EP0001380B1

EP0001380B1 - Grossraum-Roheisenmischer

Info

Publication number: EP0001380B1
Application number: EP78100012A
Authority: EP
Inventors: Alexander Patuzzi; Ernst Riegler; Manfred Schmidt
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1977-09-29
Filing date: 1978-06-01
Publication date: 1981-09-30
Also published as: DE2861224D1; ATA693677A; US4234171A; IT7828190A0; EP0001380A1; AT370135B

Description

Die Erfindung betrifft einen Großraum-Roheisenmischer mit einer liegend angeordneten, Stirnwände aufweisenden zylindrischen Mischerkammer, die am Fundament mittels eines Fest- und eines Loslagers gelagert ist.
Es ist bekannt, Roheisenmischer mit zwei in Abstand voneinander am Mantel der Mischerkammer befestigten Laufbahnen, von denen die eine in einem Festlager und die andere in einem Loslager gelagert ist, am Fundament abzustützen. Die Laufbahnen sind auf Rollen gelagert, wobei die Rollen mittels zwischen Fundament und Laufbahnen beweglicher Käfige geführt sind. Um eine synchrone Bewegung der Rollen der Festlagerseite mit denen der Loslagerseite zu erreichen, d.h. um ein Schrägstellen bzw. Wandern des Roheisenmischers nach einer Seite zu vermeiden, müssen die Käfige des Los- und des Festlagers miteinander durch Querverbindungen verbunden werden, die sich parallel zur Längsachse des Gefäßes erstrecken. Als solche Verbindungen wurden eine Mehrzahl von X-förmig ausgebildeten Verstrebungen verwendet. Trotz dieser Verstrebungen war es in der Praxis nicht möglich, einen wirklichen Gleichlauf der Rollen des Loslagers mit denen des Festlagers zu erreichen, weil infolge von Unterschieden bei der Schmierung und infolge von Wärmespannungen beim Chargieren und Entnehmen sowie infolge ungleichmäßiger Reibungsverhältnisse Relativ- bewegungen zwischen den Rollen der Fest- und Loslagerseite nicht gänzlich auszuschließen waren. Zwischen den Rollenkäfigen und den Rollen mußte stets ein Spiel vorhanden sein, so daß ein Schrägstellen der Rollen und damit ein Wandern sowie Schrägstellen des Gefäßes trotz Querverstrebungen unvermeidbar war. Ein Schrägstellen des Gefäßes bzw. der Rollen konnte dabei zu einer Selbsthemmung der Rollen führen, so daß das Gefäß mittels eines Kippantriebes nicht mehr bewegt werden konnte. Infolge der Linienberührung der Rollen mit den Laufbahnen konnte ein einmal schräggestelltes Gefäß nicht mehr von selbst in die Normalposition zurückgleiten. Es kam in der Tat vor, daß bei rollengelagerten Roheisenmischem in einer Zeit von mehreren Monaten das Gefäß sich merkbar schräg stellte und mit großen hydraulischen Pressen in die Normalposition zurückgedrückt werden mußte.
Zur Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten wurde nach einem Vorschlag das Loslager und das Festlager als Gleitlager ausgebildet, wobei die Laufbahnen auf aus einer Mehrzahl von Gleitplatten gebildeten, bogenförmigen Gleitbahnen aufliegen. Dabei ergibt sich die Schwierigkeit, die Gleitplatten an die bogenförmigen Gleitbahnen mit einem bestimmten Druck anliegen zu lassen, d.h. eine bestimmte Druckverteilung über die Länge der gleitbahnen einzustellen. Insbesondere wenn die Gleitbahnen von der Idealform eines Kreisbogens abweichen - was infolge von Fertigungsungenauigkeiten und Verformungen während des Betriebes eines Roheisenmischers praktisch oft der Fall ist - tragen nicht alle Gleitplatten zur Lastaufnahme bei, d.h. daß einige Gleitplatten einem vorzeitigen Verschleiß unterliegen und andere, zwischen diesen Gleitplatten liegende Gleitplatten kaum abgenützt werden. Eine weitere Schwierigkeit ist darin zu sehen, daß selbst bei ideal kreisbogenförmigen Gleitbahnen die Einstellung der Gleitplatten auf die Form der Gleitbahnen nur umständlich und zeitraubend durchführbar ist.
Zur weiteren Verbesserung und Ausgestaltung der Lagerung von Roheisenmischern ist vorgeschlagen worden, die Gleitplatten hydraulisch abzustützen. Die Verwirklichung dieses Vorschlages bedingt eine entsprechend aufwendige Konstruktion.
Will man für die vorhin beschriebenen Lagerkonstruktionen für dreh- bzw. kippbare Großraum-Roheisenmischer verwenden, deren Mischerkammern Durchmesser von etwa 10 bis 15 Metern aufweisen, zeigt es sich, daß die durch die Reibungskräfte verursachten Momente um die Dreh- bzw. Kippachse, die der Bewegung der Mischerkammer entgegenwirken, sehr groß werden. Auch bei sorgfältigster Lagerung gemäß den oben beschriebenen Vorschlägen ist es nicht zu vermeiden, daß ein hoher Leistungsanteil von den Antriebsmotoren allein für die Überwindung der am Umfang der Mischerkammer angreifenden Lager-Reibungskräfte aufgebracht werden muß. Zu einer Vergrößerung der Reibung kommt es bei Großraum-Roheisenmischern auch deshalb, weil die Fertigung der einen großen Durchmesser aufweisenden Roll- bzw. Gieitbahnen nicht mehr mit den für eine exakte Lagerung notwendigen engen Toleranzen durchführbar ist.
Dieser hohe "Reibleistungsanteil" muß auch bei der Dimensionierung der Getriebe berücksichtigt werden, so daß ab einer bestimmten Mischergröße der gesamte Antrieb für einen im Verhältnis zum gewichtsbedingten und trägheitsbedingten Leistungsanteil unverhältnismäßig hohen Reibleistungsanteil ausgelegt werden muß.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Mischerlagerungen ist darin zu sehen, daß die Fertigung und Kontrolle (wie z.B. die Vermessung) der am Umfang der Mischerkammern angeordneten Roll- bzw. Gleitbahnen material-. zeit- und kostenaufwendig ist. Außerdem sind die Gleitbahnen den durch Verformungen der Mischerkammer bedingten Gestaltsänderungen während des Betriebes direkt ausgesetzt. wodurch die Lager-Reibungsverhältnisse, insbesondere bei Mischern mit sehr großen Durchmessern, verschlechtert werden.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung (leser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, einen Großraum-Roheisenmischer der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem der Anteil der Antriebsleistung, der zur Überwindung der Reibungskräfte - notwendig ist, wesentlich herabgesetzt ist, sodaß man in der Lage ist, die Antriebsgetriebe und Antriebsmotoren in erster Linie nach dem Gewicht und Trägheitmoment des Roheisenmischers bemessen zu können, d.h. mit anderen Worten, deren Lager-Reibungskräfte-Momente auf einen Bruchteil, etwa 1/10 der bei Großraum-Roheisenmischern mit herkömmlicher Lagerung auftretenden Momente gesenkt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mischerkammer mittels zweier fluchtender, an ihren Stirnwänden angreifender Tragzapfen, von denen einer in dem Loslager und einer in dem Festlager gelagert ist, am Fundament abgestützt ist, wobei die Stirnwände der Mischerkammer mit sich von den Tragzapfen radial zur Peripherie der Mischerkammer erstreckenden Verstärkungsrippen versehen sind und zumindest einige der einander axial gegenüber liegenden Verstarkungsrippen mittels zur Achse die Mischerkammer parallel laufender, am Mantel des Mischergefäßes anliegender Längsrippen zu einem Stützkäfig verbunden sind.
Dadurch ist es möglich, die die Reibung beim Kippen des Mischers hervorrufenden Lagerelemente wesentlich näher an der Dreh- bzw. Kippachse des Mischers anzuordnen, sodaß das durch diese Kräfte hervorgerufene Moment wesentlich verringert wird. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Lagerteile wegen des stark verringerten Lagerdurchmessers wesentlich einfacher und genauer hergestellt werden können. Durch die Anordnung der Lager an den Stirnwanden des Mischers üben Verformungen der Mischerwände auf die Reibungsverhältnisse der Lagerung keinen nennenswerten Einfluß aus. Die Verstärkungs- und Längsrippen ermöglichen eine günstige Krafteinleitung der Kräfte in die an den Stirnwänden befestigten Tragzapfen bzw. Ringe.
Es ist zwar aus der US-PS 3,897,936 sowie aus der US-PS 3,039,627 bekannt, langgestreckte zeppelinförmige Roheisenmischergefäße endseitig mit Tragzapfen zu versehen und diese Tragzapfen über Drehgestelle auf Fahrgestellen zu lagern, jedoch dienen solche sogenannte Roheisenmischerwagen nur zur Aufnahme von Roheisen in geringen Mengen. Die Tragkraft dieser Roheisenmischerwagen ist mit 250 t begrenzt.
Vorzugsweise sind erfindungsgemäß die Tragzapfen entweder an den Stirnwänden der Mischerkammer drehfest befestigt und gegenüber dem Fundament drehbar gelagert oder gegenüber dem Fundament drehfest befestigt und gegenüber der Mischerkammer drehbar gelagert.
Vorteilhaft sind die Achsen der Tragzapfen zur Achse der Mischerkammer exzentrisch angeordnet.
Nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsform weist der Kippantrieb mindestens ein am Mantel der Mischerkammer angreifendes Antriebselement auf, wobei es zweckmäßig ist, wenn als Antriebselement zwei Ritzel vorgesehen sind, die in einen am Mantel der Mischerkammer montierten Triebstock eingreifen und über ein leistungsverzweigendes Getriebe antreibbar sind.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung an mehreren Ausführungsformen in schematischer Darstellung näher erläutert, wobei Fig. 1 eine Seitenansicht, Fig. 2 eine nach der Linie 11-11 der Fig. 1 geführte Schnittdarstellung und Fig. 3 ein Detail im Schnitt nach der Linie 111-111 der Fig. 2 in vergrößertem Maßstab nach einer Ausführungsform der Erfindung zeigen. Fig. 4 zeigt in zu Fig. 3 analoger Darstellung eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung.
Mit 1 ist der zylindrische Mantel einer um die horizontale Achse 2 dreh- bzw. kippbaren und mit einer feuerfesten Auskleidung versehenen Mischerkammer 3 eines Großraum-Roheisenmischers bezeichnet, welche durch nach außen bombierte Stirnwände 4 und 5 abgeschlossen ist. Am Umfang der Mischerkammer ist eine Einfüllöffnung 6 und eine Ausgießschnauze 7 vorgesehen. Die Mischerkammer 3 kann weiters mit Heizeinrichtungen, die nicht dargestellt sind, ausgestattet sein. Konzentrisch zur Kippachse 2, welche um den Betrag "e" exzentrisch zur Zylinderachse 8 der Mischerkammer angeordnet ist, sind an den Stirnwänden 4, 5 angreifende Tragzapfen 9, 10 vorgesehen, von denen der mit 9 bezeichnete Tragzapfen in einem Loslager 11 und der mit 10 bezeichnete Tragzapfen in einem Festlager 12 gelagert ist.
Gemäß der in Fig. 3 näher dargestellten Ausführungsform sind die Tragzapfen 9, 10 starr an den Stirnwänden 4, 5 befestigt und in Gleitgelenklagern 11, 12, die jeweils in eine Fundamentstütze 13, 14 eingesetzt sind, gelagert. In Fig. 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der ein Tragzapfen 9' an der Fundamentstütze 13 unbeweglich befestigt ist und mit seinem zur Stirnwand 4 weisenden Ende über ein Gleitgelenklager 11' in einem das Lager aufnehmenden Ring 15, welcher an der Stirnwand 4 starr befestigt, beispielsweise angeschweißt ist, gelagert ist. Bei beiden Ausführungsformen ist jeweils eines der beiden Gleitgelenklager als Festlager und das andere als Loslager ausgeführt. Zur Gewichtsbestimmung der im Roheisenmischer vorhandenen Roheisenmenge können die Lager auf Kraftmeßdosen gestellt werden oder es können die Kraftmeßdosen innerhalb der Gleitgelenklager vorgesehen werden, in der Art, daß die Gleitelemente der Lager mit Kraftmeßdosen ausgerüstet werden. Anstelle der Gleitgelenklager können auch andere Lager, beispielsweise Wälzlager, vorgesehen sein.
Zur Verstärkung der Wände der Mischerkammer 3 sind an den Stirnwänden 4. 5 von den Tragzapfen 9, 10 sich radial zur Peripherie der Mischerkammer erstreckende Verstärkungsrippen 16, 17 vorgesehen, wobei die einander gegenüberliegenden Verstärkungsrippen 17 der beiden Stirnseiten, die zur Unterseite der Mischerkammer gerichtet sind, mittels zur Achse 8 der Mischerkammer 3 parallel gerichteter und den zylindrischen Mantel 1 der Mischerkammer unterstützender Längsrippen 18 verbunden sind. Dadurch wird eine Art von die Mischerkammerwände verstärkender Stützkäfig gebildet.
Gemäß der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsformen ist für den Kippantrieb des Roheisenmischers eine Triebstockverzahnung vorgesehen, wobei die Triebstöcke 19 konzentrisch zur Kippachse 2 an am zylindrischen Mantel 1 mittig befestigten Flanschen 20 montiert sind. Der Antriebsmotor ist mitsamt dem Untersetzungsgetriebe zu einer unterhalb der Mischerkammer 3 liegenden und dadurch durch die Mischerkammer 3 geschützten Baueinheit 21 zusammengefaßt. Das Untersetzungsgetriebe ist als leistungsverzweigendes Getriebe für den Antrieb von zwei mit den Triebstöcken kämmenden Ritzeln 22, 23, welche in Umfangsrichtung der Mischerkammer im Abstand voneinander angeordnet sind, ausgeführt. Der Antrieb weist einen nicht dargestellten Notantriebsmotor auf.

Claims

1. Großraum-Roheisenmischer mit einer liegend angeordneten, Stirnwände (4, 5) aufweisenden zylindrischen Mischerkammer (3), die am Fundament mittels eines Fest- (12) und eines Loslagers (11, 11') gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischerkammer (3) mittels zweier fluchtender, an ihren Stirnwänden (4, 5) angreifender Tragzapfen (9, 9', 10, 29), von denen einer in dem Loslager (11, 11') und einer in dem Festlager (12) gelagert ist, am Fundament abgestützt ist, wobei die Stirnwände (4, 5) der Mischerkammer (3) mit sich von den Tragzapten radial zur Peripherie der Mischerkammer erstreckenden Verstarkungsrippen (16, 17) versehen sind und zumindest einige der einander axial gegenüberliegenden Verstärkungsrippen (17) mittels zur Achse (8) der Mischerkammer parallel lautender, am Mantel des Mischergefäßes anliegender Längsrippen (18) zu einem Stützkäfig verbunden sind.

2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragzapfen (9, 10) an den Stirnwänden (4, 5) der Mischerkammer (3) drehfast befestigt und gegenüber dem Fundament drehbar gelagert sind (Fig. 3).

3. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragzapfen (9') gegenüber dem Fundament drehfest befestigt und gegenüber der Mischerkammer drehbar gelagert sind (Fig. 4).

4. Mischer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (2) der Tragzapfen (9, 9', 10) zur Achse (8) der Mischerkammer (3) exzentrisch angeordnet sind.

5. Mischer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebselement zwei Ritzel (22, 23) vorgesehen sind, die in einen am Mantel (1) der Mischerkammer (3) montierten Triebstock (19) eingreifen und über ein leistungsverzweigendes Getriebe (21) antreibbar sind.