LU84759A1 - Halterungs-und fuehrungsvorrichtung fuer bohrstangen an bohrmaschinen fuer hochofenabstichloecher - Google Patents

Description

. r, I Halterungs- und Führungsvorrichtung für Bohrstangen an

Bohrmaschinen für Hochofenabstichlöcher .

Die Erfindung betrifft eine Halterungs- und FührungsVorrichtung für Bohrstangen an Bohrmaschinen für Hochofenabstichlöcher, insbesondere an Bohrmaschinen mit einem entlang einer Lafette verschieblichen Arbeitswerk-5 zeug.

Bis vor einiger Zeit wurde das Abstichloch an - Hochöfen durchwegs dadurch geöffnet, dass die das Abstichloch verschliessende erhärtete Stopfmasse mit Hilfe einer Schlagbohrmaschine aufgebohrt wurde. Man bevorzugt heute 10 jedoch mehr und mehr eine neue Abstichmethode, welche darin besteht, zur Beendigung des Abstichvorgangs das Abstichloch mittels Stopfmasse zu verschliessen und dann durch die noch nicht erhärtete Stopfmasse eine "Bohrstange" einzuschlagen (wobei der Bohrantrieb der Schlagbohrma- : 15 schine abgeschaltet bleibt), welche bis zum nächsten Ab-I stich in der Stopfmasse belassen und zum Einleiten dieses jj Abstiches aus der inzwischen erhärteten Stopfmasse heraus- jü i gezogen wird, normalerweise mit Hilfe einer Schlaghammer- § bohrmaschine, welche zusätzlich mit Rückschlaghammerein- 3 20 richtung versehen ist. Näheres hierzu ist in der belgischen | Patentschrift Nr 890 951 ausgeführt, in welcher ein Führungs- : und Supportkopf an Bohrmaschinen für diese Art der Verwen- * düng von Bohrstangen beschrieben wird. Die in dieser bel- : gischen Patentschrift vorgeschlagene Vorrichtung eignet | * 25 sich besonders für Anlagen, bei welchen die Bohrmaschinen- 3 lafette entlang einer kontinuierlichen, relativ flach ^ verlaufenden Bahn in ihre Arbeitsstellung geschwenkt wird.

ϊ ! Eine Anlage mit dieser Art der Lafettenpositionierung und Ϊ ihren Vorteilen ist beispielsweise in der Patentschrift k 30 US-A-4201373 näher beschrieben. Bedingung für ihre Verwen dungsmöglichkeit ist allerdings, dass in der letzten Phase der Lafettenschwenkbewegung die Lafette und die im Abstich- $ ; I loch steckende Bohrstange weitgehend miteinander fluchten.

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Damit dies möglich ist, muss die Bohrstangenextremität um einen bestimmten Mindestbetrag höher liegen als die Abstichrinnenseitenwände, da die Lafette von der Seite her über die eine dieser Wände geschwenkt wird.

5 Neuerdings geht jedoch die Tendenz dahin, die

Abstichlöcher weniger geneigt und näher an den Rinnenboden zu legen und vor allem den Abstichrinnen selbst weniger Gefälle zu geben, wobei die Oberkante der Rinnenseitenwände in Ofennähe sogar meist auch noch horizontal verlau-10 fen. Durch das Zusammenwirken dieser Umstände ist es nicht

Imehr möglich, die Lafette in der letzten Phase ihrer Schwenkbewegung mit der Bohrstange zum Fluchten zu bringen, sodass diese Art der Lafettenpositionierung und des "Einfädelns" der Bohrstange in eine dafür vorgesehene Aufnahmeöffnung 15 am Lafettenkopf ausscheidet. Vielmehr muss im Falle solcher mehr oder weniger zwischen den Abstichrinnenseitenwänden versteckt liegender Bohrstangen eine an sich bekannte Lafet-tenpositionierung angewandt werden, bei welcher die Lafette wenigstens in der letzten Phase ihrer Zustellbewegung zu 20 der Bohrstange eine im wesentlichen vertikale Abwärtsbewegung ausführt, wobei das vordere Lafettenende, welches normalerweise zur Halterung und Führung der Bohrstange dient, nach unten frei liegt und sich über die herausragende Bohrstangenextremität legt. Sodann musste bisher am vorde-25 ren Lafettenende mit Hilfe von mechanischen Mitteln manuell eine Halterung und Führung für die Bohrstange geschaffen werden, bevor mit dem Bohrstangenausziehvorgang begonnen werden konnte. Diese Arbeit war zeitraubend und vor allem auf Grund des Ortes, an dem sie ausgeführt werden musste, _i 30 mit Unfallgefahr verbunden. Nach Beendigung des Bohrstangen- ausziehvorgangs mussten dann die genannten mechanischen Mittel wieder entfernt werden.

Ein weiteres bei dieser Abstichmethode entstehende Problem, welches in der genannten .Patentschrift ebenfalls 35 nicht angesprochen wird, ergibt sich aus dem Umstand, dass die zwischen zwei Abstichvorgängen im Abstichloch verblei-bende Bohrstange anfänglich um einen bestimmten Betrag j i ; * I ihrer Gesamtlänge in den Hochofen, d.h. in das schmelz flüssige Roheisen hineinragt und dabei abschmilzt, sodass die Bohrstange nach ihrem Rückzug aus dem Abstichloch um diesen Betrag kürzer als vorher ist. Diese Verkürzung kann 5 aber ohne weiteres so gross sein, dass die Stange beim

ExtraktionsVorgang, d.h. beim Zurückfahren des Arbeitswerkzeugs in dessen hintere Ruhestellung von einem bestimmten Moment an nicht mehr am Lafettenkopf gehalten ist. Die solcher Art verkürzte Bohrstange ist dann im Bohr-10 futter / bzw. der GreifVorrichtung des Arbeitswerkzeugs einseitig eingespannt und erzeugt durch .ihr Gewicht an diesen Teilen ein statisches Moment, zu dessen Aufnahme sie nicht ausgelegt sind.

Zur Vermeidung dieser Nachteile des Standes der 15 Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Halterungs- '·. "’i <£' und Führungsvorrichtung für Bohrstangen an Bohrmaschinen der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, mit Hilfe derer die Bohrstange unabhängig vom Verlauf der Bewegungsbahn des ,s Lafettenkopfes bei seiner Annäherung an die Bohrstangen- !20 extremität automatisch, ohne manuelle Intervention, erfasst und wieder losgelassen werden kann, sowie auch dann an der Bohrmaschinenlafette abgestützt wird, wenn sie nach ihrem Rückzug aus dem Abstichloch eine Verkürzung aufweist.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Halte-25 rungs- und Führungsvorrichtung der eingangs erwähnten Gattung, von der im Kennzeichen des ersten und vierten Anspruchs aufgeführten Merkmale gelöst.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den ' Zeichnungen, in denen gleiche Teile mit den gleichen Refe- 30 renzzahlen versehen sind, dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1, eine schematisierte Draufsicht auf den Abstichlochbereich eines Hochofens mit der Zustellungsbahn ,einer Bohrmaschinenlafette zur Bohrstange; ·<§ * 35 Figur 2, wie Figur 1, jedoch mit der Lafette in ihrer Stellung vor Beginn der letzten Phase ihrer Zustell-bewegung zu der Bohrstange;

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Figur 3, wie Figur 2, jedoch in Seitenansicht;

Figur 4, wie Figur 3, jedoch mit der Lafette in ihrer Stellung nach Beendigung der letzten Phase ihrer Zustellbewegung zu der Bohrstange; 5 Figur 5, in Vorderansicht ein Detail des Bohrma schinenkopfes mit einem Halterungs- und Führungshaken in geschlossener Stellung;

Figur 6, wie Figur 5, jedoch mit dem Haken in geöffneter Stellung; 10 Figur 7, eine Seitenansicht des Betätigungsmecha nismus für den Haken nach den Figuren 5 und 6 ;

Figur 8, in Vorderansicht einen Teil des Mechanismus nach Figur 7;

Figur 9, eine Ausführungsvariante für die Betä-15 tigung eines Hakens analog demjenigen nach den Figuren 5, 6 und 7, jedoch mit einer schräg zur Lafettenachse verlaufenden Betätigungswelle und einem auf dieser Welle montierten zweiten Haken zum Halten und Führen der Bohrstange/ wobei die Bohrmaschinenlafette mit eingelegter Bohrstange 20 sich in Arbeitsstellung vor dem Abstichloch eines Hochofens befindet;

Figur 10/ wie Figur 9, jedoch mit teilweise in

Idas Abstichloch eingeführter Bohrstange;

Figur 11, die vollständig in das Abstichloch ein- 25 geführte Bohrstange; ; Figur 12, die Bohrmaschinenlafette mit aus dem ! Abstichloch herausgezogener, teilweise abgebrannter [Bohrstange ;

Figur 13, einen Querschnitt durch die Bohrma-! 30 schinenlafette vor dem zweiten Haken mit der Ansicht einer I _ * I Betätigungsvorrichtung für die schräge Betätigungswelle ^ sowie des genannten zweiten Hakens; | Figur 14, eine Detailseitenansicht der Bohrma schinenlafette mit der Betätigungsvorrichtung, der 35 schrägen Welle und den beiden Haken; j Figur 15, den ersten Haken in geschlossener I Stellung: T Figur 16, den ersten Haken in offener Stellung; / Λ £ i fc i 5

Figur 17, schematisch das Arbeitswerkzeug der Bohrmaschinenlafette mit Greifvorrichtung und eine konische Einfädelzentriervorrichtung für die Bohrstange;

Figur 18, schematisch das Arbeitswerkzeug nach 5 Figur 17 mit einem an der Bohrstange montierten Schutz- teller.

In Figur 1 ist 10 die Zustellungsbahn einer

Bohrlafette 12 mit Kopf 14 und Kopfplatte 15 (Figur 4) zu einer aus erhärteter Stopfmasse 16 herauszuziehenden 10 Bohrstange 18. Wenn die Bahn 10, welche auf ihrem letzten

Teil etwas nach unten geneigt sein kann (nicht gezeigt), j 5 nicht in einer bestimmten Mindesthöhe über Flur verläuft,

Istösst der Lafettenkopf 14 in der Nähe 20 der Abstichrinnenseitenwände 22 an den Flur 24, bzw. gegen die even-15 tuell nach oben hervorragende Wand 22. Erfolgt die

Schwenkbewegung 10 der Bohrlafette 12 jedoch in der notwen-i digen Höhe um eine solche Kollision mit Sicherheit zu vermeiden, so kommt der Kopf 14 der Bohrlafette 12 am IEnde dieser Schwenkbewegung 10 (Figur 2) oberhalb der 20 Bohrstange 18 zu liegen (Figur 3). Die Bohrlafette muss deshalb im letzten Teil ihrer Zustellbewegung zum Stichloch, bzw. zu dem aus dem Stichloch herausragenden Ende der Bohrstange eine im wesentlichen vertikale Abwärtsbewegung ausführen. Nach dieser letzten Bewegungsphase hat die Bohr-25 lafette dann die Lage nach Figur 4, d.h. dass eine nach unten offene Aussparung 27 an der Kopfplatte 15 (siehe || auch Figur 6) sich jetzt über die Bohrstange 18 gelegt hat. Durch das Herumschwenken eines Halterungs- und Führungshakens 26 kann die Bohrstange 18 jetzt in ihrer Lage, in 30 der sie längsverschieblich bleibt, gesichert werden. Sie kann jetzt von einer Greifvorrichtung 28 am Arbeitswerkzeug 30 erfasst und durch Betätigung des Arbeitswerkzeugs 30 aus dem Abstichloch herausgezogen werden. Anschlies-I send kann die Bohrlafette 12 mitsamt Bohrstange 18 wegge- y 35 schwenkt und letztere ersetzt werden.

I Die Betätigung des Hakens 26 geschieht mittels | /; eines Arbeitszylinders 32, vorzugsweise eines Pneumatik- S *5 6

Zylinders über beispielsweise Laschen 34, Kurbeln 36, 36' ! und eine Welle 38, auf welcher der Haken befestigt ist.

; Diese Art der Sicherung der Bohrstange am j Lafettenkopf mit Hilfe eines solchen Hakens ist natürlich 5 auch in den Fällen möglich, in welchen die Lafette im wesentlichen mit der Bohrstange fluchtend auf dieselbe zugefahren wird.

In Weiterführung des Erfindungsgedankens wird das Vorhandensein einer Betätigungswelle für einen am 10 Lafettenkopf befindlichen Halterungs- und Führungshaken dazu ausgenutzt, einen zweiten Hakèn mit an sich bekannter Funktion auf dieser Betätigungswelle für den erstgenannten Haken zu montieren.

In Figur 9 dient eine Welle 138, welche schräg 15 in Bezug zur Längsachse der Bohrlafette, bzw. zur Bohr- I stangenachse verläuft, zum Antrieb eines ersten Hakens 126 (siehe auch die Figuren 14, 15 und 16), welcher die gleiche Funktion wie der Haken 26 hat. Auf dieser schrä-| gen Welle 138 ist ein zweiter Haltehaken 50 montiert, 120 dessen an sich bekannte Funktion, d.h. das Halten der durch Abschmelzen verkürzten Bohrstange, sich aus den s Figuren 9, 10 und 12 ergibt.

| Figur 9 zeigt eine Bohrlafette 112 mit eingeleg- | ter Bohrstange 118 in Arbeitsstellung vor dem Stichloch j ; 25 eines Hochofens.

| In Figur 10 ist die Bohrstange 118 zum grössten j Teil in die noch nicht erhärtete Stopfmasse des Stich- i | loches eingedrungen.

I Figur 11 zeigt die vollständig eingeführte | 30 Bohrstange 118 mit ihrem vorderen Ende 118' (gestrichelt || gezeichnet) , welches in das Innere des Hochofens, d.h. in | das flüssige Roheisen hineinragt und dabei abschmilzt.

' Figur 12 zeigt die um den abgeschmolzenen Teil 118' verkürzte Bohrstange 118'1 in zurückgezogener Stelle 35 lung. Durch die durch das Abschmelzen erfolgte Verkürzung ! der Bohrstange 118'' gegenüber ihrer ursprünglichen Länge 1 i kann der vordere Haken 126 seine Aufgabe als Halterung der k Bohrstange 118'' nicht mehr erfüllen. Diese Aufgabe er- ϋ 7 füllt jetzt der zweite Haken 50.

Da die beiden Haken 126 und 50 zur Erfüllung ihrer jeweiligen Aufgabe gleichzeitig ein- bzw. ausgeschwenkt werden können, braucht vorteilhafterweise für 5 ihre Betätigung nur ein einziger Betätigungsmechanismus vorgesehen zu werden. Dieser ist in den Figuren 13 und 14, welche den Figuren 8 bzw. 7 entsprechen, dargestellt und besteht wiederum aus einem Pneumatikzylinder 132, Laschen 134 sowie dem zweiten Haken 50 (in ausgeschwenkter Stel-10 lung mit 50' bezeichnet), welcher auf der Welle 138 montiert ist und gleichzeitig die Funktion der Kurbel 36 in Figur 8 hat, nämlich die Drehung der Welle 138 zu erzeugen.

Die Figuren 15 und 16 zeigen den ersten (vorde-15 ren) Haken in ein- bzw. ausgeschwenkter Stellung. Der | Schwenkwinkel«<in Figur 16 entspricht natürlich dem Winkel | °i in Figur 13 um welchen die Welle 138 über die Laschen i 134 und die Kurbeln 136 und 136' geschwenkt wird, wobei ! ; die Kurbel 136, wie schon erwähnt, Teil des Hakens 50 ist.

20 Die Aktivierung des Pneumatikzylinders 132 geschieht automatisch durch die Vorschubbewegung des Ar-beitswerkzeugs 130 (Figuren 9 und 10). Dieses ist mit einer Schiene 56 versehen, welche in einer bestimmten Vorschubstellung die Stösselrolle 54 eines pneumatischen 25 Ventils 52 beaufschlagt, wodurch die beiden Haken durch I den Pneumatikzylinder ausgeschwenkt werden (Figur 10).

! Dieses Ausschwenken der beiden Haken 126 und 50, bzw. des ' Hakens 26 (falls nur ein Haken vorgesehen ist) ist einer- 1 seits jetzt möglich, weil die Bohrstange 118, bzw. 18 in i I 30 der gezeigten Stellung im Stichloch geführt ist, anderer- seits ist das Wegschwenken zumindest des Hakens 50 notwen-dig, damit der weitere Vorschub des Arbeitswerkzeugs 130 zum vollständigen Einführen der Bohrstange in ihre Solidi Stellung im Stichloch nicht behindert wird. Wie besonders | 35 deutlich aus Figur 14 hervorgeht, ergibt die Schrägstel- | i lung der Welle 138 einerseits einen optimal kurzen, d.h.

t ^ starren Haken 126, andererseits wird durch das Höherlie- j i ' i i i;i !

Ij gen des rückwärtigen Wellenabschnitts und dem daran be- ! festigten Hebel 50 die sich daraus ergebende Bewegungs- j! amplitude (vergleiche hierzu die Stellungen 50 und 50' l dieses Hebels in Figur 13) ohne weitere aufwendige kon- 'fl 5 struktive Massnahmen so gross, dass die Vorschubbewegung

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fl des Arbeitswerkzeugs 130 nicht behindert wird.

/ - In Figur 17 ist eine weitere Verbesserung zur Führung der Bohrstange beim Einfädeln derselben in das ^ Bohrfutter 128 des Arbeitswerkzeugs 130 dargestellt. Es ’-'i fl 10 handelt sich dabei um einen am Arbeitswerkzeug 130 / befestigten Trichter 60, welcher der divergenten Aufnahme öffnung 62 des Bohrfutters 128 des Arbeitswerkzeugs 130 1 vorgeschaltet ist und das Einfädeln der (nicht gezeigten)

Bohrstange in die Bohrfutteraufnahmeöffnung 62 erleich-15 tert. Gleichzeitig stellt dieser Trichter 60 einen Spritzschutz für die empfindlichen Klemmbacken im Bohrfutter 128 dar gegen Spritzer schmelzflüssigen Roheisens und/ oder Schlacken.

Figur 18 zeigt schliesslich eine andere, bzw.

20 zusätzliche Schutzvorrichtung für das Bohrfutter 128 gegen Roheisen- oder Schlackenspritzer. Es handelt sich dabei um einen zweiteiligen Teller 64, 64' , der mittels an sich bekannter Spannmittel 66, 66' in der Nähe des ^ Bohrfutters 128, 28 der Bohrstange 118, 18 angebracht j.: 25 und nach dem Auszieh Vorgang der Bohrstange von derselben f entfernt werden kann.

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Claims (8)

1. Halterungs- und Führungsvorrichtung für Bohrstangen an Bohrmaschinen für Hochofenabstichlöcher, insbesondere Bohrmaschinen mit einem entlang einer Lafette verschieblichen Arbeitswerkzeug, dadurch gekenn- 5 zeichnet, dass eine Kopfplatte (15) an der Bohrmaschinen lafette (12, 112) eine nach unten offene Aussparung (27) für die Bohrstange (18, 118) aufweist, dass ein der Aussparung (27) zugeordneter Haken (26, 126) zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung schwenkbar ist, 10 dass bei offener Stellung des Hakens (26, 126) eine Aufnahme der Bohrstange (18, 118) in die Aussparung (27) möglich ist, und dass bei geschlossener Stellung des Hakens (26, 126) dieser zusammen mit der Aussparung (27) eine Halterung und Führung für die Bohrstange (18, 118) 15 bildet.

2. Halterungs- und Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Bohrmaschinenlafette ein Betätigungszylinder (32, 132), Laschen (34, 134), Kurbeln (36, 36', 136, 136') und eine Welle 20 (38, 138) zum Schwenken des Hakens (26, 126) vorgesehen sind.

3. Halterungs- und Führungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (138) schräg in Bezug zur Bohrmaschinenlafette 25 (112) verläuft.

4. Halterungs- und Führungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Welle (138) ein weiterer Haken (50) angebracht ist, der Teil einer Kurbel (136) sein kann und zur Halterung und Füh- 30 rung für durch Abschmelzen verkürzte Bohrstangen (118'') dient.

5. Halterungs- und Führungsvorrichtung nach I Anspruch 4, gekennzeichnet durch Mittel zum automatischen Ausschwenken des Hakens (50) beim Vorschub des Arbeits-

35. Werkzeuges (36). i “ "* t 10

6. Halterungs- und Führungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel aus einer am Arbeitswerkzeug (130) befestigten Steuerschiene (56) und aus einem in der Nähe des Hakens (50) befind- | 5 liehen Pneumatikventils (52) besteht, welches bei der Annäherung des Arbeitswerkzeugs an den Haken (50) von der Schiene (56) betätigt wird.

7. Halteruhgs- und Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen am Arbeitswerkzeug 10 (30, 130) befestigten Trichter (60) zum Erleichtern des Einfadelns der Bohrstange (18, 118) in das Bohrfutter (28, 128) des Arbeitswerkzeugs (30, 130) und zum Schutz des Bohrfutterinneren gegen Spritzer von Schlacke oder schmelzflüssigen Roheisens.

8. Halterungs- und Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zweiteiligen Schutzteller (64, 64'), welcher mit an sich bekannten Befesti-gungsmitteln (66, 66') in der Nähe des Bohrfutters (28, 128. des Arbeitswerkzeugs (30, 130, 230) auf der Bohrstange 20 (18, 118) befestigt wird und ebenfalls zum Abhalten von Roheisen oder Schlackespritzern gegen das Bohrfutter (28, 128) dient. jj / y Ej *! t;