EP0622139A2 - Drive system for a closure device for a casting nozzle in a metallingical vessel - Google Patents

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EP0622139A2
EP0622139A2 EP94102681A EP94102681A EP0622139A2 EP 0622139 A2 EP0622139 A2 EP 0622139A2 EP 94102681 A EP94102681 A EP 94102681A EP 94102681 A EP94102681 A EP 94102681A EP 0622139 A2 EP0622139 A2 EP 0622139A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
cylinder
valve
drive device
cylinder unit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP94102681A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0622139A3 (en
Inventor
Urs Basler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stopinc AG
Original Assignee
Stopinc AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Stopinc AG filed Critical Stopinc AG
Publication of EP0622139A2 publication Critical patent/EP0622139A2/en
Publication of EP0622139A3 publication Critical patent/EP0622139A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/16—Closures stopper-rod type, i.e. a stopper-rod being positioned downwardly through the vessel and the metal therein, for selective registry with the pouring opening
    • B22D41/20—Stopper-rod operating equipment

Definitions

  • the invention relates to a drive device for a closure member on the spout of a metal-containing container, with a piston / cylinder unit attached to the latter, the closure member being controllable via a linkage, and with a valve block which has a control valve and a short-circuit valve serving for manual actuation of the closure member .
  • a stopper as a closing member is controlled by means of an actuating cylinder.
  • the stopper is either controlled via a servo valve connected to it or moved manually by interposing a short-circuit valve.
  • This servo valve and the short-circuit valve can be firmly connected as a structural unit to the actuating cylinder designed as a differential cylinder.
  • this differential cylinder has a short construction, this plays a subordinate role in the circumstances, for example in distributors with plugs as a closing member, since the space available for this Arrangement of the cylinder are not problematic.
  • a disadvantage of such a differential cylinder is that the cross-sectional areas of the two cylinder chambers separated by the piston are different in size, making the control of the actuating cylinder more complicated on the one hand and, on the other hand, when the pressure medium lines are short-circuited, excess pressure medium arises from one chamber to the other, which a return of the medium from the larger chamber to the pressure medium collecting container is necessary.
  • the servo valve and the short-circuit valve can be firmly connected as a structural unit to the actuating cylinder. However, this causes an undesirable increase in the weight of the actuating cylinder, which often has to be removed from the container containing the molten metal during operation.
  • the present invention is based on the object of further developing the generic drive device in such a way that it achieves optimum control and optimal behavior in the event of short-circuiting for manual actuation of the closure member and, in addition, its piston / cylinder unit is as light as possible should.
  • the piston / cylinder unit is designed as a synchronous cylinder, the cylinder of which has a cylinder part forming the working chamber for the piston sliding therein and a cylinder part connected to it and containing the valve block. Because the piston / cylinder unit is designed as a synchronous cylinder, there are significant advantages with regard to the control and in particular also when the two chambers separated from the piston are short-circuited, because when the piston is displaced, their volume increases or decreases. lose weight.
  • the piston rod forming the valve block and the piston rod arranged therein preferably have a stroke displacement sensor, while the piston rod opposite the piston is coupled to the linkage for moving the closure member.
  • the two cylinder parts are advantageously made of aluminum.
  • the overall design of the piston / cylinder unit is very light, and the unit that is often removed from the container in steelworks practice does not exceed the maximum weight that can still be lifted by hand.
  • Fig. 1 shows the structure of a conventional discharge control of molten metal 15 from a container 10, which is preferably designed as a so-called distribution vessel.
  • the molten metal 15 flows from the spout 14 of this distribution vessel into a continuous casting mold, not shown, in which a constant bath level must be maintained during operation.
  • This is accomplished with the stopper 20 arranged in the container 10 as the closure member which can be regulated as the outflow quantity of the melt.
  • This stopper 20 is actuated by a drive device 30 which is removably fastened to the container 10 and has a linkage 16 which can be moved up and down automatically either by hand via a lever 12 or else via a piston / cylinder unit 40.
  • a lifting rod 32 connected to the linkage 16 is guided in a height-adjustable manner in bearings 34 contained in the housing 36, this lifting rod 32 being at the lower end in a steering connection with the lever 12 provided for manual operation and also with a connecting element 35 engaging on it the piston rod 42 of the piston / cylinder unit 40 is coupled.
  • the latter is other end releasably attached to the housing 36 of the drive device 30 via a coupling element 44, not explained in detail.
  • the piston / cylinder unit 40 is shown in FIG. 2. It consists essentially of a two-part cylinder, a piston 45 guided therein with a piston rod 42, 42 ', a valve block 50 and a sensor 60.
  • the two-part cylinder consists of an actual cylinder part 46, in which the piston 45 and the piston rod 42 are guided longitudinally, and of a cylinder part 48 which extends this and into which the piston rod 42 'extends.
  • This cylinder part 48 likewise forms the valve block and, in addition, the measuring transducer 60 is contained in it coaxially with the aforementioned piston rod 42 '.
  • the piston / cylinder unit 40 is designed according to the invention as a synchronous cylinder and its piston 45 therefore has a piston rod 42 or the same diameter on both sides. 42 ', each of which is sealingly guided in a guide bush 46' provided in the cylinder part 46 and thus the chambers formed on both sides of the piston undergo an equally large volume change when it is displaced longitudinally. Together they form a working chamber 49 and the piston 45 is guided longitudinally with almost no play.
  • both the cylinder part 46 and the cylinder part 48 detachably connected to it are made of aluminum and the former is hardened on its inner surface in contact with the piston 45 in a known manner so that the cylinder is not prematurely worn out.
  • the working chamber 49 is divided into two chambers by the piston itself, each of these chambers being assigned a line 51, 52 at the end, which are integrated in the cylinder and extend into the cylinder part 48, from where they then lead to the valves are.
  • a stroke displacement sensor 60 which is also integrated in the cylinder part 48, has a measuring piston 61 which projects into the piston rod 42 'with a bore and which, in a manner known per se, determines the respective position of the piston rod 42' and thus of the piston 45 in the cylinder via an electronic signal evaluation.
  • the cross-section of the cylinder part 48 is advantageously square or rectangular. The valves can be attached tightly to the resulting flat surfaces and without special training of their contact surfaces.
  • the outputs 51 ', 52' of the lines 51, 52 connected to the chamber 49 are connected to a control valve 55 which is in a indicated protective hood is housed and by means of which the actual control of the piston 45 takes place.
  • the control valve 55 is connected to a displacement encoder 56, which indicates its piston position at all times.
  • outlets 57, 58 are provided from the lines 51, 52 perpendicular to the image plane, which are also integrated in the cylinder part 48 and lead to pressure relief valves, by means of which the pressures in the chambers can be limited.
  • additional line outlets 66, 67 connected to the lines 51, 52 are provided, which are guided via the control valve 55 into a pressure generating unit (not shown) or into a collecting tank.
  • the cylinder part 48 is made of aluminum or a similar light material and that the lines mentioned and thus the valve block are integrated in them holistically results in the considerable advantage over the known solutions that this piston / cylinder unit 40 is very light overall and also very compact and therefore very small in size.
  • the cylinder part 48 is also still part of the synchronous cylinder and several functions are thus solved in one.
  • the functioning of the valves in cooperation with the piston / cylinder unit 40 is illustrated in the hydraulic diagram according to FIG.
  • the control valve 55 is a 4/3-way valve with a built-in measuring sensor 56, by means of which a position feedback 56 ′ of the respective position of the control valve 55 and thus an internal position control loop of this valve is achieved.
  • a position feedback 56 ′ of the respective position of the control valve 55 and thus an internal position control loop of this valve is achieved.
  • it is connected on the one hand to a pressure container and on the other hand to a collecting container with a check valve 64 connected therebetween. With the latter it is achieved that in the short-circuit position 55.1 of the control valve 55 shown, the medium cannot flow back into the collecting container, only if a pressure set at this, for example 1 bar, is exceeded can the medium flow back.
  • This control valve 55 communicates with the chamber 49 of the synchronous cylinder via two separate lines 51, 52.
  • pressure peaks originating from the stopper 20 designed as an actuator are compensated, ie if this stopper has to be closed quickly in a specific case, then to protect it with the valves 63, when an adjustable maximum pressure occurs, the two lines 51, 52 short-circuited and the force acting on the stopper is instantly reduced.
  • the piston 45 moves to the right or to the left, however, in position 55.3 in between, it remains in the rest position. Its current position is detected by the already mentioned measuring sensor 60, which delivers a feedback signal 60 'to the controller. This is explained in more detail below.
  • FIG. 4 shows an alternative exemplary embodiment with a control valve 70, in which only the features which differ from those according to FIG. 3 are discussed below.
  • This is a 4/3-way valve with three positions 70.1, 70.2 and 70.3, in which the short-circuit position is not included.
  • a separate shut-off valve 77 is provided with which the lines 51, 52 can be short-circuited manually and / or in a controlled manner for the manual actuation of the piston 45.
  • a control signal is supplied to the control valve 55 via an amplifier 59.
  • the stroke position sensor 60 reports the respective piston position of the unit 40 in a feedback signal 60 'to the actual controller 80, which then responds in a corresponding manner.
  • a bath level of the molten metal in a mold can be achieved with an accuracy of a few millimeters.
  • a stopper has been shown as a closure member. However, it can also be a closure member, as shown and described in various variants, for example in DE-A1 37 31 600. This drive device could of course also be applied to other similar actuators.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Actuator (AREA)

Abstract

A drive system (30) for a closure device at the casting nozzle of a metallurgical vessel (10) has a piston/cylinder unit (40) which is attached to the said vessel, controls the closure device via a linkage and has a valve lock which is made up of a control valve (55) and of a by-pass valve (55) used for the manual operation of the closure device. According to the invention, the piston/cylinder unit (40) is designed as a synchronised-motion cylinder, the cylinder of which has a part (46) that forms the working chamber (49) for the piston (45) sliding therein and a part (48) which is connected to the abovementioned part and contains the valve block. Part (48) and the piston rod (42') arranged therein are provided with a travel sensor (60) while the piston rod (42) opposite the piston (45) is coupled to the linkage for the movement of the closure member (20). These two parts (46, 48) of the cylinder are furthermore manufactured from aluminium. This and the fact that the said lines and hence the valve lock are fully integrated into the said parts (46, 48) give the considerable advantage over the known solutions that this piston/cylinder unit (40) is very light overall and, furthermore, very compact and, as a result, very small in size. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Verschlussorgan am Ausguss eines Metallschmelze enthaltenden Behälters, mit einer an letzteren befestigten, das Verschlussorgan über ein Gestänge regelbaren Kolben/Zylinder-Einheit und mit einem Ventilblock, welcher ein Regelventil sowie ein für die Handbetätigung des Verschlussorganes dienendes Kurzschlussventil aufweist.The invention relates to a drive device for a closure member on the spout of a metal-containing container, with a piston / cylinder unit attached to the latter, the closure member being controllable via a linkage, and with a valve block which has a control valve and a short-circuit valve serving for manual actuation of the closure member .

Bei einer bekannten Giessspiegelregelung für den Füllstand der Schmelze in Stranggiesskokillen nach der DE A1 31 35 048 wird ein Stopfen als Verschlussorgan mittels eines Stellzylinders geregelt. Der Stopfen wird dabei entweder über ein mit ihm verbundenes Servoventil geregelt oder aber von Hand durch Zwischenschaltung eines Kurzschlussventiles bewegt. Dieses Servoventil und das Kurzschlussventil können dabei als Baueinheit mit dem als Differentialzylinder ausgebildeten Stellzylinder fest verbunden sein. Dieser Differentialzylinder weist zwar eine kurze Bauweise auf, dies spielt aber bei den Gegebenheiten, beispielsweise bei Verteilern mit Stopfen als Verschlussorgan eine untergeordnete Rolle, da die diesbezüglichen Platzverhältnisse für die Anordnung des Zylinders nicht problematisch sind. Nachteilig bei einem solchen Differentialzylinder ist jedoch, dass die beiden von dem Kolben getrennten Zylinderkammern in ihren Querschnittsflächen unterschiedlich gross sind und damit einerseits die Regelung des Stellzylinders komplizierter wird und zum andern beim Kurzschliessen von dessen Druckmittelleitungen ein Druckmittelüberschuss von der einen zur andern Kammer entsteht, was eine Rückleitung des Mediums von der grösseren Kammer an den Druckmittel-Sammelbehälter notwendig macht. Das Servoventil und das Kurzschlussventil können - wie oben erwähnt - als Baueinheit mit dem Stellzylinder fest verbunden sein. Dies bewirkt jedoch eine unerwünschte Gewichtszunahme des Stellzylinders, der im Betrieb des öfteren von dem Metallschmelze enthaltenden Behälter weggenommen werden muss.In a known casting level control for the fill level of the melt in continuous casting molds according to DE A1 31 35 048, a stopper as a closing member is controlled by means of an actuating cylinder. The stopper is either controlled via a servo valve connected to it or moved manually by interposing a short-circuit valve. This servo valve and the short-circuit valve can be firmly connected as a structural unit to the actuating cylinder designed as a differential cylinder. Although this differential cylinder has a short construction, this plays a subordinate role in the circumstances, for example in distributors with plugs as a closing member, since the space available for this Arrangement of the cylinder are not problematic. A disadvantage of such a differential cylinder, however, is that the cross-sectional areas of the two cylinder chambers separated by the piston are different in size, making the control of the actuating cylinder more complicated on the one hand and, on the other hand, when the pressure medium lines are short-circuited, excess pressure medium arises from one chamber to the other, which a return of the medium from the larger chamber to the pressure medium collecting container is necessary. As mentioned above, the servo valve and the short-circuit valve can be firmly connected as a structural unit to the actuating cylinder. However, this causes an undesirable increase in the weight of the actuating cylinder, which often has to be removed from the container containing the molten metal during operation.

Ausgehend von dieser bekannten Antriebseinrichtung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemässe Antriebseinrichtung derart weiterzubilden, dass mit ihr eine optimale Regelung und ein optimales Verhalten beim Kurzschliessen für die Handbetätigung des Verschlussorganes erzielt wird und überdies deren Kolben/Zylinder-Einheit möglichst leicht gebaut sein soll.Starting from this known drive device, the present invention is based on the object of further developing the generic drive device in such a way that it achieves optimum control and optimal behavior in the event of short-circuiting for manual actuation of the closure member and, in addition, its piston / cylinder unit is as light as possible should.

Dies ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Kolben/Zylinder-Einheit als Gleichgangzylinder ausgebildet ist, deren Zylinder einen die Arbeitskammer für den darin gleitenden Kolben bildenden Zylinderteil und einen mit diesem verbundenen, den Ventilblock enthaltenden Zylinderteil aufweist. Dadurch, dass die Kolben/Zylinder-Einheit als Gleichgangzylinder ausgebildet ist, ergeben sich wesentliche Vorteile in bezug auf die Regelung und insbesondere auch beim Kurzschliessen der beiden vom Kolben getrennten Kammern, weil beim Verschieben des Kolbens deren Volumen gleich zu- resp. abnehmen.This is achieved according to the invention in that the piston / cylinder unit is designed as a synchronous cylinder, the cylinder of which has a cylinder part forming the working chamber for the piston sliding therein and a cylinder part connected to it and containing the valve block. Because the piston / cylinder unit is designed as a synchronous cylinder, there are significant advantages with regard to the control and in particular also when the two chambers separated from the piston are short-circuited, because when the piston is displaced, their volume increases or decreases. lose weight.

Vorzugsweise weisen der den Ventilblock bildende und die darin angeordnete Kolbenstange einen Hubwegmessgeber auf, während die dem Kolben gegenüberliegende Kolbenstange mit dem Gestänge zum Bewegen des Verschlussorganes gekoppelt ist. Damit ist eine äußerst kompakte Bauweise der Antriebseinrichtung geschaffen worden, die in der Praxis sehr einfach gehandhabt werden kann und eine genauere Regelung des KokillenGiessspiegels ermöglicht.The piston rod forming the valve block and the piston rod arranged therein preferably have a stroke displacement sensor, while the piston rod opposite the piston is coupled to the linkage for moving the closure member. An extremely compact design of the drive device has thus been created, which can be handled very easily in practice and enables more precise control of the mold casting level.

Die beiden Zylinderteile sind vorteilhaft aus Aluminium gefertigt. Es wird dadurch eine sehr leichte Bauweise der Kolben/Zylinder-Einheit insgesamt erreicht und die in der Stahlwerkspraxis sehr oft vom Behälter wegzunehmende Einheit übersteigt daher nicht das zugelassene von Hand noch zu hebende Maximalgewicht.The two cylinder parts are advantageously made of aluminum. The overall design of the piston / cylinder unit is very light, and the unit that is often removed from the container in steelworks practice does not exceed the maximum weight that can still be lifted by hand.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie weitere Vorteile derselben sind nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Antriebseinrichtung für ein als Stopfen ausgebildetes Verschlussorgan in einem Metallschmelze enthaltenden Behälter,
Fig. 2
einen Längsschnitt durch eine Kolben/Zylinder-Einheit mit integriertem Ventilblock,
Fig. 3
ein hydraulisches Schema der Ventilanordnung der Kolben/Zylinder-Einheit,
Fig. 4
ein hydraulisches Schema einer alternativen Ventilanordnung der Kolben/Zylinder-Einheit und
Fig. 5
eine schematische Darstellung der automatischen Regelung des Verschlussorganes.
Exemplary embodiments of the invention and further advantages thereof are explained in more detail below with reference to the drawing. It shows:
Fig. 1
2 shows a schematic representation of a drive device according to the invention for a closure member designed as a stopper in a container containing molten metal,
Fig. 2
a longitudinal section through a piston / cylinder unit with an integrated valve block,
Fig. 3
a hydraulic diagram of the valve arrangement of the piston / cylinder unit,
Fig. 4
a hydraulic diagram of an alternative valve arrangement of the piston / cylinder unit and
Fig. 5
a schematic representation of the automatic control of the closure member.

Fig. 1 zeigt den Aufbau einer ansich konventionellen Abflussregelung von Metallschmelze 15 aus einem Behälter 10, welcher vorzugsweise als sogenanntes Verteilergefäss ausgebildet ist. Die Metallschmelze 15 fliesst dabei vom Ausguss 14 dieses Verteilergefässes in eine nicht näher gezeigte Stranggiesskokille, bei der im Betrieb eine konstante Badspiegelhöhe eingehalten werden muss. Dies wird mit dem im Behälter 10 angeordneten Stopfen 20 als die Abflussmenge der Schmelze regelbares Verschlussorgan bewerkstelligt. Dieser Stopfen 20 wird von einer am Behälter 10 abnehmbar befestigten Antriebseinrichtung 30 betätigt, die ein Gestänge 16 aufweist, das entweder von Hand über einen Hebel 12 oder aber über eine Kolben/Zylinder-Einheit 40 automatisiert auf- und abbewegbar ist. Zu diesem Zwecke ist eine mit dem Gestänge 16 verbundene Hubstange 32 in im Gehäuse 36 enthaltenden Lagern 34 höhenverstellbar geführt, wobei diese Hubstange 32 am unteren Ende mit dem für die Handbetätigung vorgesehenen Hebel 12 in Lenkverbindung steht und zudem über ein an ihm angreifendes Verbindungselement 35 mit der Kolbenstange 42 der Kolben/Zylinder-Einheit 40 gekoppelt ist. Letztere ist anderen Endes über ein nicht näher erläutertes Kupplungselement 44 am Gehäuse 36 der Antriebseinrichtung 30 lösbar befestigt.Fig. 1 shows the structure of a conventional discharge control of molten metal 15 from a container 10, which is preferably designed as a so-called distribution vessel. The molten metal 15 flows from the spout 14 of this distribution vessel into a continuous casting mold, not shown, in which a constant bath level must be maintained during operation. This is accomplished with the stopper 20 arranged in the container 10 as the closure member which can be regulated as the outflow quantity of the melt. This stopper 20 is actuated by a drive device 30 which is removably fastened to the container 10 and has a linkage 16 which can be moved up and down automatically either by hand via a lever 12 or else via a piston / cylinder unit 40. For this purpose, a lifting rod 32 connected to the linkage 16 is guided in a height-adjustable manner in bearings 34 contained in the housing 36, this lifting rod 32 being at the lower end in a steering connection with the lever 12 provided for manual operation and also with a connecting element 35 engaging on it the piston rod 42 of the piston / cylinder unit 40 is coupled. The latter is other end releasably attached to the housing 36 of the drive device 30 via a coupling element 44, not explained in detail.

Die erfindungsgemässe Kolben/Zylinder-Einheit 40 ist in Fig. 2 gezeigt. Sie setzt sich im wesentlichen aus einem zweiteiligen Zylinder, einem darin geführten Kolben 45 mit einer Kolbenstange 42, 42' einem Ventilblock 50 und aus einem Messgeber 60 zusammen. Der zweiteilige Zylinder besteht aus einem eigentlichen Zylinderteil 46, in dem der Kolben 45 sowie die Kolbenstange 42 längsgeführt ist und aus einem diesen verlängernden Zylinderteil 48, in den sich die Kolbenstange 42' erstreckt. Dieser Zylinderteil 48 bildet gleichfalls den Ventilblock und in ihm ist überdies der Messgeber 60 koaxial zu der genannten Kolbenstange 42' enthalten. Die Kolben/Zylinder-Einheit 40 ist erfindungswesentlich als Gleichgangzylinder ausgebildet und deren Kolben 45 hat daher beidseitig je eine in ihrem Durchmesser gleiche Kolbenstange 42 resp. 42', die je in einer im Zylinderteil 46 vorgesehenen Führungsbüchse 46' abdichtend geführt sind und damit die beidseitig zum Kolben gebildeten Kammern bei dessen Längsverschiebung eine gleichgrosse Volumenänderung erfahren. Zusammen bilden diese eine Arbeitskammer 49 und darin der Kolben 45 annähernd spielfrei längsgeführt ist. Als weiteres Erfindungsmerkmal ist vorgesehen, dass sowohl der Zylinderteil 46 wie auch der mit ihm lösbar verbundene Zylinderteil 48 aus Aluminium bestehen und ersterer an seiner mit dem Kolben 45 in Berührung stehenden Innenfläche auf bekannte Weise gehärtet ist, damit der Zylinder nicht vorschnell abgenutzt wird. Die Arbeitskammer 49 ist durch den Kolben ansich in zwei Kammern unterteilt, wobei diesen Kammern endseitig je eine Leitung 51, 52 zugeordnet ist, welche in dem Zylinder integriert sind und sich bis in den Zylinderteil 48 erstrecken, von dort aus sie dann zu den Ventilen geführt sind. Ein ebenfalls in dem Zylinderteil 48 integrierter Hubwegmessgeber 60 weist einen in die mit einer Bohrung versehene Kolbenstange 42' ragenden Messkolben 61 auf, der auf ansich bekannte Art die jeweilige Stellung der Kolbenstange 42' und damit des Kolbens 45 im Zylinder über eine elektronische Signalauswertung ermittelt. Der Zylinderteil 48 ist in seinem Querschnitt vorteilhaft quadratisch oder rechteckig ausgebildet. An die dadurch entstehenden ebenen Flächen können die Ventile dicht und ohne besondere Ausbildung ihrer Auflageflächen befestigt werden.The piston / cylinder unit 40 according to the invention is shown in FIG. 2. It consists essentially of a two-part cylinder, a piston 45 guided therein with a piston rod 42, 42 ', a valve block 50 and a sensor 60. The two-part cylinder consists of an actual cylinder part 46, in which the piston 45 and the piston rod 42 are guided longitudinally, and of a cylinder part 48 which extends this and into which the piston rod 42 'extends. This cylinder part 48 likewise forms the valve block and, in addition, the measuring transducer 60 is contained in it coaxially with the aforementioned piston rod 42 '. The piston / cylinder unit 40 is designed according to the invention as a synchronous cylinder and its piston 45 therefore has a piston rod 42 or the same diameter on both sides. 42 ', each of which is sealingly guided in a guide bush 46' provided in the cylinder part 46 and thus the chambers formed on both sides of the piston undergo an equally large volume change when it is displaced longitudinally. Together they form a working chamber 49 and the piston 45 is guided longitudinally with almost no play. As a further feature of the invention, it is provided that both the cylinder part 46 and the cylinder part 48 detachably connected to it are made of aluminum and the former is hardened on its inner surface in contact with the piston 45 in a known manner so that the cylinder is not prematurely worn out. The working chamber 49 is divided into two chambers by the piston itself, each of these chambers being assigned a line 51, 52 at the end, which are integrated in the cylinder and extend into the cylinder part 48, from where they then lead to the valves are. A stroke displacement sensor 60, which is also integrated in the cylinder part 48, has a measuring piston 61 which projects into the piston rod 42 'with a bore and which, in a manner known per se, determines the respective position of the piston rod 42' and thus of the piston 45 in the cylinder via an electronic signal evaluation. The cross-section of the cylinder part 48 is advantageously square or rectangular. The valves can be attached tightly to the resulting flat surfaces and without special training of their contact surfaces.

Die Ausgänge 51', 52' der mit der Kammer 49 in Verbindung stehenden Leitungen 51, 52 sind mit einem Regelventil 55 verbunden, das in einer angedeuteten Schutzhaube untergebracht ist und mittels dem die eigentliche Steuerung des Kolbens 45 erfolgt. Das Regelventil 55 ist dabei mit einem Wegmessgeber 56 verbunden, der zu jedem Zeitpunkt dessen Kolbenstellung angibt. Im weiteren sind von den Leitungen 51, 52 senkrecht zur Bildebene angeordnete Abgänge 57, 58 vorgesehen, die ebenfalls im Zylinderteil 48 integriert sind und zu Druckbegrenzungsventilen führen, mittels denen die Drücke in den Kammern begrenzbar sind. In dem Zylinderteil 48 sind zusätzliche mit den Leitungen 51, 52 verbundene Leitungsabgänge 66, 67 vorgesehen, welche über das Regelventil 55 in ein nicht näher verdeutlichtes Druckerzeugungsaggregat bzw. in ein Auffang-Sammelgefäss geführt sind. Dadurch, dass der Zylinderteil 48 aus Aluminium oder einem ähnlichen leichten Material gefertigt ist und die genannten Leitungen und damit der Ventilblock ganzheitlich in ihr integriert sind, ergibt sich gegenüber den bekannten Lösungen der erhebliche Vorteil, als diese Kolben/Zylinder-Einheit 40 insgesamt sehr leicht und überdies sehr kompakt und dadurch in ihren Abmessungen sehr klein wird. Der Zylinderteil 48 ist aber gleichfalls noch Bestandteil des Gleichgangzylinders und es sind damit mehrere Funktionen in einem gelöst.The outputs 51 ', 52' of the lines 51, 52 connected to the chamber 49 are connected to a control valve 55 which is in a indicated protective hood is housed and by means of which the actual control of the piston 45 takes place. The control valve 55 is connected to a displacement encoder 56, which indicates its piston position at all times. In addition, outlets 57, 58 are provided from the lines 51, 52 perpendicular to the image plane, which are also integrated in the cylinder part 48 and lead to pressure relief valves, by means of which the pressures in the chambers can be limited. In the cylinder part 48, additional line outlets 66, 67 connected to the lines 51, 52 are provided, which are guided via the control valve 55 into a pressure generating unit (not shown) or into a collecting tank. The fact that the cylinder part 48 is made of aluminum or a similar light material and that the lines mentioned and thus the valve block are integrated in them holistically results in the considerable advantage over the known solutions that this piston / cylinder unit 40 is very light overall and also very compact and therefore very small in size. The cylinder part 48 is also still part of the synchronous cylinder and several functions are thus solved in one.

In dem hydraulischen Schema gemäss der Fig.3 ist die Funktionsweise der Ventile in Zusammenwirkung mit der Kolben/Zylinder-Einheit 40 veranschaulicht. Bei dem Regelventil 55 handelt es sich um ein 4/3-Wegeventil mit einem eingebauten Messgeber 56, mittels dem eine Lagerückführung 56' der jeweiligen Position des Regelventiles 55 und somit ein interner Lageregelkreis dieses Ventiles erzielt wird. Eingangs ist es einerseits an einen Druckbehälter und andererseits an einen Sammelbehälter mit einem dazwischengeschalteten Rückschlagventil 64 angeschlossen. Mit letzterem wird erreicht, dass in der gezeigten Kurzschlussstellung 55.1 des Regelventiles 55 das Medium nicht in den Sammelbehälter zurückfliessen kann, nur wenn ein bei diesem eingestellter Druck, bspw. 1 bar, überschritten wird, kann das Medium zurückfliessen. Der Ausgang dieses Regelventiles 55 kommuniziert über zwei getrennte Leitungen 51, 52 mit der Kammer 49 des Gleichgangzylinders. Mit den beiden Ventilen 63 werden Druckspitzen herrührend von dem als Stellglied ausgebildeten Stopfen 20 ausgeglichen, d.h., wenn dieser Stopfen in einem konkreten Fall schnell geschlossen werden muss, dann werden zu seiner Schonung mit den Ventilen 63 bei Auftreten eines einstellbaren Maximaldruckes die beiden Leitungen 51, 52 kurzgeschlossen und es wird dadurch die auf den Stopfen wirkende Kraft augenblicklich gemildert. Wird das Regelventil 55 in die Stellung 55.2 bzw. 55.4 verschoben, so bewegt sich der Kolben 45 nach rechts bzw. nach links, hingegen in der Position 55.3 dazwischen bleibt er in Ruhestellung. Seine momentane Lage wird von dem bereits erwähnten Messgeber 60 erfasst, der ein Rückführsignal 60' an den Regler liefert. Dies ist nachfolgend noch näher erläutert.The functioning of the valves in cooperation with the piston / cylinder unit 40 is illustrated in the hydraulic diagram according to FIG. The control valve 55 is a 4/3-way valve with a built-in measuring sensor 56, by means of which a position feedback 56 ′ of the respective position of the control valve 55 and thus an internal position control loop of this valve is achieved. At the input, it is connected on the one hand to a pressure container and on the other hand to a collecting container with a check valve 64 connected therebetween. With the latter it is achieved that in the short-circuit position 55.1 of the control valve 55 shown, the medium cannot flow back into the collecting container, only if a pressure set at this, for example 1 bar, is exceeded can the medium flow back. The output of this control valve 55 communicates with the chamber 49 of the synchronous cylinder via two separate lines 51, 52. With the two valves 63, pressure peaks originating from the stopper 20 designed as an actuator are compensated, ie if this stopper has to be closed quickly in a specific case, then to protect it with the valves 63, when an adjustable maximum pressure occurs, the two lines 51, 52 short-circuited and the force acting on the stopper is instantly reduced. Will that Control valve 55 moved to position 55.2 or 55.4, the piston 45 moves to the right or to the left, however, in position 55.3 in between, it remains in the rest position. Its current position is detected by the already mentioned measuring sensor 60, which delivers a feedback signal 60 'to the controller. This is explained in more detail below.

In Fig.4 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel mit einem Regelventil 70 dargestellt, bei dem nachfolgend einzig noch die gegenüber demjenigen nach der Fig.3 unterschiedlichen Merkmale erörtert sind. Es handelt sich hierbei um ein 4/3-Wegeventil mit drei Stellungen 70.1, 70.2 und 70.3, bei dem die Kurzschlussstellung nicht enthalten ist. Dazu ist ein separates Absperrventil 77 vorgesehen, mit dem die Leitungen 51, 52 manuell und/oder gesteuert für die handbetätigte Verschiebung des Kolbens 45 kurzgeschlossen werden können.FIG. 4 shows an alternative exemplary embodiment with a control valve 70, in which only the features which differ from those according to FIG. 3 are discussed below. This is a 4/3-way valve with three positions 70.1, 70.2 and 70.3, in which the short-circuit position is not included. For this purpose, a separate shut-off valve 77 is provided with which the lines 51, 52 can be short-circuited manually and / or in a controlled manner for the manual actuation of the piston 45.

Abschliessend ist in einem Blockschema nach der Fig.5 die Regelung des Stopfens 20 verdeutlicht. Ausgehend von einem Regler 80 wird ein Steuersignal über einen Verstärker 59 an das Regelventil 55 geliefert. Mit einer nachfolgenden Lagerückführung 56' der Kolbenstellung des Regelventiles 55 wird erreicht, das letzteres sich stets in der angestrebten Stellung befindet. Dieses steuert dann die Kolben/Zylinder-Einheit 40 mit einem nicht näher erläuterten Schaltbild. Jedenfalls wird vom Hubwegmessgeber 60 die jeweilige Kolbenstellung der Einheit 40 in einem Rückführsignal 60' an den eigentlichen Regler 80 gemeldet, welcher dann in entsprechender Weise reagiert. Mit dieser dargelegten Regelung lässt sich insgesamt ein Badspiegel der Metallschmelze in einer Kokille mit einer Genauigkeit von einigen Millimetern erzielen.Finally, the control of the plug 20 is illustrated in a block diagram according to FIG. Starting from a controller 80, a control signal is supplied to the control valve 55 via an amplifier 59. With a subsequent position feedback 56 'of the piston position of the control valve 55, the latter is always in the desired position. This then controls the piston / cylinder unit 40 with a circuit diagram, not explained in more detail. In any case, the stroke position sensor 60 reports the respective piston position of the unit 40 in a feedback signal 60 'to the actual controller 80, which then responds in a corresponding manner. With this regulation, a bath level of the molten metal in a mold can be achieved with an accuracy of a few millimeters.

In den vorerwähnten Ausführungsbeispielen wurde als Verschlussorgan ein Stopfen gezeigt. Es kann sich aber auch um ein Verschlussorgan handeln, wie es bspw. in der DE-A1 37 31 600 in verschiedenen Varianten gezeigt und umschrieben ist. Diese Antriebseinrichtung liesse sich selbstverständlich noch auf andere ähnliche Stellglieder applizieren.In the above-mentioned exemplary embodiments, a stopper has been shown as a closure member. However, it can also be a closure member, as shown and described in various variants, for example in DE-A1 37 31 600. This drive device could of course also be applied to other similar actuators.

Claims (9)

Antriebseinrichtung für ein Verschlussorgan am Ausguss eines Metallschmelze enthaltenden Behälters, mit einer an letzteren wegnehmbar befestigten, das Verschlussorgan über ein Gestänge regelnden Kolben/Zylinder-Einheit mit einem Ventilblock, welcher sich aus einem Regelventil sowie aus einem für die Handbetätigung des Verschlussorganes dienenden Kurzschlussventil zusammensetzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben/Zylinder-Einheit (40) als Gleichgangzylinder ausgebildet ist, deren Zylinder einen die Arbeitskammer (49) für den darin gleitenden Kolben (45) bildenden Zylinderteil (46) und einen mit diesem verbundenen, den Ventilblock enthaltenden Zylinderteil (48) aufweist.Drive device for a closure member on the spout of a metal-containing container, with a piston / cylinder unit removably attached to the latter and regulating the closure member via a linkage with a valve block, which is composed of a control valve and a short-circuit valve used for manual actuation of the closure member, characterized in that the piston / cylinder unit (40) is designed as a synchronous cylinder, the cylinder of which has a cylinder part (46) forming the working chamber (49) for the piston (45) sliding therein and a cylinder part (connected to it) containing the valve block ( 48). Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den Ventilblock bildende Zylinderteil (48) und die darin angeordnete Kolbenstange (42') einen Hubwegmessgeber (60) aufweisen, während die dem Kolben (45) gegenüberliegende Kolbenstange (42) mit dem Gestänge (16) zum Bewegen des Verschlussorganes (20) gekoppelt ist.Drive device according to Claim 1, characterized in that the cylinder part (48) forming the valve block and the piston rod (42 ') arranged therein have a stroke travel sensor (60), while the piston rod (42) opposite the piston (45) with the linkage (16 ) is coupled to move the closure member (20). Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zylinderteile (46,48) der Kolben/Zylinder-Einheit (40) aus Aluminium gefertigt sind, wobei der eine Zylinderteil (46) an der mit dem Kolben (45) in Gleitkontakt stehenden Innenfläche mittels einer Oberflächenbehandlung gehärtet ist.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the two cylinder parts (46, 48) of the piston / cylinder unit (40) are made of aluminum, the one cylinder part (46) being in sliding contact with the piston (45) standing inner surface is hardened by means of a surface treatment. Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem als 4/3-Wegeventil ausgebildeten Regelventil (55) ein Kurzschlussventil enthalten ist und es einen internen Lageregelkreis aufweist.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that a short-circuit valve is contained in the control valve (55), which is designed as a 4/3-way valve, and it has an internal position control circuit. Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderteil (48) eine rechteckige Aussenform hat und in ihm die Leitungen (51,52,51',52',66,67) für die Verbindung des Regelventiles (55) mit der Arbeitskammer (49) enthalten sind.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinder part (48) has a rectangular outer shape and in it the lines (51, 52, 51 ', 52', 66, 67) for connecting the control valve (55) to the Working chamber (49) are included. Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die als Gleichgangzylinder ausgebildete Kolben/Zylinder-Einheit (40) derart dimensioniert ist, dass bei einer Verschiebung des Kolbens (45) eine gleich grosse Volumenänderung der beiden Kammern erfolgt, die von der vom Kolben (45) bewirkten Teilung der Arbeitskammer (49) gebildet sind.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the piston / cylinder unit (40) designed as a synchronous cylinder is dimensioned such that when the piston (45) is displaced, the volume change of the two chambers is equal, that of the piston (45) caused division of the working chamber (49) are formed. Kolben/Zylinder-Einheit für eine Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Gleichgangzylinder ausgebildet ist, deren Zylinder einen die Arbeitskammer (49) für den darin gleitenden Kolben (45) bildenden Zylinderteil (46) und einen mit diesem verbundenen, den Ventilblock enthaltenden Zylinderteil (48) aufweist.Piston / cylinder unit for a drive device according to one of claims 1 to 6, characterized in that it is designed as a synchronous cylinder, the cylinder of which forms the working chamber (49) for the piston (45) sliding therein and a cylinder part (46) connected to this, the valve block containing cylinder part (48). Kolben/Zylinder-Einheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der den Ventilblock bildende Zylinderteil (48) und die darin angeordnete Kolbenstange (42') einen Hubwegmessgeber (60) aufweisen.Piston / cylinder unit according to Claim 7, characterized in that the cylinder part (48) forming the valve block and the piston rod (42 ') arranged therein have a stroke travel sensor (60). Kolben/Zylinder-Einheit nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zylinderteile (46,48) der Kolben/Zylinder-Einheit (40) aus Aluminium gefertigt sind.Piston / cylinder unit according to claim 7 or 8, characterized in that the two cylinder parts (46, 48) of the piston / cylinder unit (40) are made of aluminum.
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