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WO2008095510A1 - Crust breaker for breaking through a crust formed on a metal molten pool - Google Patents

Crust breaker for breaking through a crust formed on a metal molten pool Download PDF

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WO2008095510A1
WO2008095510A1 PCT/EP2007/001026 EP2007001026W WO2008095510A1 WO 2008095510 A1 WO2008095510 A1 WO 2008095510A1 EP 2007001026 W EP2007001026 W EP 2007001026W WO 2008095510 A1 WO2008095510 A1 WO 2008095510A1
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WO
WIPO (PCT)
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crust
breaker according
crust breaker
fluid pressure
measuring
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2007/001026
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dieter Waldmann
Ulrich Hirling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Festo SE and Co KG
Original Assignee
Festo SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to PCT/EP2007/001026 priority patent/WO2008095510A1/en
Priority to CN200780051033.7A priority patent/CN101605927B/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F15B2211/20576Systems with pumps with multiple pumps
    • F15B2211/20592Combinations of pumps for supplying high and low pressure

Definitions

  • the invention relates to a crust crusher for piercing the crust formed on a molten metal bath, with a fluidic, double-acting cylinder, the piston rod is provided with a shock element and both of which are separated by a piston separate working chambers by means of a valve assembly optionally with a higher and a lower fluid pressure can be acted upon ,
  • the position along the stroke of the cylinder where the higher force is needed can not be accurately predicted.
  • the position of the crust depends on the level of the molten bath and can vary in practice by 30 cm.
  • the location at which deposits form on the shock lance depends on the fill level of the molten bath, since the lance then dips more or less deeply into the liquid aluminum.
  • An object of the present invention is to reduce fluid consumption in a crust breaker cylinder by applying the higher pressure only when needed.
  • the advantages of the invention are in particular that the cylinder is normally operated only with the minimum necessary operating pressure, so that the desired extension and retraction times are being met. If the cylinder hits an obstacle, in particular the crust, the speed is reduced or the extension movement stops. This is detected by exceeding a definable deviation from the given path-time course or speed profile. Only in this case is then applied the higher pressure, which is designed to pierce the crust.
  • a particular advantage results from the fact that can be switched to the higher pressure level at any point of the cylinder stroke, without the distance of the crust breaker from the molten metal or the crust must be known.
  • any obstacle can be detected by reducing the driving speed and optionally exceeding the specified deviation, this also applies to the backward movement of the pushing element, which can possibly detect residues on the pushing element when hitting a stripping device, which, depending on the circumference, can be overcome require the higher pressure.
  • a stripping device which, depending on the circumference, can be overcome require the higher pressure.
  • tubular or annular stripping device is expediently provided for stripping the metal from the molten metal stuck to the repelling element.
  • a pressure adjusting device for the speed of the pushing element predetermining lower fluid pressure is provided in order to adjust this speed can.
  • the valve assembly consists of a first valve for switching between the high and the lower fluid pressure and a second valve for acting either the first or the second working chamber with the preselected fluid pressure.
  • means for forming the actual speed are provided as a time derivative of the path signal of the distance measuring device and arranged in particular in the electronic control device.
  • the path measuring device can be designed as a microwave measuring system in a working chamber of the cylinder for measuring the distance between the piston and a cylinder end wall.
  • the distance measuring device may also have a arranged in or on the piston rod resistance measuring element, which can be tapped off by at least one electrical pick-off element.
  • the displacement measuring system is preferably designed as an encapsulated displacement measuring system.
  • a measuring arrangement for detecting the immersion process of the impact element into the molten metal can also be provided for measuring the electrical connection between the molten metal or the electrically conductive container for this on the one hand and the impact element or the associated piston rod on the other.
  • the distance between the crust breaker and the crust or the underlying molten metal can thereby be measured.
  • the electronic control device can also be integrated in or on the cylinder in a compact design.
  • the electronic control device has means for setting the higher fluid pressure at the beginning of the piston movement and for switching to the lower fluid pressure after completion of the acceleration phase.
  • FIG. 1 shows an illustration of a crust breaker arranged above a molten metal and the corresponding electrical and fluidic circuit as an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a signal diagram for explaining the mode of action upon impact and immersion of the impact element of the crust breaker into the molten metal bath and
  • Figure 3 is a corresponding signal diagram for the return movement.
  • the crust breaker shown in FIG. 1 consists essentially of a fluidic, double-acting cylinder 10, the interior of which is divided by a piston 11 into two working chambers 12, 13. From the piston 11, a piston rod 14 extends sealingly through an end wall 15 of the cylinder 10 and carries at its free end a shock element 16 designed as a shock lance for piercing a crust 17, which usually forms on a molten metal bath 18, for example may be an aluminum molten bath.
  • the molten metal bath 18 is located in a bath
  • a tubular stripping device 20 is attached or fixed, in which the shock element
  • the free end of the stripping device 20, which is remote from the end wall 15, has a scraping edge 21, by means of which the deposits 22 of the crust 17 possibly remaining in the stripping device 20 during the return movement of the pushing element 16 can be caught
  • tubular stripping device 20 may for example also occur an annular stripping device.
  • a rod-shaped resistance measuring element 24 is mounted centrally, which extends from there into a longitudinal channel 25 in the interior of the piston rod 14.
  • the resistance measuring element 24 may be made of or coated with a resistance material, or a foil resistance element is attached thereto.
  • a pick-off element 26 is arranged as a tap for the resistance measuring element 24. This may be a slip ring arrangement or other elastic grinding elements.
  • the tapping element 26 can of course also be arranged outside the piston 11.
  • a further tapping element 27 in or on the first end wall 15 ensures the electrical connection between the electrically conductive piston rod 14 and the electrically conductive first end wall 15.
  • the tapping element 27 in the first end wall 15 and the second end wall 23 attached end region of the resistance element 24 can be tapped resistance value is a measure of the position of the piston 11 and thus of the shock element 16 and is fed via lines 28, 29 of an electronic control device 30.
  • the distance measuring device essentially formed by the resistance measuring element 24 may for example also be designed according to DE 29713825 U1 and then does not need the second pick-off element 27.
  • other known path measuring devices instead of the described Wegmessvor- direction occur.
  • a measuring element movable in the piston rod 14, similar to the resistance measuring element 24, may have magnetizations or other markings. sen, which are digitally palpable. Such markings can also be attached directly to the piston rod 14 and tapped there.
  • an ultrasonic or microwave-based distance measuring device for measuring the distance between the piston 11 and the respective end wall 15 or 23 may be provided in the working chamber 12 or in the other working chamber 13, an ultrasonic or microwave-based distance measuring device for measuring the distance between the piston 11 and the respective end wall 15 or 23 may be provided.
  • Other known potentiometric Wegmessvortechnischen can be used accordingly.
  • the series connection of a lamp 31 with a voltage source 32 between the pick-off element 27 and the bath tank 19 is connected. After breaking through the crust 17, the shock element 16 reaches the molten metal and thereby closes the circuit, so that the lamp 32 lights up.
  • a lamp instead of a lamp, another optical or acoustic signaling device can occur. The resulting signal is fed back via the line 29 of the electrical control device 30, so that the position measurement present at this time is a measure of the position of the crust breaker relative to the molten metal bath 18.
  • the lamp 31 and the external voltage source 32 can of course also be realized by a corresponding circuit in conjunction with the electronic control device 30, in which case only the resistance value between the pick-off element 27 and the bath container 19 is detected.
  • a lower pressure P 1 of a first pressure source 34 or a higher pressure P 2 of a second pressure source 35 can be preset via an electrically controllable 3/2 way valve 33.
  • the two-way valves are controlled by the electronic control device 30.
  • the lower pressure Pl is chosen so that the piston 11 moves in the unloaded state at the desired speed.
  • an adjustable throttle 37 acts between the first pressure source 34 and the directional control valve 33.
  • the higher pressure P2 is selected such that it exerts a force on the piston 11 sufficient to produce a crust 17 pierced with maximum thickness.
  • a corresponding throttle 36 or i5 other pressure adjustment device for varying the pressure P2 may be provided.
  • Figure 2 is shown as dashed lines.
  • the setpoint curve Sv can be stored, for example, within the scope of a learning cycle in the electronic control device 30.
  • the desired-actual comparison can be done most simply by a speed comparison. This means that a desired speed profile is stored and compared with the respective actual speed during the movement.
  • the actual speed can be detected by time derivative of the path signal of the distance measuring device.
  • the electronic control device 30 is optionally equipped with a display 37 to display position values and other operations during the course of the crust breaker.
  • the crust breaker shown in FIG. 1 has only one single cylinder 10 with a push element 16.
  • crust crushers with a plurality of cylinders 10 and thus a plurality of impact elements 16 can be used, in particular for larger molten metal baths 18.
  • the directional control valves 33, 36 and / or the electronic control device 30 can be arranged remotely from the cylinder 10 or integrated in or on it, for example on or in the end walls 15, 23.
  • the respective working chamber 12 or 13 can also be acted upon during an acceleration phase with the higher pressure P2, also in deviation from the above description at the beginning of the forward movement and at the beginning of the backward movement of the pushing element 16 desired movement speed, a switchover to the lower working pressure P2 takes place.
  • the lower pressure Pl can, for example, be between 1 and 1.5 bar and the higher pressure, for example, about 8 bar. It is a pneumatic pressure, for example air pressure. In principle, of course, a hydraulic fluid and a hydraulic arrangement can be used.

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Abstract

The invention proposes a crust breaker for breaking through a crust (17) formed on a metal molten pool (18), comprising a fluidic double-acting cylinder (10), the piston rod (14) of which is equipped with an impact element (16), and to the two working chambers (12, 13) of which separated by a piston (11) optionally a higher (P2) and a lower fluid pressure (P1) can be applied by means of a valve arrangement (33, 36). The cylinder (10) is equipped with a distance measuring device (24). A monitoring means serves for monitoring a predefinable path-time course, or a predefinable course of speed during the forward movement of the impact element (16) in the direction of the crust (17). A controller (30) serves for switching from the lower to the higher fluid pressure beginning with a definable deviation from the predefined course and is connected to the valve arrangement (33, 36) for this purpose.

Description

FESTO AG & Co, D-73734 Esslingen FESTO AG & Co, D-73734 Esslingen

Krustenbrecher zum Durchstoßen der sich auf einem Metallschmelzbad gebildeten KrusteCrust breaker for piercing the crust formed on a molten metal bath

Die Erfindung betrifft einen Krustenbrecher zum Durchstoßen der sich auf einem Metallschmelzbad gebildeten Kruste, mit einem fluidischen, doppeltwirkenden Zylinder, dessen Kolbenstange mit einem Stoßelement versehen ist und dessen beide durch einen Kolben getrennte Arbeitskammern mittels einer Ventilanordnung wahlweise mit einem höheren und einem niedrigeren Fluiddruck beaufschlagbar sind.The invention relates to a crust crusher for piercing the crust formed on a molten metal bath, with a fluidic, double-acting cylinder, the piston rod is provided with a shock element and both of which are separated by a piston separate working chambers by means of a valve assembly optionally with a higher and a lower fluid pressure can be acted upon ,

Beispielsweise in Schmelzöfen zur Gewinnung von Rohaluminium werden solche Krustenbrecher beziehungsweise Krustenbrecher- zylinder eingesetzt, um eine sich über der Schmelze bildende Oxidschicht lokal aufzubrechen. An diesen Stellen wird der Rohstoff Aluminiumoxid nachgefüllt, nachdem aufbereitetes Rohaluminium entnommen wurde. Dieser Vorgang erfolgt ca. alle zwei Minuten. Tatsächlich hat sich jedoch in diesem Zeitraum noch keine Kruste gebildet, die durchstoßen werden muss. Der Zylinder muss somit in diesen Fällen nicht die maximale Kraft aufbringen und kann mit einem niedrigeren Druck betrieben werden . Ein Stoßelement beziehungsweise eine Stoßlanze, die an der Kolbenstange des Zylinders befestigt ist, taucht beim Durchbrechen der Kruste jedes Mal in die Schmelze ein. Dabei lagern sich Rückstände und Aluminiumoxid an dieser Lanze ab. Diese müssen, wenn sie eine bestimmte Dicke überschreiten, wieder abgestreift werden, da sonst die Stoßlanze immer schwerer wird. Dies erfolgt in der Regel durch einen feststehenden Stahlring oder ein Rohr, der beziehungsweise das die Stoßlanze umgibt. Auch hierzu wird wieder eine höhere Kraft des Zylinders benötigt, wobei auch dieser Vorgang nur sporadisch auftritt, das heißt, die höhere Kraft wird nicht regelmäßig benötigt.For example, in melt furnaces for the production of raw aluminum, such crust breakers or crust breaker cylinders are used to locally break up an oxide layer forming over the melt. At these points, the raw material aluminum oxide is replenished after treated raw aluminum has been removed. This process takes place approximately every two minutes. In fact, however, no crust has yet formed in this period, which must be pierced. The cylinder thus does not have to apply the maximum force in these cases and can be operated at a lower pressure. An impact element or a shock lance, which is attached to the piston rod of the cylinder, immersed in the breaking of the crust each time in the melt. Residues and alumina are deposited on this lance. These must, if they exceed a certain thickness, be stripped off again, otherwise the impact lance is getting heavier. This is usually done by a fixed steel ring or a pipe that surrounds or the shock lance. Again, a higher force of the cylinder is needed again, and this process occurs only sporadically, that is, the higher force is not required regularly.

In beiden Fällen, also beim Durchbrechen der Kruste und/oder Abstreifen der Ablagerungen, kann die Position entlang des Hubwegs des Zylinders, an der die höhere Kraft benötigt wird, nicht genau vorhergesagt werden. Die Position der Kruste hängt vom Füllstand des Schmelzbades ab und kann in der Praxis um 30 cm schwanken. Genauso ist die Stelle, an der sich Ablagerungen an der Stoßlanze bilden, vom Füllstand des Schmelzbades abhängig, da die Lanze dann mehr oder weniger tief in das flüssige Aluminium eintaucht.In either case, ie breaking the crust and / or stripping the deposits, the position along the stroke of the cylinder where the higher force is needed can not be accurately predicted. The position of the crust depends on the level of the molten bath and can vary in practice by 30 cm. Similarly, the location at which deposits form on the shock lance depends on the fill level of the molten bath, since the lance then dips more or less deeply into the liquid aluminum.

Bei einem aus der DE 202006002727 Ul bekannten Krustenbrecher der eingangs genannten Gattung wird nahezu der gesamte Hubweg des Zylinders aus den genannten Gründen mit der höheren Kraft durchfahren, und erst bei Erreichen der Endpositionen, die durch Sensoren abgetastet werden, wird zur Verringerung des Luftverbrauchs auf ein niedrigeres Druckniveau umgeschaltet. Dennoch führt der während der nahezu gesamten Hubbewegung vorliegende, zum Durchbrechen der Kruste ausgelegte Druck zu einem relativ hohen Luftverbrauch beziehungsweise fluidischen Verbrauch, der nicht zuletzt durch Undichtigkeiten im fluidischen System bedingt ist . Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den fluidischen Verbrauch bei einem Krustenbrecherzylinder zu verringern, indem der höhere Druck nur bei Bedarf angelegt wird.In a Krustenbrecher known from DE 202006002727 Ul of the type mentioned is almost the entire stroke of the cylinder for the reasons mentioned drive through with the higher force, and only when reaching the end positions, which are scanned by sensors, is to reduce the air consumption to a switched lower pressure level. Nevertheless, the pressure which is present during the almost entire stroke movement and designed to break the crust leads to a relatively high air consumption or fluid consumption, which is not least caused by leaks in the fluidic system. An object of the present invention is to reduce fluid consumption in a crust breaker cylinder by applying the higher pressure only when needed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Krustenbrecher mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst .This object is achieved by a crust breaker with the features of claim 1.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass der Zylinder im Normalfall nur mit dem minimal notwendigen Betriebsdruck betrieben wird, sodass die gewünschten Aus- und Einfahrzeiten gerade eingehalten werden. Trifft der Zylinder nun auf ein Hindernis, also insbesondere die Kruste, so verringert sich die Geschwindigkeit, oder die Ausfahrbewegung stoppt. Dies wird durch Überschreiten einer festlegbaren Abweichung vom vorgegebenen Weg-Zeitverlauf oder Geschwindigkeitsverlauf erkannt. Nur in diesem Falle wird dann der höhere Druck angelegt, der zum Durchstoßen der Kruste ausgelegt ist. Ein besonderer Vorteil ergibt sich dabei dadurch, dass an jeder beliebigen Stelle des Zylinderhubs auf das höhere Druckniveau umgeschaltet werden kann, ohne dass der Abstand des Krustenbrechers vom Metallschmelzbad beziehungsweise der Kruste bekannt sein muss. Hat sich seit dem letzten Stoßvorgang keine neue Kruste oder nur eine relativ dünne Kruste gebildet, so wird die festgelegte Abweichung vom vorgegebenen Verlauf nicht überschritten, und eine Umschaltung auf das höhere Druckniveau erfolgt nicht. Dies führt insgesamt zu einem sehr hohen fluidischen Einspareffekt, insbesondere Luftspareffekt.The advantages of the invention are in particular that the cylinder is normally operated only with the minimum necessary operating pressure, so that the desired extension and retraction times are being met. If the cylinder hits an obstacle, in particular the crust, the speed is reduced or the extension movement stops. This is detected by exceeding a definable deviation from the given path-time course or speed profile. Only in this case is then applied the higher pressure, which is designed to pierce the crust. A particular advantage results from the fact that can be switched to the higher pressure level at any point of the cylinder stroke, without the distance of the crust breaker from the molten metal or the crust must be known. Has not formed a new crust or only a relatively thin crust since the last shock process, the specified deviation from the predetermined course is not exceeded, and a switch to the higher pressure level does not occur. Overall, this leads to a very high fluidic saving effect, in particular an air saving effect.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Krustenbrechers möglich. Da erfindungsgemäß jedes beliebige Hindernis durch Verringerung der Fahrgeschwindigkeit und gegebenenfalls Überschreitung der festgelegten Abweichung erkannt werden kann, trifft dies auch für die Rückwärtsbewegung des Stoßelements zu, bei der gegebenenfalls Rückstände am Stoßelement beim Auftreffen auf eine AbstreifVorrichtung erkannt werden können, die je nach Umfang zur Überwindung den höheren Druck erfordern. Eine solche, insbesondere röhr- oder ringförmige AbstreifVorrichtung ist zweckmäßigerweise zum Abstreifen vom am Abstoßelement hängen gebliebenem Metall aus der Metallschmelze vorgesehen.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of claim 1 crust breaker are possible. Since, according to the invention, any obstacle can be detected by reducing the driving speed and optionally exceeding the specified deviation, this also applies to the backward movement of the pushing element, which can possibly detect residues on the pushing element when hitting a stripping device, which, depending on the circumference, can be overcome require the higher pressure. Such, in particular tubular or annular stripping device is expediently provided for stripping the metal from the molten metal stuck to the repelling element.

In vorteilhafter Weise ist auch eine Druckeinstelleinrichtung für den die Geschwindigkeit des Stoßelements vorgebenden niedrigeren Fluiddruck vorgesehen, um diese Geschwindigkeit einstellen zu können.Advantageously, a pressure adjusting device for the speed of the pushing element predetermining lower fluid pressure is provided in order to adjust this speed can.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung besteht die Ventilanordnung aus einem ersten Ventil zur Umschaltung zwischen dem hohen und dem niedrigeren Fluiddruck und einem zweiten Ventil zur Beaufschlagung wahlweise der ersten oder der zweiten Arbeitskammer mit dem vorgewählten Fluiddruck. Hierdurch wird nur eine sehr geringe Zahl von Ventilen benötigt, nämlich insbesondere zwei.In an expedient embodiment, the valve assembly consists of a first valve for switching between the high and the lower fluid pressure and a second valve for acting either the first or the second working chamber with the preselected fluid pressure. As a result, only a very small number of valves is needed, namely two in particular.

Bevorzugt sind Mittel zur Bildung der Ist-Geschwindigkeit als zeitliche Ableitung des Wegsignals der Wegmessvorrichtung vorgesehen und insbesondere in der elektronischen Steuereinrichtung angeordnet . Die Wegmessvorrichtung kann in einer ersten Ausgestaltung als Mikrowellen-Messsystem in einer Arbeitskammer des Zylinders zur Messung des Abstands zwischen Kolben und einer Zylinderstirnwandung ausgebildet sein. In einer weiteren Ausgestaltung kann die Wegmessvorrichtung auch ein in oder an der Kolbenstange angeordnetes Widerstandsmesselement besitzen, das durch wenigstens ein elektrisches Abgreifelement abgreifbar ist. Im Hinblick auf die auftretenden hohen Temperaturen ist das Wegmesssystem dabei bevorzugt als gekapseltes Wegmesssystem ausgebildet.Preferably, means for forming the actual speed are provided as a time derivative of the path signal of the distance measuring device and arranged in particular in the electronic control device. In a first embodiment, the path measuring device can be designed as a microwave measuring system in a working chamber of the cylinder for measuring the distance between the piston and a cylinder end wall. In a further embodiment, the distance measuring device may also have a arranged in or on the piston rod resistance measuring element, which can be tapped off by at least one electrical pick-off element. In view of the high temperatures that occur, the displacement measuring system is preferably designed as an encapsulated displacement measuring system.

In vorteilhafter Weise kann auch eine die elektrische Verbindung zwischen der Metallschmelze oder dem elektrisch leitfähigen Behälter für diese einerseits und dem Stoßelement oder der damit verbundenen Kolbenstange andererseits messende Messanordnung zur Erfassung des Eintauchvorgangs des Stoßelements in die Metallschmelze vorgesehen sein. In Verbindung mit dem Wegmesssystem kann dadurch der Abstand zwischen dem Krustenbrecher und der Kruste beziehungsweise der darunter liegenden Metallschmelze gemessen werden.In an advantageous manner, a measuring arrangement for detecting the immersion process of the impact element into the molten metal can also be provided for measuring the electrical connection between the molten metal or the electrically conductive container for this on the one hand and the impact element or the associated piston rod on the other. In conjunction with the displacement measuring system, the distance between the crust breaker and the crust or the underlying molten metal can thereby be measured.

Die elektronische Steuereinrichtung kann in einer kompakten Ausführung auch im oder am Zylinder integriert sein.The electronic control device can also be integrated in or on the cylinder in a compact design.

Um höhere Geschwindigkeiten der Arbeitsvorgänge beziehungsweise der Bewegung des Stoßelements zu erreichen, besitzt die elektronische Steuereinrichtung Mittel zur Vorgabe des höheren Fluiddruckes zu Beginn der Kolbenbewegung und zur Um- schaltung auf den niedrigeren Fluiddruck nach Abschluss der Beschleunigungsphase .In order to achieve higher speeds of the operations or the movement of the shock element, the electronic control device has means for setting the higher fluid pressure at the beginning of the piston movement and for switching to the lower fluid pressure after completion of the acceleration phase.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine Darstellung eines über einer Metallschmelze angeordneten Krustenbrechers sowie die entsprechende elektrische und fluidische Beschaltung als Ausführungsbeispiel der Erfindung,An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it: FIG. 1 shows an illustration of a crust breaker arranged above a molten metal and the corresponding electrical and fluidic circuit as an exemplary embodiment of the invention,

5 Figur 2 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise beim Auftreffen und Eintauchen des Stoßelements des Krustenbrechers in das Metallschmelzbad undFIG. 2 shows a signal diagram for explaining the mode of action upon impact and immersion of the impact element of the crust breaker into the molten metal bath and

Figur 3 ein entsprechendes Signaldiagramm für die Rückfahrbewegung .Figure 3 is a corresponding signal diagram for the return movement.

lo Der in Figur 1 dargestellte Krustenbrecher besteht im Wesentlichen aus einem fluidischen, doppeltwirkenden Zylinder 10, dessen Innenraum durch einen Kolben 11 in zwei Arbeitskammern 12, 13 unterteilt ist. Vom Kolben 11 aus erstreckt sich eine Kolbenstange 14 dichtend durch eine Stirnwandung 15 des Zy- i5 linders 10 hindurch und trägt an ihrem freien Ende ein als Stoßlanze ausgebildetes Stoßelement 16 zum Durchstoßen einer Kruste 17, die sich üblicherweise auf einem Metallschmelzbad 18 bildet, das beispielsweise ein Aluminiumschmelzbad sein kann. Das Metallschmelzbad 18 befindet sich in einem Badbe-The crust breaker shown in FIG. 1 consists essentially of a fluidic, double-acting cylinder 10, the interior of which is divided by a piston 11 into two working chambers 12, 13. From the piston 11, a piston rod 14 extends sealingly through an end wall 15 of the cylinder 10 and carries at its free end a shock element 16 designed as a shock lance for piercing a crust 17, which usually forms on a molten metal bath 18, for example may be an aluminum molten bath. The molten metal bath 18 is located in a bath

20 hälter 19 aus einem gegenüber der Metallschmelze höherschmelzenden Metall.20 container 19 from a metal higher than the melting of the molten metal.

An der den Kolbenstangendurchgang besitzenden Stirnwandung 15 des Zylinders 10 ist eine rohrförmige AbstreifVorrichtung 20 angesetzt beziehungsweise befestigt, in der das StoßelementAt the piston rod passage owning end wall 15 of the cylinder 10, a tubular stripping device 20 is attached or fixed, in which the shock element

25 16 mit geringem Spiel verschiebbar ist. Das von der Stirnwandung 15 entfernte freie Ende der Abstreifvorrichtung 20 besitzt eine Abstreifkante 21, mittels der bei der Rückfahrbewegung des Stoßelements 16 in die AbstreifVorrichtung 20 hinein eventuell hängen gebliebene Ablagerungen 22 der Kruste 1725 16 is slidable with little play. The free end of the stripping device 20, which is remote from the end wall 15, has a scraping edge 21, by means of which the deposits 22 of the crust 17 possibly remaining in the stripping device 20 during the return movement of the pushing element 16 can be caught

3o oder der Metallschmelze abgestreift werden. Anstelle einer rohrförmigen AbstreifVorrichtung 20 kann beispielsweise auch eine ringförmige Abstreifvorrichtung treten.3o or the molten metal are stripped off. Instead of a tubular stripping device 20 may for example also occur an annular stripping device.

An der von der ersten Stirnwandung 15 entfernten zweiten Stirnwandung 23 des Zylinders 10 ist ein stangenförmiges Wi- derstandsmesselement 24 mittig befestigt, das sich von dort aus in einen Längskanal 25 im Innern der Kolbenstange 14 hinein erstreckt. Das Widerstandsmesselement 24 kann aus einem Widerstandsmaterial bestehen oder damit beschichtet sein, o- der ein Folienwiderstandselement ist daran angebracht. Inner- halb des Kolbens 11 ist ein Abgreifelement 26 als Abgriff für das Widerstandsmesselement 24 angeordnet. Dabei kann es sich um eine Schleifringanordnung oder um andere elastische Schleifelemente handeln. Das Abgreifelement 26 kann selbstverständlich auch außerhalb des Kolbens 11 angeordnet sein. Ein weiteres Abgreifelement 27 in oder an der ersten Stirnwandung 15 gewährleistet die elektrische Verbindung zwischen der elektrisch leitfähigen Kolbenstange 14 und der elektrisch leitfähigen ersten Stirnwandung 15. Der zwischen dem Abgreif- element 27 in der ersten Stirnwandung 15 und dem an der zwei- ten Stirnwandung 23 angebrachten Endbereich des Widerstands- elements 24 abgreifbare Widerstandswert ist ein Maß für die Position des Kolbens 11 und damit des Stoßelements 16 und wird über Leitungen 28, 29 einer elektronischen Steuereinrichtung 30 zugeführt.At the second end wall 23 of the cylinder 10, which is remote from the first end wall 15, a rod-shaped resistance measuring element 24 is mounted centrally, which extends from there into a longitudinal channel 25 in the interior of the piston rod 14. The resistance measuring element 24 may be made of or coated with a resistance material, or a foil resistance element is attached thereto. Within the piston 11, a pick-off element 26 is arranged as a tap for the resistance measuring element 24. This may be a slip ring arrangement or other elastic grinding elements. The tapping element 26 can of course also be arranged outside the piston 11. A further tapping element 27 in or on the first end wall 15 ensures the electrical connection between the electrically conductive piston rod 14 and the electrically conductive first end wall 15. The tapping element 27 in the first end wall 15 and the second end wall 23 attached end region of the resistance element 24 can be tapped resistance value is a measure of the position of the piston 11 and thus of the shock element 16 and is fed via lines 28, 29 of an electronic control device 30.

Die im Wesentlichen durch das Widerstandsmesselement 24 gebildete Wegmessvorrichtung kann beispielsweise auch gemäß der DE 29713825 Ul ausgebildet sein und benötigt dann das zweite Abgreifelement 27 nicht. Weiterhin können andere bekannte Wegmessvorrichtungen anstelle der beschriebenen Wegmessvor- richtung treten. Beispielsweise kann ein ähnlich dem Widerstandsmesselement 24 in der Kolbenstange 14 bewegbares Messelement Magnetisierungen oder sonstige Markierungen aufwei- sen, die digital abtastbar sind. Solche Markierungen können auch direkt an der Kolbenstange 14 angebracht sein und dort abgegriffen werden. Weiterhin kann in der Arbeitskammer 12 oder in der anderen Arbeitskammer 13 ein auf Ultraschallbasis oder Mikrowellenbasis arbeitendes Abstandsmessgerät zur Messung des Abstands zwischen dem Kolben 11 und der jeweiligen Stirnwandung 15 beziehungsweise 23 vorgesehen sein. Auch andere bekannte potentiometrische Wegmessvorrichtungen können entsprechend eingesetzt werden.The distance measuring device essentially formed by the resistance measuring element 24 may for example also be designed according to DE 29713825 U1 and then does not need the second pick-off element 27. Furthermore, other known path measuring devices instead of the described Wegmessvor- direction occur. For example, a measuring element movable in the piston rod 14, similar to the resistance measuring element 24, may have magnetizations or other markings. sen, which are digitally palpable. Such markings can also be attached directly to the piston rod 14 and tapped there. Furthermore, in the working chamber 12 or in the other working chamber 13, an ultrasonic or microwave-based distance measuring device for measuring the distance between the piston 11 and the respective end wall 15 or 23 may be provided. Other known potentiometric Wegmessvorrichtungen can be used accordingly.

Zur Erfassung der Position, bei der das Stoßelement 16 die Kruste 17 auf dem Metallschmelzbad 18 durchbrochen hat, ist die Reihenschaltung einer Lampe 31 mit einer Spannungsquelle 32 zwischen das Abgreifelement 27 und den Badbehälter 19 geschaltet . Nach Durchbrechen der Kruste 17 erreicht das Stoß- element 16 die Metallschmelze und schließt dadurch den Stromkreis, sodass die Lampe 32 aufleuchtet. Anstelle einer Lampe kann selbstverständlich auch eine andere optische oder akustische Signaleinrichtung treten. Das dabei entstehende Signal wird über die Leitung 29 der elektrischen Steuereinrichtung 30 rückgemeldet, sodass der zu diesem Zeitpunkt vorliegende Positionsmesswert ein Maß für die Position des Krustenbrechers relativ zum Metallschmelzbad 18 ist.To detect the position at which the impact element 16 has broken through the crust 17 on the molten metal bath 18, the series connection of a lamp 31 with a voltage source 32 between the pick-off element 27 and the bath tank 19 is connected. After breaking through the crust 17, the shock element 16 reaches the molten metal and thereby closes the circuit, so that the lamp 32 lights up. Of course, instead of a lamp, another optical or acoustic signaling device can occur. The resulting signal is fed back via the line 29 of the electrical control device 30, so that the position measurement present at this time is a measure of the position of the crust breaker relative to the molten metal bath 18.

Die Lampe 31 und die externe Spannungsquelle 32 können selbstverständlich auch durch eine entsprechende Schaltung in Verbindung mit der elektronischen Steuereinrichtung 30 realisiert sein, wobei dann lediglich der Widerstandswert zwischen dem Abgreifelement 27 und dem Badbehälter 19 erfasst wird.The lamp 31 and the external voltage source 32 can of course also be realized by a corresponding circuit in conjunction with the electronic control device 30, in which case only the resistance value between the pick-off element 27 and the bath container 19 is detected.

Zur Betätigung des Zylinders 10 kann über ein elektrisch steuerbares 3/2 -Wegeventil 33 alternativ ein niedrigerer Druck Pl einer ersten Druckquelle 34 oder ein höherer Druck P2 einer zweiten Druckquelle 35 vorgegeben werden. Der je- weils durch die Ventilstellung des Wegeventils 33 vorgegebene Arbeitsdruck wird mittels eines zweiten 5/2 -Wegeventils 36 alternativ einer der beiden Arbeitskammern 12, 13 zugeführt, während gleichzeitig die jeweils andere Arbeitskammer entlüf- 5 tet wird. Die beiden Wegeventile werden dabei von der elektronischen Steuereinrichtung 30 gesteuert. Der niedrigere Druck Pl ist so gewählt, dass sich der Kolben 11 im unbelasteten Zustand mit der gewünschten Geschwindigkeit bewegt . Zur Änderung dieser Geschwindigkeit dient eine einstellbare Dros- lo sei 37 zwischen der ersten Druckquelle 34 und dem Wegeventil 33. Der höhere Druck P2 ist so gewählt, dass durch ihn eine Kraft auf den Kolben 11 ausgeübt wird, der ausreichend ist, um eine Kruste 17 mit maximal auftretender Dicke zu durchstoßen. Auch hier kann eine entsprechende Drossel 36 oder eine i5 andere Druckeinstellvorrichtung zur Variation des Drucks P2 vorgesehen sein.For actuating the cylinder 10, a lower pressure P 1 of a first pressure source 34 or a higher pressure P 2 of a second pressure source 35 can be preset via an electrically controllable 3/2 way valve 33. The because by the valve position of the directional control valve 33 predetermined working pressure is alternatively supplied by means of a second 5/2 way valve 36 to one of the two working chambers 12, 13, while at the same time the other working chamber venting 5 tet. The two-way valves are controlled by the electronic control device 30. The lower pressure Pl is chosen so that the piston 11 moves in the unloaded state at the desired speed. To change this speed, an adjustable throttle 37 acts between the first pressure source 34 and the directional control valve 33. The higher pressure P2 is selected such that it exerts a force on the piston 11 sufficient to produce a crust 17 pierced with maximum thickness. Again, a corresponding throttle 36 or i5 other pressure adjustment device for varying the pressure P2 may be provided.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Krustenbrecheranordnung wird im Folgenden anhand der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Signaldiagramme erläutert.The operation of the described Krustenbrecheranordnung will be explained below with reference to the signal diagrams shown in Figures 2 and 3.

20 Für die Vorwärtsbewegung des Kolbens 11 beziehungsweise des Stoßelements 16 zum Metallschmelzbad 18 hin wird durch entsprechende Ventilstellungen der Wegeventile 33, 36 die Arbeitskammer 12 mit dem niedrigeren Druck Pl beaufschlagt. Das Stoßelement 16 bewegt sich dadurch zunächst ungehindert bis20 For the forward movement of the piston 11 and the shock element 16 to the molten metal 18 through the working chamber 12 is acted upon by corresponding valve positions of the directional valves 33, 36 with the lower pressure Pl. The shock element 16 thereby moves initially unhindered until

25 zur Kruste 17. Der entsprechende Weg-Zeit-Verlauf (w-t-25 to the crust 17. The corresponding path-time course (w-t

Verlauf) ist als Sollkurve Sv in der elektronischen Steuereinrichtung 30 gespeichert. Diese Sollkurve setzt sich linear so fort, wie wenn keine Kruste 17 oder ein sonstiges Hemmnis in der Bewegung des Stoßelements vorhanden wäre. Entlang die-History) is stored as a setpoint curve Sv in the electronic control device 30. This setpoint curve continues linearly as if there were no crust 17 or other obstruction in the movement of the pushing element. Along these

30 ser Sollkurve Sv wird ein Toleranzband Tv gebildet, das in30 ser setpoint curve Sv a tolerance band Tv is formed, the in

Figur 2 als gestrichelte Linien dargestellt ist. Die Bewegung des Stoßelements 16, also der Bewegungs-Istwert Iv, der als strichpunktierte Linie dargestellt ist, folgt zunächst im Wesentlichen der Sollkurve Sv. Erreicht das Stoßelement 16 die Kruste 17 und reicht die durch den niedrigeren Druck Pl bewirkte Kraft nicht aus, diese Kruste zu durchstoßen, so wird s die Bewegung des Stoßelements 16 gehemmt, und der Bewegungs- Istwert Iv verlässt das Toleranzband Tv. Dies wird in der elektronischen Steuereinrichtung 30 durch Soll-Ist-Vergleich erkannt beziehungsweise erfasst, und durch Umsteuerung des Wegeventils 33 wird dann der höhere Druck P2 vorgegeben, der lo ausreichend ist, die Kruste 17 zu durchstoßen. Hat sich zum Zeitpunkt des Erreichens des Stoßelements 16 noch keine Kruste gebildet oder ist diese so dünn, dass auch der niedrigere Druck Pl zum Durchstoßen ausreicht, so verlässt der Bewe- gungs-Istwert Iv das Toleranzband Tv nicht, und es erfolgt i5 dadurch keine Umschaltung auf den höheren Druck P2.Figure 2 is shown as dashed lines. The movement of the shock element 16, so the motion actual value Iv, as dash-dotted line is shown, initially follows substantially the setpoint curve Sv. If the impact element 16 reaches the crust 17 and the force caused by the lower pressure P1 does not suffice to pierce this crust, the movement of the impact element 16 is inhibited, and the movement actual value Iv leaves the tolerance band Tv. This is detected or detected in the electronic control device 30 by target-actual comparison, and by reversing the directional valve 33, the higher pressure P2 is then given, the lo is sufficient to pierce the crust 17. If no crust has yet formed at the time the shock element 16 is reached, or if it is so thin that the lower pressure P1 is also sufficient for penetration, then the actual movement value Iv does not leave the tolerance band Tv, and there is no switching over to the higher pressure P2.

Die Sollkurve Sv kann beispielsweise im Rahmen eines Lernzyklus in der elektronischen Steuereinrichtung 30 gespeichert werden. Der Soll-Ist -Vergleich kann am einfachsten auch durch einen Geschwindigkeitsvergleich erfolgen. Dies bedeutet, es 20 wird ein Soll-Geschwindigkeitsverlauf gespeichert und bei der Bewegung mit der jeweiligen Ist-Geschwindigkeit verglichen. Die Ist-Geschwindigkeit kann durch zeitliche Ableitung des Wegsignals der Wegmessvorrichtung erfasst werden.The setpoint curve Sv can be stored, for example, within the scope of a learning cycle in the electronic control device 30. The desired-actual comparison can be done most simply by a speed comparison. This means that a desired speed profile is stored and compared with the respective actual speed during the movement. The actual speed can be detected by time derivative of the path signal of the distance measuring device.

Bei der Rückwärtsbewegung des Stoßelements 16 vom Metall- 25 schmelzbad 18 weg können Ablagerungen 22 aus dem Metall des Metallschmelzbads 18 oder der Kruste 17 am Stoßelement 16 verbleiben, die mittels der Abstreifvorrichtung 20 abgestreift werden. Die Verhältnisse bei der Rückwärtsbewegung sind in Figur 3 dargestellt. Anstelle der Sollkurve Sv tritt 30 hier die Sollkurve Sr, anstelle des Toleranzbands Tv tritt hier das Toleranzband Tr, und anstelle des Bewegungs-Istwerts Iv tritt der Bewegungs- Istwert Ir. Die Bewegung erfolgt zu- nächst wieder mit dem niedrigeren Druck Pl, mit dem die andere Arbeitskammer 13 beaufschlagt wird. Erreichen eventuell verbleibende Ablagerungen 22 die AbstreifVorrichtung 20, so kann die Kraft mittels des niedrigeren Druckes Pl nicht aus- reichen, den AbstreifVorgang durchzuführen. In diesem Falle wird wiederum die Bewegung gehemmt, und der Bewegungs- Istwert Ir wandert außerhalb des Toleranzbands Tr. Dies bewirkt wiederum eine Umschaltung auf den höheren Druck P2 , der ausreicht, um den AbstreifVorgang durchzuführen. Sind keine oder nur geringe Ablagerungen am Stoßelement 16, so kann der niedrigere Druck Pl für den AbstreifVorgang ausreichen, und es erfolgt keine Umschaltung auf den höheren Druck P2.During the rearward movement of the impact element 16 away from the molten metal bath 18, deposits 22 made of the metal of the molten metal bath 18 or of the crust 17 on the impact element 16 may remain, which are scraped off by means of the stripping device 20. The conditions in the backward movement are shown in FIG. Instead of the setpoint curve Sv, the setpoint curve Sr occurs here, instead of the tolerance band Tv the tolerance band Tr occurs here, and instead of the motion actual value Iv, the actual movement value Ir occurs. The movement takes place next again with the lower pressure Pl, with which the other working chamber 13 is acted upon. If any remaining deposits 22 reach the stripping device 20, then the force can not be sufficient by means of the lower pressure P1 to carry out the stripping process. In this case, in turn, the movement is inhibited, and the movement actual value Ir moves outside the tolerance band Tr. This in turn causes a switch to the higher pressure P2, which is sufficient to perform the stripping process. If there are no or only slight deposits on the impact element 16, then the lower pressure Pl can be sufficient for the stripping process, and there is no switchover to the higher pressure P2.

Die elektronische Steuereinrichtung 30 ist optional mit einem Display 37 ausgestattet, um Positionswerte und sonstige Vor- gänge während des Arbeitsverlaufs des Krustenbrechers anzuzeigen.The electronic control device 30 is optionally equipped with a display 37 to display position values and other operations during the course of the crust breaker.

Der in Figur 1 dargestellte Krustenbrecher weist nur einen einzigen Zylinder 10 mit einem Stoßelement 16 auf. Selbstverständlich können insbesondere bei größeren Metallschmelzbä- dem 18 Krustenbrecher mit mehreren Zylindern 10 und dadurch mehreren Stoßelementen 16 eingesetzt werden.The crust breaker shown in FIG. 1 has only one single cylinder 10 with a push element 16. Of course, crust crushers with a plurality of cylinders 10 and thus a plurality of impact elements 16 can be used, in particular for larger molten metal baths 18.

In der Nähe des Metallschmelzbads 18 liegen infolge des geschmolzenen Metalls grundsätzlich höhere Temperaturen vor. Temperaturempfindliche Bauteile und Baugruppen, wie bei- spielsweise die Wegmessvorrichtung, müssen daher entsprechend ausgebildet sein, beispielsweise abgeschirmt oder abgekapselt. Die Wegeventile 33, 36 und/oder die elektronische Steuereinrichtung 30 können entfernt vom Zylinder 10 angeordnet oder in oder an diesem integriert sein, beispielsweise an oder in den Stirnwandungen 15, 23. Um die Arbeitsvorgänge zu beschleunigen, kann auch in Abweichung von der vorstehenden Beschreibung jeweils zu Beginn der Vorwärtsbewegung und zu Beginn der Rückwärtsbewegung des Stoßelements 16 die jeweilige Arbeitskammer 12 beziehungs- weise 13 während einer Beschleunigungsphase mit dem höheren Druck P2 beaufschlagt werden, wobei nach Erreichen der gewünschten Bewegungsgeschwindigkeit eine Umschaltung auf den niedrigeren Arbeitsdruck P2 erfolgt.In the vicinity of the molten metal bath 18 are generally higher temperatures due to the molten metal. Temperature-sensitive components and assemblies, such as the Wegmessvorrichtung must therefore be designed accordingly, for example, shielded or encapsulated. The directional control valves 33, 36 and / or the electronic control device 30 can be arranged remotely from the cylinder 10 or integrated in or on it, for example on or in the end walls 15, 23. In order to accelerate the working processes, the respective working chamber 12 or 13 can also be acted upon during an acceleration phase with the higher pressure P2, also in deviation from the above description at the beginning of the forward movement and at the beginning of the backward movement of the pushing element 16 desired movement speed, a switchover to the lower working pressure P2 takes place.

Der niedrigere Druck Pl kann beispielsweise zwischen 1 und 1,5 bar und der höhere Druck beispielsweise ca. 8 bar betragen. Es handelt sich dabei um einen pneumatischen Druck, beispielsweise um Luftdruck. Prinzipiell kann selbstverständlich auch ein hydraulisches Fluid und eine hydraulische Anordnung verwendet werden. The lower pressure Pl can, for example, be between 1 and 1.5 bar and the higher pressure, for example, about 8 bar. It is a pneumatic pressure, for example air pressure. In principle, of course, a hydraulic fluid and a hydraulic arrangement can be used.

Claims

Ansprüche claims 1. Krustenbrecher zum Durchstoßen der sich auf einem Metallschmelzbad (18) gebildeten Kruste (17) , mit einem fluidischen, doppeltwirkenden Zylinder (10), dessen Kolbenstange (14) mit einem Stoßelement (16) versehen ist und dessen beide durch einen Kolben (11) getrennte Arbeitskammern (12, 13) mittels einer Ventilanordnung (33, 36) wahlweise mit einem höheren (P2) und einem niedrigeren Fluiddruck Pl) beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (10) mit einer Wegmessvorrichtung (24) versehen ist, dass Überwachungsmittel zur Überwachung eines vorgebbaren Weg- Zeitverlaufs oder eines vorgebbaren Geschwindigkeitsverlaufs bei der Vorwärtsbewegung des Stoßelements (16) in Richtung der Kruste (17) vorgesehen sind und dass eine Steuereinrichtung (30) zur Umschaltung vom niedrigeren (Pl) auf den höheren Fluiddruck (P2) ab einer festlegbaren Abweichung vom vorgegebenen Verlauf (Sv) mit der Ventilanordnung (33, 36) verbunden ist.1. Crust breaker for piercing the crumb (17) formed on a molten metal bath (18), with a fluidic, double-acting cylinder (10), whose piston rod (14) is provided with a push element (16) and both of which are connected by a piston (11 ) separate working chambers (12, 13) by means of a valve arrangement (33, 36) optionally with a higher (P2) and a lower fluid pressure Pl) can be acted upon, characterized in that the cylinder (10) is provided with a distance measuring device (24), in that monitoring means are provided for monitoring a predeterminable travel time or a predefinable speed profile during the forward movement of the push element (16) in the direction of the crust (17), and in that a control device (30) for switching from the lower (Pl) to the higher fluid pressure (P2 ) Is connected to the valve assembly (33, 36) from a definable deviation from the predetermined curve (Sv). 2. Krustenbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (30) auch zur entsprechenden Über- wachung der Rückwärtsbewegung des Stoßelements ausgebildet ist.2. Crust breaker according to claim 1, characterized in that the control device (30) is also designed for the corresponding monitoring of the rearward movement of the pushing element. 3. Krustenbrecher nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass eine insbesondere röhr- oder ringförmige Abstreifvorrichtung (20) für am Stoßelement (16) hängen geblie- benes Metall oder hängen gebliebene Krustenteile aus dem Metallschmelzbad (18) vorgesehen ist.3. crust breaker according to claim 1 or 2, characterized in that a particular tubular or annular stripping device (20) for on the push element (16) stuck hanging Benes metal or stuck crust parts from the molten metal bath (18) is provided. 4. Krustenbrecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckeinstelleinrichtung4. crust breaker according to one of the preceding claims, characterized in that a pressure adjusting device 5 (36) für den die Geschwindigkeit des Stoßelements (16) vorgebenden niedrigeren Fluiddruck (Pl) vorgesehen ist.5 (36) for which the speed of the pushing element (16) predetermining lower fluid pressure (Pl) is provided. 5. Krustenbrecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (33, 36) aus einem ersten Ventil (33) zur Umschaltung zwischen dem hohen lo (P2) und dem niedrigeren Fluiddruck (Pl) und ein zweites Ventil (36) zur Beaufschlagung wahlweise der ersten oder der zweiten Arbeitskammer (12, 13) mit dem vorgewählten Fluiddruck besteht .5. crust breaker according to one of the preceding claims, characterized in that the valve arrangement (33, 36) of a first valve (33) for switching between the high lo (P2) and the lower fluid pressure (Pl) and a second valve (36) for the application of either the first or the second working chamber (12, 13) with the preselected fluid pressure. 6. Krustenbrecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, i5 dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Bildung der Ist- Geschwindigkeit als zeitliche Ableitung des Wegsignals der Wegmessvorrichtung (24) vorgesehen sind, insbesondere in der elektronischen Steuereinrichtung (30) .6. crust breaker according to one of the preceding claims, i5 characterized in that means for forming the actual speed as a time derivative of the path signal of the path measuring device (24) are provided, in particular in the electronic control device (30). 7. Krustenbrecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 20 dadurch gekennzeichnet, dass die Wegmessvorrichtung als Mikrowellen-Messsystem in einer Arbeitskammer (12 beziehungsweise 13) des Zylinders (10) zur Messung des Abstands zwischen Kolben (11) und einer Zylinderstirnwandung (15 beziehungsweise 23) ausgebildet ist.7. Crust breaker according to one of the preceding claims, characterized in that the position measuring device as a microwave measuring system in a working chamber (12 or 13) of the cylinder (10) for measuring the distance between the piston (11) and a Zylinderstirnwandung (15 or 23) is trained. 25 8. Krustenbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegmessvorrichtung (24) ein in oder an der Kolbenstange (14) angeordnetes Widerstandsmesselement besitzt, das durch wenigstens ein elektrisches Abgreifelement (26) abgreifbar ist. 25 8. crust breaker according to one of claims 1 to 6, characterized in that the Wegmessvorrichtung (24) has a in or on the piston rod (14) arranged resistance measuring element which can be tapped by at least one electrical pick-off element (26). 9. Krustenbrecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine die elektrische Verbindung zwischen dem Metallschmelzbad (18) oder dem elektrisch leitfähigen Badbehälter (19) für dieses einerseits und dem Stoß- s element (16) oder der damit verbundenen Kolbenstange (14) andererseits messende Messanordnung zur Erfassung des Eintauchvorgangs des Stoßelements (16) in die Metallschmelze vorgesehen ist .9. Crust breaker according to one of the preceding claims, characterized in that a the electrical connection between the molten metal bath (18) or the electrically conductive bath container (19) for this one hand and the shocks element (16) or the associated piston rod (14 ) On the other hand, measuring measuring arrangement for detecting the immersion process of the shock element (16) is provided in the molten metal. 10. Krustenbrecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, lo dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung (30) im oder am Zylinder (10) integriert ist.10. Crust breaker according to one of the preceding claims, lo characterized in that the electronic control device (30) is integrated in or on the cylinder (10). 11. Krustenbrecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung (30) Mittel zur Vorgabe des höheren Fluiddruckes (P2) zu i5 Beginn der Kolbenbewegung und zur Umschaltung auf den niedrigeren Fluiddruck (Pl) nach Abschluss der Beschleunigungsphase aufweist. 11. crust breaker according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic control device (30) comprises means for setting the higher fluid pressure (P2) to i5 the beginning of the piston movement and switching to the lower fluid pressure (Pl) after completion of the acceleration phase.
PCT/EP2007/001026 2007-02-07 2007-02-07 Crust breaker for breaking through a crust formed on a metal molten pool Ceased WO2008095510A1 (en)

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2398052C1 (en) * 2008-12-01 2010-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "ГЕРРОС" (ООО "НПО "ГЕРРОС") Tip of punch unit for raw material automatic supply in electrolytic cells producing aluminium out of cryolite-alumina melts
DE102009052776A1 (en) * 2009-11-11 2011-05-12 Robert Bosch Gmbh Method for operating a crust braking device for metal melt with a fluid powered, double-acting crust braking cylinder, comprises guiding the piston rod of the crust braking cylinder with chisel at end side by electronic drive unit
WO2011060876A1 (en) * 2009-11-21 2011-05-26 Robert Bosch Gmbh Crust breaking device
EP2607025A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-26 Robert Bosch Gmbh Pneumatic tool device
EP2607024A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-26 Robert Bosch GmbH Pneumatic tool device
CN103343362A (en) * 2013-07-29 2013-10-09 北京爱社时代科技发展有限公司 System for detecting position of shell-breaking tank based on pressure signals
CN106835198A (en) * 2009-07-21 2017-06-13 爱思科简易股份公司 Pneumatic linear actuator control device
CN110605354A (en) * 2018-06-14 2019-12-24 沈阳易成耐蚀合金设备有限公司 Crust breaking hammer head and composition thereof

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8932515B2 (en) 2011-06-13 2015-01-13 La-Z-Boy Incorporated Crust breaker aluminum bath detection system
US8910562B2 (en) 2011-06-13 2014-12-16 Mac Valves, Inc. Pneumatic system for controlling aluminum bath crust breaker
US8753564B2 (en) 2011-06-13 2014-06-17 Mac Valves, Inc. Piston rod and cylinder seal device for aluminum bath crust breaker
US8906291B2 (en) 2011-06-13 2014-12-09 Mac Valves, Inc. Piston rod and cylinder seal device for aluminum bath crust breaker
DE102012208891A1 (en) * 2012-05-25 2013-11-28 Robert Bosch Gmbh Pneumatic impact mechanism
WO2014092635A1 (en) * 2012-12-13 2014-06-19 Parker Hannifin Manufacturing Sweden Ab Piston-cylinder device and method for detecting axial position
CN103046079B (en) * 2012-12-27 2015-11-18 东北大学 A kind of crust breaking control method for aluminium cell and device
CN103469254B (en) * 2013-08-23 2015-12-09 兰州盛奥电子科技有限公司 Electrolysis bath case-hitting cylinder built-in piston proofing unit on earth
DE102020204737B3 (en) * 2020-04-15 2021-07-01 Festo Se & Co. Kg System and method for end position cushioning

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0124480A1 (en) * 1983-05-03 1984-11-07 Schweizerische Aluminium Ag Electropneumatic drive system for a crust braking device, and method for its operation
US4901628A (en) * 1983-08-11 1990-02-20 General Motors Corporation Hydraulic actuator having a microwave antenna
DE29713825U1 (en) * 1997-08-02 1997-10-02 Festo Kg, 73734 Esslingen Fluid operated cylinder
DE29910803U1 (en) * 1999-06-21 1999-09-16 VAW Aluminium-Technologie GmbH, 53117 Bonn Circuit arrangement for controlling a crust breaker
WO2001006039A1 (en) * 1999-07-19 2001-01-25 Ab Rexroth Mecman Method and device for controlling the movement of a supply and breaking chisel in an aluminium production cell
WO2002014698A1 (en) * 2000-08-15 2002-02-21 Parker Hannifin Ab Pneumatic actuator system
WO2005033369A2 (en) * 2003-10-02 2005-04-14 Aluminium Pechiney Method and system for controlling addition of powdery materials to the bath of an electrolysis cell for the production of aluminium
DE102004033964B3 (en) * 2004-07-14 2006-03-30 Bosch Rexroth Ag Device for operating a crust-breaking arrangement for metal melts comprises a valve arrangement having a valve for withdrawing a piston rod and for forming a connection to an injection pressure source
DE202006002727U1 (en) * 2006-02-21 2006-04-20 Festo Ag & Co Pneumatic drive system

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0124480A1 (en) * 1983-05-03 1984-11-07 Schweizerische Aluminium Ag Electropneumatic drive system for a crust braking device, and method for its operation
US4901628A (en) * 1983-08-11 1990-02-20 General Motors Corporation Hydraulic actuator having a microwave antenna
DE29713825U1 (en) * 1997-08-02 1997-10-02 Festo Kg, 73734 Esslingen Fluid operated cylinder
DE29910803U1 (en) * 1999-06-21 1999-09-16 VAW Aluminium-Technologie GmbH, 53117 Bonn Circuit arrangement for controlling a crust breaker
WO2001006039A1 (en) * 1999-07-19 2001-01-25 Ab Rexroth Mecman Method and device for controlling the movement of a supply and breaking chisel in an aluminium production cell
WO2002014698A1 (en) * 2000-08-15 2002-02-21 Parker Hannifin Ab Pneumatic actuator system
WO2005033369A2 (en) * 2003-10-02 2005-04-14 Aluminium Pechiney Method and system for controlling addition of powdery materials to the bath of an electrolysis cell for the production of aluminium
DE102004033964B3 (en) * 2004-07-14 2006-03-30 Bosch Rexroth Ag Device for operating a crust-breaking arrangement for metal melts comprises a valve arrangement having a valve for withdrawing a piston rod and for forming a connection to an injection pressure source
DE202006002727U1 (en) * 2006-02-21 2006-04-20 Festo Ag & Co Pneumatic drive system

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2398052C1 (en) * 2008-12-01 2010-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "ГЕРРОС" (ООО "НПО "ГЕРРОС") Tip of punch unit for raw material automatic supply in electrolytic cells producing aluminium out of cryolite-alumina melts
CN106835198A (en) * 2009-07-21 2017-06-13 爱思科简易股份公司 Pneumatic linear actuator control device
CN106835198B (en) * 2009-07-21 2021-01-15 爱思科简易股份公司 Pneumatic cylinder control device
DE102009052776A1 (en) * 2009-11-11 2011-05-12 Robert Bosch Gmbh Method for operating a crust braking device for metal melt with a fluid powered, double-acting crust braking cylinder, comprises guiding the piston rod of the crust braking cylinder with chisel at end side by electronic drive unit
WO2011060876A1 (en) * 2009-11-21 2011-05-26 Robert Bosch Gmbh Crust breaking device
RU2556160C2 (en) * 2009-11-21 2015-07-10 Авентикс ГмбХ Crust puncher
US9080245B2 (en) 2009-11-21 2015-07-14 Aventics Gmbh Crust breaking device
EP2607025A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-26 Robert Bosch Gmbh Pneumatic tool device
EP2607024A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-26 Robert Bosch GmbH Pneumatic tool device
CN103343362A (en) * 2013-07-29 2013-10-09 北京爱社时代科技发展有限公司 System for detecting position of shell-breaking tank based on pressure signals
CN110605354A (en) * 2018-06-14 2019-12-24 沈阳易成耐蚀合金设备有限公司 Crust breaking hammer head and composition thereof

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CA2675697A1 (en) 2008-08-14
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