EP0194573A1 - Installation for placing crucibles in melting furnaces - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a device for inserting crucibles in melting furnaces, with an armature reaching under the bottom of the crucible and a lifting device running coaxially through the crucible and an opening of the crucible bottom.
- Such devices are used, for example, in foundries to insert the cup-shaped crucible made of refractory material from above into a melting furnace, for example an induction furnace.
- an insertion device in which the armature is formed by a metal plate resting on the underside of the crucible bottom and the lifting device has a rod which engages in an opening in the metal plate. After inserting the crucible into the furnace, the rod is released from the opening of the metal plate and the hoist is removed from the crucible while the metal plate remains under the crucible bottom. In this case, in some induction furnaces, the metal plate of the insertion device is exposed to the alternating field of the induction furnace, so that there is an undesirable heating of the metal plate.
- insertion devices are known; in which the hoist is provided with arms which can be clamped radially against the inner surfaces of the crucible wall, so that the crucible is only held on the hoist in a force-locking manner.
- the crucible which is made of relatively brittle material, will be damaged or destroyed if the arms are stretched too much against the crucible walls, or that the crucible slips off the hoist if the tension of the arms is too low.
- the invention has for its object to provide a crucible inserting device which allows simple and secure fastening of the crucible with the aid of an armature which engages positively on the crucible bottom and in which the armature can be completely removed after the crucible has been inserted.
- This object is achieved in that the armature is expandable in the radial direction.
- the anchor arranged at the lower end of the lifting device is inserted from above through the opening of the crucible bottom and then spread radially so that it engages positively under the crucible bottom or in a recess formed at the lower end of the opening of the crucible bottom .
- the armature is preferably formed by a number of support arms which are arranged in a star shape around a tensioning piece which absorbs the tensile force of the lifting device and is movable with respect to the supporting arms and are articulatedly attached to the lifting device with their upper ends.
- the armature is spread out in that the support arms are pivoted outwards with the aid of the clamping piece.
- the clamping piece is loosened again so that the armature can be pulled upwards through the opening of the crucible bottom with the support arms hanging freely downwards.
- the clamping member is axially fixed as with the hoist connected ausae know pyramid or a cone, 'and the support arms are on the attached to a sleeve which is axially movable with respect to the hoist within a limited range.
- the clamping piece moves upward with respect to the support arms, so that the support arms are automatically spread.
- the clamping piece is designed as a plate which is rotatable with respect to the support arms and which is provided with radially projecting cams for spreading the support arms.
- a crucible 10 made of refractory material has a cylindrical wall 12 and a flat bottom 14. In the middle of the bottom 14 there is an opening 16 which is widened to a conical recess 18 on the underside of the bottom.
- the hoist 20 has a tube 28 provided at the upper end with an eyelet 26 and a tube 30 inserted into the lower end of the tube 28.
- the lower tube 30 is provided with a number of transverse bores 32 and can be locked at different heights on the tube 28 by means of a bolt 34 running through a transverse bore at the lower end of the tube 28.
- a rod 36 coaxial to the tubes 28, 30 is fixedly connected to the lower end of the tube 30.
- the armature 24 comprises a box-shaped, downwardly open sleeve 42 arranged coaxially on the rod 36, on the lower edge of which four flap-shaped support arms 44 are articulated, and a pyramid-shaped clamping piece 46 which is fixedly connected to the lower end of the rod 36.
- the sleeve 42 is provided with a pulling rope 52 guided upwards on the hoist 22 and movable in the vertical direction.
- the coaxial through the interior of the crucible 10 tube 28 of the hoist 22 is provided with telescopically extendable arms 48 which rest with their free ends on the inner surface of the wall 12 and are locked with the aid of set screws 50, so that the crucible 10 against one Tilting movement is secured in relation to the hoist.
- the sleeve 42 of the armature 24 is due to the heavy force in a low position in which the support arms 44 are held in the spread position by the clamping piece 46, as shown in Figure 1. If the lifting Stuff 22 is lifted by means of a crane acting on the eyelet 26, the support arms 44 lie flat with their free ends against the conical inner surface of the recess 18.
- the dimensions of the clamping piece 46 and the sleeve 42 are chosen such that the support arms 44th in the position shown in Figure 1 between the bottom 14 of the crucible and the clamping piece 46, so that the sleeve 42 can not move upwards.
- the tensile force exerted on the hoist 22 is therefore transmitted to the base 14 of the crucible via the clamping piece 46 and the support arms 44. In this way, the crucible 10 can be safely raised, moved into a position above the melting furnace and lowered into the melting furnace.
- the set screws 50 are loosened and the telescopic arms 48 are pushed inwards. Then the hoist 22 is lowered further, so that the clamping piece 46 releases the support arms 44. With the aid of the pull rope 52, the sleeve 42 is pulled upwards. As a result, the support arms 44 are pivoted inwards, so that the armature 24 can be pulled upward through the opening 16 of the crucible bottom when the hoist 22 is raised again.
- the opening 16 of the crucible bottom is clogged with refractory material.
- Figures 2 and 3 show a modified embodiment of the invention, which differs from the previously described embodiment with regard to the design of the clamping piece.
- the clamping piece is formed by a plate 54 connected to the rod 36 in a manner fixed against relative rotation, which plate raidal with four jumping cam 56 is provided.
- the flank 58 leading in the case of a clockwise rotation is chamfered in a ramp-like manner.
- the beveled flanks 58 merge via rounded corners 60, 62 into the outer edge 64 of the cam or into the steep flank 66 of the adjacent cam.
- the plate 54 is provided with a central internally threaded bore 68, into which the lower end of the rod 36 is screwed.
- plate 54 is secured against rotation with respect to rod 36.
- the sleeve 42 provided with the support arms 44 is rotatable with respect to the rod 36.
- the plate 54 is held in a position in which the support arms 44 lie in the spaces between the cams 56.
- the hoist is lowered so far that the lower ends of the support arms 44 are supported on the floor surface on which the crucible 10 is placed.
- the hoist is then rotated clockwise, so that the support arms 44 slide onto the ramped beveled flanks 58 of the cams 56 and are spread until the support arms 44 rest against the tangentially running outer edges 64 of the cams 56.
- plate-shaped stops 70 are provided on the steep flanks 66 of the cams 56, which prevent the plate 54 from rotating further.
- the plate 54 is rotated counterclockwise with the aid of the lifting device. A turning of the sleeve 42 is prevented in that the support arms 44 are supported on the bottom of the melting furnace.
- the support arms 44 lie back in the intermediate position spaces between the cam 56 so that the anchor can be released from the bottom opening of the crucible.
- FIG. 4 shows an expandable anchor 72 according to another embodiment of the invention.
- a horizontal plate 74 is attached, on which a rubber element 76 in the form of a thick-walled annular tube is supported.
- a plate 78 surrounding the rod 36 lies on the upper edge of the rubber element 76.
- a sleeve 82, provided with radial arms 80, is pushed onto a section of the rod 36 above the plate 78 and is provided in the upper region with an internal thread, not shown, which engages with an external thread of the rod 36.
- the sleeve 82 is rotated clockwise with the help of the arms 80 as seen from above.
- the plate 78 is lowered into the position shown in dashed lines in FIG. 4 with elastic deformation of the rubber element 76.
- the compression of the rubber element 76 in the axial direction of the armature results in an expansion of the rubber element in the radial direction, so that the rubber element positively engages the conical wall of the recess 18 of the crucible bottom.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einsetzen von Tiegeln in Schmelzöfen, mit einem unter den Boden des Tiegels greifenden Anker und einem koaxial durch den Tiegel und eine öffnung des Tiegelbodens verlaufenden Hebezeug.The invention relates to a device for inserting crucibles in melting furnaces, with an armature reaching under the bottom of the crucible and a lifting device running coaxially through the crucible and an opening of the crucible bottom.
Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise in Gießereien dazu verwendet, den aus feuerfestem Material bestehenden becherförmigen Tiegel von oben in einen Schmelzofen, beispielsweise einen Induktionsofen einzusetzen.Such devices are used, for example, in foundries to insert the cup-shaped crucible made of refractory material from above into a melting furnace, for example an induction furnace.
Aus dem DE-GM 83 35 877 ist eine Einsetzvorrichtung bekannt, bei der der Anker durch eine an der Unterseite des Tiegelbodens anliegende Metallplatte gebildet ist und das Hebezeug eine in eine öffnung der Metallplatte greifende Stange aufweist. Nach dem Einsetzen des Tiegels in den Schmelzofen wird die Stange aus der Öffnung der Metallplatte gelöst, und das Hebezeug wird aus dem Tiegel entfernt, während die Metallplatte unter dem Tiegelboden verbleibt. Bei manchen Induktionsöfen ist in diesem Fall die Metallplatte der Einsetzvorrichtung dem Wechselfeld des Induktionsofens ausgesetzt, so daß es zu einer unerwünschten Aufheizung der Metallplatte kommt.From DE-GM 83 35 877 an insertion device is known in which the armature is formed by a metal plate resting on the underside of the crucible bottom and the lifting device has a rod which engages in an opening in the metal plate. After inserting the crucible into the furnace, the rod is released from the opening of the metal plate and the hoist is removed from the crucible while the metal plate remains under the crucible bottom. In this case, in some induction furnaces, the metal plate of the insertion device is exposed to the alternating field of the induction furnace, so that there is an undesirable heating of the metal plate.
Andererseits sind Einsetzvorrichtungen bekannt; bei denen das Hebezeug mit radial gegen die Innenflächen der Tiegelwand spannbaren Armen versehen ist, so daß der Tiegel lediglich kraftschlüssig an dem Hebezeug gehalten wird. In diesem Fall besteht die Gefahr, daß der aus verhältnismäßig brüchigem Material bestehende Tiegel beschädigt oder zerstört wird, wenn die Arme zu stark gegen die Tiegelwände gespannt werden, oder daß der Tiegel von dem Hebezeug abrutscht, wenn die Spannkraft der Arme zu gering ist.On the other hand, insertion devices are known; in which the hoist is provided with arms which can be clamped radially against the inner surfaces of the crucible wall, so that the crucible is only held on the hoist in a force-locking manner. In this case, there is a risk that the crucible, which is made of relatively brittle material, will be damaged or destroyed if the arms are stretched too much against the crucible walls, or that the crucible slips off the hoist if the tension of the arms is too low.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tiegeleinsetzvorrichtung zu schaffen, die eine einfache und sichere Befestigung des Tiegels mit Hilfe eines formschlüssig am Tiegelboden angreifenden Ankers gestattet und bei der der Anker nach dem Einsetzen des Tiegels vollständig entfernt werden kann.The invention has for its object to provide a crucible inserting device which allows simple and secure fastening of the crucible with the aid of an armature which engages positively on the crucible bottom and in which the armature can be completely removed after the crucible has been inserted.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Anker in Radialrichtung spreizbar ist.This object is achieved in that the armature is expandable in the radial direction.
Zur Befestigung des Tiegels an der Einsetzvorrichtung wird der am unteren Ende des Hebezeuges angeordnete Anker von oben durch die Öffnung des Tiegelbodens eingeführt und anschließend radial gespreizt, so daß er formschlüssig unter den Tiegelboden bzw. in eine am unteren Ende der Öffnung des Tiegelbodens gebildete Aussparung greift.To fasten the crucible to the insertion device, the anchor arranged at the lower end of the lifting device is inserted from above through the opening of the crucible bottom and then spread radially so that it engages positively under the crucible bottom or in a recess formed at the lower end of the opening of the crucible bottom .
Bevorzugt wird der Anker durch eine Anzahl von Tragarmen gebildet, die sternförmig um ein die Zugkraft des Hebezeuges aufnehmendes, in Bezug auf die Tragarme bewegliches Spannstück angeordnet und mit ihren oberen Enden gelenkig an dem Hebezeug befestigt sind. Die Spreizung des Ankers erfolgt in diesem Fall dadurch, daß die Tragarme mit Hilfe des Spannstückes nach außen geschwenkt werden. Nach dem Einsetzen des Tiegels in den Schmelzofen wird das Spannstück wieder gelöst, so daß der Anker mit frei nach unten hängenden Tragarmen durch die Öffnung des Tiegelbodens nach oben gezogen werden kann.The armature is preferably formed by a number of support arms which are arranged in a star shape around a tensioning piece which absorbs the tensile force of the lifting device and is movable with respect to the supporting arms and are articulatedly attached to the lifting device with their upper ends. In this case, the armature is spread out in that the support arms are pivoted outwards with the aid of the clamping piece. After inserting the crucible into the melting furnace, the clamping piece is loosened again so that the armature can be pulled upwards through the opening of the crucible bottom with the support arms hanging freely downwards.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Spannstück als axialfest mit dem Hebezeug verbundene Pyramide oder als Kegel ausaebildet,'und die Tragarme sind an einer Hülse befestigt, die innerhalb eines begrenzten Bereichs axial in Bezug auf das Hebezeug beweglich ist. Beim Anziehen des Hebezeugs bewegt sich das Spannstück in Bezug auf die Tragarme nach oben, so daß die Tragarme selbstätig gespreizt werden.In one embodiment of the invention, the clamping member is axially fixed as with the hoist connected ausaebildet pyramid or a cone, 'and the support arms are on the attached to a sleeve which is axially movable with respect to the hoist within a limited range. When the hoist is tightened, the clamping piece moves upward with respect to the support arms, so that the support arms are automatically spread.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das Spannstück als in Bezug auf die Tragarme drehbare Platte ausgebildet, die mit radial vorspringenden Nocken zum Spreizen der Tragarme versehen ist.In another embodiment of the invention, the clamping piece is designed as a plate which is rotatable with respect to the support arms and which is provided with radially projecting cams for spreading the support arms.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
- Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch einen Tiegel mit einer Einsetzvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
- Fig. 2 ist eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht eines Ankers einer Einsetzvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- Fig. 3 zeigt einen Grundriß eines Spannstückes des Ankers gemäß Figur 2;
- Fig. 4 zeigt einen Anker gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
- Fig. 1 is a vertical section through a crucible with an insertion device according to a first embodiment of the invention;
- Fig. 2 is a partially broken side view of an anchor of an insertion device according to a second embodiment of the invention;
- Fig. 3 shows a plan view of a clamping piece of the anchor according to Figure 2;
- 4 shows an anchor according to a third embodiment of the invention.
Gemäß Figur 1 weist ein aus feuerfestem Material bestehender Tiegel 10 eine zylindrische Wand 12 und einen flachen Boden 14 auf. In der Mitte des Bodens 14 ist eine Öffnung 16 vorgesehen, die an der Unterseite des Bodens zu einer konischen Aussparung 18 erweitert ist.According to FIG. 1, a crucible 10 made of refractory material has a
Eine erfindungsgemäße Einsetzvorrichtung 20 zum Einsetzen des Tiegels 10 in einen Schmelzofen umfaßt ein Hebezeug 22 und einen am unteren Ende des Hebezeugs befestigten, an der Aussparung 18 angreifenden Anker 24. Das Hebezeug 20 weist ein am oberen Ende mit einer Öse 26 versehenes Rohr 28 und ein in das untere-Ende des Rohres 28 eingeschobenes Rohr 30 auf. Das untere Rohr 30 ist mit einer Anzahl von Querbohrungen 32 versehen und ist mit Hilfe eines durch eine Querbohrung am unteren Ende des Rohres 28 verlaufenden Bolzens 34 in unterschiedlichen Höhen an dem Rohr 28 arretierbar. Eine zu den Rohren 28,30 koaxiale Stange 36 ist fest mit dem unteren Ende des Rohres 30 verbunden. Der Anker 24 umfaßt eine koaxial auf der Stange 36 angeordnete, kastenförmige, nach unten geöffnete Hülse 42, an deren unteren Rand vier klappenförmige Tragarme 44 angelenkt sind,und ein fest mit dem unteren Ende der Stange 36 verbundenes pyramidenförmiges Spannstück 46. Die Hülse 42 ist mit einem an dem Hebezeug 22 nach oben geführten Zugseil 52 versehen und in senkrechter Richtung beweglich.An
Das koaxial durch das Innere des Tiegels 10 verlaufende Rohr 28 des Hebezeugs 22 ist mit teleskopartig ausfahrbaren Armen 48 versehen, die mit ihren freien Enden an der Innenfläche der Wand 12 anliegen und mit Hilfe von Stellschrauben 50 arretiert sind, so daß der Tiegel 10 gegen eine Kippbewegung in Bezug auf das Hebezeug gesichert ist.The coaxial through the interior of the crucible 10
Die Hülse 42 des Ankers 24 befindet sich aufgrund der Schwer kraft in einer niedrigen Position, in der die Tragarme 44 durch das Spannstück 46 in der gespreizten Stellung gehalten werden, wie in Figur 1 gezeigt ist. Wenn das Hebezeug 22 mit Hilfe eines an der Öse 26 angreifenden Kranes angehoben wird, so legen sich die Tragarme 44 mit ihren freien Enden flach gegen die konische Innenfläche der Aussparung 18. Die Abmessungen des Spannstückes 46 und der Hülse 42 sind derart gewählt, daß die Tragarme 44 in der in Figur 1 gezeigten Stellung zwischen dem Boden 14 des Tiegels und dem Spannstück 46 eingeklemmt werden, so daß sich die Hülse 42 nicht nach oben verschieben kann. Die auf das Hebezeug 22 ausgeübte Zugkraft wird daher über das Spannstück 46 und die Tragarme 44 auf den Boden 14 des Tiegels übertragen. Auf diese Weise kann der Tiegel 10 sicher angehoben, in eine Position über dem Schmelzofen verfahren und in den Schmelzofen abgesenkt werden.The
Nach dem Absetzen des Tiegels 10 auf dem Boden des Schmelzofens werden die Stellschrauben 50 gelöst und die Teleskoparme 48 nach innen geschoben. Sodann wird das Hebezeug 22 weiter abgesenkt, so daß das Spannstück 46 die Tragarme 44 freigibt. Mit Hilfe des Zugseils 52 wird die Hülse 42 nach oben gezogen. Hierdurch werden die Tragarme 44 einwärts geschwenkt, so daß der Anker 24 beim erneuten Anheben des Hebezeugs 22 durch die Öffnung 16 des Tiegelbodens nach oben gezogen werden kann.After placing the
Nach dem Entfernen der Einsetzvorrichtung 20 wird die öffnung 16 des Tiegelbodens mit feuerfestem Material verstopft.After removal of the
Figuren 2 und 3 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, die sich hinsichtlich der Ausbildung des Spannstückes von dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel unterscheidet. Gemäß dieser Ausführungsform wird das Spannstück durch eine drehfest mit der Stange 36 verbundene Platte 54 gebildet, die mit vier raidal vorspringenden Nocken 56 versehen ist. Gemäß Figur 3 ist bei den Nocken 56 von oben gesehen jeweils die bei einer Drehung im Uhrzeigersinn vorauslaufende Flanke 58 rampenförmig abgeschrägt. Die abgeschrägten Flanken 58 gehen über abgerundete Ecken 60,62 in den äußeren Rand 64 des Nockens bzw. in die steile Flanke 66 des angrenzenden Nockens über. Die Platte 54 ist mit einer zentralen Innengewindebohrung 68 versehen, in die das untere Ende der Stange 36 eingeschraubt ist. Zusätzlich ist die Platte 54 gegen Verdrehung in Bezug auf die Stange 36 gesichert.Figures 2 and 3 show a modified embodiment of the invention, which differs from the previously described embodiment with regard to the design of the clamping piece. According to this embodiment, the clamping piece is formed by a
Die mit den Tragarmen 44 versehene Hülse 42 ist in Bezug auf die Stange 36 drehbar. Zum Einführen des Ankers 24 in die Öffnung des Tiegelbodens wird die Platte 54 in einer Stellung gehalten, in der die Tragarme 44 in den Zwischenräumen zwischen den Nocken 56 liegen. Das Hebezeug wird so weit abgesenkt, daß sich die unteren Enden der Tragarme 44 auf der Bodenfläche abstützen, auf der der Tiegel 10 abgestellt ist. Anschließend wird das Hebezeug-im Uhrzeigersinn gedreht, so daß die Tragarme 44 auf die rampenförmig abgeschrägten Flanken 58 der Nocken 56 aufgleiten und gespreizt werden, bis die Tragarme 44 an den tangential verlaufenden äußeren Rändern 64-der Nocken 56 anliegen.The
Bei der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform sind jeweils an den steilen Flanken 66 der Nocken 56 plattenförmige Anschläge 70 vorgesehen, die ein Weiterdrehen der Platte 54 verhindern.In the embodiment shown in FIG. 2, plate-
Nach dem Absetzen des Tiegels 10 in dem Schmelzofen wird die Platte 54 mit Hilfe des Hebezeugs im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Ein Mitdrehen der Hülse 42 wird dadurch verhindert, daß sich die Tragarme 44 auf dem Boden des Schmelzofens abstützen. Beim anschließenden Anheben des Hebezeugs legen sich die Tragarme 44 wieder in die Zwischenräume zwischen den-Nocken 56, so daß der Anker aus der Bodenöffnung des Tiegels gelöst werden kann.After the
Figur 4 zeigt einen spreizbaren Anker 72 gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Am unteren Ende der Stange 36 des Hebezeugs ist eine waagerechte Platte 74 befestigt, auf der sich ein Gummielement 76 in der Form eines dickwandigen ringförmigen Schlauches abstützt. Eine die Stange 36 umgebende Platte 78 liegt auf dem oberen Rand des Gummielements 76 auf. Auf einen Abschnitt der Stange 36 oberhalb der Platte 78 ist eine mit radialen Armen 80 versehene Hülse 82 aufgeschoben, die im oberen Bereich mit einem nicht gezeigten Innengewinde versehen ist, das mit einem Außengewinde der Stange 36 in Eingriff steht.FIG. 4 shows an
Zum Spreizen des Ankers wird die Hülse 82 mit Hilfe der Arme 80 von oben gesehen im Uhrzeigersinn gedreht. Hierdurch wird die Platte 78 unter elastischer Verformung des Gummielements 76 in die in--Figur 4 gestrichelt eingezeichnete Stellung abgesenkt. Die Stauchung des Gummielements 76 in Axialrichtung des Ankers hat eine Spreizung des Gummielements in Radialrichtung zur Folge, so daß sich das Gummielement formschlüssig an die konische Wand der Aussparung 18 des Tiegelbodens anlegt.To spread the anchor, the
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