Betriebsdruck von 4-6 bar.

Nach Fig. 3 und 4 ist der Außenbaum 11 schwenkbeweglich gelagert. Die Lagerung ist mit 21 bezeichnet. Die Lagerung besteht aus zwei Lagerteilen, die gegeneinander drehbe­ weglich sind und mittig eine Öffnung besitzen, durch die der Ausleger hindurchgeführt wird. Das eine Lagerteil ist am Ausleger befestigt. Das andere Lagerteil am Maschinenrahmen der Ausbruchmaschine. Beide Lagerteile können durch einen Schwenkantrieb 22 gegeneinander verstellt werden. Der Schwenkantrieb wird durch ein Antriebsritzel und einen Zahnkranz gebildet. Der Zahn­ kranz befindet sich am einen Lagerteil, das andere Ritzel am anderen Lagerteil. Dieser Schwenkantrieb ist geeignet, um die im Ausführungsbeispiel vorgesehene Schwenkbewegung um 100° in jeder Drehrichtung, also insgesamt um 200°, durchzuführen. Mit dem Schwenkantrieb können jedoch auch im Bedarfsfall eine oder mehrere volle Umdrehungen durchgeführt werden.

Die gesamte Lagerung 21 mit dem Ausleger ist nach Fig. 3 und 4 ihrerseits beschränkt beweglich im Maschinenrahmen gelagert. Dazu gehören beiderseits der Lagerung 21 angeordnete Lagerplatten 23. Die Lagerplatten 23 sind horizontal angeordnet, so daß eine vertikale Schwenkbewegung entsteht. Dadurch kann die Auslegerspitze mit dem Lufthammer 5 und dem Meißel 6 gehoben oder gesenkt werden. Als Schwenk­ antrieb dient ein Kraftkolben 24. Die gesamte Ausbruch­ maschine steht auf einem Kettenfahrwerk 25 mit einzeln steuerbaren Ketten. Mit Hilfe dieses Fahrwerkes läßt sich die Ausbruchmaschine in jede gewünschte Ausbruch­ stellung bringen. Ferner lassen sich Schwenkbewegungen des Auslegers 10 auf der Stelle durchführen, wobei der Ausleger 10 um eine vertikale Schwenkachse bewegt wird. Das erfolgt durch eine Bewegung beider Ketten in ent­ gegengesetzter Richtung mit gleicher Geschwindigkeit bzw. gleichen Weglängen.

Die Ausbruchmaschine nach Fig. 3 und 4 ist ferngesteuert. Infolgedessen kann der Bedienungsmann unmittelbar an den üblicherweise vorhandenen Schaulöchern oder an dem freien Ofenloch des Warmhalteofens 1 stehen, während die Ausbruchmaschine gemäß Fig. 1 und 2 tätig ist.

Claims (5)

1. Fahrbare Ausbruchmaschine für Schmelzöfen mit einem Ausleger und einem an der Auslegerspitze befestigten Werkzeug, wobei der Ausleger (3, 10) vorn gekröpft oder abgewinkelt ist und mit einem hohl ausgebildeten, luftdurchströmten Ausleger (3, 10) vorgesehen ist, wobei je qm Auslegermantelfläche 50 bis 300 Luftaustrittsöffnungen mit einer Öffnungsweite von 3 bis 7 mm zumindest an der Unterseite des Auslegers vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen durch Bohrungen gebildet werden, die sich austrittsseitig erweitern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Werkzeuge (5) luftgekühlt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine separate Luftzufüh­ rung für die Lagerung des Werkzeuges (5).

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen pneumatisch getriebenen Hammer (5) mit einer Schlagzahl von 1000 bis 1500 pro Minute und mit einer Schlagkraft vom 245 bis 441 N.

• 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine abgeschwächte Leerschlagsicherung für den Hammer (5).