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Dokumentenidentifikation DE3809535C2 12.12.1996
Titel Rollbahn für einen drehbaren Trichter
Anmelder Paul Wurth S.A., Luxemburg/Luxembourg, LU
Erfinder Lonardi, Emile, Bascharage, LU;
Mailliet, Pierre, Howald, LU
Vertreter Bernhardt, W., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anw., 66123 Saarbrücken
DE-Anmeldedatum 22.03.1988
DE-Aktenzeichen 3809535
Offenlegungstag 06.10.1988
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 12.12.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.12.1996
IPC-Hauptklasse C21B 7/18
IPC-Nebenklasse F27B 1/20   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rollbahn für einen drehbaren Trichter einer Schachtofen-, insbesondere Hochofen- Beschickungsanlage, aus mehreren Rollen, die von einer festen Tragkonstruktion getragen werden, und auf denen der kreisförmige Trichtersockel umläuft, der mit einem Zahnkranz versehen ist, über den er um seine vertikale Achse in Rotation versetztbar ist.

Die Erfindung bezieht sich speziell, wobei dies jedoch keine Begrenzung darstellt, auf einen Wartetrichter einer Anlage zur zentralen Beschickung eines Schachtofens, insbesondere eines Hochofens. Um die Entmischung des Beschickungsgutes zu vermindern, wurde kürzlich vorgeschlagen, diesen Trichter während seiner Füllung, und eventuell auch während seiner Entleerung rotieren zu lassen. Die einfachste Lösung besteht darin, auf der kreisförmigen Tragkonstruktion des Trichters mehrere Laufrollen zu befestigen, auf denen der Trichter umlaufen kann, wobei er über ein Antriebsritzel angetrieben wird, das in einen Zahnkranz des Trichtersockels eingreift. Um diese Lauf- und Tragrollen wegen des Gewichts des Trichters (mehrere Hundert Tonnen bei voller Füllung) nicht überdimensionieren zu müssen, ist es erforderlich, eine gewisse Mindestanzahl von Rollen vorzusehen, z. B. acht Rollen. Auf den ersten Blick erscheint es logisch, diese Rollen gleichmäßig über den gesamten Umfang der kreisförmigen Tragkonstruktion zu verteilen.

Es wurde jedoch festgestellt, daß der Trichter in diesem Falle nicht gleichmäßig von allen Rollen getragen wird, wobei es sogar häufig vorkommt, daß er nur von drei der Rollen getragen wird. Diese ungleichmäßige Auflage kann durch eine unsymmetrische Verteilung des Gewichts der Füllung, eine Abnutzung oder Verformung mancher Rollen, Schmutzablagerungen auf der Lauffläche des Trichters, eine schlechte Höheneinstellung der Rollen, usw. verursacht werden. Dies hat nicht nur eine ungenügende Stabilität des Trichters zur Folge, sondern es ist außerdem erforderlich, alle Rollen so auszulegen, daß drei von ihnen die gesamte Last tragen können, wenn man nicht das Risiko einer vorzeitigen Abnutzung eingehen will. Außer den zusätzlichen Kosten, die durch eine solche Überdimensionierung verursacht werden, ergeben sich dabei zwangsläufig relativ große und breite Rollen, was im Widerspruch zu dem Know-how auf diesem Gebiet steht, gemäß dem Lauf- und Tragrollen so schmal wie möglich sein sollen, um einen Lauf ohne Reibung zu gewährleisten, und um zu vermeiden, daß die Räder nur auf einem Punkt aufliegen, z. B. wegen einer leichten Verformung des Traggerüsts.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Rollbahn von der in dem Oberbegriff beschriebenen Art vorzusehen, bei der alle Rollen den Trichter zu gleichen Teilen tragen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Rollbahn vorgesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Rollen paarweise angeordnet sind, daß jedes Rollenpaar von einer Achse getragen wird, die um eine radiale Achse schwenkbar ist, und daß jede der Rollen über ihre Achse von schwimmenden Lagern getragen wird, die auf Federn montiert sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Rollbahn acht Rollen auf, d. h. vier Rollenpaare, die von vier Achsen getragen werden, die in einem Abstand von je 90° auf der kreisförmigen Rollbahn angeordnet sind.

Da die zwei Rollen, die von derselben Achse getragen werden, um eine horizontale Achse schwenkbar sind, positionieren sie sich automatisch so, daß sie im wesentlichen das gleiche Gewicht tragen. Dabei könnte jedoch angenommen werden, daß sich der Trichter auf zwei diametral gegenüberliegenden Rollenpaaren im Gleichgewicht befindet, ohne von den zwei anderen diametral gegenüberliegenden Rollenpaaren getragen zu werden. Um diese Möglichkeit auszuschließen, wurden alle Rollen über ihre Achsen auf schwimmenden Lagern gelagert, die auf Federn montiert sind. Diese Federn sind so dimensioniert, daß im Falle von acht Rollen jede von ihnen, ohne zusammengedrückt zu werden, einem Achtel der zu tragenden maximalen Last widerstehen kann, und daß sie, wenn diese Last überschritten wird, zusammengedrückt wird. Anders ausgedrückt, in der angenommenen Situation, in der sich der Trichter auf nur vier Rollen im Gleichgewicht befindet, widerstehen die Federn, die diese Rollen tragen, nicht der Last und werden zusammengedrückt, wobei sich der Trichter leicht absenkt, so daß er von allen Rollen gleichmäßig getragen wird. Es genügt folglich, alle Rollen so zu dimensionieren, daß sie ein Achtel der maximalen Last zuzüglich einer gewissen Sicherheitsmarge tragen können.

Jede Achse wird vorzugsweise von einem Drehzapfen getragen, der in radialer Richtung auf der inneren Seite eines Tragblocks angebracht ist, der auf der kreisförmigen Tragkonstruktion befestigt ist. Jede Achse weist zwei Kästen auf, die auf beiden Seiten auf einer zentralen Muffe aufgeschweißt sind, die in abnehmbarer Weise auf ihren Tragzapfen aufgeschoben ist.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist jeder Kasten auf seiner oberen und unteren Seite mit rechteckigen Öffnungen für die Durchführung der Rollen versehen, und außerdem auf seiner äußeren und inneren Seite mit zwei einander gegenüberliegenden, rechteckigen Öffnungen versehen, in denen ein Lager angebracht ist, wobei jedes dieser Lager auf den gegenüberliegenden Stirnflächen mit vertikalen Nuten versehen ist, die in die vertikalen Ränder der rechteckigen Öffnungen eingreifen, um die Lager zu halten und in vertikaler Richtung verschieben zu können, während jedes der Lager auf zwei Schraubenfedern frei ruht, die von dem Boden des Kastens getragen werden.

Jede Rolle ist vorzugsweise mittels eines Wälzlagers auf einer Achse angebracht, die auf beiden Seiten von den schwimmenden Lagern getragen wird.

Die horizontale Ausrichtung des Trichters wird durch horizontale Rollen sichergestellt, die auf jedem der Tragblöcke angebracht sind.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung weist jeder Tragblock einen radialen Kipphebel auf, dessen inneres Ende mit einem Kopf versehen ist, der über dem kreisförmigen Sockel des Trichters angeordnet ist, und dessen entgegengesetztes Ende der Wirkung einer kräftigen Feder unterworfen ist, die den Kopf in einem geringen Abstand über dem Sockel hält, ohne daß der Sockel unter normalen Betriebsbedingungen berührt wird. Unter anormalen Bedingungen, z. B. im Falle von Erdbebenstößen in gefährdeten Ländern, halten diese Hebel den Trichter an seinem Platz.

Weitere Besonderheiten und Merkmale ergeben sich aus der ausführlichen Beschreibung einer nachstehend zur Veranschaulichung wiedergegebenen, vorteilhaften Ausführungsform, wobei auf die im Anhang beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, die Folgendes darstellen:

Die Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht eines Trichters, der von einer erfindungsgemäßen Rollbahn getragen wird.

Die Fig. 2 ist eine Draufsicht der Rollbahn.

Die Fig. 3 ist eine vergrößerte Draufsicht eines Rollenpaars, das auf seiner Tragachse angeordnet ist.

Die Fig. 4 ist eine Ansicht, teilweise in Form eines vertikalen Schnitts, gemäß der Ebene IV-IV der Fig. 3.

Die Fig. 5 zeige die äußere Seite eines Rollenpaars und der Rollenhalterungen, bei Blick in radialer Richtung zu der Achse des Trichters hin.

Die Fig. 6 ist ein vertikaler Schnitt einer Rolle gemäß der vertikalen Schnittebene VI-VI der Fig. 3.

Die Fig. 1 zeigt einen Wartetrichter 10 einer Schachtofen-Beschickungsanlage, der so konzipiert ist, daß er sich um seine vertikale Achse O drehen kann. Dieser Trichter 10 liegt über eine Rollbahn auf einer kreisförmigen Tragkonstruktion 12 auf (siehe ebenfalls die Fig. 2), die aus vier Laufgruppen 14, 16, 18 und 20 besteht. Diese Laufgruppen, von denen jede ein Rollenpaar aufweist, sind im Abstand von 90° auf der kreisförmigen Tragkonstruktion 12 angeordnet.

Die Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer der Laufgruppen, bei Betrachtung wie in der Fig. 2, und zwar im vorliegenden Falle die Laufgruppe 18. Da die anderen Laufgruppen 14, 16, 20 identisch mit der Laufgruppe 18 sind, kann die weitere Beschreibung auf eine dieser Laufgruppen beschränkt werden.

Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, besteht die Laufgruppe 18 im wesentlichen aus einer Achse 22, die ein Rollenpaar aus zwei Rollen 24, 26 trägt. Diese Achse 22 ist auf einem Tragblock 28 montiert, der auf die Tragkonstruktion 12 aufgeschweißt oder aufgeschraubt ist. Eine der Besonderheiten der Montage dieser Achse 22 ist, daß sie so ausgeführt ist, daß die Achse um eine horizontale Achse X schwenkbar ist, die sich bezüglich des Trichters in radialer Richtung erstreckt, d. h., daß sie die vertikale Rotationsachse dieses Trichters schneidet.

Die Fig. 4, die einen durch diese Achse X hingehenden, vertikalen Schnitt durch den Tragblock 28 darstellt, zeigt die Einzelheiten der Montage der Achse 22. Ein zylindrischer Drehzapfen 30, dessen Achse identisch mit der Schwenkachse X ist, ist mit dem Tragblock 28 fest verbunden. Die Achse 22 weist eine zentrale Muffe 32 auf, die so dimensioniert ist, daß sie auf den Drehzapfen 30 aufgeschoben werden kann, und daß sie sich um diesen Drehzapfen 30 drehen kann. Die Muffe 32 wird durch eine auf den Drehzapfen 30 aufgeschraubte Frontplatte 34 in ihrer Position gehalten.

Die Achse 22 weist im übrigen zwei Kästen 36, 38 auf, die in symmetrischer Weise auf beiden Seiten auf die zentrale Muffe 32 aufgeschweißt sind. Diese zwei Kästen 36, 38 bilden die Lagergehäuse für die zwei Rollen 24, 26 und werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 ausführlicher beschrieben. Da die Lagergehäuse für die zwei Rollen 24 und 26 identisch sind, wird nachstehend nur das Lagergehäuse für die Rolle 24 ausführlicher beschrieben.

Wie aus der Fig. 6 ersichtlich ist, hat der Kasten 36, in dem die Rolle 24 untergebracht ist, einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, der aus einer oberen Wand 40, einer unteren Wand 42, einer inneren seitlichen Wand 44, und einer äußeren seitlichen Wand 46 besteht, wobei alle diese Wände miteinander verschweißt sind. Die obere Wand 40 und die untere Wand 42 weisen lange rechteckige Öffnungen 46, 48 auf, deren Breite ein wenig größer als die Breite der Rolle 24 ist, damit diese Rolle 24 hindurchgeführt werden kann.

In den seitlichen Wänden 44, 46 sind im wesentlichen rechteckige Öffnungen 50, 52 angebracht (siehe ebenfalls die Fig. 5). In diesen Öffnungen 50, 52 befinden sich ebenfalls rechteckige Platten 54, 56, die die Traglager der Rolle 24 bilden. Diese Platten 54, 56 weisen längs des unteren Randes einen breiteren Abschnitt auf, der ihre Füße 58, 60 bildet. Die Breite der Platten 54, 56 ist ein wenig größer als die Öffnung 52, wobei die Platten 54, 56 jedoch auf den seitlichen Stirnflächen vertikale Nuten 62, 64 von U-förmigem Querschnitt aufweisen, in die die vertikalen, seitlichen Ränder von jeder der Öffnungen 50, 52 eingreifen. Die Platten 54 und 56 können infolge der seitlichen Nuten 62, 64 in vertikaler Richtung gegenüber den seitlichen Wänden 44, 46 des Kastens 36 gleiten, wobei sie zugleich von diesen seitlichen Wänden 44, 46 festgehalten werden. Wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, ruht jede der Platten 54, 56 mit ihren Füßen 58, 60 auf zwei Kompressions- Schraubenfedern 66, 68, die von der unteren Wand 42 des Kastens 36 getragen werden.

Wie aus der Fig. 6 ersichtlich ist, wird die Rolle 24 von einem Wälzlager 70 getragen, das auf eine Achse 72 aufgeschoben ist, die auf beiden Seiten der Rolle von den Platten 54 und 56 getragen wird.

Jede der Rollen 24 ist also schwimmend montiert, und ihre Position wird bestimmt von der Resultierenden aus einerseits der Kraft, die von dem Gewicht des Trichters ausgeübt wird, und andererseits der Kraft, die von den vier Federn ausgeübt wird, die diese Lager tragen.

In der Fig. 6 ist ebenfalls der untere Teil der seitlichen Wand des Trichters 10 wiedergegeben. Dieser untere Teil ist mit einem kreisförmigen Sockel 74 versehen, der von den Laufrollen getragen wird, und der mit einem peripheren Zahnkranz 76 versehen ist, damit er mittels eines Antriebsritzels in Rotation versetzt werden kann.

Alle Rollen haben, wie aus der Fig. 6 ersichtlich ist, einen kegelstumpfförmigen Querschnitt, dessen virtuelle Spitze auf der Rotationsachse des Trichters liegt. Die Lauffläche des Sockels 74 ist entsprechend der Konizität der Rollen geneigt. Diese Konizität wurde vorgesehen, um Reibung zwischen den Rollen und der Lauffläche des Sockels 74 zu vermeiden.

Auf jedem Tragblock 28 befindet sich außerdem eine horizontale Rolle 78. Diese Rolle läuft bei der Rotation des Trichters ebenfalls auf dem Sockel 74 und sorgt für die seitliche Führung des Trichters.

Auf jedem der Tragblöcke 28 befindet sich ein Kipphebel 80, der auf einem Bock des Tragblocks 28 schwenkbar befestigt ist und bezüglich des Trichters 10radial angeordnet ist. Das äußere Ende dieses Hebels 80 ist über einen Hubzylinder mit dem Tragblock 28 gelenkig verbunden. Im Inneren dieses Hubzylinders 84 befindet sich eine relativ kräftige Schraubenfeder, die auf einen Kolben 82 einwirkt, über den der Hubzylinder mit dem Hebel 80 verbunden ist. Das entgegengesetzte Ende dieses Hebels 80 weist einen Kopf 88 auf, der infolge der Wirkung der Feder 86 in einem geringen Abstand von dem Sockel 74 gehalten wird, so daß der Kopf 88 unter normalen Betriebsbedingungen den Sockel 74 während der Rotation des Trichters nicht berührt. Diese Vorrichtung stellt in erster Linie eine Sicherheit für die Öfen dar, die in Gegenden mit Erdbebengefahr installiert sind, und verhindert im übrigen, daß der Trichter versehentlich umgeworfen wird, z. B. wenn ein Kran dagegenschlägt. Dieser Hebel 80 verhindert in der Tat, daß der Trichter 10 bei heftigen Stößen hin- und herschwankt, wobei dies auf die Wirkung der Feder 86 zurückzuführen ist, die eventuelle Vibrationen des Sockels 74 dämpft, und verhindert, daß der Hebel weiter angehoben wird, als dem Hub des Kolbens 82 in dem Hubzylinder 84 entspricht.


Anspruch[de]
  1. 1. Rollbahn für einen drehbaren Trichter einer Schachtofen-, insbesondere Hochofen-Beschickungsanlage, aus mehreren Rollen, die von einer festen Tragkonstruktion (12) getragen werden, und auf denen der kreisförmige Sockel (74) des Trichters (10) umläuft, wobei dieser kreisförmige Sockel (74) mit einem Zahnkranz (76) versehen ist, über den er um seine vertikale Achse (O) in Rotation versetztbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen paarweise angeordnet sind; daß jedes Rollenpaar (24, 26) von einer Achse (22) getragen wird, die um eine radiale Achse (X) schwenkbar ist, und daß jede der Rollen über ihre Achse (72) von schwimmenden Lagern (54, 56) getragen wird, die auf Federn montiert sind.
  2. 2. Rollbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie acht Rollen aufweist, die von vier Achsen getragen werden, wobei diese vier Achsen unter einem Winkel von je 90° auf der kreisförmigen Rollbahn angeordnet sind.
  3. 3. Rollbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Achse (22) von einem Drehzapfen (30) getragen wird, der in radialer Richtung auf der inneren Seite eines Tragblocks (28) angebracht ist, der auf der kreisförmigen Tragkonstruktion (12) befestigt ist.
  4. 4. Rollbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Achse (22) mit zwei Kästen (36, 38) versehen ist, die auf beiden Seiten auf eine zentrale Muffe (32) aufgeschweißt sind, die in abnehmbarer Weise auf ihren Tragzapfen (30) aufgeschoben ist.
  5. 5. Rollbahn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kasten (36, 38) mit langen rechteckigen Öffnungen (48, 48&min;) auf seiner oberen und unteren Seite (40, 42) für die Durchführung der Rolle (24) versehen ist, und außerdem mit zwei gegenüberliegenden, rechteckigen Öffnungen (50, 52) auf seiner äußeren und inneren Seite (44, 46) versehen ist, in die je ein Lager (54, 56) eingeschoben ist, wobei jedes dieser Lager (54; 56) auf den gegenüberliegenden Stirnflächen mit vertikalen Nuten (62, 64) versehen ist, die in die vertikalen Ränder der rechteckigen Öffnungen (50, 52) eingreifen, um die Lager zu halten, und vertikal verschieben zu können, und daß jedes der Lager (54, 56) auf zwei Schraubenfedern (66, 68) frei ruht, die von dem Boden des Kastens (36) getragen werden.
  6. 6. Rollbahn nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rolle (24) über ein Wälzlager (70) auf einer Achse (72) befestigt ist, die auf beiden Seiten von den schwimmenden Lagern (54&min;, 56) getragen wird.
  7. 7. Rollbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedem Tragblock (28) eine horizontale Rolle (78) angebracht ist, die für die seitliche Führung des Trichters (10) sorgt.
  8. 8. Rollbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedem Tragblock (28) ein radialer Kipphebel (80) angebracht ist, dessen inneres Ende einen Kopf (88) aufweist, der über dem kreisförmigen Sockel (74) des Trichters angeordnet ist, und auf dessen entgegengesetztes Ende eine kräftige Feder (86) einwirkt, die den Kopf (88) in einem geringen Abstand über dem Sockel (74) hält.
  9. 9. Rollbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß alle Rollen einen kegelstumpfförmigen Querschnitt aufweisen, dessen virtuelle Spitze auf der Rotationsachse (O) des Trichters liegt, und daß die Lauffläche des Sockels (74) eine Neigung aufweist, die der Konizität der Rollen entspricht.






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