EP1425425A1 - Konvertergetriebe - Google Patents

Konvertergetriebe

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EP1425425A1
EP1425425A1 EP02776943A EP02776943A EP1425425A1 EP 1425425 A1 EP1425425 A1 EP 1425425A1 EP 02776943 A EP02776943 A EP 02776943A EP 02776943 A EP02776943 A EP 02776943A EP 1425425 A1 EP1425425 A1 EP 1425425A1
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EP
European Patent Office
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converter
gear
toothing
shaft
blocking arm
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EP02776943A
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Gerhard Wurm
Christoph Sundermann
Rüdiger Grimmel
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SMS Siemag AG
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SMS Demag AG
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Publication date
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    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/46—Details or accessories
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19642—Directly cooperating gears

Definitions

  • the invention relates to a converter gear, comprising a gear ring connected to the pivot axis of a converter vessel in engagement with at least one drive pinion of the converter gear, and at least one blocking device in the form of a locking device arranged on a horizontal shaft, which can be swiveled in or out of the toothing of the gear ring. with locking teeth trained blocking arm.
  • Converter gearboxes are subjected to high and changing moments during the oxygen injection process. As a rule, these lead to extremely high surface loads and thus excessive wear on the gears.
  • a disadvantage of this construction is the required setting accuracy of the locking lever and its mounting, especially when two independent locking levers are arranged. Even slight deviations from the ideal engagement position can lead to extremely high constraints and tensions and thus to faster wear on the ring gear and the locking arm teeth. In order to avoid these consequences, use was made of the measure of machining the housing and blocking arm holes together. For this it is necessary to pre-assemble the gear and blocking arm in their optimal position in the housing, then to fix them and finally to work together.
  • Document EP 1 022 482 A1 describes a device for blocking an element of a kinematic chain on a ladle, comprising a component with an area of relief-like elevations and depressions provided on its periphery, complementary to areas with relief-like depressions and elevations on the element to be blocked, and , arranged at the end of a blocking arm, a device for moving the component between a passive position "out of engagement" with the element to be blocked, and an active position in which the raised and depressed regions of the element or the component penetrate each other to block the element in a predetermined position.
  • display means are provided for the element in the predetermined position with regard to its raised and lowered areas, and means for displaying the position of the blocking arm.
  • the invention is based on the tasks of producing a converter gear of the type mentioned in the preamble of claim 1 in an improved design and using means for setting an ideal engagement position of the toothing between the drive pinion and ring gear in such a way that the optimum Setting accuracy of the blocking lever relative to the gear rim of the gear can be readjusted at any time regardless of the manufacture of these elements.
  • the invention proposes in a converter gearbox of the type mentioned at the outset that the shaft of the blocking arm is mounted in at least one terminal bearing and the blocking arm can be positively engaged in the toothing of the toothed ring by means of force means or disengaged from the engagement of the toothing , and that the shaft of the blocking arm, each with two eccentric bushings freely rotatably arranged one inside the other, is mounted at its shaft ends in the housing of the converter gear, in such a way that an independent ideal engagement position of the two interacting toothed areas of the blocking device and of the ring gear can be set by independently rotating them.
  • a method for adjusting a low-play mounting of the shaft of the blocking arm of a type according to the invention is characterized in that by turning the eccentric bushes of the shaft with relaxed clamping elements, an optimal engagement of the toothed area of the blocking device in the toothing of the toothed ring is first set, and that afterwards the clamping elements of the two end bearings are brought into a low-play bearing state by expansion and the eccentric bushings are fixed in their setting then reached.
  • FIG. 1 shows a side view of a converter gear 9, comprising a toothed ring 7 connected to the swivel axis 6 of a converter vessel (not shown) in engagement with at least one drive pinion 8 of the converter gear 9, and at least one blocking device which can be swiveled in or out of the toothing of the toothed ring 7
  • a blocking arm 12 which is arranged on a horizontal shaft 10 and is preferably designed to be pivotable or supported with a toothing 11 at its end region.
  • the blocking arm 12 is mounted with the shaft 10 in at least one terminal bearing 13, 13 'and can be positively engaged or disengaged from the engagement by means of force means 14, 14', for example hydraulic cylinders, preferably acting on its end regions the gearing can be disengaged.
  • the shaft 10 of the blocking arm 12 is mounted at its shaft ends in the housing of the converter gear 9 with two eccentric bushings 4, 5 which are freely rotatable within one another. By turning them independently, a mutually ideal engagement position of the two mutually interacting toothing areas of the blocking device 12 and the ring gear 7 adjustable.
  • the eccentric bushes 4, 5 and the bores 18, 18 'of the converter gear 9 receiving them are each assigned a clamping element 16, 16' for setting a low-play bearing 13, 13 '.
  • This can be achieved, for example, in that the tensioning element 16 is a clamping bush which can be expanded in the inside and outside diameter by means of axial wedges 17.
  • FIGS. 3 to 6 show different states of the penetrations of the outer eccentric bushes 5 through the inner eccentric bushes 4.
  • the centers of rotation of the outer bushes 5 are identified by the reference symbol "1", the inner bushes 4 by the reference symbol “2" and the centers of the bores in the inner bushes 4 by the reference symbol "3".
  • Figure 3 shows the so-called zero position, in which the eccentricities of the two bushings cancel each other.
  • the specified distance "S” thus indicates the eccentricity of a socket.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Konvertergetriebe, umfassend einen mit der Schwenkachse (6) eines Konvertergefässes verbundenen Zahnkranz (7) im Eingriff mit wenigstens einem Antriebs-Zahnritzel (8) des Konvertergetriebes (9), und wenigstens eine in die Verzahnung des Zahnkranzes (7) ein- oder ausschwenkbare Blockiervorrichtung in Form eines an einer horizontalen Welle (10) angeordneten, mit einer Verzahnung (11) ausgebildeten Blockierarmes (12). Die Verbesserung der Blockiervorrichtung besteht darin, dass die Welle (10) des Blokkierarms (12) in wenigstens einem endständigen Lager (13, 13') gelagert ist und der Blockierarm (12) mittels vorzugsweise an seinen Endbereichen angreifenden Kraftmitteln (14, 14') in die Verzahnung des Zahnkranzes (7) kraftschlüssig einrückbar, bzw. aus dem Eingriff der Verzahnung ausrückbar ist. Ferner ist die Welle (10) des Blockierarmes (12) mit jeweils zwei ineinander frei drehbar angeordneten Exzenterbuchsen (4, 5) an ihren Wellenenden im Gehäuse des Konvertergetriebes (9) gelagert. Die Lagerung ist derart, dass durch unabhängiges Verdrehen derselben eine gegenseitige ideale Eingriffsposition der beiden zusammenwirkenden Verzahnungsbereiche der Blockiervorrichtung (12) sowie des Zahnkranzes (7) einstellbar ist.

Description

Konvertergetriebe
Die Erfindung betrifft ein Konvertergetriebe, umfassend einen mit der Schwenkachse eines Konvertergefäßes verbundenen Zahnkranz im Eingriff mit wenigstens einem Antriebs-Zahnritzel des Konvertergetriebes, und wenigstens eine in die Verzahnung des Zahnkranzes ein- oder ausschwenkbare Blockiervorrich- tung in Form eines an einer horizontalen Welle angeordneten, mit einer Verzahnung ausgebildeten Blockierarmes.
Konvertergetriebe werden während des Sauerstoff-Einblasvorganges durch hohe und wechselnde Momente belastet. Diese führen in der Regel zu extrem hoher Flächenbelastung und damit zu übermäßigem Verschleiß an den Verzahnungen.
Es ist bekannt, die schädliche Belastung durch Einsatz eines Blockierarmes deutlich zu reduzieren. Dessen endständige Blockierarmverzahnung zum blok- kierenden Eingriff in die Verzahnung des Zahnkranzes am Konvertergefäß entspricht als "Negativ-Form" etwa 5 bis 6 Zahnlücken des Abtriebsrades. Die hierbei gleichmäßig auf einen Bereich der Verzahnung verteilte Last ergibt eine signifikante Reduzierung der Flächenpressung derselben und des damit verursachten Verschleißes.
Nachteilig an dieser Konstruktion ist eine erforderliche Einstellgenauigkeit des Blockierhebels und seiner Lagerung, insbesondere bei Anordnung zweier unabhängiger Blockierhebel. Hierbei können bereits geringe Abweichungen von der idealen Eingriffsposition zu extrem hohen Zwängen und Spannungen und damit zu einem schnelleren Verschleiß am Zahnkranz und an der Blockierarmverzahnung führen. Um diese Folgen zu vermeiden, wurde von der Maßnahme Gebrauch gemacht, Gehäuse- und Blockierarmbohrung gemeinsam zu bearbeiten. Hierzu ist es erforderlich, Zahnrad und Blockierarm in ihrer optimalen Position im Gehäuse vorzumontieren, sodann zu fixieren und zuletzt gemeinsam zu bearbeiten.
Dabei ergibt sich außer den sehr hohen Fertigungskosten der weitere Nachteil, dass ein späterer Austausch bzw. eine Nachjustierung des Blockierarmes infolge der besonderen Bearbeitungsfolge nicht möglich ist.
Das Dokument EP 1 022 482 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Blockieren eines Elementes einer kinematischen Kette an einer Gießpfanne, umfassend ein Bauteil mit an seiner Peripherie vorgesehenem Bereich reliefartiger Erhöhungen und Vertiefungen, komplementär zu Bereichen mit reliefartigen Vertiefungen und Erhöhungen an dem zu blockierenden Element, und, angeordnet am Ende eines Blockierarmes, eine Vorrichtung zum Versetzen des Bauteils zwischen einer passiven Position "außer Eingriff" mit dem zu blockierenden Element, und einer aktiven Position, bei der sich die erhöhten und vertieften Bereiche des Elementes bzw. des Bauteils einander durchdringen, um das Element in einer vorbestimmten Position zu blockieren. Ferner sind Anzeige- mittel für das Element in der vorgegebenen Position hinsichtlich seiner erhöhten und vertieften Bereiche, sowie Mittel zur Anzeige der Position des Blockierarmes vorgesehen.
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Auf- gäbe zugrunde, ein Konvertergetriebe der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art in verbesserter Bauart herzustellen und mit Mitteln für die Einstellung einer idealen Eingriffsposition der Verzahnung zwischen Antriebsritzel und Zahnkranz derart auszubilden, dass die optimale Einstellgenauigkeit des Blok- kierhebels relativ zum Zahnkranz des Getriebes jederzeit unabhängig von der Fertigung dieser Elemente nachjustiert werden kann. Zur Lösung der Aufgabe wird bei einem Konvertergetriebe der eingangs genannten Art mit der Erfindung vorgeschlagen, dass die Welle des Blockierarms in wenigstens einem endständigen Lager gelagert und der Blockierarm mittels Kraftmitteln in die Verzahnung des Zahnkranzes kraftschlüssig einrückbar, bzw. aus dem Eingriff der Verzahnung ausrückbar ist, und dass die Welle des Blok- kierarmes mit jeweils zwei ineinander frei drehbar angeordneten Exzenterbuchsen an ihren Wellenenden im Gehäuse des Konvertergetriebes gelagert ist, derart, dass durch unabhängiges Verdrehen derselben eine gegenseitige ideale Eingriffsposition der beiden zusammenwirkenden Verzahnungsbereiche der Blockiervorrichtung sowie des Zahnkranzes einstellbar ist.
Mit großem Vorteil wird durch die erfindungsgemäße Bauart der Lagerung des Blockierarmes erreicht, dass eine optimale Einstellbarkeit des Zahnspiels der Antriebsverzahnung des Getriebes jederzeit und unabhängig von dessen Fertigung erzielt wird und/oder das Zahnspiel nachjustiert werden kann. Damit ergibt sich eine gleichmäßige Lastverteilung im Bereich der Blockierverzahnung bei etwa 5 bis 6 Zahnlücken des Eingriffsbereichs des Abtriebrades mit drastisch reduzierter Flächenbelastung der Zahnflanken. Der Verschleiß der Getriebezahnräder wird entsprechend reduziert.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lagerung sind entsprechend den Unteransprüchen vorgesehen.
Ein Verfahren zum Einstellen einer spielarmen Lagerung der Welle des Blok- kierarmes einer Bauart gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass durch Verdrehen der Exzenterbuchsen der Welle bei entspannten Spannelementen zuerst ein optimaler Eingriff des Verzahnungsbereiches der Blockiervorrichtung in die Verzahnung des Zahnkranzes eingestellt wird, und daß danach die Spannelemente der beiden endständigen Lagerungen durch Aufweiten in einen spielarmen Lagerzustand gebracht werden und die Exzenterbuchsen in ihrer dann erreichten Einstellung festgesetzt werden. Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung einiger in den Zeichnungen schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele. Es zeigen:
Figur 1 in Seitenansicht ein Konvertergetriebe;
Figur 2 im Schnitt der Schnittebene l-l in Fig. 1 die Lagerung der Welle eines Blockierarmes in Exzenterbuchsen;
Figur 3 im axialen Querschnitt ein Paar in Exzenterposition ineinander gelagerter Exzenterbuchsen;
Fig. 4 bis 6 unterschiedliche Exzenter-Positionen ineinander gelagerter Exzenterbuchsen.
Figur 1 zeigt in Seitenansicht ein Konvertergetriebe 9, umfassend einen mit der Schwenkachse 6 eines nicht dargestellten Konvertergefäßes verbundenen Zahnkranz 7 im Eingriff mit wenigstens einem Antriebs-Zahnritzel 8 des Konvertergetriebes 9, und wenigstens eine in die Verzahnung des Zahnkranzes 7 ein- oder ausschwenkbare Blockiervorrichtung in Form eines an einer horizon- talen Welle 10 angeordneten, mit einer Verzahnung 11 vorzugsweise an seinem Endbereich schwenkbar ausgebildeten bzw. gelagerten Blockierarmes 12.
Der Blockierarm 12 ist mit der Welle 10 in wenigstens einem endständigen Lager 13, 13' gelagert und mittels bevorzugt an seinen Endbereichen angreifen- den Kraftmitteln 14, 14', beispielsweise Hydraulikzylindern, in die Verzahnung des Zahnkranzes 7 kraftschlüssig einrückbar, bzw. aus dem Eingriff der Verzahnung ausrückbar. Die Welle 10 des Blockierarmes 12 ist mit jeweils zwei ineinander frei drehbar angeordneten Exzenterbuchsen 4, 5 an ihren Wellenenden im Gehäuse des Konvertergetriebes 9 gelagert. Durch unabhängiges Ver- drehen derselben ist eine gegenseitige ideale Eingriffsposition der beiden zu- sammenwirkenden Verzahnungsbereiche der Blockiervorrichtung 12 sowie des Zahnkranzes 7 einstellbar.
Den Exzenterbuchsen 4, 5 und den sie aufnehmenden Bohrungen 18, 18' des Konvertergetriebes 9 ist je ein Spannelement 16, 16' zum Einstellen einer spiel- armen Lagerung 13, 13' zugeordnet. Dies kann bspw. dadurch erreicht werden, dass das Spannelement 16 eine mittels Axialkeilen 17 im Innen- und Außendurchmesser aufweitbare Klemmbuchse ist.
Das Einstellen einer spielfreien Lagerung 13, 13' der Welle 10 eines Blockier- armes 12 der Blockiervorrichtung und das Einstellen eines optimalem Eingriff des Verzahnungsbereiches des Blockierarmes 12 in den Zahnkranz 7 des Konvertergetriebes 9, erfolgt durch Verdrehen der Exzenterbuchse 4, 5 bei entspannten Spannelementen 16. Danach werden die Spannelemente 16 der beiden endständigen Lagerungen 13, 13" durch Aufweiten in einen spielarmen La- gerzustand gebracht und die Exzenterbuchsen 4, 5 in ihrer Einstellung festgelegt.
Hierfür zeigen die Figuren 3 bis 6 unterschiedliche Zustände der Durchdringungen der äußeren Exzenterbuchsen 5 durch die inneren Exzenterbuchsen 4.
Dabei sind jeweils die Rotationszentren der äußeren Buchsen 5 mit dem Bezugszeichen "1 ", der inneren Buchsen 4 mit dem Bezugszeichen "2" und die Zentren der Bohrungen in den inneren Buchsen 4 mit dem Bezugszeichen "3" bezeichnet.
Figur 3 zeigt die sogenannte Null-Stellung, in der sich die Exzentrizitäten beider Buchsen gegenseitig aufheben. Der angegebene Abstand "S" kennzeichnet somit die Exzentrizität einer Buchse. Bezugszeichenliste
1 Zentrum äußere Buchse
2 Zentrum innere Buchse
3 Zentrum einer Bohrung der inneren Buchse
4 innere Exzenterbuchse
5 äußere Exzenterbuchse
6 Schwenkachse Konvertergefäß
7 Zahnkranz
8 Antriebsritzel
9 Konvertergetriebe
10 horizontale Welle
11 Verzahnung
12 Blockierarm
13 Lager
14 Kraftmittel
16 Spannelement
17 Axialkeile
18 Bohrung

Claims

Patentansprüche
1. Konvertergetriebe, umfassend einen mit der Schwenkachse (6) eines Konvertergefäßes verbundenen Zahnkranz (7) im Eingriff mit wenigstens einem Antriebs-Zahnritzel (8) des Konvertergetriebes (9), und wenigstens eine in die Verzahnung des Zahnkranzes (7) ein- oder ausschwenkbare Blockiervorrichtung in Form eines an einer horizontalen Welle (10) angeordneten, mit einer Verzahnung (11) ausgebildeten Blok- kierarmes (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (10) des Blockierarms (12) in wenigstens einem endständigen Lager (13, 13') gelagert ist und der Blockierarm (12) mittels Kraftmitteln, beispielsweise Hydraulikzylindern (14, 14'), in die Verzahnung des Zahnkranzes (7) kraftschlüssig einrückbar, bzw. aus dem Eingriff der Verzahnung ausrückbar ist, und dass die Welle (10) des Blockierarmes (12) mit jeweils zwei ineinander frei drehbar angeordneten Exzenterbuchsen (4, 5) an ihren Wellenenden im Gehäuse des Konvertergetriebes (9) gelagert ist, derart, dass durch unabhängiges Verdrehen derselben eine gegenseitige ideale Eingriffsposition der beiden zusammenwirkenden Verzahnungsbereiche der Blockiervorrichtung (12) sowie des Zahnkranzes (7) einstellbar ist.
2. Konvertergetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass den Exzenterbuchsen (4, 5) und den sie aufnehmenden Bohrungen (18, 18') des Konvertergetriebes (9) je ein Spannelement (16, 16') zum Einstellen einer spielarmen Lagerung (13) zugeordnet ist.
3. Konvertergetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (16) eine mittels Axialkeilen (17) im Innen- bzw. Außendurchmesser aufweitbare Klemmbuchse ist.
4. Verfahren zum Einstellen einer spielarmen Lagerung der Welle (10) eines Blockierarmes (12) der Blockiervorrichtung an einem Konvertergetriebe (9) zwecks optimalen Eingriffs des Verzahnungsbereiches des Blockierarmes (12) in den Zahnkranz (7) des Konvertergetriebes (9), dadurch gekennzeichnet, dass durch Verdrehen der Exzenterbuchsen (4, 5) bei entspannten
Spannelementen (16) der Wellenlagerung zuerst ein optimaler Eingriff des Verzahnungsbereiches der Blockiervorrichtung (12) in die Verzahnung des Zahnkranzes (7) eingestellt wird, und danach die Spannelemente (16) der beiden endständigen Lagerungen (13, 13') durch Auf- weiten in einen spielarmen Lagerzustand gebracht und die Exzenterbuchsen (4, 5) in ihrer Einstellung festgesetzt werden.
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DE10144614A DE10144614A1 (de) 2001-09-11 2001-09-11 Konvertergetriebe
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