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Vorrichtung zum Kühlen und/oder Schmieren einer Walze od. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kühlen und/oder Schmieren von Walzen und ähnlichen Einrichtungen. Es handelt sich dabei um Walzen, wie sie beim Warm-oder Kaltwalzen von Metallen Verwendung finden und die beim Betrieb unter Umständen so heiss werden können, dass ihre Oberfläche zerstört wird. Vorwiegend befasst sich die Erfindung mit der Kühlung von Walzen, doch kann eine erfindungsgemässe Vorrichtung auch zur Kühlung oder Schmierung jeder andern kontinuierlich oder intermitierend bewegten Oberfläche Verwendung finden.
Es ist bekannt, die Oberflächen von Walzen durch übersprühen mit Wasser zu kühlen, wobei es aber immer wieder zu Beschädigungen oder Zerstörungen der Walzenoberfläche kommt. Es ist anzunehmen, dass die schlechte Kühlung darauf zurückzuführen ist, dass die Wassertropfen mit hoher Geschwindigkeit von der Walzenoberfläche abprallen, bevor ein nennenswerter Kühlungseffekt erreicht ist. Ausserdem kann sich auf der Walzenoberfläche eine Dampfschicht bilden, die als Isolierschicht zwischen der Oberfläche der Walze und dem aufgesprühten Wasser wirkt.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass beim Besprühen der Walzen in Warmwalzwerken ein beträchtlicher Anteil des aufgesprühten, von der Walze abprallenden Wassers in die Walzenlager gerät und dabei relativ viel Zunder von der eben bearbeiteten, heissen Metallplatte mitreisst, der sich mit dem öl in den Walzenlager vermischt und dadurch einen beschleunigten Verschleiss der Lager hervorruft.
Bei einer andern bekannten Kühlvorrichtung ist ein als bogenförmiger Hohlkörper ausgebildeter Kühlkörper vorgesehen, der gegen die Walze zu offen ist und gegen die Walzenfläche gedrückt werden kann, wobei in diesen Kühlkörper ein normalerweise gasförmiges Kühlmittel in flüssigem Zustand eingebracht wird. Das Kühlmittel wird beim Betrieb in die vom Kühlkörper und der Walzenoberfläche bestimmte Höhlung eingesaugt. An den Rändern der Höhlung sind Dichtungen vorgesehen, mit denen der Kühlkörper mit der Walzenoberfläche in Eingriff steht. Auch diese Vorrichtung ist nicht voll betriebssicher und, da ein besonderes, normalerweise gasförmiges Kühlmittel, das verflüssigt wird, Verwendung finden muss, sehr aufwendig.
Eine weitere bekannte Vorrichtung besitzt gegen die Walzenoberfläche zu offene Kühlkammern,
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Kühlmittels aus den Kammern vorgesehen ist. Auch hier ist eine sehr aufwendige Gesamtanordnung erforderlich und es ist überdies kein dauernder Kontakt des Kühl- oder Schmiermittels mit der Walze gewährleistet, da es wieder zum Abprallen des Mediums von der Walze und zur Ausbildung einer isolierenden Dampfschicht kommen kann.
Alle aufgezeigten Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt. Diese betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen und/oder Schmieren einer Walze od. dgl., mit einem wenigstens über einen Teil der Walzenlänge reichenden, an die Walze andrückbaren Kühlkörper, durch den hindurch der Walze Kühloder Schmierflüssigkeit zuleitbar ist und besteht im wesentlichen darin, dass der Kühlkörper mit einer für die Anlage an der Walzenoberfläche bestimmten Polsterauflage versehen ist, die eine Vielzahl von Rinnen oder Kanälen aufweist, welche nach der für die Anlage an der Walzenoberfläche bestimmten
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Fläche der Polsterauflage zu offen sind, sO dass bei an die Walze angedrücktem Kühlkörper die in den Rinnen oder Kanälen strömende Flüssigkeit sich in direktem Kontakt mit der Walzenoberfläche befindet.
Durch die Polsterauflage und deren Rinnen wird die Kühlflüssigkeit zwangsweise in Kontakt mit der Walzenoberfläche gehalten, wobei die Rinnenränder und die in den Rinnen teilweise turbulent strömende Flüssigkeit das Bestreben haben, die sich bildende Dampfschicht sofort zu zerstören, so dass dadurch und durch die Vielzahl der in Drehrichtung aufeinanderfolgenden Rinnen eine sehr gute Kühlwirkung erreicht wird, wobei überdies die Kühlvorrichtung einen einfachen Gesamtaufbau aufweist und das Kühlmittel nur unter ausreichendem Druck zugeführt werden muss, um zu gewährleisten, dass es in ausreichenden Mengen durch die Rinnen oder Kanäle fliesst und so den erwünschten Kühleffekt bewirkt.
Der Kühlkörper kann sich im Bedarfsfall über die ganze Walzenlänge erstrecken.
Vorzugsweise besitzt der Kühlkörper eine in Walzenlängsrichtung verlaufende gewölbte Grundplatte, auf deren konvexer Oberfläche in Längsrichtung verlaufende Zuleitungen angeordnet sind.
Nach einer bevorzugten Ausführung sind an der konkaven Oberfläche der Grundplatte vier in Walzenlängsrichtung verlaufende Polsterstreifen angeordnet, die zwei Reihen von Rinnen oder Kanälen bestimmen. Hierbei kann jede der Reihen von Rinnen oder Kanälen durch mehrere abstandsweise etwa quer zu den Längspolsterstreifen angebrachte, bogenförmige Polster in mehrere Rinnen oder Kanäle unterteilt sein. Die bogenförmigen Polster sind der Walzenoberfläche angepasst.
Um eine besonders einfache Zuführung für die Kühlflüssigkeit zu erreichen, kann jeder Längspolsterstreifen Rinnen oder Kanäle bestimmen, die in ihrer Breitenausdehnung bogenförmig über den Körper reichen und an zwei benachbarte, in der Längsrichtung verlaufende Leitungen des Körpers direkt angeschlossen sind. Um dabei die Kühlflüssigkeit den Rinnen oder Kanälen zuzuführen, ist vorzugsweise die Grundplatte mit einer Anzahl von Ein-und Auslassöffnungen für die Rinnen oder Kanäle versehen und innerhalb jeder Kanalreihe eine Leitung mit den Einlassöffnungen und die andere Leitung mit den Auslassöffnungen verbunden.
Bei dieser Ausführung strömt die Kühlflüssigkeit durch die Zuleitungen und die Einlassöffnungen in die Rinnen, fliesst von einem Ende einer Rinne zum andern und kann dann durch die Auslassöffnungen und eine Abflussleitung aus der Vorrichtung herausgeführt werden.
Die Polsterauflage selbst kann aus Kunststoff bestehen, vorzugsweise wird sie aus einem Polyamid (Nylon 66) hergestellt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind in jeder der Kanalreihen eine Anzahl von in Walzenlängsrichtung verlaufenden Wischerblättern angeordnet, deren Hinterrand im Abstand von der Grundplatte liegt, um den Flüssigkeitsdurchtritt nicht zu behindern. Diese Wischerblätter schaben im Zusammenwirken mit den Rändern der Kanäle oder Rinnen jede Dampfschicht, die sich während des Kühlens bilden könnte, von der Walzenoberfläche ab, so dass sich eine weitere Steigerung der Kühlwirkung ergibt. Selbstverständlich ist es an sich bekannt, Wischerblätter, z. B. zum Abstreifen eines Schmierfilmes von einer Walze zu verwenden, doch bringt die erfindungsgemässe Anordnung solcher Wischerblätter im Zusammenwirken mit den Kanalreihen den erwähnten, besonders günstigen Kühleffekt.
In den Zeichnungen ist als Ausführungsbeispiel eine erfindungsgemässe Kühlvorrichtung bei ihrer Verwendung an der Arbeitswalze eines zur Herstellung von Stahlband bestimmten Warmwalzwerkes veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 die Kühlvorrichtung, von der der Walze abgewandten Seite her gesehen im Schaubild, Fig. 2 in schematischer Darstellungsweise eine Seitenansicht der Arbeitswalze mit der Kühlvorrichtung, Fig. 3 eine Draufsicht auf den Kühlkörper von der Walze her gesehen und Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3.
Nach Fig. 2 enthält das Walzwerk ein Paar Arbeitswalzen die auf ein Stahlband --11-- einwirken, das zwischen den Walzen--10, 10'-- hindurch in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung bewegt wird. Die Arbeitswalzen-10, 10'-- werden durch eine Stützwalze - belastet. In der Nähe der Arbeitswalze ist ein Stativ --13-- angeordnet, das einen
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wenn das Stahlband --11-- beim Durchtritt zwischen den Walzen-10 und 10'--an der Oberfläche der Arbeitswalze-10-hängen bleiben sollte, es durch den Führungsteil --15-- in seine normale Bewegungsrichtung zurückgeführt wird.
Das Stativ--13--trägt oberhalb des Auslegerarmes--14--ein Paar durch einen Zwischenraum voneinander getrennte Halterungselemente-20-, die in der Nähe der äusseren Enden
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--10-- angeordnet--24-- gebildet wird. Jede der Stirnwände --24-- ist mit einer Bohrung versehen, durch die ein längerer Bolzen-25-geführt ist. In dem Gehäuse-22-ist eine Feder --26-- zwischen der rückseitigen Stirnwand -24'-- und einem auf dem Bolzen --25-- innerhalb des Gehäuses aufsitzenden Anschlag --27-- angeordnet.
Am vorderen Ende des Bolzens --25-- ist als langer, bogenförmig gekrümmter Bauteil der
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Gewinde versehen und über dieses Gewinde mit dem Anschlag --27-- verbunden. Die Anordnung ist so getroffen, dass im Zusammenwirken mit der an dem Halterungsteil --20-- befestigten Halterungslasche --21-- eine Drehung des Anschlages --27-- die Einstellung der auf den Bolzen - wirkenden Federbelastung erlaubt und damit die auf den Kühlkörper --30-- wirkende Vorspannung einstellbar ist, die diesen in anliegendem Kontakt mit der Arbeitswalze --10-- hält.
An dem Kühlkörper--30--sind vier, rechteckförmigen Querschnitt besitzende Zuleitungen
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-31, 32, 33Einlassrohr --36-- angeordnet ist.
Die Zuleitungspaare-31, 32 und 33, 34--dienen zur Zuführung und Abführung der Kühlflüssigkeit zu einer Reihe von Rinnen oder Kanälen --40--, die in der der Arbeitswalze --10-- zugewandten Fläche des Kühlkörpers --30-- angeordnet sind. Jede der Rinnen oder Kanäle --40- ist von einer sie umrandenden Polsterauflage--41, 44-- umgeben, die mit der konkaven Oberfläche der Grundplatte --38-- fest verbunden ist. Jede der Rinnen oder Kanäle-40-besitzt eine Einlassöffnung-42-in der Grundplatte-38--, die mit einer Einlassleitung --31-verbunden ist und eine Auslassöffnung --43-- in der Grundplatte--38--, die mit einer Auslassleitung --32-- verbunden ist.
Die Anordnung ist so getroffen, dass bei an der Walze anliegendem Kühlkörper das Kühlmittel vom Einlassrohr-36-durch die Zuleitung --31-- in Richtung der in Fig. 3 eingezeichneten Pfeile zur Einlassöffnung--42--in der Grundplatte--38-und durch sie hindurch in die Rinne --40-- gelangt und damit in Kontakt mit der Oberfläche der Walze gerät und in den Rinnen oder Kanälen --40-- zirkuliert. Die Kühlflüssigkeit strömt dann aus
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--43-- in--27-- so eingestellt, bis die Polsterstreifen-41, 44-- und die Wischerblätter --45-- and der zylindrischen Oberfläche der Arbeitswalze --10-- anliegen und mit einer eingestellten Vorspannung gegen diese Oberfläche gedrückt werden. Die Polsterstreifen und Wischerblätter sind aus dem Polyamid Nylon 66 hergestellt, das z.
B. unter dem Handelsnamen"Polypenco"-Nylon 66"im Handel erhältlich ist.
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zugefuhrt,Kühlkörpers --30-- gebildet wird, zirkuliert. Durch das im Kontakt mit der Oberfläche der Walze - befindliche Wasser wird eine intensive Kühlung der Oberfläche der Walze erreicht. Die
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Schabeffekt auf der Oberfläche der rotierenden Walze und dienen dazu, jede Bildung einer Dampfschicht, die sich auf der Oberfläche bilden könnte, zu verhindern, und verbessern damit die Kühlung der Walze. Die Bildung der Dampfschicht erfolgt natürlich sofort und der vordere Rand dieser Schicht wird bei rotierender Walze von der Kühlflüssigkeit und dem an den hinteren Rand des Kühlkörpers anschliessenden Teil der Rinne angegriffen.
In diesem Teil der Rinne ist die Wasserströmung wegen der Bewegung der Walze turbulent, und diese turbulente Strömung zerstört die Dampfschicht und bewirkt damit eine ausreichende Kühlung der Walzenoberfläche durch die Flüssigkeit
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über die ganze Breite der Rinne, wobei die Turbulenz noch zusätzlich durch die Wischerblätter - 45-unterstützt wird.
Der Kühlzyklus wird wiederholt, wenn die Walze die zweite kühlende Rinne auf ihrem Wege erreicht und es wird bemerkt, dass die erfindungsgemässe Vorrichtung ein sehr wirksames und einfaches Kühlsystem für eine heisse Walze oder eine andere, sich bewegende Anordnung darstellt.
Die Vorrichtung kann auch bei einem Kaltwalzwerk verwendet werden, wobei öl entweder der Kühlflüssigkeit beigemischt oder gesondert dazugegeben werden kann und die Polsterauflage so angeordnet und justiert werden kann, dass ein dünner ölfilm auf der Arbeitswalze erhalten bleibt.
Die Praxis hat gezeigt, dass eine bestimmte Kühlvorrichtung an verschiedenen Walzen eingesetzt werden kann und nicht erst sorgfältig an verschiedene Walzendurchmesser angepasst werden muss. Die Unterschiede in den Durchmesser bei verschiedenen Walzen können leicht durch die Elastizität der Polsterauflage--41, 44-- und die Vorspannung der Federn--26--beherrscht werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Kühlen und/oder Schmieren einer Walze od. dgl., mit einem wenigstens über einen Teil der Walzenlänge reichenden, an die Walze andrückbaren Kühlkörper, durch den hindurch der
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Kühlkörper (30) mit einer für die Anlage an der Walzenoberfläche bestimmten Polsterauflage (41, 44) versehen ist, die eine Vielzahl von Rinnen oder Kanälen (40) aufweist, welche nach der für die Anlage an der Walzenoberfläche bestimmten Fläche der Polsterauflage zu offen sind, so dass bei an die Walze (10) angedrücktem Kühlkörper die in den Rinnen oder Kanälen (40) strömende Flüssigkeit sich in direktem Kontakt mit der Walzenoberfläche befindet.
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