Verteilerrinnenwagen mit einer Hubeinrichtung für eine Verteilerrinne

Die Erfindung betrifft einen Verteilerrinnenwagen mit einer Hubeinrichtung für eine Verteilerrinne, der auf einer Gießbühne, die über einer Stranggießkokille einer Stranggießmaschine für flüssige Gießmetalle, wie bspw. für flüssige Stahlwerkstoffe, auf einem Schienenpaar verfahrbar und einstellbar ist, insbesondere für Mehr-Stranggieß-Anlagen, wobei die Verteilerrinne mittels geregelten elektromechanischen oder hydraulischen Hubvorrichtungen auf einem Fahrrahmen heb- und senkbar aufgestützt ist.

Es sind Verteilerrinnenwagen mit elektromechanischen (motorangetriebenen Spindeln) bekannt, die vier Hubvorrichtungen tragen (DE 25 57 769 A1 oder EP 0 940 205 B1). Die vier Hubvorrichtungen müssen zeit- und weggleiche Bewegungen einhalten. In einer Ausführungsform der vier Hubvorrichtungen als hydraulische Kolben-Zylinder-Antriebe müssen ebenfalls zeit- und weggleiche Be- wegungen eingehalten werden. Für deren Regelung ist damit eine aufwändige Gleichlauf-Regelung notwendig. Bei Versagen der Gleichlauf-Regelung bzw. Steuerung treten Schiefstellungen der Verteilerrinne auf und gefährden nicht nur das Personal, sondern auch die Stranggieß-Anlage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Hubvorrichtungen eine vierfache Anordnung und die komplizierte Gleichlauf-Regelung bzw. -Steuerung zu vermeiden und mehr Sicherheit für das Personal bei einer erheblichen Vereinfachung der Konstruktion und Senkung der Investitionskosten zu erzielen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der ein- oder beidseitig mit Fahrantrieben ausgestattete und jeweils aus gleichlangen Längsund Querträgern gebildete Fahrrahmen zwischen zwei Querträgern nur einen einzigen Hubträger für die Verteilerrinne aufnimmt, der jeweils mittels paarwei-

sen Armen auf paarweise angeordneten, seitlichen Stützlagern an nur zwei Hubvorrichtungen aufliegt, die jeweils auf den Längsträgern des Fahrrahmens angeordnet und befestigt sind. Die Vorteile sind, dass nur ein Paar hydraulische Hubvorrichtungen erforderlich ist und nur ein Hubträger für die Verteilerrinne. Eine bekannte, bisherige Gleichlaufregelung ist daher nicht mehr notwendig. Die gleichzeitige Beaufschlagung der Kolben-Zylinder-Antriebe kann durch einfachere Mittel ausreichend genau ausgeführt werden.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Stützlager an den Hubvorrichtungen aus gleichachsigen Rollen bestehen. Diese Bauweise vereinfacht die Konstruktion erheblich und erleichtert eine Verstellung des Hubträgers.

Eine andere Weiterbildung besteht darin, dass an den beiden, aus hydraulischen Kolben-Zylinder-Antrieben bestehenden Hubvorrichtungen jeweils an dem Zylindergehäuse die Stützlager vorgesehen sind.

Weiterhin ist vorgesehen, dass eine im Hubträger längs verlaufende Wippe für die Verteilerrinne in dem quer verlaufenden Hubträger eine Losseite bildet und dass der Hubträger symmetrisch paarweise Auflagerstellen für die Verteilerrinne aufweist. Dadurch können während der Betriebszeit auftretende Verformun- gen der Verteilerrinne ausgeglichen werden. Außerdem wird eine symmetrische Krafteinleitung gewährleistet.

Andere Merkmale bestehen darin, dass die im Hubträger auf der Losseite aufliegende Wippe beidendig über eine federnde Lagerung im Hubträger aufge- stützt ist. Eine elastische Anpassung der Lage der Verteilerrinne nach längerer Betriebszeit wird dadurch ermöglicht.

Die Lagerung der Wippe und eine Kraftübertragung zur änderung der Lage erfolgt nach anderen Merkmalen dadurch, dass die Wippe um eine parallel zu den Querträgern verlaufende Querachse auf der Losseite im Hubträger schwenkbar

ist. Dadurch kann eine Kraftübertragung durch eine Verbindungsstange zur Festseite geschaffen werden.

Von besonderer Bedeutung ist nach einer Weiterentwicklung, dass die zwei hydraulischen Hubvorrichtungen (Kolben-Zylinder-Antriebe) anstelle einer hyd- raulischen Gleichlaufregelung bzw. -Steuerung mit einem hydraulischen Mengenteiler in einer gemeinsamen Zuleitung verbunden sind. Dadurch kann die bisherige Problematik einer hydraulischen Gleichlaufregelung weitgehend eliminiert werden. Mit einem Mengenteiler sind nur geringe Toleranzen verbunden, die im vorliegenden Fall ca. 2 % (Gleichlauftoleranz) betragen und einen sicheren Betrieb gewährleisten. Auf einen Hubweg von bspw. 650 mm umgerechnet, beträgt die Abweichung nur 26 mm, die jedoch bei Kalibrierung in unterer und oberer Stellung sich als tragbar erwiesen hat. Außerdem kann eine zusätzliche Wegüberwachung mittels in den Zylindern eingebauten Weggebern ausreichend Sicherheit bieten. Dadurch bleibt die Abweichung von 2% pro Hub immer gleich und schaukelt sich nicht auf.

Der Mengenteiler besteht aus elektromagnetisch gesteuerten Ventilen. Dadurch ist eine wiederholbare Regelung oder Steuerung pro Hub gegeben.

Nach weiteren Merkmalen kann eine Zusatzfunktion durch eine Ergänzung des Grundkonzepts geschaffen werden in der Art, dass die Auflagerstellen am Hubträger für die Verteilerrinne mit definierter Lasteinleitung über Kraftmessdosen als Wiegeeinrichtung dienen.

Es kann dazu eine alternative Wiegeeinrichtung geschaffen werden, indem als Wiegeeinrichtung der in den Zylindern der hydraulischen Hubvorrichtungen auftretende Druck gemessen und über eine Umrechnung das Verteilerrinnen- Gewicht bestimmbar ist.

Die Beeinflussung der Lage der Verteilerrinne kann nach anderen Merkmalen dadurch erfolgen, dass eine an dem Hubträger auf der Festseite befestigte und auf einer Schienenseite vorgesehene Justiereinrichtung gebildet ist.

Auf der zur Justiereinrichtung gegenüberliegenden Schienenseite ist eine Ein- richtung zum Querverstellen der Verteilerrinne vorgesehen. Beide Seiten sind mittels axialen übertragungsmitteln, wie bspw. Stangen, miteinander verbunden.

Zur Abstimmung der Wege und Kräfte, um die Verteilerrinne zu justieren, ist vorgesehen, dass die Justiereinrichtung auf der Losseite und die Ausgleichseinrichtung auf der Festseite durch Längskraft -übertragungsmittel miteinander verbunden sind.

Die Einrichtung zum Querverstellen der Verteilerrinne greift an den Armen des Hubträgers an und ist an der Hubvorrichtung abgestützt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachstehend näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1A eine vereinfachte perspektivische übersichtsdarstellung des auf einer Gießbühne verfahrbaren Verteilerrinnenwagens, ohne Verteilerrinne jedoch mit einer Wippe gezeichnet, Fig. 1 B eine Draufsicht auf den Verteilerrinnenwagen mit der aufgelegten Verteilerrinne,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Verteilerrinnenwagens in der Pfeilrichtung, die in Fig. 1 angezeigt ist,

Fig. 3 eine Ansicht gegen die Rückseite des Verteilerrinnenwagens mit eingesetzter Verteilerrinne, in Pfeilrichtung, die in Fig. 1 B eingetragen ist,

Fig. 4A eine perspektivische Prinzipskizze eines für die hydraulischen

Hubvorrichtungen verwendeten Hydraulik-Mengenteilers, Fig. 4B dieselbe Darstellung wie Fig. 4A in der Ebene gezeichnet, Fig. 5 eine Draufsicht auf den mit den wesentlichen Merkmalen dargestellten Verteilerrinnenwagen mit Verteilerrinne für das Ausrichten der an der Verteilerrinne nach unten sich erstreckenden Tauchausgüsse einer Zwei-Strang-Gießanlage,

Fig. 6A eine vereinfachte Ansicht des Verteilerrinnenwagens in Fahrtrichtung mit einer Bewegungsachse für die Wippe, Fig. 6B die zu Fig. 6A gehörende Draufsicht, Fig. 7A eine perspektivische Darstellung der Lagerstellen auf der Wippe und auf der Festseite für die für die Verteilerrinne, Fig. 7B eine (umgekehrt) perspektivische Darstellung wie Fig. 7A des

Hubträgers und

Fig. 8 eine Ansicht des Verteilerrinnenwagens in Fahrtrichtung mit einem Teilschnitt durch die Wippe mit Bewegungsachse.

Der Verteilerrinnenwagen (Fig. 1 ) ist mit Hubeinrichtungen 1 für eine Verteilerrinne 2 ausgestattet und auf einer Gießbühne 3 verfahrbar, wobei die Verteiler- rinne 2 über einer Stranggießkokille 4 einer Stranggießmaschine 5, die unterhalb der Gießbühne 3 in ein Stützwalzengerüst mit Kühlkammer übergeht, für flüssige Gießmetalle, wie bspw. für flüssige Stahlwerkstoffe , auf einem Schienenpaar 6a, 6b verfahren und mit einem nach unten bis in die Stranggießkokille 4 und unter den Gießspiegel ragenden Tauchrohr gegenüber den Wänden der Stranggießkokille 4 eingestellt wird. Für die Abkühlung des in der Stranggießkokille 4 von außen nach innen erstarrenden Gießstrangs ist es von großer Bedeutung, dass das Tauchrohr ringsum einen gleichmäßigen Abstand zur Kokillenwandung einhält. Die Verteilerrinne 2 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel mittels hydraulischen Hubvorrichtungen 1a, 1 b auf einem Fahrrahmen 7 gehalten und zum Gießbeginn nach einer Vorwärmung auf die richtige Gießhö-

he in die Stranggießkokille 4 abgesenkt und nach Abschluss des Stunden oder Tage dauernden Gießprozesses wieder angehoben.

Das Absenken, das Ausrichten (Justieren) und das wieder Anheben sind bei Verteilerrinnen mit elektromechanischen oder hydraulischen Hubwerken bisher aufgrund umfangreicher mechanischer und / oder hydraulischer Einrichtungen nur unzureichend vollzogen worden. Zudem können die im Betrieb auftretenden langzeitigen Verformungen der Verteilerrinne nicht genügend ausgeglichen werden. Es ist deshalb notwendig, dass der ein- oder beidseitig mit Fahrantrieben 8 und Laufrädern 8a ausgestattete und aus Längs- und Querträgern 7a, 7b gebildete Fahrrahmen 7 zwischen nur zwei Querträgern 7b nur einen einzigen Hubträger 9 für die Verteilerrinne 2 aufnimmt, der auf jeweils mittels paarweisen Armen 9a, 9b auf paarweise angeordneten, seitlichen Stützlagern 10a, 10b an den beiden Hubvorrichtungen 1a, 1 b aufliegt, die jeweils auf den Längsträgern 7a, 7a des Fahrrahmens 7 angeordnet und befestigt sind.

Für den Hubträger 9 bestehen die Stützlager 10a, 10b an den Hubvorrichtungen 1 a, 1 b aus gleichachsigen Rollen 11a und 11 b. Der Hubträger 9 bildet eine Losseite 14a (in Fig. 1 links) und eine Festseite 14b (in Fig. 1 rechts). Eine in Richtung der Längsträger 7a verlaufende Wippe 12 unterstützt die Verteilerrin- ne 2. Die Funktion der Wippe 12 ist weiter unten noch genauer beschrieben. Am Hubträger 9 sind außerdem Auflagerstellen 13a, 13b, 13c und 13d angebracht, auf denen die Verteilerrinne 2 aufgestützt ist. Wie noch zu den Fig. 7A und 7B zu erwähnen sein wird, ist die auf der Losseite 14a befindliche Wippe 12 mittels Druckfedern (Tellerfedern) im Hubträger 9 gelagert, die die Wippe 12 ohne Verteilerrinne 2 waagerecht halten und eine ausgleichende Lagerung 15 bilden. Bei einer eingesetzten Verteilerrinne 2 erfolgt der Stellungsausgleich automatisch. Außerdem durchdringt die Wippe 12 noch eine ebenfalls in anderem Zusammenhang zu erwähnende und genauer zu beschreibende Querachse 16 (Fig. 1A, 6A, 7B), die eine Bewegungsachse 38 bildet.

Der auf den Schienen 6a und 6b verfahrbare Verteilerrinnenwagen kann die Fahrantriebe 8 auf einer Seite aufweisen, wie in Fig. 1B gezeigt ist. Währenddem der Fahrrahmen 7, aus den Längsträgern 7a und den Querträgern 7b gebildet, bspw. eine Länge von 4000 mm aufweist, überragt die Verteilerrinne 2 mit einer Länge von ca. 8000 mm, falls, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, eine Zwei-Strang-Gießanlage 21 gegeben ist (Fig. 1 B). Die Auflagerstellen 13a bis 13d auf dem Hubträger 9 können entweder mit blinden Lagerkörpern bestückt sein oder , falls eine Wägung der Verteilerrine 2 erfolgen soll, mit Kraftmessdosen 19 und bilden dann eine Wiegeeinrichtung 20 (Fig. 6B). Die während des Gießens über der Verteilerrinne 2 befindliche Gießpfanne 39 ist ein- gezeichnet. Zur Einstellung des seitlichen Abstandes des Tauchrohres (vgl. Fig. 8) zu den Wänden der Stranggießkokille, ist der Hubträger 9 auf den Rollen 11a und 11 b auf der Festseite 14b gelagert und kann auf der Losseite 14a mittels einer Querverstelleinrichtung 25 in Gießrichtung justiert werden.

Währendem die Ansicht von rechts nach links (Fig. 1 B) in Fig. 3 gezeichnet ist, zeigt Fig. 2 (Fig. 1B) die Ansicht von links nach rechts. In Fig. 2 sind zu dem auf der Gießbühne 3 mittels den Fahrantrieben 8 und den Laufrädern 8a in Fahrtrichtungen 8b verfahrbaren Verteilerrinnenwagen mitfahrende Bühnen 26 und darauf angeordnete Kabelarme 27 gezeigt. Die Kabelarme 27 umfassen Zulei- tungen für die Elektrik und die im Betrieb erforderlichen Medien ( wie bspw. Hydraulikflüssigkeit, Schutzgase, Druckluft u. dgl.).

In Fig. 3 (Ansicht von links nach rechts in Fig. 1 B) ist neben der hydraulischen Hubvorrichtung 1 b die Verteilerrinne 2 gezeigt, außerdem sind an die Verteiler- rinne 2 eine überlaufschnauze 28 und eine überlaufrinne 29 angeschlossen, wobei zusätzlich zu den Laufrädern 8a am Fahrrahmen 7 der angelenkte Fahrrahmen 7 für die überlaufrinne 29 mittels eines Stützrades 30 auf einer der Schienen 6a oder 6b läuft.

Um nunmehr die nachteiligen, aufwändigen und umständlichen Gleichlaufregelungen bzw. -Steuerungen zu ersetzen, ist gemäß den Fig. 4A und 4B für die

beiden nur vorhandenen hydraulischen Hubvorrichtungen 1a und 1b mit Zylindern 1c ein hydraulischer Mengenteiler 17 vorgesehen, der an eine Zuleitung 17a angeschlossen zunächst aus zwei Regelventilen 18a und 18b gebildet ist, wobei beide Regelventile 18a und 18b mittels eines geregelten Elektromagnetventils 18c geregelt werden. Der Erfolg der Regelung liegt bei etwa ± 2 %, was bei einem Hub von ca. 650 mm absolut 26 mm bedeutet und damit bei größerer Sicherheit und klarer Konzeption weitaus ökonomischer ist als herkömmliche Gleichlaufregelungen mit großem elektronischen und schaltungstechnischem Aufwand. Die Hubüberwachung kann durch zwei Weggeber 31 erfolgen und ist ausreichend hinsichtlich einer sicheren Wegerfassung im Zylinder 1c.

In Fig. 5 ist die Verteilerrinne 2 auf dem Fahrrahmen 7 mit den Längsträgern 7a und den Querträgern 7b, die auf den Schienen 6a und 6b verfahrbar sind, aufgelegt. Der Verteilerrinnenwagen bedient eine Zwei-Strang-Gießanlage 21 , wobei die beiden Stränge durch die Mitte 36 (Strang 1 ), und die Mitte 37 (Strang 2), gekennzeichnet sind. Die Gießpfanne 39 (dort nicht gezeichnet) befindet sich über dem schützenden Gießkasten 35. Eine Justiereinrichtung 22 befindet sich auf der Festseite 14b. Die Querverstelleinrichtung 25 befindet sich auf der Losseite 14a. Die Justiereinrichtung 22 befindet sich somit bei einer Zwei- Strang-Gießanlage 21 auf einer Schienenseite 23 und ist an der Hubvorrichtung 1a befestigt. Diese Justiereinrichtung 22 wird insbesondere bei einer Zwei- Strang-Verteilerrinne 2 eingesetzt und dient zum Ausrichten des Tauchrohrs in der Mitte 37 des Gießstrangs 2, d.h. in der Stranggießkokille 4, um Lagerungstoleranzen und Rinnenverformungen auszugleichen. Ferner ist eine Ausgleichseinrichtung 32 in der Art ausgebildet, dass ein Stellbügel 34 am Hubträ- ger 9 gelagert und an der Hubvorrichtung 1a abgestützt und mittels eines

Schwenkzylinders 33 begrenzt verstellbar ist. Die Aufnahme der Wippe 12 erfolgt über die im Hubträger 9 befestigte Querachse 16. Der Stellbügel 34 ist mit dem Hubträger 9 verbunden. Der komplette Hubträger 9 kann somit verschwenkt werden und dadurch auch die Verteilerrinne 2, d.h. eine übertragung erfolgt über die Losseite 14a (Wippe 12) und die Festseite 14b. Diese Nachstellung ist vorteilhaft für längere Zeit im Betrieb befindliche Verteilerrinnen, die et-

wa durch Verformungen der Ausmauerung ihre Lage beeinflussen. Die Querverstelleinrichtung 25 schiebt den Hubträger 9 quer zur Fahrtrichtung 8b hin und her. Diese Querverstelleinrichtung 25 ist auf der zur Justiereinrichtung 22 gegenüberliegenden Schienenseite 24 zum Querverstellen der Verteilerrinne 2 vorgesehen. Die Einrichtung 25 zum Querverstellen der Verteilerrinne greift an den Armen 9a und 9b des Hubträgers 9 an und ist an der Hubvorrichtung 9 abgestützt.

In Fig. 6A ist der die hydraulischen Hubvorrichtungen 1a, 1b verbindende Hubträger 9, der als Losseite 14a und als Festseite 14b ausgeführt ist, sichtbar und die Wippe 12, die quer zum Hubträger 9 eingelegt ist. Die Wippe 12 ist auf der Querachse 16 gelagert, die im Hubträger 9 befestigt ist. In Fig. 6B , die den Verteilerrinnenwagen ohne Verteilerrinne 2, Justiereinrichtung 22 und Querverstelleinrichtung 25 zeigt, sind neben den Losseiten 14a der hydraulischen Hubvorrichtungen 1a, 1b und neben den Festseiten 14b die Kraftmessdosen 19 ge- zeigt, die eine Wiegeeinrichtung 20 bilden, falls eine solche an dieser Stelle für zweckmäßig erachtet wird. Als Wiegeeinrichtung 20 kann aber auch der in den Zylindern 1c der hydraulischen Hubvorrichtungen 1a, 1 b auftretende Flüssigkeitsdruck gemessen und im Weg einer Umrechnung auf das Verteilerrinnen- Gewicht geschlossen werden. In diesem Fall werden die Kraftmessdosen 19 durch Blindstücke gleicher Form und Abmessungen einfach ersetzt.

In den Fig. 7A und 7B ist der Hubträger 9 perspektivisch und einzeln ohne die ihn umgebenden Bauteile gezeigt. Auf der Festseite 14b und auf der Losseite 14a sind im Fall der Ausführung als Wiegeeinrichtung 20 die Kraftmessdosen 19 gezeigt. Die Wippe 12 ist in dem Hubträger 9 beweglich und auf eine federnde Lagerung 15 gestützt. Der aus zwei Seitenwänden und Querstreben gebildete Hubträger 9 weist die für diese federnde Lagerung 15 (die aus zwei Druckfedern oder aus Tellerfederpaketen bestehen kann) erforderliche winkelförmige Aussparung aus, die auch in Fig. 1 A klar sichtbar ist. In Fig. 7B ist der Hubträger 9 mit der Wippe 12 von der entgegengesetzten Richtung her gezeichnet.

Fig. 8 zeigt den Verteilerrinnenwagen in Betriebsstellung mit einem Teilschnitt quer zur Fahrtrichtung. Auf der Gießbühne 3 ist der Verteilerrinnenwagen über die Fahrantriebe 8 in Position gebracht und gesichert. Nach Absenken der vorgewärmten Verteilerrinne 2 mit dem Tauchausguss, wird in der Mitte 37 des Strangs 2 abgesenkt. Mit zunehmender Betriebszeit dient die Wippe 12 zum Ausgleich der erwähnten Rinnenverformungen. Die Verstellung und damit ein nachträgliches Ausrichten der Verteilerrinne 2 erfolgen über die Querverstelleinrichtung 25 und die Justiereinrichtung 22.

Die Bewegungsachse 38 der Wippe 12 ist sichtbar. Eine gefüllte Gießpfanne 39 wird über den Gießkasten 35 gefahren und der Abguss kann beginnen.

Vom Verteilerrinnenwagen ist noch die mitfahrende Bühne 26 und ein Kabelarm 27 zu erkennen. Die Justiervorgänge können von der mitfahrenden Bühne 26 aus leicht an der nahen hydraulischen Hubvorrichtung 1a und der dortigen Querverstelleinrichtung 25 eingesehen werden.

Bezugszeichenliste

1 Hubeinrichtung

1a (hydraulische) Hubvorrichtung 1b (hydraulische) Hubvorrichtung

1c Zylinder

2 Verteilerrinne

3 Gießbühne

4 Stranggießkokille 5 Stranggießmaschine

6a Schiene

6b Schiene

7 Fahrrahmen 7a Längsträger 7b Querträger

8 Fahrantrieb 8a Laufrad

8b Fahrtrichtung

9 Hubträger 9a Arm

9b Arm

10a Stützlager an der Hubvorrichtung

10b Stützlager an der Hubvorrichtung

11a Rolle 11 b Rolle

12 Wippe

13a Auflagerstelle im Hubträger

13b Auflagerstelle im Hubträger

13c Auflagerstelle im Hubträger 13d Auflagerstelle im Hubträger

14a Losseite

14b Festseite

15 ausgleichende Lagerung

16 Querachse

17 hydraulischer Mengenteiler

17a Zuleitung

18a elektromagnetisches Regelventil

18b elektromagnetisches Regelventil

18c geregeltes Elektromagnetventil

19 Kraftmessdose

20 Wiegeeinrichtung

21 Zwei-Strang-Gießanlage

22 Justiereinrichtung

23 (linke) Schienenseite

24 (rechte) Schienenseite

25 Querverstelleinrichtung

26 mitfahrende Bühne

27 Kabelarm

28 überlaufschnauze

29 überlaufrinne

30 Stützrad für die überlaufrinne

31 Weggeber

32 Ausgleichseinrichtung

33 Schwenkzylinder

34 Stellbügel

35 Gießkasten

36 Mitte Gießstrang 1

37 Mitte Gießstrang 2

38 Bewegungsachse für Wippe

39 Gießpfanne