DE2731405A1 - Schmiervorrichtung fuer den stell- und aufhaengungsmechanismus einer dreh- und fallwinkelverstellbaren verteilerschurre fuer schachtoefen - Google Patents

Description

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PATENTANMELDUNG

S.A. des Anciens Etablissements PAUL WURTH

32, rue d'Alsace Luxemburg

Schmiervorrichtung für den Stell- und Aufhängungsmechanismus einer dreh- und fallwinkelverstellbaren Verteilerschurre für Schachtofen.

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Die Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung für den Stell- und Aufhängungsmechanismus einer dreh- und fallwinkelverstellbaren Verteilerschurre für Schachtöfen, insbesondere Hochöfen, bei welchem die Verteilerschurre im Hochofenkopf an einem konzentrisch in bezug auf einen Einlaufkanal angeordneten Drehgehäuse aufgehängt ist, in dem Zahnradtriebe mit einem ersten und einem zweiten Stellmotor zum Eisteilen der Neigung, bzw. zur Drehung der Schurre untergebracht sind, bei welchem die Verteilerschurre an ihren beiden Längsseiten an den Extremitäten zweier einander gegenüberliegender, die Drehgehäusewand durchstossender Wellenzapfen drehfest gehalten ist, und bei welchem letzteren mittels zweier, beidseitig des Einlaufkanals angeordneter Reduktionsgetriebekästen eine Schwenkbewegung um ihre Längsachse vermittelt werden kann, wobei die Reduktionsgetriebekästen über Zwischenvorgelege mit dem Antriebsritzel des ersten Stellmotors in Verbindung stehen und auf den Wellenzapfen zur Neigungsverstellung der Schurre je ein Zahnradsegment drehfest montiert ist.

Ein solcher Stell- und Aufhängungsmechanismus ist in der DOS 2 324 näher beschrieben. Gemäss dieser Offenlegungsschrift treten die beiden, die Verteilerschurre tragenden Wellenzapfen durch die Drehgehäusewandung, an welcher sie unter Zwischenschaltung von Lagerbüchsen und Dichtpackungen gelagert sind, hindurch und werden drehfest von der Bohrung je eines Zahnradsegments aufgenommen. Da genannte Wellenzapfen in der Gehäusewandung zwecks Neigungsverstellung der Schurre Drehbewegungen um ihre Längsachse ausführen, muss ihre Lagerung systematisch geschmiert werden.

Nun ist jedoch die Zufuhr von Schmiermitteln zu diesen Dichtpackungen und Lagerbüchsen recht schwierig durchzuführen, da letztere zusammen mit dem Drehgehäuse, bzw. ihren jeweiligen Reduktionsgetriebekästen, Drehbewegungen um die Einlasskanallängsachse ausführen. So ist es z.B. nicht möglich, elektrische Schmierpumpen vorzusehen, da wegen der Rotation dieser Reduktionsgetriebekästen eine Stromversorgung mittels Schleifringen unter den im Hochofenkopf herrschenden Arbeitsbedingungen kaum in Frage kommt. Eine direkte Schmiermittelzufuhr durch biegsame Schläuche oder Drehverbindungsanschlüssen ist wegen dem grossen Durchmesser des Drehgehäuses ebenfalls ausgeschlossen.

Bisher wurde die Schmierung der Lagerbüchsen und/oder Wälzlager für genannte Wellenzapfen der Verteilerschurre durchgeführt, indem für jeden Reduktionsgetriebekasten ein mit letzterem um den Einlasskanal umlaufendes öl- oder Fettgefäss vorgesehen wurde. Dabei musste in diesen Behaltern ein genügend hohes Schmiermittelniveau gewährleistet sein, damit das Schmier-

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mittel durch Schwerkraftwirkung sicher durch die Zufuhrleitungen an die Schmierstellen gelangen konnte.

Wenn diesesSchmiersystem seine Aufgabe auch einigermassen zufriedenstellend losen konnte, so bestanden doch immer grosse Dichtigkeitsprobleme. Durch die im Hochofenkopf herrschenden hohen Temperaturen wird das Schmieröl oder -fett naturgemäss sehr dünnflüssig, wodurch eine wirksame Abdichtung gegen Leckage schwierig zu bewerkstelligen ist. Selbst wenn bei jeder Betriebsunterbrechung des Ofens das Ql- oder Fettniveau kontrolliert wird, besteht doch immer die Gefahr einer Leckagebildung während des Hochofenbetriebs mit daraus resultierendem Fressen der Lager und Dichtungen und schliesslicher Zerstörung derselben auf Grund der Abwesenheit eines schmierenden öl- oder Fettfilms.

Der Erfindung liegt zur Vermeidung der Nachteile und Unzulänglichkeiten des Standes der Technik die Aufgabe zu Grunde, eine Schmiervorrichtui der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher eine wirksame und zuverlässige Schmiermittelversorgung der zu schmierenden Teile gewahrleistet ist.

Diese Aufgabe wird von einer Schmiervorrichtung für die eingangs erwähnte Beschickungsvoorichtung für Schachtofen gelöst, gekennzeichnet durch zwei den beiden Reduktionsgetriebekasten zugeordnete Schmiervorrichtungen, welche mitsamt den Getriebekasten und dem Drehgehäuse eine Umlaufbewegung um den Einlaufkanal ausführen und von den Zahnradsegmenten betätigt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnungen im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1, eine schematische, teilweise im Schnitt dargestellte Gesamtansicht des Stell- und Aufhängungsmechanismus einer Verteilerschurre;

Figur 2, die schematische Darstellung eines Reduktionsgeriebekastens mit Schnitt durch die schmierungsbedürftigen Teile der Schurrenaufhängung; Figur 3, die scheiaatische Darstellung der Schmiervorrichtung.

In Figur 1 ist eine der vorerwähnten DOS entsprechende Verteilerschurre 4 mit ihrem pauschal durch die Referenzzahl 5 bezeichneten Stell- und Aufhängungsmechanismus dargestellt; auf eine nochmalige Beschreibung von Konstruktionseinzelheiten wird hier verzichtet. Der Stellmechanismus begreift im wesentlichen zwei Zahnradtriebe 6 und 7 zum Antrieb eines Drehgehäuses 8 und damit zum Vermitteln einer UmIaufbewegung der Verteilerschurre 4 um einen zentralen Einlaufkanal 9 und die Längsachse des Schacht-

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ofens, und zur Neigungsverstellung der Schurre 4 in bezug auf die Ofenlängsachse mittels zweier, in Fig. 1 nicht dargestellter und mitsamt dem Drehgehäuse 8 um den Einlasskanal 9 rotierender Reduktionsgetriebekästen. Die Zahnradtriebe 6 und 7 werden durch einen ersten, bzw. einen zweiten, nicht dargestellten Stellmotor angetrieben.

Die Verteilerschurre 4 begreift an ihrem Oberteil zwei entenschnabelförmig auslaufende Arme 12 und 12' (12' unsichtbar, da verdeckt), mit welchen sie an zwei Wellenzapfen 10 und 10' (10' unsichtbar, da verdeckt) gelagert und nit an sich bekannten Mitteln an denselben starr befestigt ist.

Die beiden Wellenzapfen 10 und 10' treten durch die Wandung des Drehgehäuses 8, mit welchem zusammen sie unter Mitnahme der Schurre 4 um den Einlaufkanal 9 rotieren, hindurch. An jedem der beiden Wellenzapfen ist ein Zahnradsegment 19, welches zwecks Neigungsverstellung der Schurre 4 über die Reduktionsgetriebekästen betätigt werden kann, drehfest montiert.

In Figur 1 ist die Verteilerschurre 4 illustrationshalber in zwei verschiedenen, in Voll-, bzw. Strichpunktlinien ausgeführten Neigungslagen dargestellt.

Die Bezugszahl 13 in Figur 2 gilt pauschal für einen der beiden spiegelbildlich in bezug auf den Einlaufkanal 9 angeordneten Reduktionsgetriebekasten, in welchen Zahnradsätze untergebracht sind. Ein Zahnrad treibt über das Getriebe 13 ein mit dem Zahnradsegment 19 (s. auch Fig.l) kämmendes Ritzel 17 an, wobei das Zahnradsegment 19 seinerseits drehfest am Wellenzapfen 10 montiert ist und dieser deswegen bei einer Rotation des Ritzels 17 und des Zahnradsegmentes 19 um seine Längsachse 0 gedreht wird. Die Befestigung des Armes 12 am Wellenzapfen 10 ist mittels eines eine Bohrung in letzterem durchdringenden Bolzens 14 realisiert. Bei einer durch den Zahnradtrieb 7 hervorgerufenen Drehung des Zahnrades 15 wird somit über das Ritzel 17 und das Segment 19 eine Neigungsverstellung der Verteilerschurre 4 erzielt. Nähere Einzelheiten der Mechanismen zum Stellantrieb der Schurre sowohl in bezug auf ihre UmIaufbewegung um die Ofenlängsachse als auch auf ihre Neigungsverstellung können aus genannter Offenlegungsschrift ersehen werden.

Der um seine Längsachse schwenkbare Wellenzapfen 10 ist in Lagerbüchsen 16 und 16a gelagert und» mit Dichtpackungen 18 und 20 abgedichtet.

Um ein einwandfreies Funktionieren dieser Lagerung zu gewährleisten, müssen die Lagerbüchsen 16 und 16a systematisch geschmiert werden. Aus den weiter oben angeführten Gründen bereitete diese Schmierung bisher grosse Schwierigkeiten, da die vorgeschlagene Lösung, eine solche Schmierung mittels eines

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Ölbades vorzunehmen, auf grosse Abdichtprobleme stiess. Da Abdichtringe, wie etwa Simmerringe, wegen der ungünstigen Arbeitsbedingungen nicht in Frage kommen, müssen zur Abdichtung hitzebeständige Liderungen vorgesehen werden.
Erfindungsgemass wird jedem der beiden Reduktionsgetriebekästen 13 eine zusammen mit letzteren um den Einlaufkanal 9 umlaufende Schmierpumpe

26 zugeordnet, welche es erlaubt, zwischen die Lagerbüchsen 16, 16a und den Wellenzapfen 10 Fett unter Druck zuzuführen. Diese Schmierpumpe 26 wird bei der Schwenkbewegung des Zahnradsegmentes 19 um seine Achse O betatigt. Die Pumpe 26 ist als einfache Druckpumpe ausgebildet mit einem Zylinder 28 und einem darin verschiebliehen Pumpenstempel 34, mittels dessen das im Zylinder 28 enthaltene Fett durch eine Leitung 36 in den Bereich der Lagerbuchsen 16 und 16a gedrückt wird. Der Pumpenstempel 34 steht unter der Wirkung einer als Druckfeder ausgebildeten Rückholfeder 32, welche um den Stempel 34 herum angeordnet ist. Die äussere Extremität des Stempels 34 fungiert als von einem Schwinghebel 35 betätigter Stössel 30. Die Schmierpumpe 26 erhält dauernd Fett 27 aus einem gleichfalls mit dem Getriebegehäuse 13 um den Einlaufkanal umlaufenden Vorratsbehälter 38. Letzterer steht über ein Rückschlagventil 40 mit dem Zylinder 28 der Pumpe 26 in Verbindung. Im Innern des Vorratsbehälters 38 ist ein von einer Druckfeder 60 beaufschlagter Kolben 42 vorgesehen, welcher das Fett

27 aus dem Behälter 38 über das Rückschlagventil 40 dem Zylinder 28 unter Druck zuführt.

Der Vorratsbehälter 38 kann entweder periodisch, z.B. während eines eingeplanten Ofenstillstans, gefüllt werden, oder aber aus einer auswechselbaren Patrone bestehen.

Der Schwinghebel 35 ist in einer Lagerung 44 drehbar und, im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3, über den Stössel 30 von der Feder 32 im Gegenuhrzeigersinn beaufschlagt. Der Schwinghebel 35 begreift eine erste, frei drehbare Rolle 46, welche gewährleistet, dass die Druckkraft des Schwinghebels 35 auf den Pumpenstempel 34 parallel zu dessen Längsachse ausgeübt wird. Der Schwinghebel 35 begreift desweiteren eine zweite, frei drehbare Rolle 48 zum Zusammenwirken mit einer bogenförmigen, an der ausseren Stirnseite des Zahnradsegmentes 19 befestigten Brustleiste 50. Um dieses Zusammenwirken zwischen der Brustleiste 50 und der Rolle 48 zu erleichtern, ist die Leiste, welche zum Betätigen des Schwinghebels 35 gegen den Druck der Feder 32 dient, an ihrem Aussenrand einseitig mit einer Abschrägung 52 versehen.

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Die Leiste 50 wird vorzugsweise mit dem Zahnradsegment 19 verschraubt und weist zu diesem Zweck zwei Locher 54 und 56 auf. Letztere sind vorteilhafterweise als gekruaante Langlocher ausgeführt, sodass die Zentriwinkelstellung der Leiste 50 auf dem Segment 19 einfach geändert und damit beim Schwenken des letzteren der Beginn des Anhebens der Rolle 48 durch die Abschrägung 52 beliebig adjustiert werden kann.

Um zu verhindern, dass der Schwinghebel 35 unter der Wirkung der Feder 32 über eine bestimmte Stellung hinaus, z.B. über diejenige in Figur 3 gezeigte, zurückschwenken kann, kann ein (nicht gezeigter) Anschlag vorgesehen werden.

Die in Vollinien dargestellte Stellung des Segmentes 19 in den Figuren 1 und 3 entspricht im gezeigten Ausführungsbeispiel der angehobenen Stellung der Schurre 4, d.h. derjenigen, in welcher sie das Beschickungsgut nach der Ofenperipherie hin dirigiert. Soll die Schurre 4 stärker geneigt werden im Sinne einer Annäherung an die Ofenachse, so wird das Ritzel 17 demgemäss betätigt, dass das Segment 19 im Gegenuhrzeigersinn um seine Längsachse 0 geschwenkt wird. Während diesem Herunterlassen der Schurre nähert sich das Segment 19 nach und nach der in Strichpunktlinien dargestellten Stellung in Figur 3.

Der Schwinghebel 35 und die Leiste 50 sind solcherart zueinander angeordnet, dass letztere von der in Figur 3 in Strichpunktlinien dargestellten Zentriwinkelstellung (welche zum Beispiel einem Neigungswinkel von 10 in bezug auf die Ofenlängsachse entsprechen kann) ausgehend die Schmierpumpe 26 durch Schwenken des Schwinghebels 35 gegen die Wirkung der Feder 32 betätigt. Die Neigungsverstellung der Verteilerschurre 4 über diese vorgewählte Neigung hinaus bis zur Vertikalen dient zum Betätigen der Schmierpumpe und damit zur Fettzufuhr zum Wellenzapfen 10. Soll die Schurre 4 aus der Vertikalstellung heraus wieder angehoben werden, so wird das Ritzel 17 demgemäss betätigt, dass das Segment 19 im Uhrzeigersinn geschwenkt wird. Bei dieser Schwenkbewegung wird, ausgehend von der in Strichpunktlinien dargestellten Zentriwinkelstellung des Segmentes 19 in Fig. 3, die Rolle 48 von der Leiste 50 freigegeben, wodurch der Pumpenstempel 34 zurückgeht und der Zylinder 28 durch den von der Feder 60 beaufschlagten Kolben 42 des Vorratsbehälters 38 wiederum mit Fett versorgt wird.

Es sei bemerkt, dass das bei glockenloser Begichtung gehandhabte Beschickungsschema, nämlich eine spiralförmig oder in konzentrischen Kreisen erfolgende Beschickung eine Neigungsverstellung der Verteilerschurre

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zwischen 10 und 50° in bezug auf die Ofenlangsachse impliziert. Neigungen unterhalb 10° werden nur ausnahmsweise eingestellt, wenn Einsatzgut senkrecht auf das Schmelzbett herunterfallen soll. Es ist demzufolge recht einfach, die Schurre gemäss einer durch die Schmierbedurfnisse gegebenen, vorgewählten Frequenz periodisch bis zur Vertikalen herunterzulassen und damit durch das Zusammenwirken von Zahnradsegraent 19 und Schmierpumpe 26 eine ausreichende Schmierung des Wellenzapfens 10 zu gewahrleisten. Es ist selbstverständlich, dass eine solche Schmierung auch gleichzeitig mit einer zentralen Beschickung des Schraelzbettes einhergehen kann.

Die Häufigkeit der Schmieroperationen sowie die Mengenleistung der

Schmierpumpe müssen im Hinblick auf eine optimale Schmierung aufeinander abgestimmt sein in dem Sinne, dass die beiden Wellenzapfen 10 weder zuviel noch zuwenig Schmierfett erhalten. Es versteht sich von selbst, dass die örtliche Anordnung der Schmierpumpe und/oder die Zentriwinkelstellung der Leiste 50 auf dem Segment 19 solcherart variiert werden können, dass der Schurrenneigungswinkel, bei welchem die Schmieroperation bei Annäherung der Schurre an die Hochofenlangsachse einsetzt, beliebig gewählt werden kann. Man konnte ebenfalls die Schmierpumpe solcherart anbringen, dass sie von der anderen Extremität des Zahnradsegmentes 19 betätigt wurde, womit jeweils eine Schmieroperation erfolgen wurde, wenn die Schurre über einen bestimmten Winkel, z.B. 50 , angehoben wurde.

Grundsatzlich sind die benotigten Schmierfettmengen gering, da sowohl die Schwenkgeschwindigkeit als auch der Schwenkwinkel der Wellenzapfen 10 klein sind.

Es ist selbstverständlich, dass die dem zweiten Reduktionsgetriebe

kasten zugeordnete Schmiervorrichtung in jeder Beziehung gleich derjenigen nach Figur 3 ist und gleichzeitig mit dieser betätigt wird.

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1. Schmiervorrichtung für den Stell- und Aufhängungsmechanismus einer dreh- und fallwinkelverstellbaren Verteilerschurre für Schachtofen, insbesondere Hochofen, bei welchem die Verteilerschurre (4) im Hochofenkopf an einem konzentrisch in bezug auf einen Einlaufkanal (9) angeordneten Drehgehäuse (β) aufgehängt ist, in dem Zahnradtriebe mit einem ersten und einem zweiten Stellmotor zum Einstellen der Neigung, beziehungsweise zur Drehung der Schurre (4) untergebracht sind, bei welchem die Verteilerschurre (4) an ihren beiden Längsseiten an den Extremitäten zweier einander gegenüberliegender, die Drehgehäusewandtturchstossender Wellenzapfen (10) drehfest gehalten ist, und bei welchem letzteren mittels zweier, beidseitig des Einlaufkanals (9) angeordneter Reduktionsgetriebekästen (13) eine Schwenkbewegung um ihre Längsachse vermittelt werden kann, wobei die Reduktionsgetriebekästen (13) über Zwischenvorgelege mit dem Antriebsritzel des ersten Stellmotors in Verbindung stehen und auf den Wellenzapfen (10) zur Neigungsverstellung der Schurre (4) je ein Zahnradsegment (19) drehfest montiert ist, gekennzeichnet durch zwei den beiden Reduktionsgetriebekästen (13) zugeordnete Schmiervorrichtungen, welche mitsamt den Getriebekasten (13) und dem Drehgehäuse (8) eine UmIaufbewegung um den Einlaufkanal (9) ausführen und von den Zahnradsegmenten (19) betätigt werden.

2. Schmiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schmiermechanismus aus einer Schmierpumpe (26) besteht, welche solcherart angeordnet ist, dass sie von dem ihr zugeordneten Zahnradsegment (19) von einer bestimmten Schurrenwinkelstellung ausgehend vom Zahnradsegment (19) betätigt wird.

3. Schmiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermechanismen bei einer Schwenkbewegung des Zahnradsegmentes (19) betätigt werden, welche einer Neigungsverstellung der Verteilerschurre (4) aus einem in bezug auf die Ofenlängsachse sehr kleinen Winkel bis in die Vertikale entspricht.

4. Schmiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Betätigung der Schmierpumpe (26) erfolgt, wenn die Verteilerschurre (4) über einen Winkel von 50° in bezug zur Ofenlängeachse hinaus angehoben wird.

5, Schmiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass jeder Schmiermechanismus aus einer

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Schmierpumpe (26) besteht, deren Pumpenstempel (34) in Richtung auf ein Ausstossen des Schmierfetts (27) unter der Wirkung des Zahnradsegmentes (19) gegen den Druck einer Feder (32) betätigt wird, aus einem Fettvorratsbehälter (38) zur Speisung der Schmierpumpe (26) über ein Rückschlagventil (40), und aus einer Leitung (36) zu den Schmierstellen.

6. Schmiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet', dass das Zusammenwirken zwischen dem Zahnradsegment (19) und der Schmierpumpe (26) über einen, durch eine am Zahnradsegment (19) angebrachte Leiste (50) betätigten Schwinghebel (35) erfolgt.

7. Schmiervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass der Schwinghebel (35) zwei frei drehbare Rollen (48, 46) aufweist, wovon die eine (48) durch die Leiste (50) betätigt wird, die andere (46) ihrerseits die Schmierpumpe (26) betätigt.

8. Schmiervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn— zeichnet, dass die vordere, mit dem Schwinghebel (35) zusammenwirkende Kante der Leiste (50) eine Abschrägung (52) aufweist.

9. Schmiervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung der Leiste (50) am Zahnradsegment (19) durch das Vorhandensein von Langlochern (54, 56) in der Leiste (50) adjustierbar ist.

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