EP3038772B1

EP3038772B1 - Automatisiert montierbarer pfannenschieberzylinder

Info

Publication number: EP3038772B1
Application number: EP14747887.9A
Authority: EP
Inventors: Simon Pfeil; Roger Scheidegger
Original assignee: Primetals Technologies Austria GmbH
Current assignee: Primetals Technologies Austria GmbH
Priority date: 2013-08-27
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2017-05-03
Anticipated expiration: 2034-07-29
Also published as: WO2015028230A1; AT514848A1; AT514848B1; EP3038772A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hydraulikzylindereinheit für einen Pfannenschieber eines Gießgefäßes,

wobei die Hydraulikzylindereinheit einen Zylinder und einen mittels des Zylinders in einer Arbeitsrichtung verschiebbaren Kolben aufweist,
wobei am Zylinder eine flanschartige Befestigungsvorrichtung angeordnet ist, die sich quer zur Arbeitsrichtung erstreckt.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen Pfannenschieber eines Gießgefäßes,

wobei der Pfannenschieber eine von zwei Grenzflächen begrenzte Aufnahme aufweist,
wobei in die Aufnahme eine flanschartige Befestigungsvorrichtung einer Hydraulikzylindereinheit eingeführt ist.

Zum Vergießen von flüssigem Metall - beispielsweise Stahl - werden in der Regel Gießgefäße verwendet, welche an ihrer Unterseite über einen Öffnungsmechanismus verfügen. Oftmals werden hierfür sogenannte Pfannenschieber verwendet. Ein Pfannenschieber ist eine Vorrichtung, die an der Unterseite des Gießgefäßes befestigt werden kann und zwei Platten aufweist. Die beiden Platten weisen jeweils eine Durchtrittsöffnung auf und sind gegeneinander verschiebbar. Durch entsprechendes Verschieben der Platten gegeneinander können die beiden Durchtrittsöffnungen miteinander zur Deckung gebracht werden. In dieser Stellung ist der Pfannenschieber geöffnet, so dass das flüssige Metall aus dem Gießgefäß austreten kann. Wird, ausgehend von dieser Öffnungsstellung, eine der Platten gegen die andere Platte verschoben oder werden beide Platten, ausgehend von dieser Öffnungsstellung, gegeneinander verschoben, kann dadurch der Pfannenschieber geschlossen werden.
Das Verschieben der Platten gegeneinander erfolgt üblicherweise mittels einer Hydraulikzylindereinheit, in Fachkreisen als Pfannenschieberzylinder bezeichnet. Der Pfannenschieber verfügt über eine von zwei Grenzflächen begrenzte Aufnahme (sogenannte Antriebslaterne). In diese Aufnahme wird die flanschartige Befestigungsvorrichtung des Zylinders der Hydraulikzylindereinheit eingesetzt. Dadurch ist der Pfannenschieberzylinder - genauer: der Zylinder der Hydraulikzylindereinheit - mit dem Pfannenschieber verbunden. Sodann wird der Kolben der Hydraulikzylindereinheit ausgefahren. An seiner Frontseite weist der Kolben eine Kupplungseinrichtung auf, die sich beim Ausfahren des Kolbens automatisch mit einer Betätigungseinrichtung für den Pfannenzylinder kuppelt, so dass die Betätigungseinrichtung sowohl beim Ausfahren des Kolbens als auch beim Einfahren des Kolbens der Bewegung des Kolbens folgt. Ab dem Kuppeln ist der Pfannenschieber somit einsatzbereit. Die Gießpfanne und bzw. allgemein das Gießgefäß kann nunmehr nach Bedarf hydraulisch geöffnet und geschlossen werden.
Im Stand der Technik erfolgt das Einsetzen der flanschartigen Befestigungsvorrichtung in die Antriebslaterne manuell durch das Bedienpersonal der Gießanlage. Die flanschartige Befestigungsvorrichtung kann dadurch spielfrei bzw. nahezu spielfrei in die Antriebslaterne des Pfannenschiebers eingeschoben und daraufhin mittels eines Handriegels gegen Herausfallen gesichert werden. Aufgrund der Spielfreiheit kann die Öffnungsstellung des Pfannenschiebers und damit der Durchfluss an flüssigem Metall durch die Öffnung des Pfannenschiebers exakt geregelt werden. Ein automatisiertes Herstellen der Verbindung des Pfannenschieberzylinders mit dem Pfannenschieber ist mit dem Pfannenschieber und dem Pfannenschieberzylinder des Standes der Technik jedoch nicht möglich.
Aus der EP 1 671 722 A1 ist eine Hydraulikzylindereinheit für einen Pfannenschieber eines Gießgefäßes bekannt, wobei die Hydraulikzylindereinheit einen Zylinder und einen mittels des Zylinders in einer Arbeitsrichtung verschiebbaren Kolben aufweist. Die nähere Ausgestaltung der Hydraulikzylindereinheit ist der EP 1 671 722 A1 nicht zu entnehmen. Aus der EP 1 671 722 A1 ist weiterhin ein Pfannenschieber eines Gießgefäßes bekannt, der mittels einer derartigen Hydraulikzylindereinheit betätigt wird.
Aus der WO 2005/042 190 A1 ist eine Hydraulikzylindereinheit für einen Pfannenschieber eines Gießgefäßes bekannt, wobei die Hydraulikzylindereinheit einen Zylinder und einen mittels des Zylinders in einer Arbeitsrichtung verschiebbaren Kolben aufweist. Aus der WO 2005/042 190 A1 ist weiterhin ein Pfannenschieber eines Gießgefäßes bekannt, der mittels einer derartigen Hydraulikzylindereinheit betätigt wird.
Aus der WO 2009/010 153 A1 ist eine Hydraulikzylindereinheit für einen Pfannenschieber eines Gießgefäßes bekannt, wobei die Hydraulikzylindereinheit einen Zylinder und einen mittels des Zylinders in einer Arbeitsrichtung verschiebbaren Kolben aufweist. Aus der WO 2009/010 153 A1 ist weiterhin ein Pfannenschieber eines Gießgefäßes bekannt, wobei der Pfannenschieber eine von zwei Grenzflächen begrenzte Aufnahme aufweist.
Aus der EP 0 875 320 A2 ist eine Hydraulikzylindereinheit für einen Pfannenschieber eines Gießgefäßes bekannt, wobei die Hydraulikzylindereinheit einen Zylinder und einen mittels des Zylinders in einer Arbeitsrichtung verschiebbaren Kolben aufweist, wobei am Zylinder eine flanschartige Befestigungsvorrichtung angeordnet ist, die sich quer zur Arbeitsrichtung erstreckt. Aus der EP 0 875 320 A2 ist weiterhin ein Pfannenschieber eines Gießgefäßes bekannt, wobei der Pfannenschieber eine von zwei Grenzflächen begrenzte Aufnahme aufweist, wobei in die Aufnahme eine flanschartige Befestigungsvorrichtung einer Hydraulikzylindereinheit eingeführt ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zum automatisierten Herstellen der Verbindung des Pfannenschieberzylinders mit dem Pfannenschieber zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch eine Hydraulikzylindereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Hydraulikzylindereinheit sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 7.
Erfindungsgemäß wird eine Hydraulikzylindereinheit der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,

dass am Zylinder eine Arretiervorrichtung angeordnet ist, deren wirksame Dicke in Arbeitsrichtung gesehen zwischen einer ersten Dicke und einer zweiten Dicke variierbar ist,
dass die flanschartige Befestigungsvorrichtung bei der ersten Dicke der Arretiervorrichtung mit Spiel in eine von zwei Grenzflächen des Pfannenschiebers begrenzte Aufnahme des Pfannenschiebers einführbar ist und
dass bei in die Aufnahme des Pfannenschiebers eingeführter Befestigungsvorrichtung nach Überführen der wirksamen Dicke der Arretiervorrichtung in die zweite Dicke der Zylinder am Pfannenschieber arretiert ist.

Aufgrund des vorhandenen Spiels ist ein Einführen der flanschartigen Befestigungsvorrichtung in die Aufnahme ohne weiteres automatisierbar. Durch das Überführen der wirksamen Dicke der Arretiervorrichtung in die zweite Dicke wird jedoch das Spiel beseitigt bzw. zumindest im wesentlichen beseitigt. Dadurch ergibt sich im laufenden Gießbetrieb eine hinreichend exakte Kopplung der Bewegung des Kolbens der Hydraulikzylindereinheit mit der Bewegung des Pfannenschiebers, so dass eine exakte und gute Dosierung des Ausflusses an flüssigem Metall aus dem Gießgefäß möglich ist.
Vorzugsweise ist die Arretiervorrichtung auf die erste Dicke zu federbelastet, so dass die wirksame Dicke der Arretiervorrichtung, ausgehend von der ersten Dicke, nur durch aktives Einwirken auf die Arretiervorrichtung von außen variierbar ist. Dadurch kann es insbesondere nicht geschehen, dass die wirksame Dicke der Arretiervorrichtung unkontrolliert einen anderen Wert als erste Dicke annimmt. Etwaige Störungen beim Einführen der flanschartigen Befestigungsvorrichtung in die Aufnahme des Pfannenschiebers sind dadurch ausgeschlossen.
Weiterhin ist die Arretiervorrichtung vorzugsweise bezüglich der zweiten Dicke als selbstverriegelnde Arretiervorrichtung ausgebildet ist, so dass die wirksame Dicke der Arretiervorrichtung, ausgehend von der zweiten Dicke, nur durch aktives Einwirken auf die Arretiervorrichtung von außen variierbar ist. Aufgrund dieser Ausgestaltung ist es zwar erforderlich, die wirksame Dicke der Arretiervorrichtung aktiv in die zweite Dicke zu überführen. Nach dem Überführen der wirksamen Dicke der Arretiervorrichtung in die zweite Dicke ist ein aktives Halten jedoch nicht mehr erforderlich.
Es ist möglich, dass sowohl die flanschartige Befestigungsvorrichtung als auch die Arretiervorrichtung in die Aufnahme des Pfannenschiebers eingeführt werden. In diesem Fall würden sich im geklemmten Zustand die flanschartige Befestigungsvorrichtung und die Arretiervorrichtung an je einer der beiden Grenzflächen der Aufnahme abstützen. Vorzugsweise jedoch ist bei in die Aufnahme des Pfannenschiebers eingeführter Befestigungsvorrichtung die Arretiervorrichtung außerhalb der Aufnahme angeordnet. Dadurch kann insbesondere der Pfannenschieber kompakter und stabiler gestaltet werden. Weiterhin können Biegekräfte, die anderenfalls auf den Pfannenschieber ausgeübt würden, vermieden werden.
Es ist möglich, dass die Arretiervorrichtung manuell betätigt wird. Vorzugsweise jedoch ist der Arretiervorrichtung ein Verstellantrieb zugeordnet, mittels dessen die wirksame Dicke der Arretiervorrichtung einstellbar ist. Der Verstellantrieb kann beispielsweise als weitere Hydraulikzylindereinheit oder als Spindeltrieb ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist am Zylinder eine Angriffseinrichtung zum Ansetzen eines Handhabungswerkzeugs angeordnet. Dadurch ist ein leichtes, einfaches und sicheres Handhaben der Hydraulikzylindereinheit durch einen Manipulator (beispielsweise einen Industrieroboter) möglich.
Die Aufgabe wird weiterhin durch einen Pfannenschieber mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Pfannenschiebers sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 9 bis 11.
Erfindungsgemäß wird ein Pfannenschieber der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,

dass die Hydraulikzylindereinheit erfindungsgemäß ausgebildet ist,
dass die Arretiervorrichtung der Hydraulikzylindereinheit in die zweite Dicke überführt ist, so dass der Zylinder der Hydraulikzylindereinheit am Pfannenschieber arretiert ist, und
dass in Arbeitsrichtung der Hydraulikzylindereinheit gesehen eine lichte Weite der Aufnahme größer als eine Dicke der flanschartigen Befestigungsvorrichtung ist.

Vorzugsweise weist der Pfannenschieber eine Vertiefung auf, in welche die Arretiervorrichtung hineinragt, wenn sie die zweite Dicke aufweist. Durch diese Ausgestaltung kann der Pfannenschieber kompakter gestaltet werden.
Wenn der Pfannenschieber die Vertiefung aufweist, in welche die Arretiervorrichtung, wenn sie die zweite Dicke aufweist, hineinragt, ist es möglich, dass die flanschartige Befestigungsvorrichtung im arretierten Zustand in der Aufnahme weiterhin ein Spiel aufweist. Das Spiel ist in diesem Fall jedoch erheblich geringer als beim Einführen der flanschartigen Befestigungsvorrichtung in die Aufnahme.
Alternativ ist es möglich, dass im arretierten Zustand die flanschartige Befestigungsvorrichtung mittels der Arretiervorrichtung an eine der Grenzflächen des Pfannenschiebers angedrückt ist. In diesem Fall wird die flanschartige Befestigungsvorrichtung im arretierten Zustand in der Aufnahme spielfrei gehalten. Diese Ausgestaltung ist unabhängig davon realisierbar, ob der Pfannenschieber die obenstehend erwähnte Vertiefung aufweist oder nicht.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1: eine Gießpfanne mit einer Gießeinrichtung und ein Verteilergefäß im Schnitt von der Seite,
Fig. 2: eine Unterseite eines Gießgefäßes und einen Pfannenverschluss,
Fig. 3: eine Draufsicht auf einen Pfannenverschluss und eine Hydraulikzylindereinheit vor dem Verbinden der Hydraulikzylindereinheit mit dem Pfannenverschluss,
Fig. 4: den Pfannenverschluss und die Hydraulikzylindereinheit von Fig. 3 im verbundenen Zustand,
Fig. 5: eine perspektivische Darstellung einer Hydraulikzylindereinheit,
Fig. 6: eine Draufsicht auf eine weitere Hydraulikzylindereinheit,
Fig. 7: eine Gießpfanne mit einer Gießeinrichtung und ein Verteilergefäß im Schnitt von der Seite,
Fig. 8: einen Schnitt durch einen Pfannenverschluss und ein Schattenrohr entsprechend dem in Fig. 7 mit VIII bezeichneten Kreis,
Fig. 9: eine perspektivische Darstellung eines Pfannenverschlusses beim Ansetzen oder Entfernen eines Schattenrohres,
Fig. 10: eine perspektivische Darstellung des Pfannenverschlusses und des Schattenrohres von Fig. 9 im verbundenen Zustand mit einem Manipulator,
Fig. 11: eine perspektivische Darstellung des Pfannenverschlusses und des Schattenrohres von Fig. 9 im verbundenen Zustand ohne Manipulator,
Fig. 12: ein Detail einer Aufnahme und eines Halteelementes,
Fig. 13: eine Verteilung von Halteelementen und
Fig. 14: einen Schnitt durch eine Schraubverbindung.

Gemäß Fig. 1 soll flüssiges Metall 1 - beispielsweise flüssiger Stahl 1 - aus einem Gießgefäß 2 in ein anderes Gefäß 3 - beispielsweise einen Tundish - gegossen werden. Zum Regulieren des Ausflusses an flüssigem Metall 1 aus dem Gießgefäß 2 weist das Gießgefäß 2 einen Pfannenverschluss 4 auf. Der Pfannenverschluss 4 - nachfolgend auch als Pfannenschieber 4 bezeichnet - ist an der Unterseite 5 des Gießgefäßes 2 angeordnet.
Der Pfannenverschluss 4 weist gemäß den Fig. 1 und 2 an seiner Unterseite 6 eine Auslassöffnung 7 auf. Durch die Auslassöffnung 7 hindurch tritt bei geöffnetem Pfannenverschluss 4 das flüssige Metall 1 aus dem Gießgefäß 2 aus. Zum Öffnen und Schließen der Auslassöffnung 7 weist der Pfannenverschluss 4 eine (in den Fig. nicht näher dargestellte) Verschlusseinrichtung auf. Die Verschlusseinrichtung kann insbesondere, wie in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil A angedeutet, als Schieber ausgebildet sein.
Zum Betätigen der Verschlusseinrichtung ist am Pfannenschieber 4 eine Hydraulikzylindereinheit 8 (üblicherweise als Pfannenschieberzylinder bezeichnet) angeordnet. Die Hydraulikzylindereinheit 8 weist - siehe insbesondere die Fig. 3 und 4 - einen Zylinder 9 und einen Kolben 10 auf. Der Kolben 10 ist mittels des Zylinders 9 in einer Arbeitsrichtung x verschiebbar.
Der Pfannenschieber 4 weist gemäß Fig. 3 eine Aufnahme 11 auf, die von zwei Grenzflächen 12, 13 begrenzt ist. Die beiden Grenzflächen 12, 13 verlaufen gemäß den Fig. 3 und 4 parallel zueinander und orthogonal zur Arbeitsrichtung x. Die beiden Grenzflächen 12, 13 weisen in Arbeitsrichtung x gesehen einen Abstand a voneinander auf. Der Abstand a entspricht einer lichten Weite der Aufnahme 11.
Am Zylinder 9 der Hydraulikzylindereinheit 8 ist - siehe auch Fig. 5 eine flanschartige Befestigungsvorrichtung 14 angeordnet. Die flanschartige Befestigungsvorrichtung 14 erstreckt sich quer zur Arbeitsrichtung x. Eine Dicke D der Befestigungsvorrichtung 14 ist in Arbeitsrichtung x gesehen kleiner als die lichte Weite a der Aufnahme 11. Umgekehrt gesehen ist also die lichte Weite a der Aufnahme 11 größer als die Dicke D der Befestigungsvorrichtung 14.
Am Zylinder 9 der Hydraulikzylindereinheit 8 ist weiterhin eine Arretiervorrichtung 15 angeordnet. Eine wirksame Dicke d der Arretiervorrichtung 15 kann in Arbeitsrichtung x gesehen zwischen einer ersten Dicke d1 und einer zweiten Dicke d2 variiert werden. In der Darstellung gemäß Fig. 3 weist die Arretiervorrichtung 15 die erste Dicke d1 auf, in der Darstellung gemäß Fig. 4 die zweite Dicke d2. Die zweite Dicke d2 ist größer als die erste Dicke d1.
Zum Verbinden der Hydraulikzylindereinheit 8 mit dem Pfannenschieber 4 wird die Arretiervorrichtung 15 zunächst derart eingestellt, dass sie die erste Dicke d1 aufweist. Dieser Zustand ist, wie bereits erwähnt, in Fig. 3 dargestellt. Die flanschartige Befestigungsvorrichtung 14 weist, wie ebenfalls bereits erwähnt, eine Dicke D auf, die kleiner als die lichte Weite a der Aufnahme 11 ist. Die flanschartige Befestigungsvorrichtung 14 kann daher mittels eines geeigneten Handhabungswerkzeugs - beispielsweise eines Industrieroboter - mit Spiel in die Aufnahme 11 des Pfannenschiebers 4 eingeführt werden. Für eine einfache und leichte Handhabung der Hydraulikzylindereinheit 8 mittels des Handhabungswerkzeugs ist am Zylinder 9 vorzugsweise eine Angriffseinrichtung 16 angeordnet, an welche das Handhabungswerkzeug ansetzbar ist.
Nach dem Einführen der flanschartigen Befestigungsvorrichtung 14 in die Aufnahme 11 des Pfannenschiebers 4 wird die wirksame Dicke d der Arretiervorrichtung 15 in die zweite Dicke d2 überführt. Aufgrund des Überführens der wirksamen Dicke d der Arretiervorrichtung 15 in die zweite Dicke d2 wird der Zylinder 9 der Hydraulikzylindereinheit 8 am Pfannenschieber 4 arretiert (siehe Fig. 4). In diesem - dem arretierten - Zustand des Zylinders 9 wird die flanschartige Befestigungsvorrichtung 14 bei der Ausgestaltung gemäß den Fig. 2 bis 5 mittels der Arretiervorrichtung 15 an eine der Grenzflächen 12, 13 angedrückt, hier die Grenzfläche 12. Sodann kann beispielsweise - ebenso wie im Stand der Technik - der Kolben 10 mittels des Zylinders 9 ausgefahren werden, bis eine stirnseitig des Kolbens 10 angeordnete Kupplung mit einer Gegenkupplung des Pfannenschiebers 4 eine Verbindung eingeht.
Bei hinreichend großer Dimensionierung der Aufnahme 11 des Pfannenverschlusses 4 ist es möglich, dass sowohl die flanschartige Befestigungsvorrichtung 14 als auch die Arretiervorrichtung 15 in die Aufnahme 11 eingeführt werden. Zum einen hätte diese Ausgestaltung jedoch einen erhöhten Platzbedarf zur Folge. Weiterhin würde die Arretiervorrichtung 15 bei dieser Ausgestaltung im arretierten Zustand an die andere der Grenzflächen 12, 13 angedrückt werden, gemäß den Fig. 3 und 4 also an die Grenzfläche 13. Dadurch würde in nachteiliger Weise eine Biegebeanspruchung eines Verbindungsbereichs 17 des Pfannenverschlusses 4 auftreten. Vorzugsweise ist daher entsprechend der Darstellung in den Fig. 3 und 4 die Arretiervorrichtung 15 nicht innerhalb, sondern außerhalb der Aufnahme 11 angeordnet. Dadurch kann der Pfannenverschluss 4 kompakt gestaltet werden und es kann eine Biegebeanspruchung des Verbindungsbereichs 17 des Pfannenverschlusses 4 vermieden werden.
Die Arretiervorrichtung 15 weist gemäß der Darstellung in den Fig. 3 und 4 vorzugsweise ein erstes Teil 18 und ein zweites Teil 19 auf. In Arbeitsrichtung x gesehen ist das erste Teil 18 ortsfest angeordnet. Es ist jedoch quer zur Arbeitsrichtung x verschiebbar. Das zweite Teil 19 ist quer zur Arbeitsrichtung x ortsfest angeordnet. Es ist jedoch in Arbeitsrichtung x verschiebbar. Das erste und das zweite Teil 18, 19 wirken beispielsweise über Führungsschrägen 20 oder andere Führungskulissen miteinander zusammen. Befindet sich das erste Teil 18 in der in Fig. 3 dargestellten Stellung, weist die Arretiervorrichtung 15 als wirksame Dicke d die erste Dicke d1 auf. Befindet sich das erste Teil 18 in der in Fig. 4 dargestellten Stellung, weist die Arretiervorrichtung 15 als wirksame Dicke d die zweite Dicke d2 auf.
Vorzugsweise ist die Arretiervorrichtung 15 - beispielsweise mittels Federn 21 - auf die erste Dicke d1 zu federbelastet. Ausgehend von der ersten Dicke d1 ist es nur durch aktives Einwirken auf die Arretiervorrichtung 15 (genauer: das erste Teil 18) von außen möglich, die wirksame Dicke d der Arretiervorrichtung 15 zu variieren. Im Rahmen dieser Einwirkung müssen die wirkenden Federkräfte und zusätzlich die dadurch hervorgerufenen Reibungskräfte zwischen dem ersten Teil 18 und dem zweiten Teil 19 überwunden werden. Zum Halten der wirksamen Dicke d der Arretiervorrichtung 15 bei der ersten Dicke d1 ist hingegen kein Einwirken auf die Arretiervorrichtung 15 erforderlich.
Bezüglich der zweiten Dicke d2 ist die Arretiervorrichtung 15 vorzugsweise als selbstverriegelnde Arretiervorrichtung ausgebildet. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass Kontaktflächen 22 des ersten Teils 18 und des zweiten Teils 19, die miteinander in Kontakt stehen, wenn die Arretiervorrichtung 15 als wirksame Dicke d die zweite Dicke d2 aufweist, quer (orthogonal) zur Arbeitsrichtung x verlaufen. Auch andere Ausgestaltungen - beispielsweise mit wellig ausgestalteten Kontaktflächen 22 - sind möglich.
Aufgrund der Ausgestaltung der Arretiervorrichtung 15 als selbstverriegelnde Arretiervorrichtung kann auch ausgehend von der zweiten Dicke d2 die wirksame Dicke d der Arretiervorrichtung 15 nur durch aktives Einwirken auf die Arretiervorrichtung 15 (genauer: das erste Teil 18) von außen variiert werden. Im Rahmen dieser Einwirkung müssen zumindest die durch die Federkräfte hervorgerufenen Reibungskräfte überwunden werden. Je nach Ausgestaltung müssen zusätzlich auch die Federkräfte selbst überwunden werden. Zum Halten der wirksamen Dicke d der Arretiervorrichtung 15 bei der zweiten Dicke d2 ist hingegen - ebenso wie bei der ersten Dicke d1 - kein Einwirken auf die Arretiervorrichtung 15 erforderlich.
Es ist möglich, dass das Überführen der wirksamen Dicke d der Arretiervorrichtung 15 von der ersten Dicke d1 in die zweite Dicke d2 und umgekehrt manuell von einem Bediener vorgenommen wird (mit oder ohne Werkzeug). Ebenso ist es möglich, dass das Überführen der wirksamen Dicke d der Arretiervorrichtung 15 von der ersten Dicke d1 in die zweite Dicke d2 und umgekehrt mittels des Manipulators vorgenommen wird, der die Hydraulikzylindereinheit 8 mit dem Pfannenverschluss 4 verbindet bzw. die Hydraulikzylindereinheit 8 vom Pfannenverschluss 4 löst. Vorzugsweise ist zu diesem Zweck jedoch am Zylinder 9 der Hydraulikzylindereinheit 8 ein Verstellantrieb 23 vorhanden, welcher der Arretiervorrichtung 15 zugeordnet ist. In diesem Fall kann die wirksame Dicke d der Arretiervorrichtung 15 mittels des Verstellantriebs 23 eingestellt werden. Der Verstellantrieb 23 kann beispielsweise entsprechend der Darstellung in den Fig. 3, 4 und 5 als Spindeltrieb ausgebildet sein. Alternativ kann der Verstellantrieb 23 beispielsweise als weitere (d.h. von der Hydraulikzylindereinheit 8 verschiedene) Hydraulik- oder Pneumatikzylindereinheit ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung ist in Fig. 6 dargestellt. Im übrigen korrespondiert die Ausgestaltung gemäß Fig. 6 mit der von Fig. 5.
Bei der Ausgestaltung gemäß den Fig. 2 bis 5 und auch bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 6 weist der Pfannenschieber 4 eine Vertiefung 24 auf. Die Arretiervorrichtung 15 ragt in die Vertiefung 24 hinein, wenn sie die zweite Dicke d2 aufweist. Wenn die Arretiervorrichtung 15 die erste Dicke d1 aufweist, ragt sie hingegen nicht in die Vertiefung 24 hinein.
Im Rahmen der Ausgestaltung der Fig. 2 bis 5 und auch im Rahmen der Ausgestaltung der Fig. 6 ist die Vertiefung 24 zwar bevorzugt, aber nicht zwingend erforderlich. Falls die Vertiefung 24 vorhanden ist, ist es jedoch - alternativ zu einem spielfreien Klemmen der flanschartigen Befestigungsvorrichtung 14 - möglich, dass die flanschartige Befestigungsvorrichtung 14 auch im arretierten Zustand in der Aufnahme 11 ein Spiel aufweist. Das Spiel ist in diesem Fall jedoch erheblich geringer als beim Einführen der flanschartigen Befestigungsvorrichtung 14 in die Aufnahme 11. Es kann beispielsweise bei 1 mm oder darunter liegen.
In der Praxis ist weiterhin entsprechend der Darstellung in Fig. 7 während des Gießens des flüssigen Metalls 1 der Unterseite 6 des Pfannenverschlusses 4 ein Schattenrohr 25 angeordnet. Um das Schattenrohr 25 auf einfache und zuverlässige Weise am Pfannenverschluss 4 anordnen zu können, weist der Pfannenverschluss 4 an seiner Unterseite 6 eine Halteeinrichtung 26 auf. Die Halteeinrichtung 26 ist im Bereich der Auslassöffnung 7 angeordnet. Sie kann insbesondere als Haltering ausgebildet sein, der - bezogen auf eine vertikale, von der Auslassöffnung 7 umgebene Achse 27 - die Auslassöffnung 7 umgibt. Die Halteeinrichtung 26 besteht üblicherweise aus Stahl.
Von der Halteeinrichtung 26 wird über eine Gegenhalteeinrichtung 28 das Schattenrohr 25 gehalten, das von unten an die Unterseite 6 des Pfannenverschlusses 4 angesetzt ist. Die Gegenhalteeinrichtung 28 ist an einem oberen Ende des Schattenrohres 25 angeordnet. Sie besteht üblicherweise aus Stahl. Das Schattenrohr 25 hingegen besteht aus einem feuerfesten Material.
Um eine stabile Verbindung der Halteeinrichtung 26 und der Gegenhalteeinrichtung 28 miteinander zu gewährleisten, kann die Halteeinrichtung 26 gemäß den Fig. 8 bis 11 eine Anzahl von Aufnahmen 29 aufweisen. Die Aufnahmen 29 können - siehe besonders deutlich Fig. 12 - insbesondere L-förmig ausgebildet sein. Sie sind - siehe besonders deutlich Fig. 13 -, bezogen auf die vertikale Achse 27, gleichmäßig um die Auslassöffnung 7 herum verteilt angeordnet. Die Gegenhalteeinrichtung 28 weist eine korrespondierende Anzahl von Halteelementen 30 auf. In jede Aufnahme 29 ist also im verbundenen Zustand von Halteeinrichtung 26 und Gegenhalteeinrichtung 28 jeweils ein Halteelement 30 eingeführt. Die Halteelemente 30 können beispielsweise als runde Bolzen ausgebildet sein, die - siehe erneut Fig. 13 - radial von der vertikalen Achse 27 weg ragen.
Die L-förmigen Aufnahmen 29 sind nach unten hin offen. Zum Verbinden des Schattenrohres 25 mit dem Pfannenverschluss 4 wird - beispielsweise mittels des in den Fig. 9 und 10 mit dargestellten Manipulators 31 - die Gegenhalteeinrichtung 28 (und mit ihr das Schattenrohr 25) nach oben geführt, also in Richtung der vertikalen Achse 27 auf den Pfannenverschluss 4 zu bewegt. Diese Bewegung erfolgt, bis die Halteelemente 30 in die Aufnahmen 29 - genauer: in Eckbereiche der Aufnahmen 29 - eingeführt sind. Sodann wird die Gegenhalteeinrichtung 28 um einen vorbestimmten Drehwinkel α (Fig. 13) um die vertikale Achse 27 gedreht und dadurch die Verbindung von Halteeinrichtung 26 und Gegenhalteeinrichtung 28 hergestellt.
Die Aufnahmen 29 weisen Führungskulissen 32 auf. Während des Drehens der Gegenhalteeinrichtung 28 um den Drehwinkel α liegen die Halteelemente 30 der Gegenhalteeinrichtung 28 an den Führungskulissen 32 an. Die Führungskulissen 32 weisen in Anfangsbereichen 33 eine positive Steigung auf. In Endbereichen 34 laufen sie hingegen waagrecht (in Fig. 12 gestrichelt dargestellt) oder, wie in Fig. 12 mit durchgezogenen Linien dargestellt, mit (leicht) negativer Steigung aus.
Die Halteeinrichtung 26 ist bezüglich ihrer lateralen Posi-tionierung an der Unterseite 6 des Pfannenverschlusses 4 und auch bezüglich ihrer Drehlage um die vertikale Achse 27 herum gesehen ortsfest angeordnet. In Vertikalrichtung gesehen - also in Richtung der vertikalen Achse 27 gesehen - ist die Halteeinrichtung 26 an der Unterseite 6 des Pfannenverschlusses 4 hingegen vorzugsweise verlagerbar angeordnet. Zu diesem Zweck ist die Halteeinrichtung 26 in Vertikalrichtung mit einer Federkraft an die Unterseite 6 des Pfannenverschlusses 4 angedrückt. Wenn auf die Halteeinrichtung 26 eine nach unten wirkende Kraft ausgeübt wird, welche die Federkraft übersteigt, ist die Halteeinrichtung 26 daher nach unten auslenkbar. Beispielsweise kann entsprechend der Darstellung in den Fig. 8 bis 11 die Halteeinrichtung 26 mittels einer Anzahl an Schraubbolzen 35 an der Unterseite 6 des Pfannenverschlusses 4 befestigt sein.
Die Schraubbolzen 35 sind - siehe Fig. 8 sowie für einen einzelnen der Schraubbolzen 18 die Darstellung in Fig. 14 - an der Unterseite 6 des Pfannenverschlusses 4 in den Pfannenverschluss 4 eingeschraubt, so dass Schraubenköpfe der Schraubbolzen 35 von der Unterseite 6 des Pfannenverschlusses 4 einen vorbestimmten Abstand b aufweisen. Schraubenhälse der Schraubbolzen 35 durchdringen Ausnehmungen 36 der Halteeinrichtung 26. Die Ausnehmungen 36 weisen einen geringfügig größeren Durchmesser als die Schraubenhälse der Schraubbolzen 35 auf. Zwischen den Ausnehmungen 36 und den Schraubenköpfen der Schraubbolzen 35 können beispielsweise Federn 37 angeordnet sein. Die Federn 37 üben auf die Halteeinrichtung 26 eine nach oben (d.h. auf die Unterseite 6 des Pfannenverschlusses 4 zu) gerichtete Federkraft aus, mittels derer die Halteeinrichtung 26 an die Unterseite 6 des Pfannenverschlusses 4 angedrückt wird.
Vorzugsweise korrespondiert die Anzahl an Schraubbolzen 35 mit der Anzahl an Aufnahmen 29. Dadurch ist es möglich, dass die Schraubbolzen 35 um die vertikale Achse 27 herum gesehen jeweils in der Lücke zwischen zwei Aufnahmen 29 angeordnet ist. Es sind jedoch auch andere Ausgestaltungen möglich, bei denen die Anzahl an Schraubbolzen 35 unabhängig von der Anzahl an Aufnahmen 29 gewählt werden kann.
Das Schattenrohr 25 wird vorzugsweise nicht manuell, sondern mittels des Manipulators 31 an der Unterseite 6 des Pfannenverschlusses 4 befestigt und von der Unterseite 6 des Pfannenverschlusses 4 gelöst. Der Manipulator 31 kann beispielsweise als Industrieroboter ausgebildet sein. Unabhängig von seiner konkreten Gestaltung weist der Manipulator 31 jedoch gemäß den Fig. 9 und 10 ein Montagewerkzeug 38 auf. Zur stabilen Interaktion des Montagewerkzeugs 38 mit der Gegenhalteeinrichtung 28 weist die Gegenhalteeinrichtung 28 gemäß Fig. 13 eine Angriffseinrichtung 39 auf, an welche das Montagewerkzeug 38 ansetzbar ist. Die Angriffseinrichtung 39 kann beispielsweise als Anordnung zweier Flächen 40 ausgebildet sein, die entweder parallel verlaufen und in einem Anfangsbereich eine Führungshilfe aufweisen oder gemäß Fig. 13 unter einem kleinen Winkel β leicht konisch verlaufen. Der Winkel β kann beispielsweise zwischen 2° und 10° liegen.
Der Pfannenverschluss 4 weist üblicherweise im Bereich der Auslassöffnung 7 eine Ansatzspitze 41 auf. Die Ansatzspitze 41 dient der Führung des flüssigen Metalls 1 aus dem Gießgefäß 2 heraus in das Schattenrohr 25. In einer bevorzugten Ausgestaltung ragt die Ansatzspitze 41 in das obere Ende des Schattenrohres 25 hinein. Üblicherweise weist das Schattenrohr 25 weiterhin an seinem dem Pfannenverschluss 4 zugewandten oberen Ende innen eine Aufweitung 42 auf. Vorzugsweise ragt die Ansatzspitze 41 entsprechend der Darstellung in Fig. 8 in die Aufweitung 42 hinein.
Das Schattenrohr 25 besteht, wie bereits erwähnt, aus feuerfestem Material. Es ist daher relativ spröde und bricht leicht. Das Schattenrohr 26 sollte daher in der Gegenhalteeinrichtung 28 möglichst frei von mechanischen Spannungen gehalten sein. Zu diesem Zweck kann das Schattenrohr 25 an seinem dem Pfannenverschluss 4 zugewandten oberen Ende außen beispielsweise einen Kragen 43 aufweisen. Die Gegenhalteeinrichtung 28 weist in diesem Fall einen Ringflansch 44 auf. Der Ringflansch 44 ragt nach radial innen und übergreift den Kragen 43. Dadurch kann das Schattenrohr 25 in der Gegenhalteeinrichtung 28 stabil, zuverlässig und spannungsfrei gehalten werden.
Zusammengefasst betrifft die vorliegende Erfindung somit folgenden Sachverhalt:
Ein Pfannenschieber 4 eines Gießgefäßes 2 weist eine von zwei Grenzflächen 12, 13 begrenzte Aufnahme 11 auf. In die Aufnahme 11 ist eine flanschartige Befestigungsvorrichtung 14 einer Hydraulikzylindereinheit 8 einführbar. Die Hydraulikzylindereinheit 8 weist einen Zylinder 9 und einen mittels des Zylinders 9 in einer Arbeitsrichtung x verschiebbaren Kolben 10 auf. Die flanschartige Befestigungsvorrichtung 14 ist am Zylinder 9 angeordnet und erstreckt sich quer zur Arbeitsrichtung x. Am Zylinder 9 ist weiterhin eine Arretiervorrichtung 15 angeordnet, deren wirksame Dicke d in Arbeitsrichtung x gesehen zwischen einer ersten Dicke d1 und einer zweiten Dicke d2 variierbar ist. Eine lichte Weite a der Aufnahme 11 ist in Arbeitsrichtung x gesehen größer als eine Dicke D der flanschartigen Befestigungsvorrichtung 14. Bei der ersten Dicke d1 der Arretiervorrichtung 15 ist die flanschartige Befestigungsvorrichtung 14 mit Spiel in die Aufnahme 11 einführbar. Sodann wird die wirksame Dicke d der Arretiervorrichtung 15 in die zweite Dicke d2 überführt und dadurch der Zylinder 9 am Pfannenschieber 4 arretiert.
Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere ist es auf einfache, zuverlässige und robuste Weise möglich, die Hydraulikzylindereinheit 8 (d.h. den Pfannenschieberzylinder) automatisiert mit dem Pfannenschieber 4 zu verbinden und auch vom Pfannenschieber 4 zu lösen. Weiterhin ist ein Zuführen von Energie zum Verstellantrieb 23 nur zum Ändern der wirksamen Dicke d der Klemmeinrichtung 15 erforderlich. In den beiden Zuständen, in denen die Klemmeinrichtung 15 die erste Dicke d1 bzw. die zweite Dicke d2 aufweist, ist ein Zuführen von Energie zum Verstellantrieb 23 nicht erforderlich.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

1: flüssiges Metall
2: Gießgefäß
3: anderes Gefäß
4: Pfannenverschluss
5: Unterseite des Gießgefäßes
6: Unterseite des Pfannenverschlusses
7: Auslassöffnung
8: Hydraulikzylindereinheit
9: Zylinder
10: Kolben
11: Aufnahme
12, 13: Grenzflächen
14: flanschartige Befestigungsvorrichtung
15: Klemmvorrichtung
16: Angriffseinrichtung
17: Verbindungsbereich
18: erstes Teil
19: zweites Teil
20: Führungsschrägen
21: Federn
22: Kontaktflächen
23: Verstellantrieb
24: Vertiefung
25: Schattenrohr
26: Halteeinrichtung
27: vertikale Achse
28: Gegenhalteeinrichtung
29: Aufnahmen
30: Halteelemente
31: Manipulator
32: Führungskulissen
33: Anfangsbereiche
34: Endbereiche
35: Schraubbolzen
36: Ausnehmungen
37: Federn
38: Montagewerkzeug
39: Angriffseinrichtung
40: Flächen
41: Ansatzspitze
42: Aufweitung
43: Kragen
44: Ringflansch

A: Doppelpfeil
a: Abstand, lichte Weite
b: Abstand
D, d, d1, d2: Dicken
x: Arbeitsrichtung

α: Drehwinkel
β: Winkel

Claims

Hydraulikzylindereinheit (8) für einen Pfannenschieber (4) eines Gießgefäßes (2),
- wobei die Hydraulikzylindereinheit einen Zylinder (9) und einen mittels des Zylinders (9) in einer Arbeitsrichtung (x) verschiebbaren Kolben (10) aufweist,

- wobei am Zylinder (9) eine flanschartige Befestigungsvorrichtung (14) angeordnet ist, die sich quer zur Arbeitsrichtung (x) erstreckt,

- wobei am Zylinder (9) eine Arretiervorrichtung (15) angeordnet ist,

- wobei die flanschartige Befestigungsvorrichtung (14) in eine von zwei Grenzflächen (12, 13) des Pfannenschiebers (4) begrenzte Aufnahme (11) des Pfannenschiebers (4) einführbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
- dass eine wirksame Dicke (d) in Arbeitsrichtung (x) gesehen der Arretiervorrichtung (15) zwischen einer ersten Dicke (d1) und einer zweiten Dicke (d2) variierbar ist,

- dass die flanschartige Befestigungsvorrichtung (14) bei der ersten Dicke (d1) der Arretiervorrichtung (15) mit Spiel in eine von zwei Grenzflächen (12, 13) des Pfannenschiebers (4) begrenzte Aufnahme (11) des Pfannenschiebers (4) einführbar ist und

- dass bei in die Aufnahme (11) des Pfannenschiebers (4) eingeführter Befestigungsvorrichtung (14) nach Überführen der wirksamen Dicke (d) der Arretiervorrichtung (15) in die zweite Dicke (d2) der Zylinder (9) am Pfannenschieber (4) arretiert ist.
Hydraulikzylindereinheit nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Arretiervorrichtung (15) auf die erste Dicke (d1) zu federbelastet ist, so dass die wirksame Dicke (d) der Arretiervorrichtung (15), ausgehend von der ersten Dicke (d1), nur durch aktives Einwirken auf die Arretiervorrichtung (15) von außen variierbar ist.
Hydraulikzylindereinheit nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Arretiervorrichtung (15) bezüglich der zweiten Dicke (d2) als selbstverriegelnde Arretiervorrichtung ausgebildet ist, so dass die wirksame Dicke (d) der Arretiervorrichtung (15), ausgehend von der zweiten Dicke (d2), nur durch aktives Einwirken auf die Arretiervorrichtung (15) von außen variierbar ist.
Hydraulikzylindereinheit nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei in die Aufnahme (11) des Pfannenschiebers (4) eingeführter Befestigungsvorrichtung (14) die Arretiervorrichtung (15) außerhalb der Aufnahme (11) angeordnet ist.
Hydraulikzylindereinheit nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Arretiervorrichtung (15) ein Verstellantrieb (23) zugeordnet ist, mittels dessen die wirksame Dicke (d) der Arretiervorrichtung (15) einstellbar ist.
Hydraulikzylindereinheit nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verstellantrieb (23) als weitere Hydraulikzylindereinheit oder als Spindeltrieb ausgebildet ist.
Hydraulikzylindereinheit nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass am Zylinder (9) eine Angriffseinrichtung (16) zum Ansetzen eines Handhabungswerkzeugs angeordnet ist.
Pfannenschieber eines Gießgefäßes (2),
- wobei der Pfannenschieber eine von zwei Grenzflächen (12, 13) begrenzte Aufnahme (11) aufweist,

- wobei in die Aufnahme (11) eine flanschartige Befestigungsvorrichtung (14) einer Hydraulikzylindereinheit (8) eingeführt ist,

- wobei die Hydraulikzylindereinheit (8) nach einem der obigen Ansprüche ausgebildet ist,

- wobei die Arretiervorrichtung (15) der Hydraulikzylindereinheit (8) in die zweite Dicke (d2) überführt ist, so dass der Zylinder (9) der Hydraulikzylindereinheit (8) am Pfannenschieber arretiert ist, und

- wobei in Arbeitsrichtung (x) der Hydraulikzylindereinheit (8) gesehen eine lichte Weite (a) der Aufnahme (11) größer als eine Dicke (D) der flanschartigen Befestigungsvorrichtung (14) ist.
Pfannenschieber nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Pfannenschieber eine Vertiefung (24) aufweist, in welche die Arretiervorrichtung (15) hineinragt, wenn sie die zweite Dicke (d2) aufweist.
Pfannenschieber nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Befestigungsvorrichtung (14) im arretierten Zustand in der Aufnahme (11) weiterhin ein Spiel aufweist.
Pfannenschieber nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass im arretierten Zustand die flanschartige Befestigungsvorrichtung (14) mittels der Arretiervorrichtung (15) an eine der Grenzflächen (12, 13) des Pfannenschiebers angedrückt ist.