HYDRAULICALLY CONTROLLED DEVICE FOR THE TEMPORARY ESTABLISHMENT OF A PLUGGABLE CONNECTION OF A MEASURING ELEMENT TO A MEASURING CIRCUIT

Abstract: 1. Hydraulically actuated device for the temporary production of an electrical plug contact connection of an electrical measurement element which is provided with a fixed electrical coupling piece (20) and is continually applied to a metallurgical vessel (1) undergoing a range of temperatures, in particular of a temperature gauge, to a measuring circuit, characterized in that in a cylindrical housing (1) a cylinder (3) is arranged, which is actuated by pressure medium and is mounted on the drive side in the housing (1) by ball pivot at (5), whereby the free cylinder end (4) is held in central position with respect to the housing (1) by means of springs (6), that in the cylinder (3) which is actuated by pressure medium, a double-acting differential piston (7) which is provided with an axial bore (8) is arranged so as to be axially movable, on the free end of which a tapered electrical coupling piece (18) of an electrical clutch coupling is arranged in a cardanic suspension with joints (17, 17a), which piece is held in a central position by means of springs (19) and cooperates with the fixed electrical coupling piece (20) which is centrally countersunk in tapered form, said piece (20) corresponds to the movable, tapered electrical coupling piece (18), and attached to the casing (21) of the vessel undergoing a range of temperatures, that in the bore (8) which is provided in the differential piston (7) a plunger (9) is arranged so as to be axially movable, which plunger is able to be acted upon by pressure medium on the drive side after the closure of the electrical coupling (18, 20) against the pressure of a pressure spring (26) arranged in the bore (8), and which plunger is connected with a rod (10) which penetrates the cover (27) of the differential piston on the output end, with which rod a contact (22, 23) is articulatedly connected, which is axially displaceable in a centrally arranged bore (22a) in the movable, tapered electrical coupling piece (18) and is electrically connected to a measurement station, and which contact cooperates with a corresponding contact (24, 25) which is attacted to the casing (21) of the vessel exposed to heat and is arranged in a bore (24a) provided in the electrical coupling piece (20) which is countersunk in tapered form, and which contact is connected to an electrical measurement element which is incorporated in the vessel wall.

Description: Die Erfindung betrifft eine hydraulisch betätigte Vorrichtung zur zeitweiligen Herstellung eines Steckanschlusses eines an einem warmgängigen metallurgischen Gefäss ständig angebrachten, mit einem ortsfesten Anschlussstück versehenen elektrischen Messelements, insbesondere Temperaturmessers, an einen Messkreis. Die Betätigung von Geräten, die zum Beispiel zum Messen der Temperatur eines metallurgischen Gefässes, wie zum Beispiel einer Giesspfanne, während des Betriebes dienen, erfolgt bis jetzt manuell. In den erschwerten Bedingungen, die im metallurgischen Betrieb herrschen, ist die Handhabung ausserordentlich schwierig. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu finden, die die zeitweilige Herstellung eines zuverlässigen Anschlusses eines Messelements an den Messkreis ohne manuelle Eingriffe ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Kennzeichenteils des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. In den beigefügten Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 ein Hydraulik-Schaltbild der erfindungsgemässen Vorrichtung Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt der erfindungsgemässen Vorrich tung in entkuppelter Stellung, Fig. 3 die Vorrichtung gemäss Fig. 2 in gekuppelter Stellung, Fig. 4 die erfindungsgemässe Vorrichtung beim Kupplungsvorgang, Fig. 5 eine Hinteransicht der Vorrichtung gemäss Fig. 4. In einem zylindrischen Gehäuse 1 (Fig. 2 bzw. 3) ist auf einem Bock 2 das Ende eines hydraulischen Zylinders 3 im Kugelgelenk 5 gelagert, so dass das entgegengesetzte, freie Ende 4 des Zylinders 3 drei Freiheitsgrade aufweist. Das Zylinderende 4 ist mit Hilfe von drei radial angeordneten Federn 6 in seiner mittigen Lage im Gehäuse 1 gehalten. Im Zylinder 3 ist ein doppeltwirkender, hohler Differentialkolben 7 (Fig. 1) axialbeweglich angeordnet. Am abtriebsseitigen Ende des Differentialkolbens 7 ist ein Flansch 11 senkrecht zur Achse des Kolbens 7 fest angeordnet. In der im Differentialkolben 7 vorgesehenen Axialbohrung arbeitet ein Plunger 9, der in der Ruhestellung am Boden des hohlen Differentialkolbens 7 durch eine Druckfeder 26 gehalten wird. Eine koaxial angeordnete, mit dem Plunger 9 fest verbundene Stange 10 ragt abtriebsseitig aus dem Differentialkolben 7, durch den Flansch 11 hindurch, heraus. Der Arbeitsraum des Plungers (Bohrung 8) ist antriebsseitig über einen Kanal 14 mit der an der Leitung 37 angeschlossenen antriebsseitigen Kammer 15 des Zylinders 3 verbunden. Die abtriebsseitige Kammer des Zylinders 3 ist an eine Leitung 43 angeschlossen. Mit dem Flansch 11 ist über Gelenkglieder 17 und 17a ein kegelförmiger Kupplungsteil 18 verbunden, dessen Gewicht durch mehrere, über den Umfang des am Ende des Differentialkolbens 7 angeordneten Flansches 11 verteilt und parallel zu seiner Achse angeordnete Federn 19 gehalten wird. Die Federn 19 sind derart bemessen und angeordnet, dass das Gewicht des Kupp lungsteils 18 in neutraler (mittlerer) Stellung (in unbelastetem Zustand) kompensiert wird. So fungieren die an der oberen Hälfte des Kupplungsteils 18 angeordneten Federn als Zugfedern, während die unteren Federn mit Druck belastet sind. Die Kegelform der Funktionsoberfläche des Kupplungsteils 18 entspricht der Form des Gegenstücks, nämlich des ortsfesten Kupplungsteils 20, welcher am Mantel 21 des warmgängigen Gefässes fest angeordnet ist. Wie aus Fig. 2 bzw. 3 ersichtlich ist, ist in der Achse des beweglichen Kupplungsteils 18 eine axiale Bohrung 22a vorgesehen, in der ein 2-poliges Kontaktstück 22, 23 verschiebbar angeordnet ist. Dieses Kontaktstück wirkt mit dem ortsfesten Anschlussstück 24, 25 zusammen, welches im ortsfesten Kupplungsteil 20 koaxial angeordnet ist, wobei in der Achse des Kupplungsteils 20 eine Bohrung 24a mit einem Durchmesser vorgesehen ist, der grösser als der Durchmesser des Kontaktstücks 22, 23 ist. Die genaue Anordnung des beweglichen sowie des festen Kontaktstückes kann ebenfalls aus Fig. 2 ersehen werden. Der zylinderseitig angeordnete Kontakt besteht aus zwei Rollen 22 und 23, und das pfannenseitig angeordnete Kontaktstück besteht ebenfalls aus zwei entsprechend angeordneten Rollen 24 und 25. Das Kontaktstück 22, 23 ist über ein Gelenkglied 17a mit der Plungerstange 10 verbunden. Wen das Kupplungsteil 18 in den Sitz des Kupplungsteiles 20 durch die Kolbenstange 7 gedrückt und dabei zentriert wird, wird durch den forsetzenden Druckanstieg der Plunger 9 gegen die Kraft der Druckfeder 26 (Fig. 1) ausgeschoben und die Kontakte 22, 23 und 24, 25 ineinandergeschoben. Für die eigentliche Messung wird ein Thermoelement verwendet, das in der Ausmauerung der Pfanne eingebaut und durch Leitungen mit dem Kontaktstück 24, 25 verbunden. Das Thermoelement sowie die Leitungen sind in den Zeichnungen nicht dargestellt. An einer ebenfalls nicht dargestellten stationären Messwarte wird die der Temperatur, die durch das Thermoelement gemessen wird, entsprechende Spannung abgefragt. Die kugel gelenkige Lagerung des Zylinders 3 im Gehäuse 1 und seine mittige Ausrichtung mit Hilfe der Federn 6 (Fig. 5) und die Form der Auflageflächen der beiden Kupplungsteile 18 und 20 mit den Gelenken 17, 17a (kardanische Aufhängung) und den Federn 19 ermöglicht ein genaues Zentrieren des beweglichen Kupplungsteils 18 gegenüber dem Kupplungsteil 20 und damit ein präzises Einführen des 2-poligen Kontaktstücks in das Gegenstück für die Herstellung des Anschlusses. Durch die Wirkung der kardanischen Aufhängung (Gelenke 17, 17a) kann sich die Lage der Plungerstange 10 dem Kontaktstück 22, 23 anpassen (Fig. 4). Wie Fig. 1 zeigt, ist mit 31 ein Hydraulik-Behälter und mit 32 ein an einer Zuleitung 38 der Druckflüssigkeit angeschlossenes Pumpe-Motor-Aggregat bezeichnet. In der Leitung 38 ist ein Manometer 34 sowie ein Druckschalter 35 und ein Steuerventil 36 eingebaut. An das Steuerventil ist auch die Rückleitung 39 angeschlossen. Ausgangsseitig ist das Steuerventil 36 mit den Hydraulik Leitungen 43 und 37 verbunden. In der Rückleitung 39 ist ein Filter 42 eingebaut. Die Rückleitung 39 mündet in den Hydraulik-Behälter 31 ein. Ein Oberdruckventil 40 verbindet die Druck-Zuleitung 38 mit der Rückleitung 39. Die Zuleitung 38 ist über das Steuerventil 26 und die hydraulischen Leitungen 43 und 37 mit der antriebsseitigen Kammer 15 oder der abtriebsseitigen Kammer 16 des im Differentialkolben 7 vorgesehenen Arbeitsraumes zu- und abschaltbar verbunden. Die Arbeitsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung ist wie folgt: Nach entsprechender Schaltung des Steuerventils 36, das in Fig. 1 in Ruhelage gezeichnet ist, strömt die Flüssigkeit, gefördert durch die Pumpe 32, aus dem Behälter 31 über die Leitung 38 und das Steuerventil 36 über die Leitung 37 in die antriebsseitige Kammer 15 des hydraulischen Zylinders 3. Der Differentialkolben 7 bewegt sich nach links, bis der Kupplungsteil 18 mit seinem Kegel in dem ortsfesten Kupplungsteil 20 anliegt Weil die Pumpe weiterarbeitet, baut sich in der antriebsseitigen Kammer 15 ein Druck auf, der - nachdem er eine vorbestimmte Grösse erreicht hat, bewirkt, dass der Plunger die Kraft der entgegenwirkenden Druckfeder 26 über- windet. Der Plunger 9 mit der Plungerstange 10 fährt heraus und bewirkt das Einrasten der zusammenwirkenden Kontaktstücke 22, 23 und 24, 25. Dabei ermöglichen die Federanordnungen 6 und 19 sowie die Kugelgelenke 5 und 17, dass die beiden Kontaktstücke 22, 23 und 24, 25 genau in einer Achse liegen. Durch die Federn 6 und 19 kann sich nämlich der Zylinder 3 sowie der bewegliche Kupplungsteil 18 zentrieren, wobei beim Anliegen des Kegels in der im ortsfesten Kupplungsteil 20 vorgesehenen kegeligen Senkung die Achse des beweglichen Kupplungsteils 18 durch die Kegelwirkung genau ausgerichtet wird. Dadurch können die Kontaktstücke 22, 23 und 24, 25 genau ineinandergeschoben werden.

Claims: Hydraulisch betätigte Vorrichtung zur zeitweiligen Herstellung eines Steckanschlusses eines Messelements an einen Messkreis Patentanspruch Hydraulisch betätigte Vorrichtung zur zeitweiligen Herstellung eines Steckanschlusses eines an einem warmgängigen metallurgischen Gefäss ständig angebrachten, mit einem ortsfesten Anschlussstück versehenen elektrischen Messelementes, insbesondere eines Temperaturmessers, an einen Messkreis, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zylindrischen Gehäuse (1) ein druckmittel betätigter, antriebsseitig im Gehäuse (1) bei (5) kugelgelenkig gelagerter Zylinder (3) angeordnet ist, wobei das freie Zylinderende (4) mit Hilfe von Federn (6) in mittiger Lage gegenüber dem Gehäuse (1) gehalten ist, dass in dem druckmittelbetätigten Zylinder (3) ein mit einer axialen Bohrung (8) versehener doppeltwirkender Differentialkolben (7) axial bewegbar angeordnet ist, an dessen freiem Ende ein kegelförmiges Kupplungsteil (18) einer Schaltkupplung in einer kardanischen Aufhängung mit Gelenken (17, 17a) angeordnet ist, welches mit Hilfe von Federn (19) in mittiger Lage gehalten ist und mit einem ortsfesten, mittig in einem dem beweglichen, kegelförmigen Kupplungsteil (18) entsprechenden, am Mantel (21) des warmgängigen Gefässes befestigten, kegelig ausgesenkten Kupplungsteil (20) zusammenwirkt, dass in der im Differentialkolben (7) vorgesehenen Bohrung (8) ein nach der Schliessung der Kupplung (18, 20) gegen den Druck einer in der Bohrung (8) angeordneten Druckfeder (26) antriebsseitig druckmittelbeaufschlagbarer Plunger (9) axial bewegbar angeordnet ist, welcher mit einer den abtriebsseitigen Deckel (27) des Differentialkolbens durchsetzenden Stange (10) verbunden ist, mit der ein in einer in dem beweglichen, kegelförmigen Kupplungsteil (18) mittig angeordneten Bohrung (22a) axial verschiebbarer, an einer Messwarte elektrisch angeschlossener Kontakt (22, 23) gelenkig verbunden ist, der mit einem entsprechenden, am Mantel (21) des warmgängigen Gefässes befestigten, in einer im kegelig ausgesenkten Kupplungsteil (20) vorgesehenen Bohrung (24a) angeordneten, an einem in der Gefässwand eingebauten Thermoelement angeschlossenen Kontakt (24, 25) zusammenwirkt.

Inventors: KEUTGEN, FRANZ, SONNEN, PAUL, THEIS, RICHARD
Applicants: MANNESMANN AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1982
Main classification: H01R13
IPC codes: H01R13, G01K7