EP0439681B1

EP0439681B1 - Vorrichtung zur regelbaren Verstellung eines Stopfens einer Verteilerrinne oder dgl. in einer Stranggiessanlage

Info

Publication number: EP0439681B1
Application number: EP90119334A
Authority: EP
Inventors: Josef Lothmann; Friedhelm Paulus; Wolfgang Schönbrenner
Original assignee: Zimmermann and Jansen GmbH
Current assignee: Zimmermann and Jansen GmbH
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-10-09
Publication date: 1995-07-26
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: DE59009439D1; ES2077000T3; EP0439681A1; KR960002412B1; ATE125477T1; DE4004547A1; US5118084A; KR920014537A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur regelbaren Verstellung eines Stopfens einer Verteilerrinne oder eines metallurgischen Gefäßes in einer (Knüppel-, Block- oder Brammen-)Stranggießanlage, wobei der Stopfen an einer über die Verteilerrinne oder dem metallurgischen Gefäß angeordneten Traverse bzw. Stopfenfahne angeschlossen ist, welche ihrerseits mit einer in einer vertikalen Wälzkörperführung auf- und abbewegbaren Tragstange verbunden ist.
Bereits aus der Zeit vor Entwicklung der modernen Stranggießanlagen sind solche Stopfenheber bekannt. Die DE-C-395 694 beschreibt eine Schieberstange für einen Verschlußstopfen einer Gießpfanne, die mittels Rollen in einer Büchse geführt ist. Die USA-A-2 223 062 offenbart ebenfalls eine solche Tragstange, die in einem Führungsgehäuse mittels Rollen geführt ist und zum Verschließen einer Gießpfanne dient.
In beiden Schriften ist die Tragstange der Verschlußvorrichtung zwischen Rollen gelagert, die mit mehr oder weniger großem Spiel, das heißt ohne Vorspannung an der Tragstange anliegen. Eine wirklich toleranzfreie Führung der Tragstange kann so nicht gewährleistet werden.
Vorrichtungen bzw. Stopfenheber dieser Art zeichnen sich also durch große Toleranzen und damit entsprechend großes mechanisches Spiel aus mit der Folge einer entsprechend geringen Präzision der Stopfenbewegung, die eine ständige Nachregelung der Stopfenstellung zur Erzielung einer vorgegebenen Gießrate erforderlich macht. Das vorgenannte Problem wird vor allem dann von Tragweite, wenn Formate von ≦ 160 mm² gegossen werden sollen. Bei diesen Formaten sind Toleranzen in der Stopfenmechanik höchst unerwünscht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine praktisch toleranzfreie Stopfenmechanik zu schaffen, so daß die genannten Probleme nicht mehr auftreten. Gleichzeitig sollen die Herstellungs- und Wartungskosten der neuartigen Stopfenmechanik erheblich reduziert sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Dadurch, daß zwischen Tragstange und einem äußeren Führungsgehäuse, welches im Hinblick auf Montage, Demontage oder Wartungsarbeiten öffenbar ist, Stützrollen oder -kugeln unter Wirkung eines elastischen Elements eingespannt sind, wird eine praktisch reibungs- und spielfreie Vertikalführung der Tragstange für die Stopfenfahne erhalten. Entsprechend hoch ist die Präzision der erfindungsgemäßen Stopfenmechanik mit der Folge einer entsprechend präzisen Einstellung der zu vergießenden Schmelze, wobei aufgrund der elastischen Einspannung der Wälzkörper die vorgenannte Präzision trotz der erfindungsgemäß vorgesehenen Öffenbarkeit des Führungsgehäuses gewährleistet ist.
Vorteilhafte konstruktive Details und Weiterentwicklungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen beschrieben, wobei von besonderer Bedeutung für die dauerhafte Funktionssicherheit die Maßnahmen nach den Ansprüchen 2 ff, insbesondere 2 bis 17, sind.
Auch die Maßnahmen nach den Ansprüchen 18 ff fördern die gestellte Aufgabe im Hinblick auf eine leichte Montage und Demontage des der erfindungsgemäßen Vertikalführung zugeordneten Antriebs für den Stopfen. Die Konstruktion dieses Antriebs ist des weiteren derart, daß eine spielfreie Kraftübertragung erfolgt.
Nachstehend wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine erfindungsgemäß ausgebildete Vertikalführung für die Tragstange einer Stopfenfahne im Querschnitt (ohne Antrieb);
Fig. 2: die Vertikalführung gemäß Fig. 1 im Längsschnitt (mit Antrieb);
Fig. 3a-3c: einen Teil der Vertikalführung gemäß Erfindung in perspektivischer Ansicht und in vergrößertem Maßstab;
Fig. 4: die hydraulische Schaltung eines bevorzugten Stopfen-Antriebs, welcher entsprechend Fig. 2 der erfindungsgemäßen Vertikalführung zugeordnet ist;
Fig. 5: eine alternative Fixierung der Stützrollenbänder innerhalb der Tragstangen-Vertikalführung in perspektivischer Darstellung;
Fig. 6: ein Detail der Stützrollenband-Fixierung gemäß Fig. 5 im Schnitt;
Fig. 7 und 8: eine weitere Ausführungsform für eine Stützrollen-Vertikalführung in perspektivischer Teilansicht sowie Seitenansicht;
Fig. 9: eine hinsichtlich der Vertikalführung noch weiter abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Ansicht und
Fig. 10: die Vorrichtung nach Fig. 9 im Querschnitt auf Höhe der Linie X-X.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist die einem Vierkantabschnitt 1 einer auf- und abbewegbaren Tragstange für eine in den Fig. 1 und 2 nicht näher dargestellte Stopfenfahne 22 zugeordnete Vertikalführung durch zwei im rechten Winkel fest miteinander verschweißte U-Profile 2 und 3 gebildet, an deren freien Längskanten bzw. nicht miteinander verschweißte Schenkeln über Doppelscharniere 6 U-Profile 7 angelenkt sind so, daß sie in einer Lage schwenkbar sind, in der sie mit den fest miteinander verschweißten U-Profilen 2 und 3 einen zum Vierkantabschnitt 1 komplementären Durchgang bilden. Die Verschweißung der beiden vorgenannten U-Profile 2 und 3 erfolgt mittels eines L-Profils 4 im Bereich der aneinanderstoßenden Längskanten der beiden U-Profile 2 und 3. Durch die vorgenannte Anlenkung der U-Profile 7 ist zur Montage oder Demontage der Tragstangen-Vertikalführung ein Öffnen derselben ohne größeren Aufwand möglich.
Des weiteren ist die vorgenannte Vertikalführung durch zwischen dem Vierkantabschnitt 1 der Tragstange und dem durch die vorgenannten U-Profile 2, 3 und 7 definierten Führungsgehäuse eingespannte Stützrollen 10 gekennzeichnet, wobei entsprechend den Fig. 2 und 3a, 3b die Stützrollen 10 jeweils durch flexible Stützrollenbänder 11 gehalten sind. Jedes Stützrollenband 11 ist an der Tragstange bzw. deren Vierkantabschnitt 1 einerseits und an der zugeordneten Stützfläche des Führungsgehäuses 2, 3, 7 andererseits unter Ausbildung einer Stützrollentasche befestigt (siehe Fig. 2 und Fig. 3a). Durch diese Stützrollenbänder 11 sind die im übrigen lose angeordneten Stützrollen 10 zwischen Vierkantabschnitt 1 und Führungsgehäuse 2, 3, 7 sicher gehalten. Wie die Fig. 1 und 2 erkennen lassen, ist der Vierkantabschnitt 1 der Tragstange an allen vier Seiten gegenüber dem Führungsgehäuse 2, 3, 7 durch die Stützrollen 10 abgestützt, wobei an jeder Seite zwei Stützrollen 10 im axialen Abstand voneinander angeordnet sind, und zwar jeweils im diametralen Endbereich des Führungsgehäuses 2, 3, 7. Aufgrund der Fixierung von Stützrollenbändern 11 auch am schwenkbar gelagerten Teil 7 des Führungsgehäuses kann dieses ohne Demontage der Stützrollenbänder an diesem Teil nur teilweise geöffnet werden. Zum vollständigen Öffnen des Führungsgehäuses müssen die Stützrollenbänder 11 vom schwenkbaren Gehäuseteil 7 erst gelöst bzw. entfernt werden. Dieser Aufwand ist zwar nicht sonderlich groß, kann jedoch durch die Maßnahmen gemäß den Fig. 5 und 6 vermieden werden.
Entsprechend den Fig. 3a, 3b sind die Stützrollenbänder 11 mit einer Art Perforierung versehen, die vorzugsweise mit komplementär Profilierten Umfangsflächen der Stützrollen 10 zusammenwirken, um eine Relativbewegung zwischen Stützrollen 10 und zugeordneten Stützrollenbändern 11 zu vermeiden.
Alternativ können entsprechend Fig. 3c die Umfangsflächen der Stützrollen 10 jeweils eine sich in Stützrollenlängsachse erstreckende Verzahnung aufweisen, die mit einer komplementären Verzahnung am Vierkantabschnitt 1 der Tragstange einerseits und der jeweils zugeordneten Innenseite des Führungsgehäuses 2, 3, 7 andererseits korrespondiert.
Entsprechend Fig. 2 weist der Vierkantabschnitt 1 der Tragstange Ausnehmungen auf, wovon vier Ausnehmungen als Langlöcher 12, 13 ausgebildet sind, die jeweils im axialen Abstand voneinander über Kreuz angeordnet sind, d. h. sich gegenseitig im rechten Winkel zueinander durchdringen. Durch diese Langlöcher 12, 13 sind insgesamt vier Zugstäbe 8 hindurchgeführt, die an einem Ende jeweils mit einem Bund 14 versehen sind. Die Zugstäbe 8 erstrecken sich auch durch die jeweils gegenüberliegenden Seiten des Führungsgehäuses bzw. gegenüberliegenden Stege der das Führungsgehäuse bildenden U-Profile 2, 7 bzw. 3, 7 hindurch. Die dem Bund 14 diametralen Enden der Zugstäbe 8 sind jeweils mit einem Schraubgewinde versehen, auf welches eine Mutter 42 aufschraubbar ist. Mittels der Zugstäbe 8 wird das Führungsgehäuse 2, 3, 7 zusammengehalten unter entsprechender Einspannung der Stützrollen 10. Die geeignete Vorspannung erfolgt entgegen der Wirkung von zwischen dem Bund 14 eines jeden Zugstabes 8 und der zugeordneten Seite des Führungsgehäuses 2, 3, 7 angeordneten Federelementen, insbesondere thermodynamischen Federelementen gemäß DE-B-24 06 006. Vorzugsweise sind die vorgenannten Federelemente 9 jeweils an den schwenkbar gelagerten U-Profilen 7 wirksam, und zwar aus rein montagetechnischen Gründen. Mit den Zugstäben 8 und den vorgenannten Federelementen 9 ist die notwendige Einspannung der Stützrollen 10 einstellbar. Gleichzeitig wird auf diese Weise ein spielfreie Vertikalführung der Tragstange und damit des an der Stopfenfahne 22 angeordneten Stopfens erhalten.
Die Stützrollen 10 stützen den Vierkantabschnitt 1 multifunktional ab. Sie führen bei der Vertikalbewegung der Tragstange bzw. des Vierkantabschnitts 1 derselben eine reine Rollenbewegung aus. Die beschriebene Vertikalführung ist daher praktisch reibungsfrei. Dementsprechend gering ist der Verschleiß und damit Wartungsaufwand.
Die vorgenannten Stützrollenbänder 11 bestehen vorzugsweise aus Dünnblech mit einer Dicke von 0,3 bis 0,5 mm. Als Werkstoff für die genannten Bänder dienen vorzugsweise Stahllegierungen wie folgt: X 6 Cr NiTi1810 = 1,4541 oder X 6 Cr NiMoTi 17 122 = 1,4571. Wie bereits oben ausgeführt, dienen die Stützrollenbänder 11 zur Positionierung der Stützrollen 10 zwischen Vierkantabschnitt 1 und äußerem Führungsgehäuse 2, 3, 7. Dies gilt insbesondere für die Montage.
Die vorgenannte Perforierung der Stützrollenbänder 11 ist vorzugsweise durch Löcher mit einem Durchmesser von etwa 10 mm gekennzeichnet. Durch diese Maßnahme wird auch der Ausfall von etwaigem Schmutz begünstigt. Eine komplementäre Profilierung der Umfangsfläche der Stützrollen 10 ist nicht unbedingt erforderlich, jedoch - wie oben im Zusammenhang mit der Vermeidung jeglichen Schlupfes - vorteilhaft.
Die fünfte Ausnehmung 15 im Vierkantabschnitt 1 dient zum seitlichen Einsetzen einer Block-Kolben-Zylinder-Einheit 16, mittels der die Tragstange hin- und her- bzw. auf- und abwärtsbewegbar ist. Die genannte Kolben-Zylinder-Einheit 16 ist dementsprechend am Führungsgehäuse 2, 3, 7 einerseits und an der Tragstange, nämlich an deren Vierkantabschnitt 1 andererseits abstützbar. Sie umfaßt zwei gleichachsig und diametral aus dem Zylindergehäuse herausfahrbare Kolbenstangen 19, 20 sowie eine dritte aus dem Gehäuse herausfahrbare Kolbenstange 21, wobei die beiden erstgenannten Kolbenstangen 19, 20 innerhalb der seitlichen Ausnehmung 15 am Vierkantabschnitt 1 bzw. der Tragstange zur Auf- und Abwärtsbewegung derselben angreifen, während mittels letztgenannter Kolbenstange 21 eine Fixierung der Kolben-Zylinder-Einheit 16 am ortsfesten bzw. am an der Verteilerrinne befestigten Führungsgehäuse 2, 3, 7 erfolgt. Die letztgenannte Kolbenstange 21 ist im seitlichen Abstand von den beiden erstgenannten Kolbenstangen 19, 20 wirksam. Sie erstreckt sich auch parallel zu diesen (siehe Zylinder- bzw. Kolbenstangen-Mittelachsen 17, 18 in Fig. 2). Der seitlichen Ausnehmung 15 im Vierkantabschnitt 1 der Tragstange ist im Führungsgehäuse ein entsprechender Durchgang 43 zugeordnet, durch den hindurch mit den beiden Kolbenstangen 19, 20 voran die vorgenannte Kolben-Zylinder-Einheit 16 in die seitliche Ausnehmung 15 des Vierkantabschnitts 1 der Tragstange einführbar ist. Nach dem Einsetzen der Kolben-Zylinder-Einheit 16 in vorgenannter Weise werden alle drei Kolben und damit Kolbenstangen 19, 20, 21 ausgefahren. Die diametral wirksamen Kolbenstangen 19, 20 stützen sich an der Ober- und Unterseite der seitlichen Ausnehmung 15 des Vierkantabschnitts 1 ab, während die weiter außen liegende Kolbenstange 21 sich am Führungsgehäuse bzw. an einem mit diesem verbundenen Stützblock 44 abstützt unter entsprechender Fixierung der Kolben-Zylinder-Einheit 16 am Führungsgehäuse 2, 3, 7. Die am Vierkantabschnitt 1 angreifenden Kolbenstangen 19, 20 fahren bei einem Hubbefehl durch die diesen Kolbenstangen zugeordnete Hydraulik gegenläufig unter dauernder "Überkraft" in Richtung "Ausfahren", d. h. in Fig. 1 nach oben unter entsprechender Öffnung des Stopfenverschlusses. Die hydraulische Schaltung gemäß Fig. 4 veranschaulicht die Wirkungsweise der am Vierkantabschnitt 1 angreifenden Hydraulik, wobei dort der besseren Übersicht halber die Kraft-Abstützung der Kolben-Zylinder-Einheit 16 am äußeren Führungsgehäuse 7 nicht dargestellt ist.
Grundsätzlich stehen die diametral wirksamen Kolbenstangen 19, 20 bzw. deren zugeordnete Kolben im Betrieb jeweils unter Druck, wobei je nach gewünschter Bewegungsrichtung der Tragstange und damit des Stopfens entweder der obere oder der untere Kolben unter Überdruck im Verhältnis zum diametral wirksamen Kolben steht. Entsprechend Fig. 4 sind die den diametral wirksamen Kolben zugeordneten, und jeweils kolbenstangenfreien Zylinderräume 24, 25 fluidverbunden (Verbindungsleitung 26), wobei diese Fluidverbindung 26 zum Aufbau eines die beiden Kolben auseinanderbewegenden Drucks dient. Dieser Druck beträgt in der Praxis etwa 180 bis 250 bar. Aufgrund dieses hohen Drucks sind die beiden diametral wirksamen Kolben praktisch fest miteinander gekoppelt. Die genannte Fluidverbindung 26 ist über ein nur in Richtung zu dieser hin öffenbares Rückschlagventil 27 und ein 3/4-Wegeventil 28 entweder mit der Pumpe "P" oder dem Tank "T" der Hydraulik verbindbar, und zwar über eine Leitung 40, wobei zwischen dem Rückschlagventil 27 und der vorgenannten Fluidverbindung 26 eine Leitung 29 zum Tank "T" abzweigt, in welcher ein einstellbares Druckbegrenzungsventil 30 angeordnet ist. Die von den diametral wirksamen Kolbenstangen 19, 20 durchsetzten Zylinderräume 31, 32 sind jeweils über ein 3/4-Wegeventil 33 alternativ mit der Pumpe "P" oder dem Tank "T" verbindbar, wobei von den entsprechenden Verbindungsleitungen 34, 35 jeweils Leitungen 36, 37 zu einem Schaltventil 38 abzweigen, mittels dem entweder über eine Leitung 39 beide Verbindungsleitungen 34, 35 oder keine derselben mit dem 3/4-Wegeventil 28 verbindbar ist, an dem auch die Fluidverbindung 26 zwischen den beiden kolbenstangenfreien Zylinderräumen 24, 25 angeschlossen ist. Das in letztgenanntem Anschluß 40 angeordnete Rückschlagventil 27 ist über eine von der das Schaltventil 38 mit dem letztgenannten 3/4-Wegeventil 28 verbindende Leitung 39 abzweigende Druckleitung 41 entsperrbar, und zwar unter entsprechendem Abbau des Kolbenspreizdrucks in der Fluidverbindung 26 zwischen den beiden kolbenstangenfreien Zylinderräumen 24, 25, sofern gleichzeitig das 3/4-Wegeventil 28 sich in Fig. 4 in der rechten Entspannungs-Position befindet. In dieser Position ist die Leitung 40 mit dem Tank "T" verbunden. Die Leitung 39 und damit auch die Druckleitung 41 steht in dieser Position des Ventils 28 mit der Pumpe "P" in Verbindung mit der Folge, daß das Rückschlagventil 27 entsperrt wird, so daß durch das Rückschlagventil 27 der Druck in der Fluidverbindung 26 über die Leitung 40 zum Tank "T" hin abgebaut werden kann. Der Aufbau des Drucks in der Fluidverbindung 26 erfolgt in umgekehrter Weise, nämlich bei der in Fig. 4 linken Position des 3/4-Wegeventils 28. In dieser Position ist die Pumpe "P" über das Rückschlagventil 27 und der Leitung 40 mit der Fluidverbindung 26 verbunden. Der Tank "T" steht über Leitung 39 mit dem Schaltventil 38 in Verbindung, welches sich sowohl beim Abbau als auch beim Aufbau des Drucks in der Fluidverbindung 26 in der sogenannten "h"-Stellung, d. h. in Fig. 4 in der rechten Position befindet, in welcher die Leitung 39 jeweils mit beiden Verbindungsleitungen 34, 35 bzw. 36, 37 fluidverbunden ist. Nach Aufbau des gewünschten Hochdrucks in der Fluidverbindung 26 werden das Schaltventil 38 sowie 3/4-Wegeventil 28 in die in Fig. 4 dargestellten Positionen gebracht. In diesen Positionen ist die Leitung 39 drucklos. Das Rückschlagventil 27 ist wirksam, so daß der in der Fluidverbindung 26 aufgebaute Druck bestehen bleibt, wobei die Einstellung dieses Drucks durch das Druckbegrenzungsventil 30 erfolgt. Die Verbindungsleitungen 36, 35 sind vom 3/4-Wegeventil 28 abgekoppelt, so daß nur noch das den Verbindungsleitungen 34, 35 unmittelbar zugeordnete 3/4-Wegeventil 33 wirksam ist. Mittels dieses Ventils wird dann die Auf- und Abwärtsbewegung der Kolbenstangen 19, 20 bewirkt. Sämtliche Ventile sind vorzugsweise solenoidgesteuert.
Durch den in der Fluidverbindung 26 aufgebauten Hochdruck wirken die beiden diametralen Kolben wie ein einziger Kolben mit zwei sich diametral erstreckenden Kolbenstangen.
Zum Zwecke der Montage oder Demontage der Kolben-Zylinder-Einheit 16 wird in vorgenannter Weise der Druck in der Fluidverbindung 26 abgebaut. Zum Betrieb erfolgt der Aufbau des Drucks in dieser Fluidverbindung in der beschriebenen Weise; d. h. die Kolben-Zylinder-Einheit 16 wird in der beschriebenen Weise "gespannt". Nach dem "Spannen" werden in der ebenfalls vorbeschriebenen Weise die Ventile 28 und 38 in Betriebsstellung gebracht, nämlich so wie in Fig. 4 dargestellt, so daß für die synchrone Auf- und Abwärtsbewegung der Kolbenstangen 19, 20 nur noch das 3/4-Wegeventil 33 dient.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß das beschriebene System praktisch schlupffrei arbeitet mit der Folge eines geringen Verschleißes und dementsprechend geringerer Wartungskosten. Des weiteren ist Spielfreiheit gewährleistet. Die Wartung ist aufgrund der Doppelscharnier-Konstruktion 6 besonders einfach. Das gleiche gilt für die Montage bzw. Demontage der gesamten Vertikalführung. Für sämtliche Teile können Norm-Stähle verwendet werden. Die Spielfreiheit bzw. Toleranzlosigkeit der Vertikalführung ist multiaxial. Eine gesonderte Schmierung der Vertikalführung ist entbehrlich.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß in Fig. 1 mit der Bezugsziffer 5 ein Teil der Verteilerrinne gekennzeichnet ist. Des weiteren ist in Fig. 1 die Öffnungsrichtung der U-Profile 7 mit den Pfeilen 45 angedeutet.
In den Fig. 5 und 6 ist eine alternative Art der führungsgehäuseseitigen Fixierung der Stützrollenbänder 11 schematisch dargestellt derart, daß die Stützrollenbänder 11 führungsgehäuseseitig an einem Rechteckrahmen 46 fixiert sind. Dieser ist am ortsfesten Gehäuseteil, d. h. den U-Profilen 2 und 3 dauerhaft befestigt, und zwar innerhalb entsprechender Horizontalnuten 48, so daß die am Rahmen 46 fixierten Stützrollenbänder 11 mit ihren dem Führungsgehäuse zugewandten Abschnitten an den inneren Wandflächen des ortsfesten Gehäuseteils bzw. der U-Profile 2 und 3 anliegen. In entsprechender Weise weisen auch der schwenkbar gelagerte Teil des Tragstangen-Führungsgehäuses, d. h. die schwenkbar gelagerten U-Profile 7, innenseitig Horizontalnuten 47 auf zur Aufnahme des vorgenannten Rechteck-Rahmens 46 im geschlossenen Zustand des Tragstangen-Führungsgehäuses (siehe insbesondere Fig. 6). Der Rechteck-Rahmen 46 ist dem freien Querschnitt des Tragstangen-Führungsgehäuses angepaßt, d. h. im dargestellten Fall quadratisch ausgebildet.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 ist eine Öffnung des Tragstangen-Führungsgehäuses 2, 3, 7 auch ohne Demontage der dem schwenkbaren Gehäuseteil 7 zugeordneten Stützrollenbänder 11 möglich.
Die Befestigung der Stützrollenbänder 11 am Vierkantabschnitt 1 der Tragstange ist auch bei letztgenannter Ausführungsform wie vorbeschrieben.
Im übrigen sei noch darauf hingewiesen, daß anstelle eines Vierkant-Abschnitts 1 grundsätzlich auch ein Drei- oder Sechskant-Abschnitt denkbar ist, wobei dann das Führungsgehäuse komplementär ausgebildet sein sollte. Insofern soll die Erfindung nicht auf einen Vierkant-Abschnitt der Tragstange begrenzt sein.
In den Fig. 7 und 8 ist eine weitere Ausführungsform einer Stützrollen-Vertikalführung für die Tragstange 1 schematisch dargestellt. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stützrolle 10 an der Innenseite des die Tragstange 1 umfassenden Führungsgehäuses 2, 3, 7 angeordnete Anschläge in Form von nach innen ragenden Vorsprüngen 11' zugeordnet sind, an denen die Stützrolle 10, und zwar deren stirnseitige Endabschnitt 50 in abgesenkter Stellung der Tragstange 1 unter Ausrichtung quer zur Tragstange 1 bzw. deren Bewegungsrichtung abstützbar ist. Bei der Aufwärtsbewegung der Tragstange 1 in Richtung des in Fig. 8 dargestellten Pfeiles rollt die Stützrolle 10 zwischen dem Führungsgehäuse und der Tragstange nach oben mit, und zwar aufgrund der elastischen Einspannung zwischen Führungsgehäuse und Tragstange spiel- bzw. schlupffrei. Bei der Abwärtsbewegung der Tragstange 1 in die unterste Stellung kommen die Endabschnitte 50 in Anlage an die vorsprungartigen Anschläge 11', wodurch sichergestellt ist, daß die Stützrolle 10 stets quer zur Bewegungsrichtung der Tragstange 1 ausgerichtet wird bzw. bleibt.
Vorzugsweise weist die Mantelfläche jeder Stützrolle 10 mindestens eine, insbesondere mehrere jeweils im axialen Abstand voneinander ausgebildete Umfangsrillen mit einer Tiefe von etwa 2 bis 10 mm, insbesondere etwa 4 bis 8 mm, und einer Breite von wenigstens 1,5 bis 2 mm auf. Durch diese Umfangsrillen hindurch kann dann sich im Spalt zwischen Tragstange und Führungsgehäuse ansammelnder Schmutz nach unten herausrieseln, wo er leicht entfernt werden kann. Die Umfangsrillen stellen also Schmutz-Entfernungspassagen dar. In den Fig. 7 und 8 sind die erwähnten Umfangsrillen mit der Bezugsziffer 58 gekennzeichnet.
Hinsichtlich Funktionssicherheit und konstruktiver Präzision ist von besonderer Bedeutung die Ausführungsform nach den Fig. 9 und 10. Dort ist die Wälzkörperführung durch sich quer zur Tragstange 1 bzw. deren Bewegungsrichtung erstreckende Linearkugeleinheiten 10' gebildet, die im Handel erhältlich sind. An jeder Seite (vier Seiten) der gegenseitigen Abstützung zwischen Tragstange 1 und Führungsgehäuse 2, 3, 7 sind zwei im axialen Abstand (in Richtung der Tragstange bzw. deren Bewegung) voneinander angeordnete Linearkugeleinheiten 10' eingespannt, und zwar bedingt durch die vorbeschriebenen Federelemente 9 unter elastischer Vorspannung.
Jeder Linearkugeleinheit 10' ist ein an der Innenseite des die Tragstange 1 umfassenden Führungsgehäuses 2, 3, 7 angeordneter Anschlag in Form eines L-förmigen Vorsprungs 11' zugeordnet, an dem die jeweilige Linearkugeleinheit 10', insbesondere deren stegartiger Käfig 52 in abgesenkter Stellung der Tragstange 1 unter Ausrichtung der Linearkugeleinheit quer zur Tragstange bzw. deren Bewegungsrichtung abstützbar ist. Die Funktion der Anschläge 11' entspricht derjenigen der Anschläge 11 in Fig. 7. Wie insbesondere Fig. 10 gut erkennen läßt, erfolgt die spielfreie Ein- und Vorspannung der Stützkugeln 10' an einer der vier Seiten der Tragstange über eine um eine vertikale Achse 54 schwenkbar gelagerte Lauffläche 53, die durch eine lösbar mit der zugeordneten Seite des Führungsgehäuses verbundene Platte definiert ist. Die Schwenklagerung der Lauffläche 53 bzw. Laufflächenplatte ist durch eine vertikal eingebaute Linearkugeleinheit 10'' gebildet. Auch bei diesem Bauelement handelt es sich um ein handelsübliches Produkt. Konkret ist die vertikal eingebaute Linearkugeleinheit 10'' zwischen der Laufflächenplatte 53 und der zugeordneten Seite 3 des Führungsgehäuses angeordnet, wobei die Verbindung zwischen dieser Seite des Führungsgehäuses und der Laufflächenplatte 53 über ein elastisches Element, nämlich Tellerfedern 55 erfolgt.
Alle übrigen Laufflächen sind an der Tragstange 1 einerseits sowie an der Innenseite des Führungsgehäuses andererseits fest montiert.
Durch die vorgenannte pendelgelagerte Konstruktion der einen führungsgehäuseseitigen Lauffläche bzw. Abwälzplatte 53 können Toleranzen bei der Herstellung des Führungsgehäuses 2, 3, 7, insbesondere bei der rechtwinkligen Ausrichtung der jeweils benachbarten Gehäuseseiten ausgeglichen werden.
Alternativ zu dieser Konstruktion ist es auch denkbar, daß die Abstützung und Vertikalführung der Tragstange 1 innerhalb des Führungsgehäuses 2, 3, 7 durch diametral eingespannte Linearkugeleinheiten 10' erfolgt, wobei die Kugeln in jeweils zugeordneten V-Nuten an der Außenseite der Tragstange 1 einerseits und der Innenseite des Führungsgehäuses 2, 3, 7 andererseits abrollbar sind. Diese Konstruktion ist also dadurch gekennzeichnet, daß nur zwei Wälzkörperführungen vorhanden sind, die zwischen Tragstange 1 und Führungsgehäuse diametral zueinander angeordnet sind. Die seitliche Abstützung der Tragstange innerhalb des Führungsgehäuses erfolgt durch die vorgenannten V-Nuten, in denen die Stützkugeln gehalten sind. Bei dieser Ausführungsform ist auch bei größeren Herstellungstoleranzen eine pendelgelagerte Lauffläche bzw. Abwälzplatte nicht erforderlich.
Die vorerwähnten Kugeleinheiten 10' und 10'' sind im Handel erhältlich. Je nach Einbaufall und Belastung werden die Wälzkörpereinheiten, nämlich Kugeln angeboten, die entweder in Kunststoffkäfigen, Aluminiumkäfigen oder Messingkäfigen eingebaut sind. Im vorliegenden Fall dürften nur Aluminium- oder Messingkäfige in Frage kommen. Die stegartigen Käfige 52 sind sehr vorteilhaft, da zwischen diesen einerseits und den Kugeln sowie Laufflächen andererseits Zwischenräume freigelassen sind, durch die hindurch Schmutz, Staub oder dgl. nach unten im Spalt zwischen Tragstange und Führungsgehäuse fallen kann.
Die Anschläge 11' weisen noch sich vertikal nach oben erstrekkende Zinken 59 auf, um ein seitliches Auswandern der Linearkugeleinheiten zu verhindern. Jede Linearkugeleinheit ist also zwischen den sich vertikal nach oben erstreckenden Zinken 59 der Anschläge 11' einerseits und den gegenüberliegend angeordneten Laufflächen von Tragstange und Führungsgehäuse andererseits gehalten.
In Fig. 9 sind noch das Gießgefäß 57 (Verteilerrinne) sowie der Stopfen 56 dargestellt. Insofern vermittelt Fig. 9 eine gute Gesamtübersicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Claims

Vorrichtung zur regelbaren Verstellung eines Stopfens (56) einer Verteilerrinne oder eines metallurgischen Gefäßes (57) in einer (Knüppel-, Block- oder Brammen-) Stranggießanlage, wobei der Stopfen (56) an einer über der Verteilerrinne oder dem metallurigschen Gefäß angeordneten Traverse bzw. Stopfenfahne (22) angeschlossen ist, welche ihrerseits mit einer in einer vertikalen Wälzkörperführung auf- und ab bewegbaren Tragstange (1) verbunden ist (=Stopfenheber),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tragstange einen Vierkant-Profilabschnitt (1) umfaßt, der von einem entsprechenden öffenbaren Vierkant-Führungsgehäuse (2, 3, 7) umgeben ist, wobei die Wälzkörper, nämlich Stützrollen (10) oder -kugeln (10') der vertikalen Wälzkörperführung zwischen Tragstange (1) und dem öffenbaren Führungsgehäuse (2, 3, 7) unter der Wirkung eines elastischen Elements (9) spielfrei eingespannt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrollen (10) durch flexible Stützrollenbänder (11) gehalten sind, wobei jedes Stützrollenband unter Ausbildung einer nach oben hin offenen Stützrollentasche an der Tragstange einerseits und an dem Führungsgehäuse (2, 3, 7) entweder unmittelbar oder mittelbar, letzteres insbesondere über einen Befestigungsrahmen (46) andererseits befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsflächen der Stützrollen (10) jeweils mit einem Profil versehen sind, die mit einem komplementären Profil der Stützrollenbänder (11) korrespondieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsflächen der Stützrollen (10) jeweils eine sich in Stützrollenlängsachse erstreckende Verzahnung (Fig. 3c) aufweisen, die mit einer komplementären Verzahnung an der Tragstange einerseits und und der zugeordneten Innenseite des Führungsgehäuses andererseits korrespondiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stützrolle (10) an der Innenseite des die Tragstange (1) umfassenden Führungsgehäuses (2, 3, 7) angeordnete Anschläge, insbesondere Vorsprünge (11') zugeordnet sind, an denen die Stützrolle (10), insbesondere deren stirnseitige Endabschnitte (50) in abgesenkter Stellung der Tragstange (1) unter Ausrichtung quer zur Tragstange (1) bzw. deren Bewegungsrichtung abstützbar ist (Fig. 7, 8).
Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche jeder Stützrolle (10) mindestens eine, Vorzugsweise mehrere jeweils im axialen Abstand voneinander ausgebildete Umfangsrillen mit einer Tiefe von etwa 2 bis 10 mm, insbesondere etwa 4 bis 8 mm, und einer Breite von wenigstens 1,5 bis 2 mm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörperführung durch sich quer zur Tragstange (1) bzw. deren Bewegungsrichtung erstreckende Linearkugeleinheiten (10') gebildet ist, wobei an jeder Seite der gegenseitigen Abstützung zwischen Tragstange (1) und Führungsgehäuse (2, 3, 7) wenigstens zwei im axialen Abstand voneinander angeordnete Linearkugeleinheiten (10') eingespannt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder Linearkugeleinheit (10') ein an der Innenseite des die Tragstange (1) umfassenden Führungsgehäuses (2, 3, 7) angeordneter Anschlag, insbesondere Vorsprung (11') zugeordnet ist, an dem die Linearkugeleinheit (10'), insbesondere deren stegartiger Käfig (52), in abgesenkter Stellung der Tragstange (1) unter Ausrichtung quer zur Tragstange bzw. deren Bewegungsrichtung abstützbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung und Vertikalführung der Tragstange (1) innerhalb des Führungsgehäuses (2, 3, 7) durch diametral eingespannte Linearkugeleinheiten (10') erfolgt, wobei die Kugeln in jeweils zugeordneten V-Nuten an der Außenseite der Tragstange (1) einerseits und der Innenseite des Führungsgehäuses (2, 3, 7) andererseits abrollbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Abstützung der Tragstange (1) an wenigstens 3, insbesondere 4 Seiten derselben die spielfreie Ein- und Vorspannung der Stützrollen oder -kugeln an wenigstens einer Seite über eine um eine vertikale Achse (54) schwenkbar gelagerte Lauffläche (53) erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenklagerung der Lauffläche (53) für wenigstens ein Paar von Stützrollen (10) oder Linearkugeleinheiten (10') durch eine vertikal eingebaute Linearkugeleinheit (10''), eine sich vertikal erstreckende Stützrolle oder dgl. gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die vertikal eingebaute Linearkugeleinheit (10'') bzw. Stützrolle zwischen einer Seite (3) des Führungsgehäuses und der zugeordneten äußeren bzw. führungsgehäuseseitigen Lauffläche (53) angeordnet ist, wobei die Verbindung zwischen der genannten Seite (3) des Führungsgehäuses und der zugeordneten Lauffläche (53) über ein elastisches Element (Tellerfedern 55) erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß das Vierkant-Führungsgehäuse aus zwei scharnierartig miteinander verbundenen Eckprofilen (2, 3 bzw. 7) besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Tragstange und das diese umgebende Führungsgehäuse (2, 3, 7) von sich quer zur Tragstangenlängsachse erstreckenden Zugstangen bzw. -stäben (8) durchsetzt sind, und zwar jeweils über Kreuz und im axialen Abstand voneinander, wobei durch die Zugstäbe (8) die jeweils gegenüberliegenden Seitenwände des Führungsgehäuses zusammengehalten und verspannt werden unter entsprechender Einspannung der Stützrollen (10) oder -kugeln (10') zwischen Tragstange (1) und Führungsgehäuse (2, 3, 7).
Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verspannung gegenüberliegender Seitenwände dem Führungsgehäuses jeweils gegen die Wirkung eines elastischen Elements (9) erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstäbe (8) sich im Bereich der Tragstange durch sich in Tragstangenlängsrichtung erstreckende Langlöcher (12, 13) hindurcherstrecken, wobei durch die axiale Erstreckung der Langlöcher die maximale Hubstrecke der Tragstange und damit des Stopfens (56) vorgegeben ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen Tragstange und Führungsgehäuse (2, 3, 7) zumindest im oberen Randbereich abgedichtet ist, insbesondere mittels eines flexiblen Abstreifers (23).
Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die Tragstange (1) mittels eines hydraulisch, hydropneumatisch oder pneumatisch betätigbaren Kolben-Zylinder-Einheit (Blockzylinder 16) hinund her- bzw. auf- und abwärts bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylinder-Einheit (16) am Führungsgehäuse (2, 3, 7) einerseits und an der Tragstange (1) andererseits abstützbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylinder-Einheit (16) zwei diametral aus dem Zylindergehäuse (16) herausfahrbare Kolbenstangen (19, 20) sowie eine dritte aus dem Gehäuse herausfahrbare Kolbenstange (21) umfaßt, wobei die beiden erstgenannten Kolbenstangen (19, 20) an der Tragstange angreifen, während mittels letztgenannter Kolbenstange (21) eine Fixierung der Kolben-Zylinder-Einheit (16) am ortsfesten bzw. an der Verteilerrinne befestigten Führungsgehäuse erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, daß die diametral wirksamen Kolbenstangen (19, 20) innerhalb einer seitlichen Öffnung (15) der Tragstange angreifen, und daß die dritte Kolbenstange (21) sich im Abstand von den beiden erstgenannten Kolbenstangen (19, 20) und etwa parallel dazu erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß die diametral wirksamen Kolbenstangen (19, 20) bzw. deren Kolben im Betrieb jeweils unter Druck stehen, wobei je nach gewünschter Bewegungsrichtung der Tragstange und damit des Stopfens entweder der obere oder der untere Kolben unter "Überdruck" im Verhältnis zum diametral wirksamen Kolben steht.
Vorrichtung nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet, daß die dem diametral wirksamen Kolben zugeordneten, und jeweils kolbenstangenfreien Zylinderräume (24, 25) fluidverbunden (Verbindungsleitung 26) sind, wobei diese Fluidverbindung (26) zum Aufbau eines die beiden Kolben auseinanderbewegenden Drucks dient, und wobei diese Fluidverbindung (26) über ein nur in Richtung zu dieser hin öffenbares Rückschlagventil (27) und ein 3/4-Wegeventil (28) entweder mit der Pumpe (P) oder dem Tank (T) verbindbar ist (Leitung 40), wobei zwischen dem Rückschlagventil (27) und der vorgenannten Fluidverbindung (26) eine Leitung (29) zum Tank (T) abzweigt, in welcher ein einstellbares Druckbegrenzungsventil (30) angeordnet ist (Fig. 4).
Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23,
dadurch gekennzeichnet, daß die von den diametral wirksamen Kolbenstangen (19, 20) durchsetzten Zylinderräume (31, 32) jeweils über ein 3/4-Wegeventil (33) alternativ mit der Pumpe (P) oder dem Tank (T) verbindbar sind, wobei von den entsprechenden Verbindungsleitungen (34, 35) jeweils Leitungen (36, 37) zu einem Schaltventil (38) abzweigen, mittels dem entweder über eine Leitung (39) beide Verbindungsleitungen (34, 35) oder keine mit dem 3/4-Wegeventil (28) verbindbar ist, an dem auch die Fluidverbindung (26) zwischen den beiden kolbenstangenfreien Zylinderräumen (24, 25) angeschlossen ist, wobei das in letztgenanntem Anschluß (40) angeordnete Rückschlagventil (27) über eine von der das Schaltventil (38) mit dem letztgenannten 3/4-Wegeventil (28) verbindende Leitung (39) abzweigende Druckleitung (41) entsperrbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Schaltventile (28, 33, 38) solenoidgesteuert sind.