EP1017609B1 - Pfannenschlaufe - Google Patents

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EP1017609B1
EP1017609B1 EP98954165A EP98954165A EP1017609B1 EP 1017609 B1 EP1017609 B1 EP 1017609B1 EP 98954165 A EP98954165 A EP 98954165A EP 98954165 A EP98954165 A EP 98954165A EP 1017609 B1 EP1017609 B1 EP 1017609B1
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EP
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ladle
journal
loop according
shell
ladle loop
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EP98954165A
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English (en)
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EP1017609A1 (de
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Hans-Werner Gohres
Franz-Josef Divjak
Norbert Asmus
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Vodafone GmbH
Original Assignee
Mannesmannroehren Werke AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/06—Equipment for tilting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C1/00—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles
    • B66C1/10—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles by mechanical means
    • B66C1/62—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles by mechanical means comprising article-engaging members of a shape complementary to that of the articles to be handled
    • B66C1/66—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles by mechanical means comprising article-engaging members of a shape complementary to that of the articles to be handled for engaging holes, recesses, or abutments on articles specially provided for facilitating handling thereof

Definitions

  • the invention relates to a ladle loop as a connecting link between one a pan arranged pegs and a hanger of a crane according to the Preamble of claim 1.
  • Pans especially ladles in a steel mill, have to either Empty or be tiltable when the lining is renewed. To do this, between a so-called the tenon of the pan and the hanger of a crane Pan loop arranged as a connecting link. This becomes the attachment point moved upwards so far that the pan tipped under the hanger can be.
  • the pan loops arranged to the right and left of the pan must support the weight of the pan and its contents.
  • the object of the invention is to provide a ladle loop that is the same maximum load has significantly less weight than conventional ones Pan loops.
  • the sleeve, the pin and the tabs are made of one Material quality manufactured and connected to each other in a form and weight optimized form an isotensic closed chain link.
  • Essential approach of redesigned pan loop is the inclusion of sleeve and spigot Load transfer, so that unnecessary tab material can be saved.
  • the cross-sectional design was in the range of Pin just sufficient for the load transfer, but in the area of the sleeve oversized.
  • the proposed ladle loop is designed that all cross-sectional areas are equally stressed.
  • One designed like this Pan loop can be in one piece, be it as a steel casting or be it as one forgings made in full. In terms of manufacturing costs and in terms of to adapt to different crane hangings and ladle pins welded version is preferred. It is essential that the Carry weld seams with and not only to fix the sleeve and pin in the Serve tabs.
  • pan loop design In order not to generate notch stresses in the weld seam area, rounded recesses in the sense of relief grooves are arranged in the area immediately adjacent to the weld seam. With this type of pan loop design, the weight for both pan loops can be reduced by up to more than 2 t, which benefits the payload.
  • the elements of the ladle loop together with the crane suspension form a load-bearing system of cross-sections of equal tension.
  • FEM finite element method
  • the pan loop 1 consists of two parallel ones at a distance from one another arranged tabs 2, 3.
  • a sleeve 4th arranged, according to the invention via load-bearing welds 5, 6 with the two Tabs 2, 3 is connected.
  • the sleeve 4 has in this embodiment larger diameter 7 compared to the width 8 of the tabs 2, 3. That is from Advantage for the outlet of the weld seam 5.
  • the bore is Sleeve 4 formed as an elongated hole, which is due to the offset of the two axes 9, 10th becomes recognizable. This version of the sleeve 4 is chosen so that when turned off Pan the pan loop 1 can settle down and at the same time in the upper area is locked.
  • the invention also via load-bearing welds 12, 13 is connected to the two tabs 2, 3, the axis 14 of the Pin 11 above the center 15 of the radius of curvature 16 of the upper End area of the two tabs 2, 3.
  • This offset material of the Tabs 2, 3 saved above the pin 11, which optimizes weight Benefit To relieve the weld area, both the pin 11 and also provide the sleeve 4 with grooves 17, 17 ', 18, 18'.
  • FIGS. 3 and 4 A second exemplary embodiment is shown in FIGS. 3 and 4, wherein for the same parts the same reference numerals have been used.
  • the tabs 21, 22 include the Pin 11 only over a certain extent and approximately 180 degrees.
  • the Sleeve 23 has no elongated hole and the diameter 7 corresponds approximately to the width 8 the tabs 21, 22 or is even smaller.
  • This pan loop 20 is also weight-optimized, since they are also tension-equal to a support system Cross sections.
  • FIG. 5 shows a basic illustration of the support system according to the invention of cross sections of equal voltage. If the material of the crane hangers 19 and the ladle loop 20 is the same, the cross sections F 1.1 + F 1.2 of the sleeve 23, the cross section F 2.1 + F 2.2 of the tabs 21, 22 and this correspond to the cross section F 3 of the pin 11 and this in turn corresponds to the cross section F 4 of the Crane hanger 19. The cross-sectional view of the load-bearing weld seams not shown here is not taken into account.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Pfannenschlaufe als Verbindungsglied zwischen einem an einer Pfanne angeordneten Zapfen und einem Gehänge eines Kranes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Pfannen, insbesondere Gießpfannen in einem Stahlwerk, müssen entweder zum Entleeren oder bei Erneuerung der Ausmauerung kippbar sein. Dazu wird zwischen dem Zapfen der Pfanne und dem Gehänge eines Kranes eine sogenannte Pfannenschlaufe als Verbindungsglied angeordnet. Dadurch wird der Anhängepunkt soweit nach oben verschoben, daß die Pfanne unter dem Gehänge hindurch gekippt werden kann. Die rechts und links der Pfanne angeordneten Pfannenschlaufen müssen das Gewicht der Pfanne samt Inhalt tragen. Sie bestehen aus zwei parallel im Abstand voneinander angeordneten Laschen, wobei in einem Endbereich der Laschen eine den Zapfen der Pfanne umfassende Hülse und im anderen Endbereich ein durch die Laschen sich erstreckender, im Hakenmaul des Krangehänges einlegbarer Zapfen angeordnet ist, wobei die Endbereiche von Hülse und Zapfen sich in den Laschen angeordneten, einander gegenüberliegenden Bohrungen abstützen und mit den Laschen lösbar verbunden sind (Lexikon der Hüttentechnik, Band 5, 1963, Seite 240, 241). Nachteilig bei der bekannten Ausführung ist, daß der Kraftfluss nur über die Laschen erfolgt, so daß die Querschnitte entsprechend ausgelegt werden müssen. Das führt zu einem Gesamtgewicht der Pfannenschlaufen, die bei begrenzter Maximallast für die gefüllte Pfanne der Nutzlast, d. h. der Einfüllmenge verlorengeht.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pfannenschlaufe anzugeben, die bei gleicher maximaler Traglast signifikant weniger Gewicht hat als herkömmliche Pfannenschlaufen.
Die gestellte Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Bestandteil von Unteransprüchen.
Nach der Lehre des Patentes sind die Hülse, der Zapfen und die Laschen aus einer Werkstoffgüte hergestellt und form- und gewichtsoptimiert miteinander verbunden und bilden ein isotensisches geschlossenes Kettenglied. Wesentlicher Ansatz der neugestalteten Pfannenschlaufe ist die Einbeziehung von Hülse und Zapfen zur Traglastübertragung, so daß überflüssiges Laschenmaterial eingespart werden kann. Bei der bekannten Konstruktion war die Querschnittsauslegung im Bereich des Zapfens für die Traglastübertragung gerade ausreichend, im Bereich der Hülse aber überdimensioniert. Die vorgeschlagene Pfannenschlaufe ist dagegen so ausgelegt, daß alle Querschnittsbereiche gleichmäßig beansprucht werden. Eine so gestaltete Pfannenschlaufe kann einstückig sein, sei es als Stahlgußstück, sei es als ein aus dem Vollen hergestelltes Schmiedestück. Von den Herstellkosten her und im Hinblick auf eine Anpassung an verschiedene Krangehänge und Pfannenzapfen wird der geschweißten Ausführung der Vorzug gegeben. Wesentlich dabei ist, daß die Schweißnähte mit tragen und nicht nur zur Fixierung von Hülse und Zapfen in den Laschen dienen.
Um keine Kerbspannungen im Schweißnahtbereich zu erzeugen, sind in dem an der Schweißnaht unmittelbar angrenzenden Bereich abgerundete Ausnehmungen im Sinne von Entlastungsnuten angeordnet. Mit dieser Art der Ausbildung der Pfannenschlaufe kann das Gewicht für beide Pfannenschlaufen um bis zu mehr als 2 t reduziert werden, was der Nutzlast zugute kommt. Dabei bilden die Elemente der Pfannenschlaufe zusammen mit dem Krangehänge ein Tragsystem spannungsgleicher Querschnitte. Bei Werkstoffgleichheit von Pfannenschlaufe und Krangehänge gilt: F1.1 + F1.2 = F2.1 + F 2.2 = F3 = F4 wobei F 1.1 + F 1.2 die Querschnittsflächen der Hülse und F 2.1 + F 2.2 die Querschnittsflächen der Laschen und F 3 die Querschnittsfläche des Zapfens der Pfannenschlaufe und F 4 die Querschnittsfläche des Krangehänges ist. Bei dieser Betrachtungsweise werden die Schweißnähte in die Berechnung nach der Finite-Elemente-Methode (FEM) mit einbezogen und als Gitterstruktur modelliert.
In der Zeichnung wird anhand zweier Ausführungsbeispiele die erfindungsgemäß ausgebildete Pfannenschlaufe näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
eine Vorderansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Pfannenschlaufe
Figur 2
einen Schnitt in Richtung A-A in Figur 1
Figur 3
wie Figur 1, jedoch ein anderes Ausführungsbeispiel
Figur 4
einen Schnitt in Richtung A-A in Figur 3
Figur 5
ein Prinzipbild des erfindungsgemäßen Tragsystems spannungsgleicher Querschnitte
Die Pfannenschlaufe 1 besteht aus zwei parallelen im Abstand zueinander angeordneten Laschen 2, 3. Im unteren Endbereich der Laschen 2, 3 ist eine Hülse 4 angeordnet, die erfindungsgemäß über tragende Schweißnähte 5, 6 mit den beiden Laschen 2, 3 verbunden ist. Die Hülse 4 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen größeren Durchmesser 7 auf im Vergleich zur Breite 8 der Laschen 2, 3. Das ist von Vorteil für den Auslauf der Schweißnaht 5. In bekannter Weise ist die Bohrung der Hülse 4 als Langloch ausgebildet, was durch den Versatz der beiden Achsen 9, 10 erkennbar wird. Diese Ausführung der Hülse 4 wird gewählt, damit bei abgestellter Pfanne die Pfannenschlaufe 1 sich nach unten absetzen kann und gleichzeitig im oberen Bereich verriegelt ist. Im oberen Endbereich der beiden Laschen 2, 3 ist der Zapfen 11 angeordnet, der erfindungsgemäß ebenfalls über tragende Schweißnähte 12, 13 mit den beiden Laschen 2, 3 verbunden ist Dabei liegt die Achse 14 des Zapfens 11 oberhalb des Mittelpunktes 15 des Abrundungsradius 16 des oberen Endbereiches der beiden Laschen 2, 3. Durch diesen Versatz wird Material der Laschen 2, 3 oberhalb des Zapfens 11 eingespart, was der Gewichtsoptimierung zugute kommt Zur Entlastung im Schweißnahtbereich sind sowohl der Zapfen 11, als auch die Hülse 4 mit Nuten 17, 17', 18, 18' versehen.
In den Figuren 3 und 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet worden sind. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Figur 1 und Figur 2 sind die Elemente der Pfannenschlaufe 20 in einer anderen Art und Weise ausgebildet. Die Laschen 21, 22 umfassen den Zapfen 11 nur noch über einen gewissen Umfang und zwar annähernd 180 Grad. Die Hülse 23 weist kein Langloch auf und der Durchmesser 7 entspricht etwa der Breite 8 der Laschen 21, 22 oder ist sogar kleiner. Auch diese Pfannenschlaufe 20 ist gewichtsoptimiert, da sie ebenfalls einem Tragsystem spannungsgleicher Querschnitte entspricht.
Figur 5 zeigt als Prinzipdarstellung das erfindungsgemäße Tragsystem spannungsgleicher Querschnitte. Dabei entsprechen bei Werkstoffgleichheit von Krangehänge 19 und Pfannenschlaufe 20 die Querschnitte F 1.1 + F 1.2 der Hülse 23, dem Querschnitt F 2.1 + F 2.2 der Laschen 21, 22 und diesem dem Querschnitt F 3 des Zapfens 11 und diesem wiederum dem Querschnitt F 4 des Krangehänges 19. Nicht berücksichtigt ist die Querschnittsbetrachtung der hier nicht dargestellten tragenden Schweißnähte.

Claims (11)

  1. Pfannenschlaufe als Verbindungsglied zwischen einem an einer Pfanne angeordneten Zapfen und einem Gehänge eines Kranes, bestehend aus zwei parallel im Abstand voneinander angeordneten Laschen (2,3;21,22), wobei in einem Endbereich eine den Zapfen der Pfanne umfassende Hülse (4;23) und im anderen Endbereich ein im Hakenmaul (19) des Krangehänges anlegbarer Zapfen (11) angeordnet sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (4;23), der Zapfen (11) und die Laschen (2, 3;21,22) aus einer Werkstoffgüte hergestellt und so miteinander verbunden sind, dass sie ein isotensisches geschlossenes Kettenglied bilden, bei dem alle Querschnittsbereiche gleichmäßig beansprucht werden.
  2. Pfannenschlaufe nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Pfannenschlaufe einstückig ausgebildet ist.
  3. Pfannenschlaufe nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Pfannenschlaufe ein Stahlgußstück ist.
  4. Pfannenschlaufe nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Pfannenschlaufe ein aus dem Vollen hergestelltes Schmiedestück ist.
  5. Pfannenschlaufe nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (4,23), der Zapfen (11) und die Laschen (2,3,21,22) über tragende Schweißnähte (5,6) miteinander verbunden sind.
  6. Pfannenschlaufe nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (4,23) und der Zapfen (11) in dem der Schweißnaht (5, 6, 12, 13) unmittelbar angrenzenden Bereich eine abgerundete Ausnehmung (17, 17', 18, 18') aufweisen.
  7. Pfannenschlaufe nach einem der Ansprüche 1 - 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (8) der Lasche (2, 3) geringer ist als der in der gleichen Ebene liegende Durchmesser (7) der Hülse (4).
  8. Pfannenschlaufe nach einem der Ansprüche 1 - 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (8) der Lasche (21,22) gleich oder größer ist als der in der gleichen Ebene liegende Durchmesser (7) der Hülse (23).
  9. Pfannenschlaufe nach einem der Ansprüche 1 - 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (14) des Zapfens (11) versetzt zum Mittelpunkt (15) des Abrundungsradius (16) und in Richtung des oberen Endbereiches der beiden Laschen (2,3) angeordnet ist.
  10. Pfannenschlaufe nach einem der Ansprüche 1 - 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten der Hülse (4, 23) und des Zapfens (11) glattbündig zur außenliegenden Breitseite der Laschen (2,3,21,22) liegen.
  11. Pfannenschlaufe nach einem der Ansprüche 1 - 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (2,3,4,11,21,22,23) der Pfannenschlaufe (1,20) zusammen mit dem Krangehänge (19) ein Tragsystem spannungsgleicher Querschnitte bilden.
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