DE2342876A1 - Sperrschiebervorrichtung fuer stranggiesskokillen - Google Patents

Description

Sperrschiebervorrichtung für Stranggießkokillen.

Die Erfindung betrifft Verbesserungen beim Gießen von Metallen, zu denen beispielsweise Stahl, Aluminium und fiessing gehören, und bezieht sich insbesondere in diesem Zusammenhang auf eine Sperrschiebervorrichtung für Stranggießkokillen,

Bei einem Verfahren zum Stranggießen von Stahl beispielsweise wird die Stahlschmelze bei ihrem Austritt aus einer mit einer Bodenausgußöffnung versehenen Gießpfanne oder einem Zwischengießgefäß durch eine Sperrschiebervorrichtung gesteuert, in der ein Schieberkörper so angeordnet ist, daß er anliegend an eine stationäre Öffnungsplatte eine Gleitbewegung ausführt. Beispiele für derartige

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-lng. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann Oppenauer BOrOi PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

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Sperrschiebervorrichtungen sind in den GB-Patentschriften 1 o93 478 und 1 274 o13 sowie in der GB-Patentanmeldung 25 545/72 beschrieben. Auf diese Beispiele wird hier Bezug genommen. Die obigen Druckschriften befassen sich mit Anordnungen, bei denen der Schieberkörper geradlinig hin- und herbewegbar ist. Bei einer alternativen Anordnung läßt sich der Schieber drehen. Diese Art der Schieberbewegung ist beispielsweise in der US-Patentschrift 3 43o 644beschrieben.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Schieberkörper mit Hilfe von Federn gegen die stationäre öffnungsplatte zu drücken, um dadurch zwischen dem Schieberkörper und der Öffnungsplatte eine federnde Abdichtung zu schaffen. Desweiteren hat sich bewährt, sowohl den Schieberk3rper als auch die Öffnungsplatte als hitzebeständigen Körper auszubilden, der von einem dünnwandigen Metallgehäuse umschlossen wird, um dadurch die erforderlichen mechanischen und konstruktiven Eigenschaften in Verbindung mit der notwendigen Hitzebeständigkeit sicherzustellen.

Die Federn unterliegen im Betriebszustand erheblichen Beanspruchungen und zeitweise auch starken Wärmebelastungen. Daher ist ein Risiko dafür vorhanden, daß die Feder in ihrer Spannkraft nachläßt und versagt, wodurch der Schieberkörper von der stationären Öffnungsplatte weg abwärts bewegt wird, was zur Folge hat, daß geschmolzener Stahl entweicht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine verbesserte elastische Vorrichtung zu schaffen, die sich für eine Sperrschiebervorrichtung beim Gießen von Metallen

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verwenden läßt. Diese zu schaffende Sperrschiebervorrichtung soll also mit einer solchen elastischen oder federnden Vorrichtung ausgestattet sein. In diesem Zusammenhang soll auch eirie Netallgießanlage geschaffen werden, die eine solche Sperrschiebervorrichtung aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nun erfindungsgemäß eine Federvorrichtung geschaffen, die sich beim Gießen von Metallen für einen Sperrschiebervorrichtung verwenden läßt, und die zwei Pufferkörper aufweist, die federnd gegeneinander drückbar sind, um einen Sperrschieberkörper der Vorrichtung mit einem Vorrichtungssitz in abdichtende Berührung zu bringen, sobald die Vorrichtung in Betrieb ist. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß für den Fall, daß die Federwirkung zwischen den Pufferkörpern versagt, die Relativbewegung der Körper stark eirgeschränkt wird, um dadurch eine entsprechende Bewegungsbeschränkung des Schieberkörpers beim Ablösen vom Sitzkörper zu erreichen, sobald die Vorrichtung in Betrieb ist.

Beispielsweise läßt sich die vom Sitzkörper weggerichtete Bewegung des Schieberkörpers im Vergleich zu bekannten Werten auf einen Betrag zwischen o,13 mm und o,7B Millimeter, also beispielsweise etwa o,51 mm beschränken.

Erfindungsgemäß wird außerdem eine selbständige elastische Vorrichtung geschaffen, die sich für eine Sperrschiebervorrichtung beim Gießen von Metallen verwenden läßt und a) einen Kernkörper, b) entgegengesetzte Pufferkörper, die auf dem Kernkörper so gelagert sind, daß diese eine Relativbewegung in Längsrichtung des Kernkörpers ausführen können, und c) eine Federeinrichtung aufweist, die zwischen den Pufferkörpertiwirkt, um diese in bezug aufeinander unter Druck

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zu setzen und die eine Tellerfeder aufweist, die um den Kernkörper angeordnet ist.

Erfindungsgemäß wird darüberhinaus eine elastische Einrichtung geschaffen, die sich für eine Sperrschiebervorrichtung beim Gießen von Metallen vswenden läßt und zwei Pufferkörper sowie eine zwischen diesen befindliche Federeinrichtung aufweist, wobei die Pufferkörper von der Federeinrichtung federnd auseinanderdrückbar sind, um einen Schieberkörper der Vorrichtung mit einem Sitzkörper der Vorrichtung in Dichtungsberührung zu bringen, sobald sich die Vorrichtung in Betriebszustand befindet. Die Federeinrichtung weist ihrerseits eine erste Federanordnung auf, die im Betriebszustand der Vorrichtung die Pufferkörper normalerweise elastisch auseinanderdrückt, sowie eine zweite Federanordnung, die entspannt ist, sobald die erste Federanordnung Federkraft entwickelt, und die gleichfalls eine Federwirkung ausübt, um die Pufferkörper auseinander zu drücken, sobald die erste Federanordnung nicht arbeitet.

Die erfindungsgemäße Sperrschiebervorrichtung weist also einen Sperrschieberkörper, einen Sitz für diesen Sperrschieberkörper und eine selbständige, elastische Vorrichtung auf, mit der der Schieberkörper gegen den Dichtungskörper drückbar ist, um mit ihm in Dichtungsberührung zu treten, wobei eine Federvorrichtung vorgesehen ist, die aus einer Tellerfeder besteht.

Bei der verwendeten elastischen Vorrichtung, die aus zwei Pufferkörpern besteht, welche relativ zueinander mit elastischer Druckkraft beaufechlagbai/sind, um den Schieberkörper mit dem Sitzkörper in Dichtungsberührung zu bringen, befindet sich der eine Pufferkörper neben dem Schieberkörper, während der andere von ihm entfernt ist. Derjenige

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Pufferkörpar, der sich neben dem Schieberkörper befindet, ist an dem Kernkörper, auf dem beide Schieberkörper relativ zueinander in Kernkörperlängsrichtung beweglich gelagert sind, befestigt, während die den Kernkörper umgebende Federvorrichtung zwischen den Pufferkörpern arbeitet, um diese auseinander zu drücken. Der Kernkörper erstreckt sich dabei in eine von dem Schieberkörper wegführende Richtung gegen einen Anschlag, so daB seine Bewegung für den Fall eines Versagens der Federvorrichtung ganz erheblich eingeschränkt wird, wodurch die Bewegung des Schieberkörpers in Richtung von dem Sitzkörper weg in entsprechender Weise beschränkt wird.

Das dünnwandige Metallgehäuse, das einen hitzebeständigen Körper umgibt, aus dem der Schieberkörper oder die stationäre Öffnungsplatte bestehen kann, hat eine Wanddicke zwischen 2,5 und 3,5 mm, also beispielsweise etwa 3,ο mm. Dabei ist darauf hinzuweisen, daB selbstverständlich auch beide genannten Teile, also sowohl der Schieberkörper als auch die stationäre Öffnungsplatte aus einem hitzebs3tändigen Körper bestehen können, der von dem dünnwandigen Metallgehäuse umschlossen wird.

Die Erfindung^iird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine geschnittene Seitenansicht der hier beschriebenen Sperrschieber- oder Schieberventilanordnung,

Figur 2 eine vergrößerte, geschnittene Seitenansicht einer elastischen Vorrichtung der Anordnung,

Figur 3 eine erste Ausführungsform der elastischen Vorrichtung,

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Figur 4 eine zweite Ausführungsform der elastischen Vorrichtung, -

Figur 5 eine dritte Ausführungsform der elastischen Vorrichtung,

Figur 6 eine Schnittansicht einer konischen Tellerfeder,

Figur 7 eine vierte Ausführungsform der elastischen Vorrichtung,

Figur 8 eine Schnittansicht längs der Linie VIII-VIII in Figur 1,

Figur 9 eine Schnittansicht längs der Linie IX-IX in Figur 1, und

Figur 1o eine auseinandergezogene, perspektivische Darstellung bestimmter Teile der Anordnung von Figur 1 mit einem Kniehebelmechanismus, der sich im gelösten Zustand befindet, und mit einem Sperrschieberträger, der sich in einer angelenkten, gelösten, senkrechten Stellung befindet.

Die Sperrschieberanordnung, die in den Figuren 1, B, 9 und 1o dargestellt ist, läßt sich beim Abgießen von Stahl in eine nicht dargestellte Stranggußkokille oder ein Zwischengießgefäß einer Stranggießanlage verwenden, wobei die Stahlschmelze aus einer mit einer Bodenausgußöffnung versehenen Gießpfanne 1o vergossen wird, die ein äußeres Metallgehäuse 11 und eine hitzebeständige Auskleidung 13 aufweist. Eine Düsenanordnung 12 ist in der Gießpfanne 1o angebracht und weist ein hitzebeständiges Düsenrohr 14 auf, das in hitzebeständigen Blöcken 16, 18 getragen wird, sowie in einem hitzebeständigen, äußeren Düsenkörper 19, der in einer metallenen Lagerplatte 2o angeordnet ist,

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die an dem äußeren Metallgehäuse 11 der Gießpfanne 1o durch Schrauben 326 (Figur B) befestigt ist. Eine stationäre, hitzebeständige Öffnungsplatte 22 ist unter der Lagerplatte 2o befestigt und weist eine öffnung 24 auf, die mit dem Düsenrohr 14 fluchtend ausgerichtet ist.

Die Sperrschieberanordnung ist außerdem mit einem Rahmen 26 ausgerüstet, der an der Lagerplatte 2o durch einen Kniehebelmechanismus 334 entfernbar befestigt ist, wie dies im einzelnen in der britischen Patentanmeldung 25 56/72 dargestellt ist. Ein Schieberträger 28 ist in dem Rahmen waagerecht verschiebbar gelagert. Die waagerechte Gleitbewegung des Trägers 2B wird durch eine Hydraulikzylinder- und Kolbenanordnung 29 bewirkt, die in einer Konsole 3o des Rahmens 26 gelagert ist. Ein hitzebeständiger Schieber 32 wird in dem Träger 2B gehaltert und weist ein Düsenrohr 34 auf, das sich von der stationären Platte 22 aus abwärts erstreckt. Das Düsenrohr 34 wird in oberen und unteren, hitzebeständigen Ringkörpern 36, 3B getragen. Eine untere Oberfläche 4o der stationären Platte 22 bä. det einen zustromseitigen Sitz für den Schieber 32.

Man erkennt, daß der Schieber 32 zwischen einer geschlossenen Stellung, wie es in Figur 1 gezeigt ist, in der das Düsenrohr 34 nicht mit der öffnung 24 fluchtend ausgerichtet ist, und einer geöffneten, nicht dargestellten Stellung, in der das Düsenrohr 34 mit der öffnung 24 fluchtet und geschmolzenerStahl frei aus der Gießpfanne 2o ausströmen und durch das Düsenrohr 14, die öffnung 24 und das Düsenrohr 34 in die Stranggießkokille oder das Zwischengießgefäß einlaufen kann, bewegbar ist.

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Der Schieber 32 wird durch mehrere Federvorrichtungen 42, die mit Abstand rund um das Düsenrohr 34 verteilt angeordnet sind, gegen die stationäre Platte 22 gedrückt, so daß er mit dieser in Dichtungsberührung kommt. Es sind beispielsweise zwischen B und 18 Federvorrichtungen 42 vorhanden, wobei in Figur 9 12 dargestellt sind, Jede Vorrichtung 42 wirkt zwischen dem Träger 28 und dem Schieber 32 und sitzt in einer Bohrung 62 (Figur 2) im Träger 28t Die Federvorrichtungen 42 sind in einem bestimmten Muster rund um das Düsenrohr 34 angeordnet, wie dies aus Figur 9 ersichtlich ist.

Die Kolben- und Zylinderanordnung 29 weist einen Hydraulikzylinder 316 auf, der über Hydraulikleitungen 362 mit Hydraulikmittel versorgt wird. In dem Zylinder 316 ist ein Kolben 363 gelagert und an einer hohlen Stoßstange 365 befestigt. Die Stoßstange 365 erstreckt sich durch einen Stoßstangenschutz 364 hindurch und ist an dem Schieberträger 28 befestigt, der seinerseits in der Konsole 3o befestigt ist. Ein Luftschlauch 361 dient dazu, kontinuierlich Luft durch die hohle Stoßstange 365 hindurch zu blasen, um dadurch nicht nur den Zylinder 316 sondern auch den Träger 28 und die Federvorrichtungen 42 zu kühlen. Der Träger 28 weist zu diesem Zweck in seinem Inneren mehrere angeschlossenen Luftkammern 375 auf, und der Luftschlauch 361, der mit der hohlen Stoßstange 317 verbunden ist, gibt einen konstanten Luftstrom an diese Luftkammern 375 ab, wodurch der Träger und die Federvorrichtungen 42 gekühlt werden. Die Luft kann trocken oder feucht sein, wobei wahlweise auch Kohlendioxid Verwendung finden kann.

Die stationäre Platte 22 sitzt in einer in der Lagerplatte 2o vorhandenen Aussparung (Figuren 1 und 1o) und enthält auch eine zentrale Ringnut, die so bemessen ist, daß sie

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einen Ringkörper 3o8 des äußeren Düsenkörpers 19 aufnimmt.

Die Platte 22 weist zwei gerade, parallele Seiten auf, die durch halbrunde Endteile miteinander verbunden sind, und bildet einen hitzebeständigen Körper 3o9, der von einem dünnwandigen Stahlgehäuse 31o umgeben ist. Der hitzebeständige Körper 3o9 ist in dem Gehäuse 31o durch einen wärmehärtenden Klebstoff befestigt. Eine kreisrunde öffnung 31oa (Figur 1) ist in dem Metallgehäuse 1o neben dem ringförmigen Körper 3o8 vorgesehen, um eine keramische Verbindung herzustellen, wobei ersichtlich ist, daB dasGehäuse 31o die untere Oberfläche 4o unbedeckt läßt. Eine kittähnliche hitzebeständige Füllmasse, wie sie beispielsweise in der obigen britischen Patentanmeldung 34 63o/72 beschrieben ist, wird zwischen das Metallgehäuse 31ο und die Platte 22 eingefüllt und gleicht Unregelmäßigkeiten aus. Somit wird der hitzebeständige Körper der stationären Platte 22 so umschlossen, daB er für den Fall von Bruch oder Rissbildung in seiner Lags gehalten wird.

Der Schieber 32 besitzt in ähnlicher Weise einen hitzebeständigen Körper, der von dem Düsenrohr 34 und den Ringkörpern 36, 38 gebildet wird. Dieser hitzebeständigs Körper hat einen oberen Teil mit geraden, parallelen Seiten und halbrunden Endabschnitten, die der stationären Platte 22 entsprechen, sowie einen unteren, kreisrunden, zylindrischen Abschnitt. Auch hier wird der hitzebeständige Körper von einemdünnwandigen Stahlgehäuse 37o umgeben, während die Oberseite des Körpers 36 sowie die Unterseite des Körpers 38 und das Düsenrohr 34 unbedeckt bleiben. Der hitzebeständige Körper wird wiederum in dem Gehäuse 37o durch einen wärmahärtenden Klebstoff befestigt, und ein kittähnliches, hitzebeständiges Füllmaterial kann verwendet werden.

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Das Düsenrohr 24 dss Schiebers 32 besteht aus hocherosionsbeständigem, hitzebeständigsm Material, während der untere Ringkörper 38, der das Düsenrohr 34 umgibt, aus hitzebeständigem Material geringer Leitfähigkeit gefertigt ist. Der obere Ringkörper 36 besteht im Vergleich zu dem Material, aus dem die stationäre Platte 22 gefertigt ist, aus einem abriebbeständigen, hitzebeständigen Stoff.

Das hocherosionsbeständige, hitzebeständige Material hat beispielsweise einen hohen Aluminiumoxidgehalt, der normalerweise im Bereich zwischen 85 und 95 Gew.% liegt. Dieses Material besitzt eine hohe Dichte und ist bei hoher Temperatur gebrannt, Die Flächen eines solchen Materials müssen oft geschliffen werden, um ihnen die gewünschte genaue Form zu geben. Andererseits kann das hitzebeständige Material, wie es beispielsweise für die Blöcke 16, 18 und den Ringkörper 38 verwendet wird, z.B. ein poröses Gefüge mit einem niedrigen Aluminiumoxidgehalt aufweisen und gießbar sein. Alternativ dazu IaBt sich ein gebranntes Material benutzen. Als weitere Alternative für ein solches Material bietet sich ein gießbares Mierial aus gesintertem Siliziumoxid an.

Die miteinander in gleitender Berührung stehenden Oberflächen des Körpers 36 und der stationären Öffnungsplatte 22 sind geschliffen und poliert, so daß sich die erforderlichen Dichtungseigenschaften ergeben.

Ais Figur 1o geht hervor, daß die Öffnungsplatte 22

auf

in Draufsicht in bezug jede der beiden rechtwinklig zueinander verlaufenden Achsen symmetrisch ausgebildet ist. In gleicher Weise ist auch der Schieber 32 symmetrisch. Dadurch wird erreicht, daß sich die Öffnungsplatte 22 und der Schieber 32 zur Vergleichmäßigung der Erosionswirkungen umdrehen lassen.

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Jede Federvorrichtung 42 (Figur 2) bildet eine selbständige Einheit und besteht aus gegenüberliegenden oberen und unteren Pufferkörpern 44, 46. Der obere Pufferkörper 44 steht mit dem Metallgehäuse 37o des Schieberkörpers 38 in Berührung, während der untere Pufferkörper 36, der ringförmig ausgebildet ist, von dem Schieberkörper 3B entfernt liegt und mit einer waagerechten, maschinell bearbeiteten Ringschulter in Berührung steht, die in der Bohrung 62 des Schieberträgers 28 ausgebildet ist. Der PufferkSrper 44 ist an einem senkrechten Kernkörper 5o durch eine Schraube 52 böfösoigt, die in eine Gewindebohrung 54 im Kernkörper 5o eingeschraubt ist. Alternativ dazu kann der Pufferkörper 44 mit dem Kernkörper 5o eine untrennbare Einheit bilden. Der ringförmige Pufferkörper 46 ist auf dem Kernkörper 5o frei beweglich gelagert, der sich durch den ringförmigen Pufferkörper 46 hindurch nach unten in eine Aussparung 56 hinein erstreckt, die unterhalb der Schulter 48 liegt. In einer Ringnut 6o im Kernkörper 5o sitzt ein Sprengring 58, der dazu dient, den ringförmigen Pufferkörper 46 vor dem Einbau der Federvorrichtung 42 in den Träger 28 zurückzuhalten. Man erkennt, daß die Pufferkörper 44, 46 an dem Kernkörper 5o so angebracht sind, daß diese sich in Längsrichtung des Kernkörpers 5o relativ zueinander bewegen können.

Ein elastischer Q-Ring 64 sitzt in einer Ringnut 66 im Pufferkörper 46 und dient dazu, die Federvorrichtung 42 in der Bohrung 62 fest anzuordnen.

Eine Hülse 68 ist auf dem Kernkörper 5o zwischen den Pufferkörpern 44, 46 gleitend gelagert. Ein oberer Endteil der Hülse 68 ist mit einer Ringschulter7o versehen, und der untere Endteil der Hülse 68 weist eine Ringsaiulter 72 auf. Der obere Endteil der Hülse 68 sitzt in einer

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in dem Pufferkörper 44 vorhandenen Aussparung 68a. Eine erste Federanordnung, bestehend aus sechs konischen Tellerfedern 74, umgibt die Hülse 68 und sitzt auf der Ringschulter 7o und steht dabei mit dem Pufferkörper 44 in Eingriff. Ähnlich ist eine zweite Federanordnung vorgesehen, bestehend aus zwei konischen Tellerfedern 76, die die Hülse 68 umgeben, jedoch auf der Schulter 72 sitzen und mit dem Pufferkörper 46 in Berührung stehen. Die Tellerfedern 74 sind in Reihe geschaltet, während die Tellerfedern 76 parallel geschaltet sind.

Ein Beispiel für eine konische Tellerfeder, oftmals auch als Belleville-Feder bekannt» ist in Figur 6 dargestellt. Die Tellerfeder von Figur 6 besteht aus einer Metallscheibe mit einer zentralen Bohrung Bo, auf die hin eine kegelstumpfförmige Seitenwand 82 konvergiert. Der Aussenumfang 84 der Scheibe ist kreisrund zylindrisch und koaxial zur Bohrung 8o angeordnet. Wennmehrere solcher Tellerfedern koaxial in Reihe gelagert werden, d.h. wenn die benachbarten Scheiben umgekehrt zueinander liegen, so ist die Federcharakteristik der in Reihe geschalteten Federn dieselbe wie für eine einzelne Blattfeder. Wenn andererseits mehrere Blattfedern/koaxial zueinander parallel geschaltet werden, d.h. wenn alle Scheiben in derselben Richtung konvergieren, so multipliziert sich die Belastung, die für eine bestimmte Ausbiegung erforderlich ist, mit der Anzahl der parallel geschalteten Blattfedern. Somit wird also die parallele Anordnung dar Blattfedern 76 gegenüber der in Reihe geschalteten Anordnung der Federn 74 bevorzugt.

Bei Normalbetrieb der Federvorrichtung 42 sind die Federn 76 in Parallelschaltung, die eine stärkere Auslenkung oder Ausbiegung erfahren als die in Reihe geschalteten Federn 74, im wesentlichen entspannt, und die Hülse 6Θ erstreckt sich in Längsrichtung des Kernkörpera 5o gegen den Pufferkörper 46, so daß zwischen einer unteren Stirnfläche der

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Hülse Ββ und dem Pufferkörper 46 ein kleiner Spalt Boa gelassen wird. Somit arbeiten die Blattfedern 74, indem sie federnd nachgeben und zwischen der Hülse ΒΘ und dem Pufferkörper 44 wirken, um diesen Pufferkörper nach oben gegen den Sperrschieberkörper3B zu drücken. Auch hierbei wird wieder zwischen einer oberen Stirnfläche der Hülse 66 und dem Pufferkörper 44 ein kleiner Spalt 82a gelassen. Die tatsächliche Breite des Spaltes B2a variiert in Abhängigkeit von der Genauigkeit der Herstellung des Schiebers und der zugehörigen Teile, wobei jedoch die Toleranz nicht größer als etwa o,254 Millimeter ist. '

Tallerfedern versagen unter Hitzeeinwirkung und anderen Belastungen gewöhnlich nicht so leicht wie Schraubenfedern, jedoch bewegt sich beim Versagen der in Reihegeschalteten Tellerfedern 74 derPufferkörper 44 abwärts, um den Spalt B2a zu schließen, wodurch sich ergibt, daß seine Abwärtsbewegung stark eingeschränkt ist und durch die Breite des Spaltes 82a begrenzt wird und die Bewegung des Sperrschiebers 32 von der stationären Öffnungsplatte 22 weg ist damit entsprechend stark beschränkt.

Für den Fall, daß zu große Herstellungstoleranzen zum Schließen des Spaltes 82a entgegen der von der in Reihe geschalteten Tellerfedern 74 ausgehenden Kraft führen, ohne daß diese Federn versagen, werden die Federn 44 außer Betrieb gesetzt, und die Federn 76 nehmen ihre Federungsarbeit auf, um mit der gegenüber den in Reihe geschalteten Federn 74 doppelten Lastauslenkung zu arbeiten und dadurch den Schieber federnd an die stationären Platten 22 anzudrücken.

Ea ist ziemlich uriwahrsheinlich, daß die Federn 76 versagen, jedoch für diesen Fall wird die sich ergebende Abwärtsbewegung der Hülse 68 durch die Breite des Spaltes 8oa begrenzt, die beispielsweise nicht größer ist als

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8-tausendstel Zentimeter. Somit wird also für den Fall eines Versagens der in Reihe geschalteten Federn 74 und der Federn 76 die gesamte Abwärtsbewegung auf etwa 12-tausendstel Zentimeter beschränkt. Bei einer Wegbewegung des Schiebers 32 von der stationären Öffnungsplatte 22, die nur o,254 oder allenfalls o,76 Millimeter

beträgt, ist das Risiko dafür, daB geschmolzenes Metall in großem Umfang ausläuft, minimal.

Es versteht sich, daß in jedem Falle ein Versagen der in Reihe geschalteten Blattfedern 74 nicht notwendigerweise immer ein Versagen der gesamten Federanordnung 74 bedeutet* es ist vielmehr möglich, daß eine dieser Federn versagt, während die anderen in Takt bleiben, sine Tatsache, die auch für die Blattfedern 76 zutrifft.

Bei einer anderen Ausführungsform werden die Blattfedern 76 weggelassen, da in diesem Falle die Hülse 68 ständig mit dem Pufferkörper 46 in Berührung steht. Ein Versagen der in Reihe geschalteten Blattfedern 74 wird in diesem Falle noch aufgefangen, jedoch sind zu große Herstellungstoleranzen nicht mehr so gut abgedeckt.

Bei einer anderen Ausführungsform werden zwischen den Pufferkörper 46 und die Blattfedern76 dünne Unterlegscheiben angeordnet, um eine weitere mögliche Abwärtsbewegung der Hülse 68 für den Fall eines Versagens der Federn 76 zu begrenzen.

Die erste modifizierte Federvorrichtung, die in Figur 3 dargestellt ist, ist der in Figur 2 gezeigten in vielerlei Hinsicht ähnlich und wird deshalb hier nur insoweit beschrieben, als sie sich von dieser unterscheidet. Die Federvorrichtung von Figur 3 weist einen oberen und Binen unteren Pufferkörper 144, 146 sowie einen Kernkörper 15o auf. Eine Hülse 168 ist auf dem Kernkörper 15o gelagert. Eine einzelne

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Tellerfeder 19o wirkt zwischen der Hülse 166 und dem Puf f erkörper146, indem sie mit diesen beiden Körpern in Berührung steht, und erfüllt dieselbe Funktion wie die Federn 76 in Figur 2. Eine Shraubenfeder 192 umgibt diB Hülse 16Θ und wirkt zwischen der Tellerfeder 19Q und dem Pufferkörper 144, mit denen sie ebenfalls in Berührung steht, wobei sie dieselbe Funktion erfüllt wie die in Reihe geschalteten Tellerfedern 74 von Fig.2.

Die zweite modifizierte Federvorrichtung, die in Figur 4 dargestellt ist, gleicht wiederum derjenigen von Figur 2 in vielerlei Hinsicht und wird deshalb ebenfalls auch nur insofern beschrieben, als sie sich von dieser unterscheidet. Die in Figur 4 gezeigte Federvorrichtung weist Pufferkörper 244 und 246 sowie einen Kernkörper 25o auf. Eine Schraubenfeder 294 wirkt zwischen den Pufferkörpern 244, 246 und steht mit ihnen in Berührung. Diese Schraubenfeder hat eng benachbarte Windungen 296, und für den Fall eines Versagens der Feder wird die Abwärtsbewegung des Pufferkörpers 244 durch den geringen Abstand dieser Windungen stark eingeschränkt.

Die dritte modifizierte Federvorrichtung, die in Figur 5 dargestellt ist, ähnelt in mancherlei Hinsicht der in Figur 4 gezeigten Vorrichtung und wird deshalb auch nur hinsichtlich der vorhandenen Unterschiede beschrieben. Diese dritte Federvorrichtung weist einen oberen und einen unteren Pufferkörper 444, 446, einen Kernkörper 45o und eine Schraubenfeder 494 auf, wie dies in Figur 4 gezeigt ist, wobei jedoch die Schraubenfeder 494 einen normalen Windungsabstand hat. Die Schraubenfeder 494 wird von einer verhältnismäßig starken Bandfeder 5oo umgeben, die aus einem Spiralband besteht, das zwischen den Pufferkörpern 444, 446 angeordnet ist, so daß es nur für den Fall einer abnormalen Abwärtsbewegung des oberen Puffer-

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körpers in Betrieb gesetzt wird. Normalerweise ist zwischen der Bandfeder und dem Pufferkörper 444 ein Spalt 462a vorhanden. Bei einer Sperrschieberanordnung, in die solche Bandfedern eingebaut sind, kann es erforderlich sein, die Federvorrichtungen mit Bandfedern zu verwenden, die sich nur an bestimmten Stellen rund um das Düsenrohr des Schiebers befinden, während bekannte Federvorrichtungen an den abringen Stellen zur Anwendung gelangen. Beispielsweise enthalten also von einer Gesamtzahl von 8-16 Federvorrichtungen nur 4 Bandfedern der beschriebenen Art.

Eine vierte modifizierte Federvorrichtung ist in Figur dargestellt. Sie gleicht wiederum der Vorrichtung von Figur 4 in mancherlei Hinsicht und wird deshalb nur in Bezug auf die vorhandenen Unterschiede zu dieser Vorrichtung beschrieben. Die vierte modifizierte Federvorrichtung weist einen oberen und einen unteren Pufferkörper 544, 546, einen Kernkörper 55o und eine Schraubenfeder 594 auf, wobei letztere wieder einen normalen Windungsabstand besitzt. Der Kernkörper 55o erstreckt sich jedoch in einer Richtung, die von dem Schieberkörper 32 wegführt, in die in dem Träger 28 vorhandene Aussparung 56 hinein, gegen eine Anschlagvorrichtung, die von einer Bodenwand 56a der.Aussparung 56 gebildet wird, so daß eine unters Stirnfläche des Kernkörpers 55o in geringem Abstand von der Bodenwand 56a der Aussparung 56 angeordnet ist. Die Abwärtsbewegung des Kernkörpers 55o und damit des Pufferkörpers 544 wird durch die geringe Breite des Spaltes zwischen der unteren Stirnfläche des Kernkörpers 55o und der Bodenwand 56a stark eingeschränkt. Die Breite dieses Spaltes ist beispielsweise nicht größer als q,64 oder o,76 Millimeter.

Der für die Gehäuse de- hitr.ebostandigen Körper verwendete Stahl ist sehr zih, beispielsweise ein warmEawalzter, ge-

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beiztar und geölter Edelstahl, der sich zum Ziehen eignet. In gewissen Fällen kann eine Tiefzieheigenschaft oder besondere Tiefzieheigenschaft angegeben werden.

Geeignete Federmaterialien für Tellerfedern oder Bandfedern, die bei hohen Temperaturen eingesetzt werden können, sind der folgenden Angabe zu entnehmen, die entsprechend der maximalen Betriebstemperatur geordnet ist:

18/8 rostfreier Stahl* Nickel/Chrom-Legierungen und Titan/Vanadium-Legierungen.

So läßt sich beispielsweise 1B/B rostfreier Stahl bis zu etwa 45o C benutzen, während Nickel/Chrom-Legierungen bis etwa 6oo° C verwendbar sind.

Die hier verwendeten Tellerfedern sind im Handel erhältlich und liegen in einem Größenbereich zwischen 2,54 und 61 Zentimeter Durchmesser, und ihre Dicke weicht von 26 SWG bis mehr als 15,9 mm.

Tellerfedern werden mit verschiedenen Federkennlinien hergestellt, die nicht notwendigerweise linear verlaufen, sondern beispielsweise progressiv, degressiv oder umgekehrt sind. Dies kann im Falle der Tellerfedern 76 von besonderer Bedeutung sein.

Es versteht sich, daß die hier beschriebenen Federvorrichtungen und die vom Metallgehäuse umgebenen, hitzebeständigen Teile der oben beschriebenen Art bei Schieberventilanordnungen für Zwischengießgefäße oder andere Metallschmelze aufnehmende Behälter oder öfen verwendbar sind, sowie auch für Gießpfannen beim kontinuierlichen Vergießen von Stahl.

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Obgleich die Erfindung an einem mit einer Bodenausgußöffnung versehenen GieBgefäß beschrieben wurde, leuchtet ein, daß erfindungsgemäß ausgebildete Sperrschieberanordnungen auch für andere Gießgefäße verwendbar sind·

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung läßt sich die Gleitbewegung des Trägers 28 mit Hilfe einer Kolben und Zylindervorrichtung bewirken, die auf einer Seitenwand der Gießpfanne 1o befestigt ist, wie dies in der US-Patentanmeldung 3oo 957 dargestellt wurde.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung entspricht der hitzebeständige Ringkörper 36 der Öffnungsplatte 22 seiner Form und seinen Abmessungen nach dem hitzebeständigen Körper 3o9 des Schiebers 32. In diesem Falle endet ein oberer Endteil des Düsenrohres 34 unmittelbar unterhalb des Ringkörpers 36 und erstreckt sich nicht durch den Ringkörper 36 hindurch.

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Claims (11)

Patentansprüche

1. Sperrschiebervorrichtung für das Vergießen von Metallen, mit wenigstens einer elastischen Einrichtung, die zwei Pufferkörper aufweist, die federnd relativ zueinander bewegbar sind, um einen Schieberkörper der Vorrichtung mit einem Sitzkörper der Vorrichtung in Dichtungsberührung zu bringen, der von einer stationären Öffnungsplatte gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall eines Versagens der elastischen Vorrichtung zwischen den Pufferkörpern [44, 46) eine Relativbewegung dieser Pufferkörper stark Luai.!..üii;sLor ist, um im Betriebszustand der Vorrichtung eine entsprechende Beschränkungder Bewegung des Schieberkörpers (32) in Richtung von dem Sitzkörper weg zu erreichen .

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Kernkörper (5o, 51), auf dem die Pufferkörper (44, 46, 144, 146) in Längsrichtung des Kernkörpers relativ beweglich gelagert sind, eine Federvorrichtung (74, 76, 19a, 192), die dBn Kernkörper umgibt und die Pufferkörper auseinander drückt, und durch einen Hülsenkörper (68, 168), der auf dem Kernkörper (5o, 15o) gleitend gelagert ist und sich in Längsrichtung des Kernkörpers gegen die Pufferkörper (44, 46, 144, 146) erstreckt, so daß der Hülsenkörper (68, 168) die Relativbewegung der Pufferkörper in Richtung aufeinander für den Fall eines Versagens der Federvorrichtung stark einschrankt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtung aus mehreren Tellerfedern (74), die in Reihe geschaltet sind, und mehreren Tellerfedern (76) besteht, die parallel geschaltet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtung aus einer Tellerfeder (19o), die zwischen dem Hülsenkörper C168) und einem der Pufferkörper (146) wirkt und mit diesen beiden Teilen in Berührung steht, und einer Schraubenfeder (192) besteht, die zwischen der Tellerfeder (19o) und dem anderen Pufferkörper (144) wirkt und mit diesen beiden Teilen ebenfalls in Berührung steht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtung eine Schraubenfeder (294) aufweist, die mit beiden Pufferkörpern (244, 246) in Berührung steht, und daß benachbarte Windungen (296) dieser Schraubenfeder einen sehr geringen Abstand voneinander aufweisen, so daß die Schraubenfeder (294) die Relativbewegung der Pufferkörper (244, 246) in Richtung aufeinander für den Fall eines Versagens der Federvorrichtung stark beschränkt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtung eine Schraubenfeder (494) aufweist, die zwischen den Pufferkörpern (444, 446) wirkt und mit diesen Körpern in Berührung steht, sowie sine Bandfeder (5oo), die zwischen den Puffsrkörpern angeordnet ist und die Relativbewegung der Pufferkörper (444, 446) in Richtung aufeinander für den Fall eines Versagens der Schraubenfeder (494) stark einschränkt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Vorrichtung eine selbständige Einheit ist,und daß die Federvorrichtung wenigstens eine Tellerfeder (74, 76, 19o) aufweist,die den Kernkörper (5o, 15o) umgibt.

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8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtung eine erste Federanordnung (74, 192, 494) aufweist, die normalerweise eins Federkraft dahingehend ausübt, daß sie die Pufferkörper auseinanderdrückt, sowie eine zweite Federanordnung (76, 19o, 5oo), die entspannt ist, sobald die erste Federanordnung ihre Federkraft entwickelt, und die für den Fall, daß die erste Federanordnung außer Betrieb gesetzt wird, eine Federkraft entwickelt, um die Pufferkörper auseinander zu drücken.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Vorrichtung einen Kernkörper (55o) aufweist, auf dem die Pufferkörper (544, 546) in Längsrichtung des Kernkörpers relativ beweglich gelagert sind, daß der erPufferkörper (554), der sich neben dem Sperrschieber (32) befindet, an dem Kernkörper (55o) befestigt ist, und daß sich der Kernkörper (55o) in einer Richtung von dem Schieberkörper weg gegen eine Anschlagvorrichtung (56a) erstreckt, um für den Fall eines Versagens der Federvorrichtung (594) die Bewegung des Kernkörpers stark einzuschränken, und damit sine entsprechende Beschränkung der von dem Sitzkörper weggerichteten Bewegung des Schieberkörpers (32) zu erreichen,

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schieberkörper (32) und / oder die stationäre öffnungspLatte (22) einen hitzebeständigen Körper (34, 36, 38, 3o9) aufweist, der von einem dünnwandigen Metallgehäuse C37o,31o) umgeben ist, dessen Wanddicke zwischen 2,5 und 3,5 mm beträgt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 1o, dadurch gekennzeichnet, daß jede Öffnungsplatte (22) und der Schieberkörper C32) in Draufsicht zwei gerade, parallele Seiten aufweist, die durch halbrunde Endteile verbunden sind, sowie aine zentrale, kreisrunde Öffnung aufweist, und symmetrisch

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zu jeder zweier sich rechtwinklig schneidenden Achsen ausgebildet ist.

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