DE2402088A1 - Stichlochstopfmaschine - Google Patents
StichlochstopfmaschineInfo
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- C21B7/00—Blast furnaces
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Description
240208?
Dipl.-Ing. H. Sauerland · Dr.-Ing. R. König · Dipl.-Ing. K. Bergen
Patentanwälte · 4odd Düsseldorf 3D · Cecilienallee 7G · Telefon 432732
16. Januar 1974 28 928 K
Dango & Dienenthai KG, 5900 Siegen / Westf.
Die Erfindung betrifft eine Stichlochstopfmaschine mit. einem in einem Massezylinder verschiebbaren Stopfkolben.
Stichlochstopfmaschinen zum Verschließen von Abstichlöchern insbesondere von Hochöfen, Niederschachtofen
und auch Siemens-Martin-Öfen, mit denen eine Stopfmasse aus dem Massezylinder in das Abstichloch gedrückt
wird, sind bekannt. In der Regel ist der vordere Teil des Massezylinders kegelförmig verjüngt,
um den Durchmesser des Massezylinders auf den Durchmesser des Abstichlochs zu reduzieren. Durch diese
Verjüngung ist eine relativ hohe Pressung am Stopfkolben erforderlich, da die Stopfmasse einen hohen
Verformungs-widerstand bzw. eine geringe Plastizität besitzt. Außerdem müssen der Gegendruck des unter dem
Innendruck des Ofens ausfließenden Metalls und ein
hoher Widerstand in dem ausgewaschenen Stichloch überwunden werden.
Bei bekannten Konstruktionen befindet sich ein Spalt von wenigen Zehntel Millimetern zwischen dem Stopfkolben
und der Zylinderwandung, um ein Festfressen der
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gegeneinanderbewegten Teile durch die in der Stopfmasse
enthaltenen schmirgelnden Bestandteile zu verhindern. Es ist jedoch unvermeidlich, daß nach relativ
kurzer Betriebszeit infolge der schmirgelnden Wirkung fester Stopfmassebestandteile dennoch der Stopfkolben
und die Zylinderwandung zunehmend Schaden nehmen und ein Verschleiß stattfindet, der kostspielige
Reparaturen erfordert. Der Verschleiß an der Zylinderwand kann zwar durch Einsetzen einer gehärteten Büchse
verringert werden, dies ist jedoch außerordentlich teuer.
Ein weiterer Nachteil bekannter Stichlochstopfmaschinen besteht darin, daß sich die durch den Spalt
zwischen der Zylinderwandung und dem Stopfkolben hindurchtretende Stopfmasse bei der Rückbewegung des
Stopfkolbens im hinteren Zylinderraum sammelt. Bei Verwendung schnellhärtender Stopfmassen, wie sie im
modernen Hochofenbetrieb in den letzten Jahren üblich
geworden sind, läßt sich die erhärtete Masse schon nach kurzer Zeit nicht mehr durch die in der Zylinderwand
dafür vorgesehene Öffnung entfernen. Demzufolge ist es auch nicht mehr möglich, den Kolben bis
in die rückwärtige Endlage zu bringen, so daß sich das Fassungsvermögen des Massezylinders stetig verringert.
Ein Abdichten des Kolbens mit an sich bekannten Kolbenringen besitzt den Nachteil, daß die Kolbenringe
durch die Stopfmasse am Kolben festbacken und demzufolge die verhältnismäßig geringe radiale Spannkraft
der Kolbenringe unwirksam wird. Dies führt schon nach relativ kurzer Betriebszeit zum Bruch der Kolbenringe
und damit zum vorübergehenden Ausfall der ganzen Maschine.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Stichlochstopfmaschine mit einem Stopfkolben zu schaffen,
dessen Abdichtung gegen die Zylinderwandung zwar durch einen oder mehrere Kolbenringe erfolgt, gleichwohl
keinen der vorgenannten Nachteile aufweist und durch minimalen Verschleiß, insbesondere in bezug auf
die Betriebsdauer des Massezylinders, besonders wirtschaftlich eingesetzt werden kann. Darüber hinaus soll
der Stopfkolben auch beim Einsatz verschiedenartiger Stopfmassen einwandfrei funktionieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer Ringnut des Stopfkolbens ein Kolbenring mit
verhältnismäßig großem Querschnitt sitzt, dessen in Preßrichtung liegende Stirnfläche mindestens teilweise
freiliegt und demzufolge mit der Stopfmasse in Berührung kommt. Auf diese Weise wirkt der Preßdruck
direkt auf den Kolbenring.
Durch den großen Querschnitt bedingt, besitzt der Kolbenring eine entsprechend große Spannkraft, die ein
dichtes Anliegen an der Zylinderinnenwand gewährleistet. Vorzugsweise besitzt der Kolbenring auf der der
Stopfmasse abgewandten Seite eine kegelstumpfförmige
Stirnfläche, die sich auf einer Gegenfläche der Ringnut gleitend abstützen kann. Dabei kann die Gegenfläche
ebenfalls kegelstumpfförmig geneigt verlaufen
oder linsenförmig gekrümmt sein.
Der erfindungsgemäße Stopfkolben besitzt den besonderen Vorteil, daß er sich bei geringem Preßdruck unter
der Wirkung seiner eigenen Vorspannung dichtend gegen die Zylinderwandung legt, bei höherem Preßdruck dagegen
unter der Einwirkung der Stopfmasse dagegen gleichsam auf einer schiefen Ebene gespreizt und so-
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mit zusätzlich gegen die Zylinderwandung gedrückt wird.
Bei linsenförmig gekrümmter Gegenfläche können Kolbenringe mit unterschiedlicher Kegelflächenneigung verwendet
werden, um bei gleichem Druck unterschiedliche Radialkräfte zu erzeugen. Auf diese Weise ist es möglich,
eine der Natur der jeweiligen Stopfmasse entsprechende Radialkraft zu gewährleisten.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, in eine beispielsweise im Querschnitt U-förmige Ringnut zunächst
einen Gegenring mit einer kegelstumpfförmigen Kegelfläche
ortsfest einzusetzen, an der dann die entsprechende Kegelstumpffläche des erfindungsgemäßen
Kolbenrings anliegt. In diesem Falle kommen stets zwei mit kegelstumpfförmig verlaufenden Komplementärflächen
versehene Ringe zur Verwendung.
Um ein leichtes Auswechseln bzw. Einsetzen des Kolbenringes und gegebenenfalls auch des Komplementärringes
zu ermöglichen, wird der Kolbenring stirnseitig vorzugsweise von einer Deckscheibe gehalten, deren
Durchmesser kleiner ist als der Zylinderdurchmesser, um einen Umfangsspalt zu schaffen, in den die
den Kolbenring spreizende Stopfmasse eindringen kann. Vorzugsweise befindet sich dabei zwischen der der
Stopfmasse abgewandten Stirnfläche der Deckscheibe und der ihr gegenüberliegenden Stirnfläche des Kolbenrings
ein radialer Spalt, so daß die Stopfmasse unter dem Einfluß des Preßdrucks einen mehr oder minder
großen Teil der in Preßrichtung liegenden Stirnfläche des Kolbenrings beaufschlagt und auf diese
Weise eine große Radialkraft gewährleistet ist.
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Schließlich kann der Innendurchmesser des Kolbenrings auch erheblich größer als der Durchmesser des ihr gegenüberliegenden
Kolbenteils sein, so daß sich zwischen der Innenfläche des Kolbenrings und der ihr gegenüberliegenden
Mantelfläche des Stopfkolbens ein Ringspalt ergibt, in den ebenfalls die unter dem Preßdruck
stehende Stopfmasse eindringt. Auf diese Weise ergibt sich eine weitere Erhöhung der dichtenden Radialkraft.
Um selbst für den Fall, daß geringe Mengen Stopfmasse
zwischen der Zylinderwandung und dem Kolbenring hindurchtreten, eine Beschädigung des Kolbens auszuschließen,
liegt erfindungsgemäß die Mantelfläche des Kolbens im Abstand von der Zylinderwandung. Dabei
sollte in der Stoßstelle des Kolbenrings ein ' ' Gleitstück angeordnet sein, um den den Kolben umgebenden
Ringspalt gegen die Stopfmasse abzusperren.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren
erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Massezylinder mit einem erfindungsgemäßen Stopfkolben,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 1,
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Kolbenrings der Fig. 1,
Fig. 4 und
Fig. 5 der Fig. 3 entsprechenden Darstellungen der Ringnut und des Kolbenrings in anderer Ausführung
.
Der erfindungsgemäße Stopfkolben 1 ist verschiebbar in einem Massezylinder 2 angeordnet. Der Massezylinder 2
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besitzt eine kegelförmige Verjüngung 3, die in das nicht dargestellte Stichloch eines Hochofens oder dergleichen
eingeführt wird und bei 5 abzunehmen ist. Der Stopfkolben 1 wird mittels einer Kolbenstange 4
im Massezylinder verschoben. An der zur kegelförmigen Verjüngung bzw. Stopfmasse weisenden Seite besitzt
der Stopfkolben 1 eine Umfangsnut 6. Diese Umfangsnut
kann eine kegelstumpfförmige oder linsenförmige Stirnwand 7j 8 aufweisen. In der Umfangsnut sitzt ein Kolbenring
9, dessen der als Gegenfläche wirkenden Ringnutwand 7, 8 zugekehrte kegelstumpfförmige Stirnfläche
10 flach oder steil verlaufen kann.
Eine Deckscheibe 11 schließt die Ringnut 6 gegen den Zylinderinnenraum 12 ab und ist derart bemessen, daß
sich zwischen ihr und der Zylinderwandung ein Ringspalt 13 ergibt; außerdem ist die Deckscheibe 11 im
Abstand von dem Kolbenring 9 angeordnet, so daß sich
ein Zwischenraum 14 ergibt, an den sich ein Ringspalt 15 zwischen dem Kolbenring 9 und dem Kolben 1 anschließt.
Desgleichen befindet sich zwischen der Wandung des Massezylinders 2 und dem rückwärtigen Teil
des Stopfkolbens 1 ein Zwischenraum 16 von mehreren Millimetern. Die Stoßstelle 17 des Kolbenrings ist
durch ein eingesetztes Gleitstück 18 verschlossen.
Bei der erfindungsgemäßen Stopfmaschine dringt die Stopfmasse aus dem Zylinderinnenraum 12 durch den
Ringspalt 13 in den Zwischenraum 14 und von dort in den Ringspalt 15, so daß der Kolbenring unter dem
Einfluß des Masse- bzw. Preßdrucks (P1 + P2)
(Fig. 3) in der Umfangsnut nach außen gegen die Zylinderwand gedrückt wird. Die Kolbenringbewegung
wird dabei durch den Verlauf der Gegenfläche bzw. Ringnutwand 7, 8 bestimmt.
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Claims (8)
1. Stichlochstopfmaschine mit einem in einem Massezylinder
verschiebbaren Stopfkolben, gekennzeichnet durch einen in einer Umfangsnut
(6) radial verschiebbaren Kolbenring (9) mit großem Querschnitt, dessen in Preßrichtung weisende
Stirnfläche mindestens teilweise freiliegt.
2. Stichlochstopfmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
dem Massezylinder (2) abgekehrte Stirnfläche (10) des Kolbenrings (9) kegelstumpfförmig ausgebildet ist und
an einer kegelstumpfförmig oder linsenförmig ausgebildeten
Gegenfläche (7, 8) anliegt.
3. Stichlochstopfmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnut (6)
masseseitig durch eine Deckscheibe (11) begrenzt ist,
deren Mantelfläche im Abstand zur Wandung des Massezylinders (2) verläuft.
4. Stichlochstopfmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3j dadurch gekennzeichnet,
daß sich zwischen dem Kolbenring
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(9) und der Deckscheibe (12) ein Zwischenraum (14) befindet
.
5. Stichlochstopfmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der
Innenfläche des Kolbenrings (9) und der ihr gegenüberliegenden Mantelfläche des Stopfkolbens (1) ein Ringspalt
(15) befindet.
6. Stichlochstopfmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß sich zwischen der Mantelfläche des Stopfkolbens (1) und der Wandung des Massezylinders
(2) ein Ringspalt (16) befindet.
7. Stichlochstopfmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Stoßstelle (17) des Kolbenrings (9) ein Gleitstück (18) befindet.
8. Stichlochstopfmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet
durch einen in der Umfangsnut (6) angeordneten
Gegenring mit Gegenflächen (7, 8).
509831/0350
Priority Applications (3)
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US05/541,064 US3984091A (en) | 1974-01-17 | 1975-01-14 | Piston ring arrangement for a taphole gun |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2402088A DE2402088C2 (de) | 1974-01-17 | 1974-01-17 | Stichlochstopfmaschine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE2402088A1 true DE2402088A1 (de) | 1975-07-31 |
DE2402088C2 DE2402088C2 (de) | 1982-11-25 |
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ID=5904985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2402088A Expired DE2402088C2 (de) | 1974-01-17 | 1974-01-17 | Stichlochstopfmaschine |
Country Status (3)
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US (1) | US3984091A (de) |
DE (1) | DE2402088C2 (de) |
LU (1) | LU71280A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2333044A1 (fr) * | 1975-11-26 | 1977-06-24 | Wurth Anciens Ets Paul | Dispositif pour ameliorer l'etancheite du piston dans une machine a boucher les trous de coulee d'un four a cuve |
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1975
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Also Published As
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DE2402088C2 (de) | 1982-11-25 |
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Legal Events
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OGA | New person/name/address of the applicant | ||
OD | Request for examination | ||
D2 | Grant after examination |