DE2406006B2

DE2406006B2 - Spring element for a slide lock for pouring ladles for liquid metals, in particular steel

Info

Publication number: DE2406006B2
Application number: DE2406006A
Authority: DE
Inventors: Josef 5163 Langerwehe Lothmann
Original assignee: Zimmermann and Jansen GmbH
Current assignee: Zimmermann and Jansen GmbH
Priority date: 1974-02-08
Filing date: 1974-02-08
Publication date: 1975-12-11
Also published as: IN144719B; SE412177B; ES434534A1; GB1457708A; ZA75637B; NL182382B; DE2406006A1; FR2260404B1; HU170242B; DD116774A5; SE7501305L; IT1031342B; FR2260404A1; AU7800975A; NL7501375A; CH584081A5; CS209476B2; PL92974B1; NL182382C

Description

Die Erfindung betrifft ein Federelement für einen Schieberverschluß für Gießpfannen für flüssige Metalle, insbesondere Stahl. Ein bewährter Schieberverschluß weist eine in einem Stahlrahmen austauschbar ortsfest gehaltene keramische Kopfplatte und eine diese untergreifende und gegen sie vorzugsweise kraftbetriebene verschiebbare, in einem Gleitrahmen austauschbar gehaltene keramische Schieberplatte auf. die mit einer diese untergreifenden Ausgußhülse mittels der Stützflächen der im Gleitrahmen gehaltenden Federelemente gegen die Kopfplatte angestellt ist.The invention relates to a spring element for a slide lock for pouring ladles for liquid metals, especially steel. A tried and tested slide lock has a replaceable one in a steel frame Stationary ceramic head plate and a head plate that engages under it and is preferably powered against it slidable, exchangeable ceramic slide plate held in a sliding frame. the with a spout sleeve engaging under this by means of the support surfaces of the one held in the sliding frame Spring elements is employed against the head plate.

Derart ausgebildete Schieberverschlüsse weisen befriedigende Standzeiten auf: die Durchtrittskanäle in der Kopfplatte der Schieberplatte sowie der Ausgußhülse werden durch deren Keramik begrenzt und somit durch sowohl mechanisch hartes als auch thermisch resistentes Material gebildet. Sowohl die Kopf- als auch die Schieberplatte mit der Ausgußhülse oder, bei getrenntem Aufbau, sowie die Ausgußhülse lassen sich im Bedarfsfalle mit geringem Aufwände austauschen, so daß bei auftretenden Schäden derselben sowie beim Erreichen ihrer Verschleißgrenze diese leicht erneuert werden können.Slider closures designed in this way have a satisfactory service life: the passage channels in the top plate of the slide plate and the pouring sleeve are limited by their ceramic and thus formed by both mechanically hard and thermally resistant material. Both the head and the slide plate with the pouring sleeve or, with a separate structure, as well as the pouring sleeve can be in the Replace if necessary with little effort, see above that if the same damage occurs and when it reaches its wear limit, it is easily renewed can be.

Als wesentlicher Faktor für die Sicherung der Funktion des Schieberverschlusses sowie für die Erhöhung der Lebensdauer sowohl der Kopfplatte als auch der Schieberplatte sowie gegebenenfalls der Ausgußhülse hat sich das Anpressen der Schieberplatte an die Stirnfläche der Kopfplatte sowie gegebenenfalls der Ausgußhülse an die Schieberplatte vermittels von Federelementcn erwiesen. Diese sichern einerseits die hohe Anpreßkraft, die insbesondere bei gefüllter Gießpfanne durch den am Schieber auftretenden hydrostatischen Dru'-k zum Absperren erforderlich ist: andererseits sichern die Federelemente, daß auch bei nicht völlig ebenen Stirnflächen der Kopf- sowie der Schieberplatte wahrend des Betriebs die vorgegebene Anpreßkraft nicht überschritten wird.As an essential factor for ensuring the function of the slide gate valve and for increasing it the service life of both the top plate and the slide plate and, if applicable, the pouring sleeve the pressing of the slide plate against the end face of the head plate and, if necessary, the pouring sleeve has become a thing of the past to the slide plate by means of spring elements. On the one hand, these ensure the high Contact pressure, particularly when the ladle is full, due to the hydrostatic pressure on the slide Pressure is required to shut off: on the other hand, the spring elements ensure that even when not completely flat The end faces of the head plate and the slide plate apply the specified contact pressure during operation is not exceeded.

Zur Bewirkung der starken Anpreßkraft mit ausreichendem Federwege bei geringem Raumbedarf werden kompakte Federelemente verwendet, bei denen eine als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder den verstärkten Kopf eines Bolzens untergreift, der mit seiner Stirnfläche die Schieberplatte bzw. die Ausgußhülse unterfaßt, stützt und vorspannt. Zwar wird mit solchen Federclcmcnten das gewünschte Andruckverhalten erreicht, und bei begrenztem Wege der Bolzen ist auch das Auswechseln der Schieberplatte einfach durchzuführen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Eigenschaften der zum Einsatz gelangenden Druckfedern sichTo effect the strong contact pressure with sufficient Spring travel with little space requirement, compact spring elements are used in which a compression spring designed as a helical spring engages under the reinforced head of a bolt, which with its The end face grips, supports and biases the slide plate or the pouring sleeve. Although with such Federclcmcnten achieved the desired pressure behavior, and with a limited travel of the bolt is also the replacement of the slide plate is easy to carry out. However, it has been shown that the properties the compression springs used

während des Betriebs unter Einwirkung der auftretenden Hitze ändern und nach längerer Betriebszeit bei Betriebstemperatur die auf die Schieberplatte zur Auswirkung gebrachte Anpreßkraft nachläßt. Um den sicheren Betrieb zu garantieren, ist es Jäher erforderlich, die Federelemente zu kontrollieren und nach verhältnismäßig geringer Betriebszeit zv ersetzen.change during operation under the effect of the occurring heat and after a long period of operation at Operating temperature decreases the contact pressure applied to the slide plate. To the safe To guarantee operation, it is necessary to control the spring elements and according to proportion Replace if the operating time is short.

Der hohen thermischen Belastung wird mit der Auswahl hochwärmefester Federstähle, zusätzlicher Kühlung gemäß der DT-OS 20 24 829 sowie der Ausbildung nur geringer Kontaktflächen begegnet. Hierdurch lassen sich die erzielbaren Standzeiten verlängern, ohne daß die angestrebte Verwendbarkeit über längere Zeiträume erreicht wird.The high thermal load is with the selection of highly heat-resistant spring steels, additional cooling encountered in accordance with DT-OS 20 24 829 and the formation of only small contact areas. Let through this the achievable service life is extended without the desired usability over longer periods of time is achieved.

■ Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, das Federelement der oben bezeichneten Gattung derart weiterzubilden, daß ein betriebssicheres Arbeiten des Schieberverschlusses über längere Zeiten auch ohne dauernde Kontrollen von Federelementen und wiederholten Austausch derselben gesichert sind, wobei die leichte Austauschbarkeit unabhängiger Federelemente erhalten bleiben soll.■ The invention is based on the task of developing the spring element of the above-mentioned type in such a way that that a reliable operation of the slide gate valve over long periods of time even without permanent Checks of spring elements and repeated replacement of the same are ensured, with the easy Interchangeability of independent spring elements should be retained.

Gelöst wird diese Aufgabe, indem das Federelement als in sich geschlossene gasgefüllte zylindrische Kammer ausgebildet wird, welche die Stützflächen jeweils an einer ihrer Stirnflächen aufweist, und indem die Stützflächen mindestens bei Betriebstemperatur unter Einwirkung des Drucks von in der Kammer enthaltenden Gases in axialer Richtung gegen ihren Hub begrenzende Mittel auffedern. Zwar sind Gasfedern beispielsweise durch den Sonderdruck Ing. A D i 11 s, Offenbach: Stickstoff-Federungssystem im Stanzwerkzeugbau, sowie einen Artikel des gleichen Verfassers in der VDI-Zeitung Nr. 40 vom 3.10.1973 bekannt. Dort werden zu Federungszwecken übliche Druckmiaelzylinder verwendet, die an Speicherbehälter angeschlossen sind. Bekannt ist es auch (DT-OS 20 24 829), statt der Federclemcnte Hydraulikzylinder zu verwenden. Die Druckmittelzylinder von Gasfedern wie diese Hydraulikzylinder, insbesondere aber deren Dichtungen, sind höheren Temperaturen nicht gewachsen, die erforderlichen Druckleitungen sind aufwendig und erschweren sowohl die Wartung und die Überprüfung als auch den gegebenenfalls erforderlich werdenden Austausch, und die Verwendung von Druckmittelspeichern läßt /war die oft erwünschten gestreckten Federkennlinien zu, kompliziert die Einrichtung aber erheblich und unterbindet weitgehend auch positiv nutzbare Temperatureinflüsse.This task is achieved by designing the spring element as a self-contained, gas-filled cylindrical chamber is formed, which has the support surfaces each on one of its end faces, and by the Support surfaces at least at operating temperature under the action of the pressure contained in the chamber Spring gas in the axial direction against its stroke limiting means. Gas springs are an example by the special print Ing.A D i 11 s, Offenbach: Nitrogen suspension system in die making, as well as an article by the same author in the VDI-Zeitung No. 40 of October 3rd, 1973 known. There are customary pressure cylinders for suspension purposes connected to storage tanks. It is also known (DT-OS 20 24 829), instead of the Federclemcnte Use hydraulic cylinders. The hydraulic cylinders of gas springs like these hydraulic cylinders, But especially their seals, the higher temperatures are not able to cope with the necessary Pressure lines are complex and complicate both maintenance and checking, as well as, if necessary required replacement, and the use of hydraulic accumulators can / was the often the desired extended spring characteristics, but complicates the facility considerably and prevents it largely also positively usable temperature influences.

Gemäß der Erfindung jedoch wird erreicht, daß beim Einsetzen der Federelementc und Schließen des Schicberverschlusses nur verhältnismäßig geringe Kräfte aufzuwenden sind, im Betrieb jedoch aber die gewünschte Anpreßkraft durch die auftretende Erwärmung erreicht bzw. gesteigert wird.According to the invention, however, it is achieved that the Insertion of the spring elements and closing of the slide lock only relatively small forces have to be used, but the desired one during operation Contact pressure is achieved or increased by the heating that occurs.

Für den praktischen Einsatz hat sich ein Federelement bewährt, dessen Kammer starr ausgeführt ist und einen abgedichteten und axial geführten Kolben enthält, dessen Schaft über die Stirnfläche der Kammer vorsteht sowie die Stützfläche aufweist. Ein sicherer. Gasverluste ausschließender Abschluß des Druckraums der Kammer läßt sich erreichen, indem der Kolben gegen seine Führung mittels eines jeweils mit einem Ende druckfest und gasdicht mit diesen verbundenen Faltcnbalgen abgedichtet ist. Eine einfache Führung in Verbindung mit einer Hubbegrenzung läßt sich erzielen. indem die Kolbenfläche an einem den Faltenbalg zentrierenden Schaft vorgesehen ist, dessen freies Ende abgesetzt und in einer Bohrung der Stirnplatte der Kammer geführt ist Die Fiihrungseigenschaften lassen sich verbessern, indem die Grundplatte der Kammer mit einem in den Kolben und den Schaft eingreifenden Führungsbolzen ausgestattet ist.A spring element has been found for practical use proven, the chamber of which is rigid and contains a sealed and axially guided piston, the shaft of which protrudes beyond the end face of the chamber and has the support surface. A sure one. Closure of the pressure space of the chamber that excludes gas losses can be achieved by pushing the piston against its guidance by means of a folding bellows connected to it in a pressure-tight and gas-tight manner at one end is sealed. A simple guidance in connection with a stroke limiter can be achieved. in that the piston surface is provided on a shaft centering the bellows, the free end of which removed and guided in a hole in the end plate of the chamber is let the leadership properties improve by engaging the base of the chamber with a piston and stem Guide pin is equipped.

Ein besonders einfacher Aufbau des Federelements ergibt sich, wenn die Kammer eine Grund- sowie eine die Stützfläche zeigende Stützplatte aufweist, die durch einen jeweils mit einem seiner Enden fest und dicht mit ihnen verbundenen Faltenbalg zur geschlossenen Kammer ergänzt sind. Eine Begrenzung des Hubs läßt sich hierbei mit einfachen Mitteln erreichen, indem die Grund- und die Stützplatte des Federelements durch ein sich in gespanntem Zustande axiai zwischen ihnen erstreckendes flexibles Metallseil miteinander verbunden sind.A particularly simple structure of the spring element results when the chamber has a basic and a has the support plate showing the support surface, which is firmly and tightly secured by one of its ends bellows connected to them are supplemented to form a closed chamber. The stroke can be limited achieve this with simple means by the base plate and the support plate of the spring element through a flexible metal rope extending between them axiai in the tensioned state connected to one another are.

Ein Schutz des Federelements sowie gegebenenfalls eine Führung läßt sich erreichen, indem die Grundplatte mit einem den Faltenbalg umfassenden und gegebenenfalls zentrierenden Mantelrohr verbunden ist. Hierbei kann die Stützplatte im Mantelrohr geführt sein. Andererseits bzw. zusätzlich lassen sich die Grund- und die Stützplatte mit einem Stempel und einem diesen umfassenden Führungsrohr ausstatten, wobei durch Ansätze derselben und/oder durch ein sie durchgreifendes Seil der Anschlag gebildet sein kann.A protection of the spring element and, if necessary, a guide can be achieved by the base plate is connected to a casing tube that encompasses and optionally centers the bellows. Here the support plate can be guided in the jacket tube. On the other hand, or in addition, the basic and equip the support plate with a punch and a guide tube encompassing this, with through Approaches of the same and / or the stop can be formed by a rope extending through them.

Die Füllung der Federelemcnte läßt sich vereinfachen und ein sicherer Abschluß nach Einbringen der vorgegebenen Füllmenge erzielen, indem die Grundplatte mit einer durch einen Verschluß versiegelten Füllöffnung ausgestattet ist. Andererseits besteht auch die Möglichen, die Kammer mit einem Druckanschluß auszustatten.The filling of the spring elements can be simplified and achieve a secure closure after introducing the specified filling quantity by opening the base plate is equipped with a filling opening sealed by a closure. On the other hand there is also the possibility of equipping the chamber with a pressure connection.

Als Federmedium haben sich bei Betriebstemperatur gasförmige Gase, aber auch zwischen Raumtemperatur und Betriebstemperatur verdampfende Flüssigkeiten bewährt. Es empfiehlt sich, als elastisches Medium inerte Gase wie beispielsweise Stickstoff oder Argon vorzusehen. Gaseous gases have proven to be the spring medium at operating temperature, but also between room temperature and operating temperature evaporating liquids. It is advisable to use inert as the elastic medium Provide gases such as nitrogen or argon.

Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung an Hand zweier Ausführungsbeispiele von Federelementen in Verbindung mit diese darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigt hierbeiIn detail, the features of the invention are based on two exemplary embodiments of spring elements explained in connection with these illustrative drawings. It shows here

F i g. 1 schematisch geschnitten einen Schicbervcrschluß der angegebenen Gattung mit den zugehörigen Federelementen,F i g. 1 schematically sectioned a Schicbervcrschluss of the specified type with the associated Spring elements,

F i g. 2 vergrößert und axial geschnitten ein in einen Gleitiahmen eingesetztes Federelement, undF i g. 2 enlarged and axially cut into one Sliding elements inserted spring element, and

F i g. 3 geschnitten ein abgeändertes, in einem Gleitrahmen gehaltenes Federelement, das in Arbeitsstellung eine Kopfplatte untergreift.F i g. 3 cut a modified, held in a sliding frame spring element, which in the working position a head plate engages under.

In F i g. I ist im Längsschnitt der Auslaufbereich einer Gießpfanne 1 dargestellt, c'ic mit einem an einer Montageplatte 2 gehaltenen Schieberverschluß 3 ausgestattet ist: Mit der Montageplatte 2 ist durch außerhalb der Zeichenebene liegende, nicht dargestellte Mittel scharnierartig ein Schiebergehäuse 4 verbunden und in der gezeigten Stellung verriegelt.In Fig. I is shown in longitudinal section of the outlet area of a ladle 1, c'ic with one on one Mounting plate 2 held slide lock 3 is equipped: With the mounting plate 2 is through outside The means lying on the plane of the drawing, not shown, is connected in a hinge-like manner to a slide housing 4 and locked in the position shown.

Im Schiebergehäuse 4 ist kraftbetrieben längsverschiebbar ein Glcitrahmcn 5 vorgesehen, in den übereinander ein Blechkragen 6 mit einer von ihm umfaßten Ausgußhülsc 7 sowie eine Stahlwanne 8 mit einer in diese eingesetzten Schieberplatte eingelegt sind. In Ausnehmungen des Gleitrahmens 5 vorgesehene Federelemente 10 uniergreifen mit ihren Köpfen den Flansch des Blechkragens 6 sowie die Stahlwanne 8 und spannen die Ausgußhülse 7 gegen die Schieberplatte 9 sowie diese in Richtung auf die Ausgußöffnung der Gießpfanne 1 vor. die von einer mittels Mörtel in einenIn the valve housing 4 is longitudinally displaceable by means of power a Glcitrahmcn 5 is provided, in which one above the other a sheet metal collar 6 with one of it included Ausgußhülsc 7 and a steel tub 8 are inserted with a slide plate inserted into this. In Recesses of the sliding frame 5 provided spring elements 10 unier grip the with their heads The flange of the sheet metal collar 6 and the steel pan 8 and tension the pouring sleeve 7 against the slide plate 9 and this in the direction of the pouring opening of the pouring ladle 1. from one by means of mortar to one

Stahlrahmcn 11 eingesetzten Kopfplatte 12 untcrgrif-Ten wird. Die durch die Fcderclementc 10 vorgespannte Schieberplatte 9 wird gegen diese gepreßt, so daß die Gleitflächen der Kopf- und der Schieberplatte aufeinanderlicgen. Gleichzeitig werden hierbei die Ausgußhülse 7 gegen die Schieberplatte 9 und die KopfplatteSteel frame 11 inserted head plate 12 underneath will. The preloaded by the Fcderclementc 10 slide plate 9 is pressed against this so that the The sliding surfaces of the head and the slide plates lie on top of one another. At the same time, the pouring sleeve 7 against the slide plate 9 and the head plate

12 gegen die Ausflußöffnung vermittels von abdichtend in Ringnutc eingreifenden Ringfedern abgedichtet.12 sealed against the outflow opening by means of sealing ring springs engaging in the ring groove.

Die Unterseite des Schieberverschlusscs 3 ist durch Schutzplattcn abgedeckt, und das Schiebergehäuse 4 wie der Glcitrahmen S weisen nach rechts gerichtete, hülsenartig ausgebildete Kupplungselemente zum Umgriff eines als Stellvorrichtung gewählten, nicht dargestellten Hydraulikzylinders auf.The underside of the slide lock 3 is covered by protective plates, and the slide housing 4 like the Glcitrahmen S point to the right directed, sleeve-like coupling elements for encompassing a hydraulic cylinder, not shown, selected as an adjusting device.

Ein in eine Ausnehmung des Gleitrahmens 5 eingesetztes Fedcrelement ist vergrößert und axial geschnitten mit einem Teil des Glcitrahmens in 1" i g. 2 gezeigt.A spring element inserted into a recess in the sliding frame 5 is enlarged and axially cut with part of the glass frame shown in FIG. 1 ″ i g. 2.

Gemäß F i g. 2 erstreckt sich die zur Aufnahme eines Federelcments vorgesehene Ausnehmung durch den zweiteiligen Gleitrahmen 5 bis in dessen BodenplatteAccording to FIG. 2, the recess provided for receiving a spring element extends through the two-part sliding frame 5 to its base plate

13 und stützt mittels eines Ringansatzes das Federelement ab.13 and supports the spring element by means of a ring attachment.

Das Federelement wird durch ein Mantelrohr 14 eingeschlossen, das zur Bildung einer zylindrischen Kammer nach unten durch eine eingeschweißte Grundplatte 15 und nach oben durch eine ebenfalls eingeschweißte Slirnplatte 16 abgeschlossen ist. Im Innenraum des Fcderelcmcnts frei stehend ist ein Kolben 17 vorgesehen, dessen Schaft 18 unter Bildung eines ringförmigen Bundes auf ein einen geringeren Durchmesser zeigendes, die Stützfläche 19 aufweisendes freies Ende 20 abgesetzt ist. Dieses freie Ende ist in einer Bohrung 21 der in ihrem Mittenbereich stärker ausgeführten Stirnplatte 16 geführt. Abgedichtet ist der Kolben, indem der Mittenbereich der Stirnplatte 16 dicht und lest mit einem Ende eines Metallbalgs 22 verbunden ist. dessen anderes Ende ebenso druckfest und gasdi.ht mit dem Kolben 17 verbunden ist. Der zwischen dem Mantelrohr 14 und dem Mctallbalg 22 sowie dem Kolben 17 und der Grundplatte 15 anstehende Raum ist über die durch den Verschluß 23 abgeschlossene Füllöffnung 24 mit einem unter Druck stehenden inerten Gas gefüllt worden, dessen Druck sich auf den Kolbenboden auswirkt und das freie Ende 20 des Schafts 18 bis zum Anschlag an den Bund durch die Bohrung 21 preßt.The spring element is enclosed by a jacket tube 14 which forms a cylindrical chamber downward through a welded-in base plate 15 and upward through a likewise welded-in base plate Slirnplatte 16 is complete. A piston 17 is provided free-standing in the interior of the Fcderelcmcnts, the shaft 18 of which, with the formation of an annular collar, points to a smaller diameter, the free end 20 having the support surface 19 is offset. This free end is in a bore 21 the front plate 16, which is stronger in its central area. The piston is sealed by the central area of the end plate 16 is tight and is connected to one end of a metal bellows 22. whose the other end is also pressure-resistant and gasdi.ht connected to the piston 17. The one between the jacket pipe 14 and the Mctallbalg 22 and the piston 17 and the base plate 15 pending space is on the Filling opening 24 closed by the closure 23 is filled with a pressurized inert gas been whose pressure acts on the piston crown and the free end 20 of the shaft 18 to The stop on the collar through the bore 21 presses.

Zum Betriebe wird, in der Figur nicht dargestellt, der Blcchkragen einer Ausgußhülse oder die Stahlwanne einer Schieberplatte auf die Stützfläche 19 aufgelegt und beim Schließen des Schieberverschlusscs durch diese die Stützfläche 19 zurückgedrückt und damit der Bund von der ihn als Anschlag stützenden Rückflächc der Stirnplatte 16 freigehoben. Unter Einfluß der von der Gießpfanne übertragenen Wärme steigt nunmehr der Gasdruck im Innenraum des Federelcments und damit die von diesem entwickelte Anpreßkraft auf den Betriebswert. Es ist also nicht mehr nötig, das Federclcmcni zu kühlen und besondere konstruktive Maßnahmen zu seinem Schütze vor hohen Temperaturen zu treffen: Der Schieberverschluß ist, da die zunächst entwickelte Kraft geringer ist, leichter zu schließen als bisher, und im Betriebe entwickelt sich die volle Anpreßkraft der Fcderclementc die, da sie allein auf den Gleichungen idealer Gase beruht, bei steigender Tcmpera-Hir nur noch anzusteigen vermag.For operation, not shown in the figure, the Blcchkragen a pouring sleeve or the steel tub of a slide plate placed on the support surface 19 and when the slide valve closes, it pushes back the support surface 19 and thus the Bund lifted free from the back surface of the face plate 16 supporting it as a stop. Under the influence of The heat transferred to the ladle now increases the gas pressure in the interior of the spring element and thus the contact pressure developed by this on the operating value. So it is no longer necessary to use the spring clip to cool and special constructive measures to protect it from high temperatures meet: The slide lock is easier to close than before, since the force initially developed is less and in operation the full contact pressure of the Fcderclementc develops, since it is solely based on the equations ideal gases, can only increase with increasing Tcmpera-Hir.

Das gezeigte Fcderclcment kann variiert werden. IUm tier praktischen Ausführung ist zur Füllung Sticksiolf verwendet. Ils empfehlen sich aber auch andere MIi¹I U- (i.isi*. beispielsweise Argon, und es ist schließlich möglich, zur Füllung eine Flüssigkeit zu verwenden, die vor Erreichen der Betriebstemperatur verdampft und unter Einwirkung des entwickelten Dampfdrucks die gewünschte Anpreßkraft ergibt. Das durch Gas erfüllte Volumen ist verhältnismäßig groß gewählt und dadurch weiterhin vergrößert, daß die Stirnplatte in ihrem äußeren Bereich mit geringerer Stärke ausgeführt ist: Das größere Gasvolumen gibt eine erwünscht flache Federkennlinie. Der Metallbalg wird aus einem elastischenThe field shown can be varied. In order to be practical, Sticksiolf is used for filling. ^{Other MIi 1} I U- (i.isi *. Argon, for example) are also recommended, and it is finally possible to use a liquid for the filling that evaporates before the operating temperature is reached and gives the desired contact pressure under the action of the vapor pressure developed. The volume filled by gas is chosen to be relatively large and is further increased by the fact that the end plate is designed with a smaller thickness in its outer area: the larger gas volume gives a desired flat spring characteristic

ίο und korrosionsfesten Material gewählt, das ausreichend temperaturfest ist. Bewährt hat sich beispielsweise ein Nirostahl Nr. 1.4541 nach DIN 17007. Bei geeigneter Wahl des Durchmessers des Schafts 18 wird zwar eine ständige Berührung mit den Falten des Metallbalgs 22 vermieden, ein zu starkes Auslenken des Mctallbalgcs unterbunden.ίο and corrosion-resistant material chosen that is sufficient is temperature resistant. For example, a stainless steel No. 1.4541 according to DIN 17007 has proven itself. With a suitable one Choice of the diameter of the shaft 18 is a constant contact with the folds of the metal bellows 22 Avoided excessive deflection of the metal bellows.

Während der Metallbalg des Federbalges gemäß I- i g. 2 von außen druckbeaufschlagt wird, ist in F i g. 3 ein abgeändertes Fedcrelement in Arbeitsstellung gczeigt, dessen vom Melallbalg umschlossener Raum als Druckraum verwendet wird.While the metal bellows of the spring bellows according to I- i g. 2 is pressurized from the outside is shown in FIG. 3 a modified Fedcrelement in the working position gc shows, the space enclosed by the Melallbalg as Pressure space is used.

Gemäß F i g. 3 ist in einer Ausnehmung des Gleitrahmens 5 ein Fcderclcment vorgesehen, dessen Grundplatte 25 sich auf eine ringförmige Zone einer ßodenplatte 13 des Glcitrahmcns 5 abstützt. Die Grundplatte 25 ist gasdicht und druckfest mit einem Ende eines Metallbalgcs 27 verbunden, dessen anderes Ende ebenso druckfest und gasdicht mit einer Tragplatte 26 verbunden ist, die in Arbeitsstellung, d. h.. nach Schließen des zugehörigen Schieberverschlusscs gemäß Fig. 1. die Stahlwanne 8 einer Schieberplatte 9 vorgespannt untcrgreifl. Die Vorspannung ist hierbei durch unter Druck in den vom Mctallbalg 27 umschlossenen Raum eingefüllten Stickstoff bewirkt. Der Mctallbalg 27 ist von wesentlichen Längskräften entlastet: Der Hub der Tragplatte 26 gegen die Grundplatte 25 ist durch ein beidendig mit diesen verbundenes flexibles Seil 28 begrenzt: wird das Federelement entlastet, so kann die Tragplatte 26 nur hochgepreßt werden, bis das flexible Seil 28 gespannt ist und die durch den Druck bewirkte Vorspann kraft aufnimmt.According to FIG. 3 a Fcderclcment is provided in a recess of the sliding frame 5, the base plate 25 is supported on an annular zone of a bottom plate 13 of the Glcitrahmcns 5. The base plate 25 is gas-tight and pressure-tight connected to one end of a metal bellows 27, the other end as well is pressure-tight and gas-tight connected to a support plate 26, which in the working position, d. h .. after closing the associated slide lock cs according to FIG. 1, the steel tub 8 of a slide plate 9 pretensioned underneath. The preload is in this case by being under pressure in the space enclosed by the metal bellows 27 Filled nitrogen causes. The Mctallbalg 27 is relieved of essential longitudinal forces: the stroke of the The support plate 26 against the base plate 25 is limited by a flexible rope 28 connected to it at both ends: If the spring element is relieved, the support plate 26 can only be pressed up until the flexible Cable 28 is tensioned and the biasing force caused by the pressure absorbs.

Eigenschaften und Vorteile der erfmdimgsgemäß gasgefüllten Fcdcrelemcnic werden unmehr an Hand des Beispiels des in F i g. 3 dargestellten Fcderelemcnts 29 erläutert: Die mittlere Kolbcnfläche des Federelemenis 29. d. h.. die druckmittelbeaufschlagten Flächen der Grundpiaitc 25 sowie der Tragplatte 2b. beiragen etwa 7 cm·'. Der Vorfülldruck. mit dem bei Füllung unter Zimmertemperatur die Füllöffnung 30 beaufschlagt wurde, beträgt beim angenommenen Beispiel 29.5 atü. Dementsprechend beträgt die Kraft, mit der das flexible Seil 28 beansprucht wird, werden nun eine Reihe von Fcderclcmentcn 29 in einen Glcitrahmen eingesetzt und dieser geschlossen, so wird das Federelemcni um 8.5 mm zusammengepreßt. Durch Volumenveiklci nerung erfolgt hierbei ein adiabatischcr Druckanstieg bei konstanter Temperatur kann aber der Druckanstieg auch durch die Isotherme angenähert werden. Durc!' Volumcnverklcincrung steigen der Druck von 29.5 alt auf 36.8 atü und damit die je Fcdcrclcmcnt bewirkte Vorspannkraft von 204 kp auf 256 kp. Wird die Gieß pfanne in Betrieb genommen, so wird das Fedeilemctv mitsamt seinem Gasvolumcn erhitzt, und bei einen Temperaturanstieg von 293 auf 573"K steigen del ⁶S Druck weiter auf 72 at. und die Vorspannkraft auf !5(K kp. Damit erweisen sich deutlich die Vorteile der l.ifin dung: Wird von einer angestrebten Federkraft von 50t kp ausgegangen, so wird gemäß der Erfindung es mögProperties and advantages of the gas-filled Fcdcrelemcnic according to the invention are no longer on the basis of the example of the in FIG. 3 illustrated spring elements 29 explained: The middle piston area of the spring element 29, ie. the surfaces of the base area 25 and of the support plate 2b that are acted upon by pressure medium. contribute about 7 cm · '. The pre-charge pressure. with which the filling opening 30 was acted upon when filling below room temperature, is 29.5 atmospheres in the assumed example. Correspondingly, the force with which the flexible rope 28 is stressed is if a number of Fcderclcmentcn 29 are now inserted into a Glcitrahmen and this closed, so the Springelemcni is compressed by 8.5 mm. By increasing the volume, there is an adiabatic pressure increase at a constant temperature, but the pressure increase can also be approximated by the isotherm. Durc! ' Volume reduction increases the pressure from 29.5 old to 36.8 atmospheres and thus the pretensioning force produced per Fcdcrclcmcnt from 204 kp to 256 kp. If the casting ladle put into operation, the Fedeilemctv is together with its Gasvolumcn heated and at a temperature rise of 293 to 573 "K rise del ⁶ S pressure continues to 72 at. And the biasing force on! Kp 5 (K. Thus, prove to clearly the advantages of the finding: If a desired spring force of 50t kp is assumed, it becomes possible according to the invention

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lieh, das Schließen nur etwa gegen die halbe gewünschte Federkraft durchzuführen, und die bisher üblichen aufwendigen Kühlungsmaßnahmen der Federelcniente entfallen. Ebenso zeigt es sich, daß ein Nachlassen der Vorspannkrafl sowie der Arbeitsspannung unter thermischer Beanspruchung ausbleibt: Überprüfungen der Federclemente können zahlenmäßig erheblich reduziert werden, und nur selten müssen fehlerhafte Federelemente ersetzt werden. Die verwendeten Drucke, insbesondere aber das geringe Gasvolumen der Fcderelemente in Verbindung mit dem Umstand, daß diese in allseitig ummantelten Ausnehmungen verwendet werden, schließen sekundäre Folgenschäden bei der Zerstörung von Federclcmcnten durch andere, fremde Einflüsse aus, und infolge des geringen Volumens sind die für Druckbehälter solcher Größe zu beachtenden Sicherheits-, Abnahme- und Überwachungsmaßnahmen leicht durchzuführen. Als wesentlicher Vorteil zeigt sich, daß die Federelemente kompakt ausgeführt und unabhängig voneinander wirksam sind. Sie lassen sich in ihrer Größe der der bisher verwendeten. Schraubenfedern als elastisches Mittel nutzenden anpassen, so daß auch bereits erstellte Schicberverschlüssc nachträglich ohne Vornahme von Änderungen mit gemäß der Erfindung ausgebildeten Fedcrelementen ausgestattet werden können.lent, the closing only about half the desired Perform spring force, and the previously usual complex cooling measures of the Federelcniente omitted. It also shows that a decrease in the prestressing force and the working tension under thermal conditions There is no stress: The number of checks on the spring elements can be significantly reduced and only rarely do defective spring elements have to be replaced. The prints used, in particular but the small gas volume of the suspension elements in connection with the fact that they are in recesses encased on all sides are used, close secondary consequential damage in the case of destruction from spring elements through other, foreign influences, and because of the small volume they are Safety, acceptance and monitoring measures to be observed for pressure vessels of this size easy to perform. A major advantage is that the spring elements are designed to be compact and are effective independently of one another. Their size can be compared to the ones previously used. Adjust coil springs as an elastic means using so that Schicberverschlüssc already created subsequently without making changes with spring elements designed according to the invention can be equipped.

Es besteht zwar die Möglichcit. mit einem Druckanschluß ausgestattete Federelemente zu verwenden, die mit einer zentralen Druckquelle verbindbar sind. Bewährt haben sich aber der einfachen Handhabung sowie der wesentlich geringeren Gestehungskosten wegen auf vorgegebenen Druck vorgcfüllte und fest verschlossene bzw. versiegelte Federelemcnte.It is possible. to use spring elements equipped with a pressure connection, the can be connected to a central pressure source. However, the ease of use has proven itself as well Due to the significantly lower production costs, they are pre-filled and tightly closed at a given pressure or sealed spring elements.

Die Erfindung ist einer Reihe von Varianten fähig. So kann in einer Anzahl von Fällen auf besondere Mittel zum Zentrieren des Metallbalgs verzichtet werden. Im Falle des in F i g. 3 dargestellten Federelements 29 kann der Mctallbalg mit geringem Abstande der lichten Weite der Ausnehmungen des Gleitrahmens 5 angepaßt sein, und zur Schleißmindcrung können in die Ausnehmungen Buchsen mil besonders glatter Innenwandung eingesetzt sein oder aber die Federclemente selbst mit einem mit der Grundplatte verbundenen Mantelrohr ausgestattet sein. Die Wandung der Ausnehmung, einer in diese eingesetzten Buchse oder aber auch eines Mantelrohrs kann die Tragplatte 26 mit geringem Spiel führen und und den Mctallbalg zweckmäßig mit etwas größerem Abstand umfassen. In ähnlieher Weise kann bei einem gemäß F i g. 2 ausgebildeten Federelement der Schaft unerwünschte Auslcnkungen des Metallbalgs unterbinden.The invention is capable of a number of variants. So may in a number of cases on special funds for centering the metal bellows can be dispensed with. In the case of FIG. 3 illustrated spring element 29 the metal bellows can be adapted to the clear width of the recesses of the sliding frame 5 with a small spacing and to reduce wear, bushes with a particularly smooth inner wall can be inserted into the recesses be used or the Federclemente itself with one connected to the base plate Be equipped jacket pipe. The wall of the recess, a socket inserted into it or else the support plate 26 can also guide a jacket tube with little play and the metal bellows is expedient embrace with a slightly larger distance. In a similar way Way, in a according to FIG. 2 formed spring element of the shaft undesired deflections the metal bellows.

Die Führungs- sowie die den Hub begrenzenden Mittel des Fedcrelements sind nicht auf die dargestellten beschränkt. Wenn auch beim Federclement 29 ein flexibles Seil bei geringem Aufwand den zu stellenden Anforderungen genügt kann doch, wenn dies im Interesse der Dichtigkeit für zweckmäßig erachtet wird, das Seil in Sackbohrungen befestigt werden, die in vorzugsweise nach innen gerichteten Ansätzen der Grundplatte 25 sowie der Tragplatte 26 vorgesehen sind. Auch hier können die Platten mit einem Stempel und einem dieses umfassenden Führungsrohr ausgestattet sein, so daß die Grund- und die Tragplatte im wesentlichen parallel zueinander geführt weiden. Ansätze von Stempel und Führungsrohr können auch die Hubbegrenzung und damit die Entlastung des Metallbalgs vor überhöhten Zugkräften bewirken; andererseits kann auch der Stempel hohl ausgebildet sein und ein flexibles Seil um· fassen. Das Führungsrohr kann zusätzlich zur Zentrierung des Metallbalgs ausgenutzt werden.The management and the stroke limiting means of the spring element are not limited to those shown. Even if the spring clement 29 is a flexible one Rope can meet the requirements with little effort, if this is in the interest the tightness is considered appropriate, the rope is attached in blind holes, which are preferably in inwardly directed approaches of the base plate 25 and the support plate 26 are provided. Here too the plates can be equipped with a punch and a guide tube that encompasses this, so that the base and the support plate graze guided essentially parallel to one another. Approaches of stamp and guide tube can also limit the stroke and thus relieve the metal bellows from excessive Cause tensile forces; on the other hand, the punch can also be made hollow and a flexible rope around grasp. The guide tube can also be used to center the metal bellows.

In jedem Falle wird ein einfach zu handhabendes unc mit mäßigem Aufwände erstellbares Federelemcnt er reicht, das nicht nur alterungsbeständig gegen die ho hen auftretenden Betriebstemperaturen ist, sonderr sich noch vorteilhaft dadurch auszeichnet, daß die beirr Einsetzen aufzubringenden Kräfte wesentlich geringei sind als die im Betrieb erzielbaren Anpreßkräftc.In any case, an unc A spring element that can be created with moderate effort is enough that is not only resistant to aging against the high operating temperatures that occur, but also is still advantageously characterized in that the forces to be applied at the onset are substantially low are than the contact forces that can be achieved in operation.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims

Patent claims:

1. Spring element for the sliding frame of a slide gate valve for ladles for liquid metals, especially steel, the one in a steel frame having exchangeable stationary ceramic head plate, under which is preferably power-operated sliding frame a slide plate elastically positioned against the head plate is provided interchangeably with a spout sleeve underpinning it, characterized in that that it (10, 29) is a self-contained, gas-filled, essentially cylindrical chamber is formed, which on one of its end faces (20, 26) has a support surface (19) which at least at operating temperature under the action of the gas contained in the chamber in the axial direction Direction springs up against their stroke limiting means.

2. Spring element according to claim 1, characterized in that that the rigid chamber has a sealed and axially guided piston (17), the shaft (18) of which over the face plate (16) protrudes from the chamber and has the support surface (19).

3. Spring element according to claim 2, characterized in that that the piston (17) is pressure-resistant against its guidance by means of one end each and is tightly sealed with these connected metal bellows (22).

4. Spring element according to claims 2 or 3, characterized in that the piston (17) on a metal bellows (22) centering shaft (18) is provided, the free end (20) with a Collar surface is offset and is guided in a bore in the end plate (16) of the chamber.

5. Spring element according to claims 2 to 4, characterized in that the base plate (15) of the Chamber equipped with a guide pin engaging in the piston (17) and the shaft (18) is.

6. Federelenicnt according to claim 1, characterized in that that the chamber has a base plate

(25) and a support plate forming the support surface

(26), which are connected to them in a pressure-tight and tight manner by one of its ends Metal bellows (27) are added to the closed chamber.

7. Spring element according to claim 6, characterized in that that the base plate and the support plate (25, 26) are axially in the tensioned state flexible metal cable (28) extending between them and limiting their stroke with one another are connected.

8. Spring element according to claims I, 6 or 7, characterized characterized in that the base plate (25) with a metal bellows (27) encompassing and optionally centering jacket pipe is connected.

9. Spring element according to claim 8, characterized in that that the support plate (26) is guided in the jacket tube.

10. Spring element according to claims 6 to 9, characterized in that the basic and the Support plate (25, 26) are equipped with a stamp and a guide tube surrounding this.

11. Spring element according to claims I to 10, characterized characterized in that the base plate (15, 25) sealed with a by a closure (23, 31) Filling opening (24,30) is equipped.

12. Spring element according to claims 1 to 10, characterized characterized in that the chamber has a pressure connection.

13. Spring element according to claims 1 to 11, characterized in that the chamber with a inert gas is filled, which is already under pressure at ambient temperature.

14. Spring element according to claims 1 to 11 thereby characterized in that the chamber has one above room temperature and one below operating temperature Has evaporating liquid.