DE19840687A1 - Vorrichtung und Fahrzeug zum Bewegen eines Behälters, insbesondere eines schweren metallurgischen Gefäßes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bewegen eines Behälters, insbesondere eines schweren metallurgischen Gefäßes und ein Fahrzeug für das Bewegen schwerer metallurgischer Gefäße. DOLLAR A Diese Vorrichtung ist benutzbar zum Aufnehmen, Heben, Kippen und Absetzen eines Behälters, der beidseits über oberhalb seines Schwerpunktes angeordnete Aufnahme-Zapfen verfügt; sie hat Kipparme, die Aufnahmeteile haben, die die Zapfen teils umschlingen können, wobei die Aufnahmeteile frei drehbar gelagert sind und mittels einer Verriegelung nach oder zur Aufnahme des Behälters in definierter Relativposition zu dem Zapfen gehalten werden. Dabei kann das Aufnahmeteil als Haken nach Art eines Kranhakens ausgebildet sein oder als Ring oder Teil eines Ringes, dessen die Zapfen kontaktierende Innenteile mittels Gleitlager oder Wälzlager in einem äußeren Teil gelagert sind. DOLLAR A Alternativ betrifft die Vorrichtung auch Behälter, bei denen der Zapfen mit einer Drehlagerung versehen ist, deren äußerer drehbeweglicher Ring von den Aufnahmeteilen umschlingbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bewegen eines Behälters, insbesondere eine schweren metallurgischen Gefäßes und ein Fahrzeug für das Bewegen schwerer metallurgischer Gefäße.

Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 297 10 956 U ist ein Fahrzeug bekannt, das zum Bewegen schwerer metallurgischer Gefäße bestimmt ist. Das Fahrzeug weist einen Kipparm auf, mit dem das Gefäß vom Boden angehoben und auf eine Plattform des Wagens gesetzt, sowie in eine Kipposition und eine Überkopfposition geschwenkt werden kann. Dieses metallurgische Gefäß, z. B. ein Schlackegefäß muß einerseits in einer möglichst vertikalen Position aufgenommen und nach der Aufnahme, auf das Fahrzeug gehoben werden, ohne daß der Gefäßinhalt, flüssige Schlacke in einer Menge von beispielsweise 100 t bei einer Temperatur von 1000°C oder mehr, teils aus dem Behälter schwappt und das Fahrzeug beschädigt. Zu diesem Zwecke ist der Kipparm an seinem fliegenden Ende mit einer Gabel ausgestattet, die es ermöglicht, beidseits an dem Behälter angebrachte Zapfen teils zu umschließen und so das Gefäß zu bewegen. Mittels Hydraulikzylindern wird dieser Kipparm sowohl in die dargestellte Position geschwenkt, nachdem das Gefäß aufgenommen wird und kann auch in einer um 130° oder mehr gekippten Position den Behälter entleeren, sowie ihn in 180° Position mit seiner Öffnung auf den Boden absetzen. In letzterer Position kann der Schlackebehälter komplett entleert werden, wobei auch bereits erkaltende und an dem Behälter anhaftende Schlacke abfällt. Der Kipparm selbst ist in einer Drehlagerung am Fahrzeugende gelagert. Das Fahrzeug wird während des Be- und Entladens durch eine Heckstütze abgestützt.

Ein ähnliches Fahrzeug ist aus der Patentschrift DE 36 05 665 C2 bekannt. Die Kippvorrichtung umfaßt auch eine Verriegelungs- und Stützeinrichtung für den Rand des Schlackebehälters. Diese Stützeinrichtung kann nach Aufnahme des Schlackebehälters und dessen Positionierung auf dem Fahrzeug in Funktion gesetzt werden und ermöglicht so ein Kippen des Behälters, indem es ihn in einer bestimmten Position relativ zu der Kippvorrichtung hält.

Beiden Vorrichtungen und Fahrzeugen gemeinsam ist ein Problem. Nach Aufnahme des Behälters vom Boden hinter dem Fahrzeug und während des Schwenkens des Behälters auf das Fahrzeug muß sich der Zapfen in der Kippvorrichtung drehen, damit das Gefäß in Vertikalrichtung und Horizontalrichtung so ausgerichtet ist, daß keine Schlacke überschwappt. Die Zapfen des Behälters ruhen in einer Öffnung der Kippvorrichtung und bilden dort mit der Gabel eine Reibpaarung. Diese Reibung ist durch den Behälter beim Auspendeln während des Aufnehmens des Behälters zu überwinden. Dies gelingt um so besser, je tiefer der Schwerpunkt des gefüllten Behälters liegt. Die Reibkräfte erzeugen im Abstand des Radius des Zapfens ein Kräftemoment, das durch die Gewichtskraft des Behälters im Abstand zur Zapfenachse ein rückstellendes Moment erzeugt. Ist das Moment aufgrund der Reibkräfte größer als das rückstellende Moment, gelingt es nicht, den Behälter auszupendeln und er hat eine Schiefstellung, die zu dem erwähnten Ausfluß der Schlacke führen kann.

Der Stand der Technik gemäß DE 36 05 665 C2 verhindert kein Ausfließen der Schlacke, da der Behälter durch die zusätzliche Stützvorrichtung auf dem Wagen während der Aufnahmebewegung nicht in Vertikal- bzw. gewünschter Horizontallage gehalten wird.

Der eingangs genannte Stand der Technik gemäß der deutschen Gebrauchsmusterschrift hat keine Vorrichtung, die eine Lagekorrektur des Behälters ermöglicht. Versuche, die Reibung durch manuell aufgebrachte Schmiermittel zu reduzieren, waren nicht erfolgreich.

Aus der Praxis ist noch eine Kipp- und Schwenkvorrichtung für schwere Behälter bekannt, die eine ähnliche Stütze aufweist, wie bei der zitierten deutschen Patentschrift. Das Aufnahmeteil des Kipparmes ist in diesem Fall als Kranhaken ausgebildet und hängt an einer durch Hydraulikzylinder gestützten Hebelanordnung. Diese Vorrichtung jedoch nicht geeignet einen Behälter zu entleeren oder über Kopf abzusetzen und die Stütze entlastet den Hydraulikzylinder nur während des Horizontaltransportes des Behälters.

Aus der Offenlegungsschrift DE 44 03 350 A1 ist ein Fahrzeug mit einer Kippvorrichtung bekannt, die eine Aufnahme eines Schlackebehälters und dessen Abkippen mit etwa 130° Neigung ermöglicht. Das Aufnahmeteil der Kippvorrichtung oder des Kipparmes ist dabei mit einem Verschließelement oder Verschließbügel versehen, der nach Art eines Kranhakens ausgebildet ist, jedoch im Prinzip lediglich eine Schließfunktion und Verriegelungsfunktion für den Zapfen auf der Kippvorrichtung hat. Der Schließbügel übernimmt nur während des Kippvorganges einen Teil des Gewichtes des Behälters, nicht jedoch bei dessen Aufnahme.

Daher ergibt sich für die Erfindung die Problemstellung, eine Möglichkeit zum vertikalen Auspendeln eines Behälters, insbesondere eines schweren metallurgischen Gefäßes zu schaffen, wobei die Funktionen, Aufnehmen, Heben, Entleeren und über-Kopf-Absetzen des Behälters gewährleistet sind.

Das Problem wird erfindungsgemäß durch die Ansprüche 1, 7 und 8 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.

In den Betrieben, insbesondere metallurgischen Betrieben, wie Stahlwerken sind häufig metallurgische Gefäße, z. B. zum Schlacketransport oder zum Transport flüssigen Metalls im Einsatz. Diese Gefäße sind sehr langlebig und zum Teil über Jahrzehnte hin angeschafft worden. Je nach Transporteinrichtung spielte gegebenenfalls der Schwerpunkt oder die Lage der Schwerachse relativ zu den an den Gefäßen vorhandenen Transportzapfen keine Rolle. Da insbesondere in der Vergangenheit derartige Gefäße häufig mittels Kran auf Eisenbahnwaggon abgesetzt wurden. Zunehmend werden jedoch heutzutage Schwerlastfahrzeuge, die straßengängig sind für den Transport derartiger metallurgischer Gefäße eingesetzt. In diesem Fall ist unabhängig von der Lage der Schwerachse der Gefäße sicherzustellen, daß diese Behälter auch schadlos aufgenommen, entleert und wieder abgesetzt werden können.

Für diesen Zweck ist erfindungsgemäß in einer ersten Lösung vorgesehen, die auf dem Fahrzeug angeordnete Kippvorrichtung, die zugleich zum Aufnehmen, Heben, Kippen und Absetzen des Behälters, auch über Kopf geeignet ist, so zu gestalten, daß die Behälter mittels eines am Kipparm angeordneten Aufnahmeteiles für die beidseitigen Zapfen, welche oberhalb des Schwerpunktes des Behälters angeordnet sind so gestaltet werden, daß die Aufnahmeteile frei drehbar gelagert sind und zusätzlich mittels einer Verriegelung nach Aufnahme des Behälters in Formschluß mit dem Zapfen gehalten werden.

Durch die freie Drehbarkeit des Aufnahmeteiles, z. B. indem dieses in Gleitlagerung oder Wälzlagerung ausgeführt, ist gewährleistet, daß der Behälter nach Anheben mittels des Aufnahmeteiles sich stets so auspendelt, daß der Behälterinhalt nicht überschwappt.

Das Aufnahmeteil kann nach Art eines Kranhakens ausgebildet werden, der wie ein Kranhaken in der Kippvorrichtung oberhalb des Hakenteiles gelagert ist, z. B. in Gleitlagern. Dadurch, daß mit Hilfe des Hakens der Abstand zur Schwerachse des Behälters vergrößert wird, ist das Rückstellmoment des Behälters wesentlich größer als bei herkömmlichen Vorrichtungen.

In einer weiterführenden Ausbildung des Aufnahmeteiles ist dieser als Ring oder Teil des Ringes ausgebildet, wobei die die Zapfen kontaktierenden Innenteile des Ringes mittels Gleitlager oder Wälzlager in einem äußeren Teil des Ringes gelagert sind. In diesem Fall bedarf es keines verlängerten Hebelarmes, weil durch die Lagerung die Reibung leichter überwindbar ist. In der Regel wird ein Gleitlager zu verwenden sein oder speziell ausgebildete Wälzlager, die die abgestrahlte Hitze von dem Gefäß vertragen.

In einer anderen Weiterentwicklung der Erfindung ist das Innenteil oder die inneren Teile des Aufnahmeteiles mit frei drehbaren Rollen bestückt, so daß der Zapfen in diesen Rollen liegt und so nur Rollreibung hat, wodurch das Auspendeln des Gefäßes erleichtert wird.

Die Aufnahmeteile, insbesondere in der Form eines Ringes, können an den Kipparmen auch so gelagert sein, daß sie seitlich, also von der Stirnseite des Zapfens her, zur Gefäßmitte hin aufeinanderzu verstellt und dabei über den Zapfen gestülpt werden.

Die Verriegelung des Aufnahmeteiles ist ebenfalls am Kipparm angebracht in einem konstanten Abstand zu dem für die Aufnahme des Zapfens bestimmten Vorrichtungsteiles, wobei diese Verriegelung als beweglicher Dorn z. B. mittels Fluidzylinder bewegbar, ausgestaltet und in Wirkfunktion hinter das Aufnahmeteil greift, so daß das Aufnahmeteil sich nicht von dem Zapfen des Behälters weg bewegen kann beziehungsweise der Haken in gewünschter Lage verharrt.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrzeug zum Bewegen derartiger schwerer metallurgischer Gefäß, welches mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist.

In einer zweiten Lösung wird der Zapfen selbst mit einem Gleitlager oder Wälzlager versehen, dessen Außenring von dem Aufnahmeteil beim Bewegen des Behälters umschlossen wird. Dieses Lager kann als separates Teil allein oder von dem Aufnahmeteil über den Zapfen gestülpt werden oder fest am Zapfen angebracht sein. Die Zapfenreibung wird damit in einem Zwischenglied, dem Lager, minimiert. Bei Festmontage des Lagers kann der Zapfen mit einer Schmiereinrichtung für das Lager ausgestattet sein, die von der Stirnseite des Zapfens her bedienbar ist und den Zapfen zum Lager hin durchgreift.

Die Erfindung soll anhand einer Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen in schematischer Ausführung:

Fig. 1 eine auf ein Fahrzeug montierbare Kippvorrichtung für das Aufnehmen und Bewegen eines Schlackebehälters;

Fig. 2 Fahrzeug mit einer Kippvorrichtung gemäß Fig. 1 mit zwei Beladeposition des Behälters;

Fig. 3 eine erste Kipposition des Behälters und der Vorrichtung;

Fig. 4 eine zweite Kipposition des Behälters und der Vorrichtung;

Fig. 5 über-Kopf-Aufnahme- Position der Vorrichtung und des Behälters;

Fig. 6 Schnitt X-X gemäß Fig. 1 durch einen Teil der Vorrichtung.

Gemäß Fig. 1 ist eine Kippvorrichtung für das Aufnehmen und Bewegen eines Schlackebehälters 1 ist auf einem entsprechenden Trägerfahrzeug 6 angeordnet und besteht im wesentlichen aus jeweils zwei beidseits des Trägerfahrzeuges gelagerte und torsionssteif miteinander verbundenen Kipparmen 7, betätigbar durch hydraulische Kippzylinder 8, wobei die Lagerungen 9 für die Kipparme am Ende des Fahrzeugrahmens angeordnet sind.

An den Kipparmen angebaut ist eine Zusatzkippvorrichtung 10 für die Restlosentleerung des Gefäßes 1. Diese wird ebenfalls über zwei hydraulische Betätigungszylinder 11, die am Kipparm 7 angebaut sind, bewegt. Zugleich umfaßt die Zusatzkippeinrichtung 10 einen Verriegelungsmechanismus in Form zweier hydraulischer Verriegelungszylinder 12, welche formschlüssig in Taschen 16 am Behälter eingreifen können.

Am Kipparm 7 ist frei drehbar aufgehängt ein Aufnahmeteil, ausgeführt nach Art einer Kranhakens 13. Der massive Haken ist zur Fahrzeugmitte hin fliegend an den Kipparmen angeordnet und mit Lagerung 14 mit diesem verbunden. Durch die freie Drehbeweglichkeit des Hakens 13 pendelt sich der Behälter 1 auch dann ein, wenn seine Schwerpunktlage 2 (Fig. 6) knapp unterhalb der Achse des Zapfens 3 des Gefäßes 1 liegt. Der Haken 13 und das Gefäß 1 bilden wegen der Reibkräfte zwischen Zapfen und Aufnahmeteil 13 praktisch eine Einheit. Der gemeinsame Drehpunkt für Haken und Gefäß ist nunmehr die Lagerung 14 im Kipparm 7. Dadurch wird der Abstand zwischen der Schwerachse und der wirksamen Lagerung des Gefäßes entsprechend vergrößert und das rückstellende Moment aufgrund der Schwerkraft des Kübels entsprechend erhöht, so daß das Gefäß samt Haken während der Bewegung bis zum Absetzen auf dem Fahrzeug stets in der Vertikalen bleibt. Anhand der verschiedenen Funktionen der Vorrichtung bzw. des Fahrzeuges unter Verweis auf die Fig. 2 bis 6 wird die Funktion der Vorrichtung und des Fahrzeuges deutlich.

Für das Aufnehmen des Behälters auf das Fahrzeug gemäß Fig. 2 (Position A) fährt dieses rückwärts an einen auf dem Boden oder einem Podest stehendes Gefäß, z. B. ein Schlackekübel 1 heran. Die Kippvorrichtung wird über die beiden seitlichen Kippzylinder 8 ausgefahren. Der Haken 13 hängt dann hinter dem Aufnahmezapfen des Kübels 3 herunter. Das Fahrzeug fährt nach vorn, bis der Haken 13 den Zapfen 3 in der dargestellten Weise umschließt und die Hakenlagerung 14 etwa mittig über dem Zapfen 3 liegt. Das Fahrzeug fährt nun seine heckseitige Abstützung 15 aus, um ein Kippen um die Hinterräder des Fahrzeuges zu vermeiden, wenn der schwergewichtige Kübel angehoben wird. Die Kippzylinder 8 bewegen die Kippvorrichtung mit dem daran hängenden Kübel bis in die Stellung (Position B), in der der Kübel auf dem Fahrzeug dargestellt ist. Während des Bewegungsablaufes von der Bodenlage des Kübels bis zur Lage auf dem Fahrzeug pendelt sich der Kübel stets aus, so daß keine Schlacke ausfließen kann.

Gemäß Fig. 3 kann an der Entladestelle, nach wiederum ausgefahrener Abstützung 15, der Kippvorgang für den Behälter eingeleitet werden. Dazu werden die bereits erwähnten Verriegelungszylinder 12 der Zusatzkippvorrichtung 10 in am Behälter angeordnete Taschen 16 eingefahren und somit wird die Beweglichkeit - das Schwenken des Behälters - zwischen Kipparm 7 und dem Schlackebehälter 1 blockiert.

Außerdem werden zwei zusätzlich an den Kipparmen angebrachte Verriegelungszylinder 17, umfassend einen durch einen Fluidzylinder beaufschlagten Dorn, ausgefahren, welche den Haken 13 zum Kipparm und zugleich relativ zum Kübel blockieren, indem wie in Fig. 6 dargestellt, den äußeren Rand des Aufnahmeteiles 3 bzw. dessen Teil 21 hintergreift und so die Beweglichkeit des Aufnahmeteiles 13 relativ zum Zapfen 3 einschränkt. Nunmehr werden die beiden Kippzylinder 8 ausgefahren und die Kippvorrichtung dreht durch die vorbestimmte Kinematik den Kübel in eine Position von 130°, wie in Fig. 3 dargestellt, und entleert somit den Schlackebehälter.

Für die Restlosentleerung wird gemäß Fig. 4 der Behälter weitergekippt, so daß schließlich seine Öffnung nach unten zeigt. Dazu werden die hydraulischen Betätigungszylinder 11 der Zusatzkippvorrichtung 10 ausgefahren, um diese Stellung zu erreichen. Mit Hilfe dieser Zylinder wird über den Drehpunkt 18 am Kipparm der Behälter bis in die Endstellung (Überkopfstellung) gedrückt. Die Synchronbewegung der Zusatzkippvorrichtung 10 auf beiden Seiten des Behälters wird durch ein torsionssteifes Verbindungsgestänge 23 sichergestellt.

Nach Entleeren des Behälters soll dieser in der Regel abkühlen, dazu wird der Kübel wieder in die in Fig. 2 gezeigte Position auf das Fahrzeug geschwenkt und eine am Lagerplatz in die in Fig. 5 dargestellte Position gebracht und abgesetzt. Fig. 5 zeigt zugleich die Position, die die Kippvorrichtung am Fahrzeug einnimmt, wenn ein solcher abgesetzter Behälter wieder aufgenommen werden soll. Dazu wird in der dargestellten Position der Haken (durch die Kippvorrichtung verdeckt) über den Zapfen 3 geschoben, in dem das Fahrzeug rückwärts fährt und anschließend die Verriegelungszylinder 12 in die zuvor erwähnten Taschen 16 am Behälter 1 verriegelt. Auch in dieser Position sind natürlich die Verriegelungszylinder 17 für die Haken ausgefahren, da auch hier der Haken in Position gehalten werden muß, um den Zapfen umgreifen zu können. Die Verriegelung 17 hat hier nicht die Funktion, den Haken am Zapfen zu halten, da nunmehr das Schlackegefäß ja leer ist. Nach Umgreifen des Zapfens kann die Kippvorrichtung mittels des Kippzylinders 8 rückläufig so bewegt werden, daß der Behälter seinen Standplatz (Position B in Fig. 2) auf dem Fahrzeug findet.

Fig. 6 zeigt gemäß Schnitt X-X in Fig. 1 ein Detail des Aufnahmeteiles 13, wie es in Wirkfunktion mit dem Zapfen 3 des Behälters 1 steht. Das Aufnahmeteil 13 weist innen ein Teil 20 aus, das als an das Aufnahmeteil angeschweißter Teilring den Zapfen trägt.

Gemäß einer nichtdargestellten Weiterentwicklung der Erfindung kann das Teil 20 in dem äußeren Teil 21 des Aufnahmeteiles gleitgelagert oder wälzgelagert sein kann. Dies kann in ähnlicher Weise geschehen, wie dies dargestellt ist an der Zapfenlagerung 14 des Aufnahmeteiles 13, das relativ zum Kipparm 7 frei drehbeweglich ist. An diesem Kipparm 7 ist ebenfalls auch die zuvor erwähnte Zapfenlagerung 18 angebracht, sowie die Bewegungsvorrichtung und der Verriegelungsdorn 17.

In einer anderen nichtdargestellten Variante kann der Zapfen 3 in der Öffnung 22 des Aufnahmeteiles 13 auch in einer Rollenlagerung ruhen, die dann das hier dargestellte Innenteil 20 des Aufnahmeteiles 13 ersetzt.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Aufnehmen, Heben, Kippen und Absetzen eines Behälters, der beidseits über oberhalb seines Schwerpunktes angeordnete Aufnahme-Zapfen verfügt, mit Kipparmen, die Aufnahmeteile haben, die die Zapfen teils umschlingen können, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeteile (13) frei drehbar gelagert sind und mittels einer Verriegelung (17) nach oder zur Aufnahme des Behälters (1) in definierter Relativposition zu dem Zapfen gehalten werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil als Haken (13) nach Art eines Kranhakens ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil (13) als Ring oder Teil eines Ringes ausgebildet ist, dessen die Zapfen (3) kontaktierende Innenteile (20) mittels Gleitlager oder Wälzlager in einem äußeren Teil (21) gelagert sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Teile (20) als frei drehbare Rollen ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Kipparm (7) auch die Verriegelung (17) angebracht ist und einen bewegbaren Dorn umfaßt, der in konstantem Abstand zu einem für die Aufnahme des Zapfens (3) bestimmten Öffnung (22) im Aufnahmeteil (13), das Aufnahmeteil hintergreift.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeteile als von der Stirnseite des Zapfens her zur Mitte des Behälters hin über die Zapfen stülpbare Anordnungen ausgebildet sind.

7. Fahrzeug für das Bewegen eines schweren metallurgischen Gefäßes (1), bestückt mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.

8. Vorrichtung zum Aufnehmen, Heben, Kippen und Absetzen eines Behälters, der beidseits über oberhalb seines Schwerpunktes angeordnete Aufnahme-Zapfen verfügt, mit Kipparmen, die Aufnahmeteile haben, die die Zapfen teils umschlingen können, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen mit einer Drehlagerung versehen ist, deren äußerer drehbeweglicher Ring von den Aufnahmeteilen umschlingbar ist.