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Dokumentenidentifikation DE102005018020B4 03.05.2007
Titel Auszieh- und Eindrückvorrichtung für einen Gasspülstein
Anmelder esb Schweißbetrieb Burbach & Bender GmbH & Co. KG, 57080 Siegen, DE
Erfinder Burbach, Patrick, 56479 Stein-Neukirch, DE;
Bender, Andreas, 57258 Freudenberg, DE
Vertreter Patentanwälte Lippert, Stachow & Partner, 51427 Bergisch Gladbach
DE-Anmeldedatum 18.04.2005
DE-Aktenzeichen 102005018020
Offenlegungstag 26.10.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 03.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.05.2007
IPC-Hauptklasse C21C 5/48(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausziehen und/oder Eindrücken eines Gasspülsteines (G) aus einem bzw. in einen Lochstein (L) oder Lochsteinhülse eines metallurgischen Gefäßes (M) mit einem Gestell (2) zum Abstützen und Festlegen der Vorrichtung (1) in einer Andockposition an der Außenseite des Lochsteines (L), der Lochsteinhülse oder des metallurgischen Gefäßes (M), mit einer Schubeinrichtung (4) zum Ankoppeln und längsaxialen Verschieben des Gasspülsteines (G) in Schubrichtung (u) der Schubeinrichtung (4), welche eine Schubstange (5) mit einem Kopplungsmittel (6) umfassenden Kopplungsende aufweist, und mit einer Zentriereinrichtung (7) zum Zentrieren des ankoppelbaren Gasspülsteines (G), wobei der ankoppelbare Gasspülstein (G) durch die Zentriereinrichtung (7) in einer in einer Zentrierebene senkrecht zur Schubrichtung (u) erfolgenden Zentrierbewegung relativ zum Gestell (2) bewegbar ist und die Zentriereinrichtung (7) seitlich an der Schubstange (5) zur Bewegung der Schubstange (5) angreift.
Mit der Zielsetzung, die Vorrichtung weniger aufwendig und leichter bedienbar auszulegen, wird vorgeschlagen, dass die Schubstange (5) in einem von dem Kopplungsende entfernten Abschnitt verschwenkbar gelagert ist oder dass die Schubstange (5) in der Zentrierebene zumindest in Zentrierrichtung (z) verschiebbar gelagert ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausziehen und/oder Eindrücken eines Gasspülsteines aus einem bzw. in einen Lochstein oder Lochsteinhülse, der bzw. die in eine Wandung eines metallurgischen Gefäßes eingesetzt bzw. einsetzbar ist, mit einem Gestell zum Abstützen und Festlegen der Vorrichtung in einer Andockposition an der Außenseite des Lochsteines, der Lochsteinhülse oder des metallurgischen Gefäßes und mit einer Schubeinrichtung zum Ankoppeln und längsaxialen Verschieben des Gasspülsteines in Schubrichtung der Schubeinrichtung, welche eine Schubstange mit einem Kopplungsmittel umfassenden Kopplungsende aufweist, und mit einer Zentriereinrichtung zum Zentrieren des ankoppelbaren Gasspülsteines, wobei der ankoppelbare Gasspülstein durch die Zentriereinrichtung in einer in einer Zentrierebene senkrecht zur Schubrichtung erfolgenden Zentrierbewegung relativ zum Gestell bewegbar ist und die Zentriereinrichtung seitlich an der Schubstange zur Bewegung der Schubstange angreift.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung wird in der WO 92/04998 A1 offenbart. Hierzu wird die Schubstange zur Positionierung des Gasspülsteines über zwei Schwenkgelenke verschwenkt. Nachteilig ist der sehr aufwendige Aufbau der Vorrichtung mit komplexen Bewegungsabläufen zum Einbau und Ausbau von Gasspülsteinen, zu deren Bedienung ein geschultes und erfahrenes Personal notwendig ist.

Eine andere Vorrichtung wird in der DE 101 14 467 A1 beschrieben, wobei der Gasspülstein über eine Schubstange eingedrückt bzw. ausgezogen wird. Um eine möglichst exakte Lage des Gestelles bezüglich des Lochsteines zu erhalten, wird das Gestell mit seinen Beinen auf der Außenseite des metallurgischen Gefäßes fixiert, indem an einem mit den Beinen verbundenen Zentrierring Laschen vorgesehen sind, die durch Drehung des Zentrierringes in an der Außenseite des Gefäßes vorgesehene Klauen eingreifen. Dieses Verfahren ist für eine erste Positionierung des Gasspülsteines bezüglich des Lochsteines zwar geeignet, beachtet jedoch nicht feinere Abweichungen der Lage des Lochsteines bzw. seines Loches von seiner konzipierten Lage bezüglich der Klauen, die sich durch Gebrauch und Auswechseln eines Lochsteines und/oder Gasspülsteines ergeben können. Hierdurch kann der Gasspülstein in vielen Fällen nicht gewünscht passgenau eingesetzt und bis zum Abbinden des den Gasspülstein mit dem Lochstein verbindenden Mörtels in einer gewünscht exakten Position gehalten bzw. parallel zu seiner Mittellängsachse ausgezogen werden, sodass der Lochsteine und/oder des Gasspülstein durch Ausziehen oder Eindrücken beschädigt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die weniger aufwendig und leichter bedienbar ist.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Schubstange in der Zentrierebene zumindest in Zentrierrichtung verschwenkbar gelagert ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Anspruch 1 wird die Schubstange in dem vom Kopplungsende entfernten Abschnitt direkt verschwenkt, so dass ein verhältnismäßig geringer Schwenkradius erforderlich ist, um die Schubstange zum Ein- oder Ausziehen zu positionieren. In der Vorrichtung gemäß der WO 92/04998 A1 wird die Schubstange nicht in einem vom Kopplungsende entfernten Abschnitt, sondern über zwei von der Schubstange beabstandeten Schwenkgelenken verschwenkt, wodurch ein weiträumiges und damit wenig übersichtliches und schwer abzuschätzendes indirektes Verschwenken der Schubstange erfolgt. Erschwert wird dies bei der Vorrichtung gemäß der WO 92/04998 A1 zudem durch die stark unterschiedlichen Schwenkradien, die eine komplexe Schwenkbewegung implizieren, die darüber hinaus lediglich eine minimale Zentrierbewegung relativ zum Gestell erlauben. Zudem sind wegen der Hebelwirkung mit dem Verschwenken größere Kräfte als bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erforderlich.

Durch die in einem vom Kopplungsende entfernten Abschnitt verschwenkbare Lagerung kann vermieden werden, dass die Schubstange in der Verschiebeeinheit, in der sie verschiebbar gelagert ist, so verkantet, dass sie nur unter erhöhter Kraft hin und her bewegbar ist. Abhängig davon, ob die Verschiebung der Schubstange in einer linearen Zentrierbewegung mit einem Freiheitsgrad oder in einer flächigen Zentrierbewegung mit zwei Freiheitsgraden erfolgen soll, ist eine einfache Schwenklagerung der Schubstange mit einer Schwenkachse oder eine kardanische Schwenklagerung der Schubstange mit zwei senkrecht zueinander stehenden Schwenkachsen erforderlich. Zudem oder statt dessen kann die durch die Zentrierung der Schubstange verursachte Verschiebung der Schubstange durch elastische Durchbiegung derselben erfolgen. Diese ist insbesondere dann möglich, wenn die Verschiebung über einen sehr kleinen Verschiebungsweg erfolgt. Hierzu sollte die Schubstange in einem von dem Kopplungsende entfernten Abschnitt so gelagert sein, dass der Abschnitt der Schubstange zwischen dem Kopplungsende und des Lagerortes elastisch auslenkbar ist. In diesen beiden Ausführungsformen sind die Kopplungsmittel bzw. der daran angekoppelte Gasspülstein innerhalb eines vorbestimmten, hier kreisrunden Aktionsbereich verschwenkbar oder auslenkbar, wobei der Aktionsbereich durch den Aufbau, wie zum Beispiel die Lagerung der Schubstange in einem vom Kopplungsende entfernten Abschnitt, begrenzt wird. Hierbei wird eine zweckmäßige Anpassung des Aufbaus der Vorrichtung an das jeweilige metallurgische Gefäß hinsichtlich des notwendigen Aktionsradius in den Bereich der Erfindung ausdrücklich mit eingeschlossen.

Zur vollständigen Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, dass die Schubstange in der Zentrierebene zumindest in Zentrierrichtung verschiebbar gelagert ist. Die Schubstange kann auch in Zentrierebene parallel verschiebbar gelagert sein. Dies kann zur Vermeidung der Schrägstellung zusätzlich oder allein konstruktiv vorgesehen sein. Durch diese Maßnahme kann der Gasspülstein in einfacher und übersichtlicher Weise genau zentriert werden, ohne dass große Kräfte und komplizierte Bewegungsabläufe erforderlich sind. Ein reines Verschieben der Schubstange hat zudem allgemein gegenüber dem Verschwenken den Vorteil, dass der Gasspülstein exakt in einer Flucht mit dem Lochstein ohne leichtes Verkanten oder Kippen gegenüber dem Lochstein gebracht werden kann, wodurch die erforderliche Bewegung nochmals vereinfacht und damit der Bewegungsablauf zum Zentrieren noch übersichtlicher wird, so dass die Bedienung entsprechend weiter vereinfacht wird.

Die Verschiebung der Schubstange durch die Verschiebeeinheit kann zudem über einen entsprechend größeren Weg erfolgen, sodass auch eine weitergehende Anpassung der relativen Lage der Schubstange zu dem Gasspülstein in der Zentrierebene möglich wird. Die Schubstange kann zusätzlich in einem von dem Kopplungsende entfernten Abschnitt verschwenkbar gelagert sein.

Indem der ankoppelbare Gasspülstein über die Zentriereinrichtung relativ zum Gestell verschiebbar ist, kann der ankoppelbare Gasspülstein nach Abstützen und Festlegen der Vorrichtung an der Außenseite des Lochsteines passgenau in eine Lage bezüglich des Lochsteines beziehungsweise der Lochsteinhülse gebracht werden. Hierzu kann die Zentriereinrichtung insbesondere beim Eindrücken direkt an dem Gasspülstein angreifen oder, an der Schubeinrichtung so angreifen, dass zumindest das Kopplungsmittel, mit dem der Gasspülstein mit der Schubeinrichtung verbunden ist, in der Zentrierbewegung relativ zum Gestell verschiebbar ist. Hierbei ist der Angriff der Zentriereinrichtung an der Schubeinrichtung eindeutig zu bevorzugen, da durch die Vorrichtung zum Ausziehen und zum Eindrücken des Gasspülsteines gleichermaßen geeignet ist.

Bevorzugt liegt die Zentrierbewegung in einer Zentrierebene senkrecht zur Schubrichtung. Hierdurch ist der Gasspülstein relativ zum Gestell in einem dreidimensionalen Raum bewegbar, der durch den möglichen Umfang der Zentrierbewegung der Zentrierebene sowie durch das langaxiale Verschieben des Gasspülsteines in Schubrichtung der Schubeinrichtung bestimmt wird.

Die Zentrierbewegung soll bevorzugt einen Freiheitsgrad aufweisen. Hierbei soll die Zentrierbewegung zumindest mit einer Bewegungskomponente in einer Zentrierrichtung auf die Mittellängsachse des ankoppelbaren Gasspülsteines zu bzw. von der Mittellängsachse des ankoppelbaren Gasspülsteins weg erfolgen.

Die Zentriereinrichtung weist bevorzugt mindestens eine Verschiebeeinheit zum Verschieben des ankoppelbaren Gasspülsteines in der Zentrierebene auf. Bevorzugt ist die Verschiebeeinheit mit einem Antrieb versehen. Der Antrieb kann, wie unten weiter dargestellt, mit einer Übersetzung versehen sein. Der Antrieb selbst ist bevorzugt als Linearantrieb ausgebildet. Hiermit wird eine robuste und damit für das Verschieben des Gasspülsteines besonders geeigneter Antriebstyp vorgeschlagen.

Die Verschiebeeinheit weist in einer bevorzugten Ausbildungsform ein Verschiebeelement auf, das über den Antrieb in Zentrierrichtung hin- und her bewegbar ist und das über vorgesehene Angriffsmittel in einer Wirkverbindung seitlich an der Schubeinrichtung angreift.

Die Schubeinrichtung kann gemäß dem Stand der Technik eine Schubstange mit einem mit Kopplungsmittel versehenen Kopplungsende aufweisen. Hierbei sollten die Mittellängsachsen von Schubstange und angekoppelten Gasspülstein zweckmäßigerweise parallel beabstandet zueinander verlaufen, um ein Einsetzen des Gasspülestein in Längsrichtung zu ermöglichen. Weiterhin soll die Dreheinrichtung seitlich an der Schubstange zur Verschiebung der Schubstange angreifen. Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die Zentriereinrichtung in einem Abschnitt nahe dem oder des Kopplungsendes angreift. Hierdurch ist eine leichte Beobachtung des Zentriervorganges und dadurch eine leichtere Einstellung der Zentrierung möglich.

Bevorzugt können die Angriffsmittel ein Umfassungsmittel in Form eines Ringes, eines Teilringes, einer Hülse oder dergleichen aufweisen, der bzw. die die Schubstange umfänglich oder teilumfänglich umfasst und zur Verschiebung der Schubstange umfänglich an mindestens zwei Punkten an der Schubstange angreift. Zweckmäßigerweise sollten die mindestens zwei Punkte in Zentrierrichtung sowie einander gegenüberliegend und umfänglich der Schubstange, d.h. in einem Mittelpunktswinkelabstand von 180° voneinander, positioniert sein. Indem der Ring nur in wenigen Punkten umfänglich an der Schubstange angreift, ist ein leichtes, die relative Lage zwischen Ring und Schubstange regierende Bewegung möglich. Ferner wird hierdurch die Reibung zwischen der in Schubrichtung bewegten Schubstange und des Ringes vermindert. Um eine mechanisch stabilere Positionierung des Ringes auf der Schubstange zu erzielen, sollten jedoch mindestens drei oder mehrere Punkte vorgesehen sein, die über den Umfang gleichmäßig verteilt sind.

Zweckmäßigerweise sollte der Ring mit sich radial nach innen erstreckenden Erstreckungsmittel versehen sein, die endseitig an der Schubstange angreifen. Diese Erstreckungsmittel sind pilzförmig mit einer endseitigen Pilzförmigen Kappe ausgebildet. Hierdurch wird die oben beschriebene Verschiebung zur Korrigierung der relativen Lage von Ring und Schubstange zueinander erleichtert sowie auftretende Reibungskräfte zwischen Schubstange und Ring beim Verschieben der Schubstange in Schubrichtung vermindert. Zur weiteren Verminderung der Reibungskräfte können die Pilzförmigen Kappen aus einem reibungsvermindernden Werkstoff gefertigt oder zumindest mit diesem beschichtet sein.

Die Erstreckungsmittel können in einer Weiterbildung das Angriffsmittel mit einer radial wirkenden federnden Lagerung in dem Ring angeordnet sein. Hierbei sind über den Federweg kleine Korrekturen hinsichtlich der relativen Lage zueinander sowie hinsichtlich von Formabweichungen von Schubstange und Ring möglich, sodass der Ring mit dem Umfang gleichmäßig verteilten Kräften an der Schubstange angreifen kann. Zudem können für die federnde Lagerung auftretende Stöße teilweise absorbiert werden.

Das Verschiebeelement kann bevorzugt eine fest mit dem Ring verbundene und sich radial nach außen erststreckende Verschiebehülse mit einem Innengewinde aufweisen, die im Gewindeeingriff mit einer fluchtend hierzu angeordneten und mit einem entsprechend angepassten Außengewinde versehenen Verschiebestange steht, wobei die Verschiebestange in der Verschiebeeinheit drehbar gelagert ist und antreibbar ist. Hiermit wird ein einfacher linearer Antrieb beschrieben, durch den die Verschiebehülse und Verschiebestange sich relativ zueinander in Richtung ihrer Längsachsen bewegen lassen. Selbstverständlich sind auch andere Ausbildungen möglich, die eine Linearbewegung des Verschiebeelementes erlauben.

Der Antrieb der Verschiebestange kann manuell erfolgen. Hierzu kann eine Handkurbel vorgesehen sein, die über eine Übersetzung zur Übersetzung der Drehbewegung in eine Linearbewegung auf die Verschiebestange wirkt.

In einer anderen Ausbildungsform der Verschiebeeinheit kann der Antrieb der Verschiebestange elektrisch erfolgen. Hierzu kann der Antrieb einen Stellmotor aufweisen, der beispielsweise über ein Schneckengetriebe auf die Verschiebestange wirkt. Der elektrische Motor ist hierbei bevorzugt steuerbar.

Bevorzugt ist die Verschiebeeinheit verschiebbar und fixierbar in der Zentrierebene gelagert. Durch Verschieben der gesamten Verschiebeeinheit in der Zentrierebene kann zum Beispiel ein erstes Anpassen der relativen Lage der Schubeinrichtung zu dem Lochstein des metallurgischen Gefäßes, an welches die Vorrichtung zum Ausziehen oder Eindrücken des Gasspülsteines angebracht ist, erfolgen. Damit kann die Vorrichtung auch für metallurgische Gefäße verwendet werden, die Aufnahmen an ihrer Außenseite zum Abstützen und Festlegen der Vorrichtung aufweisen, die nicht exakt auf die Dimensionierung der Vorrichtung angepasst sind.

Zweckmäßigerweise kann die Verschiebeeinheit senkrecht zu der durch sie ausführbaren Zentrierrichtung verschiebbar gelagert sein. Hierdurch kann die Zentrierbewegung einerseits durch Verschieben der Verschiebeeinheit und andererseits durch Verschieben des Verschiebeelementes in der Verschiebeeinheit erfolgen. Dadurch, dass beide Bewegungen senkrecht zueinander sind, ist innerhalb des konstruktiv vorgesehenen Aktionsbereiches, jeder Punkt der Zentrierebene erreichbar. Hierzu kann die Verschiebeeinheit beispielsweise verschiebbar auf einer Welle, die durch eine Aufnahme in der Verschiebeeinheit geführt ist, oder auf einer Schiene mit bevorzugt schwalbenschwanzförmigen Querschnitt, die durch eine entsprechend ausgebildete Aufnahmenut in der Verschiebeeinheit geführt ist, gelagert sein. Die Verschiebung der Verschiebeeinheit kann auf manuellem oder elektrischem Wehe erfolgen. Hierzu kann zusätzlich ein Getriebe zur leichteren Übersetzung notwendiger Kräfte vorgesehen sein.

In einer bevorzugten Ausbildung der Vorrichtung weist die Zentriereinrichtung zwei Verschiebeeinheiten auf, die umfänglich um die Schubeinrichtung angeordnet sind. Zweckmäßigerweise können die bei den Verschiebeeinheiten in einem Mittelpunktswinkel von 90° voneinander beabstandet angeordnet sein. Hierdurch wirkt jeweils die Verschiebung der einen Verschiebeeinheit in Zentrierrichtung der anderen Verschiebeeinheit, sodass die Zentrierung der Schubeinrichtung in Zentrierrichtung über das Verschieben einer Verschiebeeinheit und/oder über die Verschiebung eines Verschiebeelementes der anderen Verschiebeeinheit erfolgen kann.

Durch das Verschwenken der Schubstange kann sich eine Schrägstellung der Schubstange in der Andockposition bezüglich des Lochsteines ergeben, so dass die Mittellängsachse von Schubstange bzw. von Gasspülstein in einem Winkel größer Null zur Mittellängsachse des Lochsteines verläuft. Daher können die Kopplungsmittel vorzugsweise eine Ausrichtungsvorrichtung zum parallelen Ausrichten der Mittellängsachsen von Lochstein und ankoppelbaren Gasspülstein in der Andockposition aufweisen, so dass Lochstein und Gasspülstein nach oder während der Zentrierung parallel zueinander ausgerichtet werden können, um hierdurch ein möglichst störungsfreies und Schäden vermeidendes Ausziehen bzw. Eindrücken des Gasspülsteines aus bzw. in den Gasspülstein durchführen zu können.

In einer Weiterbildung weist die Ausrichtungsvorrichtung ein Gelenk zum Verschwenken des ankoppelbaren Gasspülsteines in der Zentrierebene auf, das bevorzugt als Kegelgelenk ausgebildet ist. Das Gelenk sollte bevorzugt fixierbar sein, um den Gasspülstein in der ausgerichteten Position auch bei horizontalem Verfahren der Schubstange sicher halten zu können. Anstatt eines Kegelgelenkes kann auch ein beliebig anderes Gelenk, wie beispielsweise ein Kugelgelenk oder ein kardanisches Gelenk, eingesetzt werden, welches bevorzugt fixierbar ist.

Stattdessen kann, insbesondere bei geringen Auslenkungen der Schubstange durch die Zentrierung, vorgesehen sein, dass der Gasspülstein mit einem in Zentrierebene wirksamen Spiel an der Schubeinrichtung ankoppelbar ist, um die Schrägstellung auszugleichen.

Für die Vorrichtung kann zudem eine Steuerungsvorrichtung zur Steuerung der Zentriereinrichtung vorgesehen sein. Die Steuerung der Zentriereinrichtung kann beispielsweise aufgrund von Messsignalen zur Messung der Weglänge sowie des Wegfortschrittes der Schubeinheit bezüglich des Gasspülsteines bzw. bezüglich des Lochsteines beispielsweise über Lasermessung erfolgen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und wird im nachfolgenden anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. In der Zeichnung zeigen, jeweils in stark schematisierter Form,

1 in einer Seitenansicht eine Auszieh- und Eindrückvorrichtung für einen Gasspülstein mit einem Ausschnitt einer Wandung eines metallurgischen Gefäßes und

2 Einen Querschnittsverlauf der Vorrichtung gemäß dem in 1 eingezeichneten Schnittverlauf II-II.

In den 1 und 2 wird eine Vorrichtung 1 zum Ausziehen und/oder Eindrücken eines Gasspülsteines G aus einem bzw. in einem Lochstein L, der in eine Wandung W eines metallurgischen Gefäßes M eingesetzt bzw. einsetzbar ist und mit einer Mörtelschicht S verbunden ist. Die Vorrichtung 1 weist ein Gestell 2 mit vier symmetrisch zueinander angeordneten Beinen 3 zum Abstützen und Festlegen der Vorrichtung 1 an der Außenseite des Lochsteines L auf. Ferner ist eine in dem Gestell 2 gehalterte Schubeinrichtung 4 mit einer Schubstange 5 und Kopplungsmitteln 6 am Ende der Schubstange 5 zum Ankoppeln und längsaxialen Verschieben des ankoppelbaren Gasspülsteines G in Schubrichtung u der Schubeinrichtung 4 vorgesehen. Hierbei sind die Mittellängsachsen von Schubstange 5 und Gasspülstein G fluchtend zueinander angeordnet. Erfindungsgemäß ist eine Zentriereinrichtung 7 zum Zentrieren des ankoppelbaren Gasspülsteines G vorgesehen.

Durch die Zentriereinrichtung 7 ist der ankoppelbare Gasspülstein G in einer Zentrierbewegung relativ zu dem Gestell 2 verschiebbar. Hierbei erfolgt die Zentrierbewegung in einer Zentrierebene, die senkrecht zur Schubrichtung u liegt und die der in 2 dargestellten Querschnittsebene entspricht, und mit zumindest einer Bewegungskompomente in eine zur Mittellängsachse der Schubstange 5 radiale Zentrierrichtung z. Die Zentriereinrichtung 7 wird von einem Zentrierrahmen 8 in dem Gestell 2 gehalten, wobei die Eckpunkte des Zentrierrahmens 8 durch die Beine 3 des Gestelles gebildet werden. Die Zentriereinrichtung 7 weist zwei Verschiebeeinheiten 9 zum Verschieben des ankoppelbaren Gasspülsteines G in der Zentrierebene auf, wobei die Verschiebeeinheiten 9 über Verschiebeelemente 10 in Wirkverbindung mit der Schubeinrichtung 4 stehen.

Zur Verschiebung der Schubstange 5 in Schubrichtung u ist die Schubstange 5 mit einem Außengewinde 11 versehen. Auf der Schubstange 5 ist ein relativ zum Gestell 2 lagestabil und verdrehbar gelagertes Schubhandrad 12 mit einem Innengewinde angeordnet, welches in das Außengewinde 11 der Schubstange 5 eingreift. Somit ist mit Drehung des Schubhandrades 12 die Schubstange 5 in Schubrichtung u verschiebbar, wobei zweckmäßigerweise eine zusätzliche, hier nicht explizit dargestellte Lagerung der Schubstange 5 in der Schubeinrichtung vorgesehen ist.

Die Zentriereinrichtung 7 greift seitlich über die Verschiebeelemente 10 und einen koaxial zur Schubstange 5 angeordneten Ring 13 seitlich und umfänglich an der Schubstange 5 an. Hierbei sind an der radial nach innen weisenden Seite des Ringes 13 bogenförmige Erstreckungsmittel 14 vorgesehen, die an wenigen Punkten umfänglich an der Schubstange 5 anliegen. Durch das lediglich in wenigen umfänglichen Abschnitten erfolgende Anliegen der Kopplungsmittel 6 an der Schubstange 5 werden mögliche Reibungskräfte, die durch die Relativbewegung der Schubstange 5 bezüglich der Zentriereinrichtung 7 auftreten können, minimiert. Durch die bogenförmige Ausbildung der Erstreckungsmittel 14 ist eine bestimmte, als Feder wirkende elastische Verformung möglich, dank derer Anpassungsungenauigkeiten zwischen den Erstreckungsmitteln 14 und der Schubstange 5 in bestimmtem Umfang kompensiert werden können und dank derer Stöße von der Zentriereinrichtung 7 auf die Schubstange 5 im bestimmten Umfang absorbiert werden können.

Die Verschiebeelemente 10 weisen zwei ineinander greifende Bauteile, eine Verschiebehülse 15 und eine Verschiebestange 16, auf, über die eine radiale Linearbewegung in Zentrierrichtung z des Ringes 13 bezüglich des Gestells 2 erfolgen kann. Die Verschiebehülse 15 ist mit einem Innengewinde versehen, in das die Verschiebestange 16 mit ihrem Außengewinde drehend eingreift.

Der Antrieb erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel vorteilhaft einfach und robust über ein außenseitiges Zentrierhandrad 19, über das die Verschiebestange, ähnlich wie die Schubstange 5 durch das Schubhandrad 12, direkt angetrieben wird. Somit stellt der hier vorgestellte manuelle Antrieb eine besonders einfache und im Betrieb vorteilhaft robuste Form eines Linearantriebes dar. Selbstverständlich sind auch weiterführende Antriebsformen, wie zum Beispiel ein mechanischer Antrieb über ein Schneckengetriebe oder ein elektrischer Antrieb mit einem Schrittmotor, in gleichem Maße möglich. Hierüber kann beispielsweise eine genauere Einstellung des Weges und der Zentrierbewegung erfolgen, die zum Beispiel über Wegaufnehmer als Messgrößen steuerbar erfolgen kann.

Um die Schubstange 5 in Zentrierebene bzw. in Zentrierrichtung z verschieben zu können, ist in diesem Ausführungsbeispiel die Schubstange 5 in einem begrenzten Rahmen in der Zentrierebene verschwenkbar in dem Bereich gelagert, in dem die Schubeinrichtung 4 an dem Gestell 2 gehaltert ist. Hierbei ist das erforderliche Schwenkgelenk zur Halterung und Verschwenkung der Schubstange 5 in der Zentrierebene in den Abbildungen nicht näher dargestellt. Um ein Verschwenken der Schubstange 5 durch beide Verschiebeeinheiten 9 in ihrer jeweiligen Zentrierrichtung z zu ermöglichen, ist das Gelenk notwendigerweise so ausgelegt, dass es ein Verschwenken der Schubstange in der Zentrierebene, d.h. in die jeweilige Zentrierrichtung z der jeweiligen Verschiebeeinheit 9, erlaubt. Hierbei wird ein Kardangelenk bevorzugt.

Da sich durch ein Verschwenken der Schubstange 5 eine Schrägstellung der Schubstange 5 bzw. des angekoppelten Gasspülsteines G zu dem Lochstein ergibt, ist eine hier nicht näher dargestellte Ausrichtungsvorrichtung 21 zum parallelen Ausrichten der Mittellängsachsen von Lochstein L und ankoppelbaren Gasspülstein G in der Andockposition vorgesehen. Die Ausrichtungsvorrichtung 21 weist ein in der Zeichnung nur angedeutetes Gelenk 22 auf, durch welches der Gasspülstein G bezüglich der Schubstange 5 in der Verschiebeebene in einem vorgesehenen Umfang verschwenkbar ist, so dass hierüber durch das Zentrieren hervorgerufene Abweichungen hinsichtlich der Parallelität der Mittellängsachsen von Lochstein L und Gasspülstein G korrigiert werden können, um hierdurch ein möglichst störungsfreies und Schäden vermeidendes Ausziehen bzw. Eindrücken des Gasspülsteines aus bzw. in den Gasspülstein durchführen zu können.

Da die Zentrierrichtungen z der Verschiebeeinheiten senkrecht zueinander stehen, ist es konstruktiv notwendig, dass die Verschiebeeinheiten 9 selbst in einer Verschieberichtung v verschiebbar sind. Hierbei sind die Verschiebeeinheiten 9 auf einer Verschiebeachse 17 verschiebbar und fixierbar angeordnet, wobei die Verschiebeachse 17 durch eine Aufnahme 18 in der Verschiebeeinheit 9 geführt ist. Die Verschiebeachse 17 sowie entsprechend die Aufnahme 18 kann beispielsweise einen ovalrunden Querschnitt oder einen polygonen, bevorzugt einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt aufweisen, durch den eine Verdrehung der Verschiebeeinheit 9 um die Verschiebeachse 17 verhindert wird. Zudem liegt, wie insbesondere in 2 ersichtlich, die Verschiebeeinheit 9 mit einer Anlagefläche 20 verschiebbar an dem Zentrierrahmen 8 an, sodass hierüber die Verschiebeeinheit 9 drehfest auf der Verschiebeachse 17 gelagert ist und der Querschnitt der Verschiebestange unaufwendig kreisförmig ausgebildet sein kann.

Anstatt einer Verschwenkung der Schubstange 5 in einem von dem Kopplungsende entfernten Abschnitt kann die Schubstange so verschiebbar in der Zentrierebene gelagert sein, dass eine Parallelverschiebung der Schubstange parallel zu ihrer Mittellängsachse erfolgen kann. Hierdurch wird vermieden, dass eine Winkeländerung zwischen der Mittellängsachse der Schubstange und der Flächennormalen der Außenfläche des Lochsteines stattfinden kann, wie sie zwangsläufig bei einem Verschwenken der Schubstange 5 in der Schwenkrichtung s eintritt, sodass mit einer Parallelverschiebung der Schubstange ein exaktes, fluchtendes Ausziehen des Gasspülsteines gewährleistet ist.

1
Vorrichtung
2
Gestell
3
Bein
4
Schubeinrichtung
5
Schubstange
6
Kopplungsmittel
7
Zentriereinrichtung
8
Zentrierrahmen
9
Verschiebeeinheit
10
Verschiebeelement
11
Außengewinde
12
Schubhandrad
13
Ring
14
Erstreckungsmittel
15
Verschiebehülse
16
Verschiebestange
17
Verschiebeachse
18
Aufnahme
19
Zentrierhandrad
20
Anlagefläche
21
Ausrichtungsvorrichtung
22
Gelenk
s
Schwenkrichtung
u
Schubrichtung
v
Verschieberichtung
z
Zentrierrichtung
G
Gasspülstein
L
Lochstein
M
Gefäß
S
Mörtelschicht
W
Wandung


Anspruch[de]
Vorrichtung zum Ausziehen und/oder Eindrücken eines Gasspülsteines (G) aus einem bzw. in einen Lochstein (L) oder Lochsteinhülse, der bzw. die in eine Wandung (W) eines metallurgischen Gefäßes (M) eingesetzt bzw. einsetzbar ist, mit einem Gestell (2) zum Abstützen und Festlegen der Vorrichtung (1) in einer Andockposition an der Außenseite des Lochsteines (L), der Lochsteinhülse oder des metallurgischen Gefäßes (M), mit einer Schubeinrichtung (4) zum Ankoppeln und längsaxialen Verschieben des Gasspülsteines (G) in Schubrichtung (u) der Schubeinrichtung (4), welche eine Schubstange (5) mit einem Kopplungsmittel (6) umfassenden Kopplungsende aufweist, und mit einer Zentriereinrichtung (7) zum Zentrieren des ankoppelbaren Gasspülsteines (G), wobei der ankoppelbare Gasspülstein (G) durch die Zentriereinrichtung (7) in einer in einer Zentrierebene senkrecht zur Schubrichtung (u) erfolgenden Zentrierbewegung relativ zum Gestell (2) bewegbar ist und die Zentriereinrichtung (7) seitlich an der Schubstange (5) zur Bewegung der Schubstange (5) angreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstange (5) in einem von dem Kopplungsende entfernten Abschnitt verschwenkbar gelagert ist. Vorrichtung zum Ausziehen und/oder Eindrücken eines Gasspülsteines (G) aus einem bzw. in einen Lochstein (L) oder Lochsteinhülse, der bzw. die in eine Wandung (W) eines metallurgischen Gefäßes (M) eingesetzt bzw. einsetzbar ist, mit einem Gestell (2) zum Abstützen und Festlegen der Vorrichtung (1) in einer Andockposition an der Außenseite des Lochsteines (L), der Lochsteinhülse oder des metallurgischen Gefäßes (M), mit einer Schubeinrichtung (4) zum Ankoppeln und längsaxialen Verschieben des Gasspülsteines (G) in Schubrichtung (u) der Schubeinrichtung (4), welche eine Schubstange (5) mit einem Kopplungsmittel (6) umfassenden Kopplungsende aufweist, und mit einer Zentriereinrichtung (7) zum Zentrieren des ankoppelbaren Gasspülsteines (G), wobei der ankoppelbare Gasspülstein (G) durch die Zentriereinrichtung (7) in einer in einer Zentrierebene senkrecht zur Schubrichtung (u) erfolgenden Zentrierbewegung relativ zum Gestell (2) bewegbar ist und die Zentriereinrichtung (7) seitlich an der Schubstange (5) zur Bewegung der Schubstange (5) angreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstange (5) in der Zentrierebene zumindest in Zentrierrichtung (z) verschiebbar gelagert ist. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstange (5) in einem von dem Kopplungsende entfernten Abschnitt verschwenkbar gelagert ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierbewegung mindestens einen Freiheitsgrad aufweist und dass die Zentrierbewegung zumindest mit einer Bewegungskomponente in einer Zentrierrichtung (z) auf die Mittellängsachse des ankoppelbaren Gasspülsteines (G) zu bzw. von der Mittellängsachse des ankoppelbaren Gasspülsteines (G) weg erfolgt. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriereinrichtung (7) mindestens eine Verschiebeeinheit (9) zum Verschieben des ankoppelbaren Gasspülsteines (G) in der Zentrierebene aufweist und dass die Verschiebeeinheit (9) in Wirkverbindung mit der Schubeinrichtung (4) steht. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeinheit (9) mit einem Antrieb versehen ist. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb als Linearantrieb ausgebildet ist. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeeinheit (9) ein Verschiebeelement (10) aufweist, das über den Antrieb in Zentrierrichtung (z) hin und her bewegbar ist und das über vorgesehene Angriffsmittel in einer Wirkverbindung seitlich an der Schubeinrichtung (4) angreift. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriereinrichtung (7) an einem Abschnitt des Kopplungsendes angreift. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Angriffsmittel ein Umfassungsmittel in Form eines Ringes (13), eines Teilringes, einer Hülse oder dergleichen aufweisen, der bzw. die die Schubstange (5) umfänglich oder teilumfänglich umfasst und zur Verschiebung der Schubstange (5) umfänglich an mindestens zwei Punkten an der Schubstange (5) angreifen. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (13) mit sich radial nach innen erstreckenden Erstreckungsmittel (14) versehen ist, die endseitig an der Schubstange (5) angreifen. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckungsmittel (14) pilzförmig mit einer endseitigen pilzförmigen Kappe ausgebildet sind. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckungsmittel (14) mit einer radial wirkenden federnden Lagerung in dem Ring (13) angeordnet sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschiebeelement (10) eine fest mit dem Ring (13) verbundene und sich radial nach außen erstreckende Verschiebehülse (15) mit einem Innengewinde aufweist, die im Gewindeeingriff mit einer fluchtend hierzu angeordneten und mit einem entsprechend angepassten Außengewinde (11) versehenen Verschiebestange (16) steht, wobei die Verschiebestange (16) in der Verschiebeeinheit (9) drehbar gelagert und antreibbar ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der Verschiebestange (16) manuell erfolgt. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der Verschiebestange (16) elektrisch erfolgt. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb einen Stellmotor aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb ein Getriebe, insbesondere ein Schneckengetriebe aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeeinheit (9) verschiebbar und fixierbar in der Zentrierebene gelagert ist. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeeinheit (9) senkrecht zu der durch sie ausführbaren Zentrierrichtung (z) verschiebbar gelagert ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriereinrichtung (7) zwei Verschiebeeinheiten (9) aufweist, die umfänglich um die Schubeinrichtung (4) angeordnet sind und in einem Mittelpunktswinkel von 90° voneinander beabstandet sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsmittel (6) eine Ausrichtungsvorrichtung (21) zum parallelen Ausrichten der Mittellängsachsen von Lochstein (L) und ankoppelbaren Gasspülstein (G) in der Andockposition aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungsvorrichtung (21) ein Gelenk (22) zum Verschwenken des ankoppelbaren Gasspülsteines (G) in der Zentrierebene aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 23,dadurch gekennzeichnet, das Gelenk (22) als Kegelgelenk ausgebildet ist. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (22) fixierbar ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasspülstein (G) mit einem in Zentrierebene wirksamen Spiel an der Schubeinrichtung (4) ankoppelbar ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstange (5) in der Zentrierebene zumindest in Zentrierrichtung (z) verschiebbar gelagert ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, gekennzeichnet durch eine vorgesehene Steuerungsvorrichtung zur Steuerung der Zentriereinrichtung (7).






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