CN102812279B - 用于被冷却的辊子的支承结构和旋转引入机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于已被冷却的辊子的一种支承结构和一种旋转引入机构。本发明的任务是，在保持相同的较高的可靠性的情况下显示一种简单的用于已被冷却的辊子的旋转引入机构，使得一方面密封元件仅仅具有少量的零件并且另一方面可以快速更换所述密封元件。该任务通过一种开头所提到的类型的装置得到解决，对于该装置来说，冷却剂管（9）通过至少一个套筒状的具有内部的和外部的侧面（11、12）的密封元件（10）与辊子本体（4）相连接，其中所述内部的侧面（11）密封地与所述静止的冷却剂管（9）相连接，并且所述外部的侧面（12）则密封地与所述旋转的辊子本体（4）相连接；并且所述密封元件（10）在其外部的侧面（12）上具有至少一个、优选至少两个静态的密封件（13），并且在其内部的侧面（11）上具有至少一个、优选至少两个动态的密封件（14）。
Description
技术领域
本发明涉及用于已被冷却的辊子的一种支承结构以及一种旋转引入机构。
背景技术
从文献EP1048880A1中公开了用于被冷却的辊子的一种支承结构以及一种旋转引入机构，该支承结构及旋转引入机构包括：
-轴承体；
-具有至少在入口侧在中心的用于冷却介质的冷却剂通道的辊子状的辊子本体；
-至少一个用于以能够旋转的方式相对于所述轴承体对所述辊子本体进行支撑的轴承，其中力从所述辊子本体通过所述轴承来传递到所述轴承体上；
-以能够松开的方式与所述轴承体相连接的外部的轴承盖；以及
-与所述外部的轴承盖相连接的冷却剂管，用于将冷却介质导入到所述辊子本体的冷却剂通道中。
在这种实施方式中，虽然也可以在所述轴承盖的安装的状态中-也就是说在更换时不必拆卸所述轴承盖的情况下-更换所述冷却剂管包括密封组件，不过所述密封组件包括许多零件，比如弹簧组、所谓的“悬浮的滑环”、密封支座以及两个协作的滑环，因而不可能快速地更换所述密封组件。
发明内容
本发明的任务是，在保持相同的较高的可靠性的情况下显示一种简单的用于已被冷却的辊子的支承结构及旋转引入机构，使得一方面密封元件只具有少量的零件并且另一方面可以较快地更换所述密封元件。
该任务通过一种开头所提到的类型的装置通过以下方式得到解决，即所述冷却剂管通过至少一个套筒状的具有内部的和外部的侧面的密封元件与辊子本体相连接，其中所述内部的侧面密封地与所述静止的冷却剂管相连接，并且所述外部的侧面则密封地与所述旋转的辊子本体相连接。所述套筒状的密封元件仅仅更多地是一个唯一的零件，该零件在磨损时可以容易并且快速地加以更换。所述密封元件的外部的侧面液密地静态地对所述辊子本体中的轴向的冷却剂通道进行密封；所述密封元件的内部的侧面则液密地动态地相对于所述一同旋转的密封元件对所述静止的冷却剂管进行密封。通过密封元件中的动态的和静态的密封的在设计上的耦合，弹簧元件、有弹性的套筒或者类似元件就变得过时，因为比如在热膨胀的情况下所述冷却剂管能够相对于所述密封元件移动或者说滑动地进行构造。所述密封元件优选由PTFE（聚四氟乙烯）构成，从而相对于不同的冷却介质（通常作为冷却介质使用必要时带有添加物的水）产生较高的化学稳定性。本领域的技术人员清楚知道，辊子由于很高的起作用力而必须多次得到支承。在最简单的情况中，在辊子的两侧分别设置一按本发明的支承结构及旋转引入机构，其中第一旋转引入机构用于导入冷却介质，并且第二旋转引入机构用于导出冷却介质。
优选所述轴承体具有至少一条用于导送处于压力之下的冷却介质的冷却剂通道，并且所述外部的轴承盖具有至少一条用于所述冷却介质的冷却剂通道，从而可以将冷却介质从所述轴承体导送到所述外部的轴承盖中，从所述外部的轴承盖导送到所述冷却剂管中，并且从所述冷却剂管导入到所述辊子本体的冷却剂通道中。借助于这种实施方式，保证了冷却介质的简单而稳健的导送。
根据一种有利的实施方式，所述密封元件在其外部的侧面上具有至少一个、优选至少两个静态的密封件，并且在其内部的侧面上具有至少一个、优选至少两个动态的密封件。
根据一种优选的实施方式，静态的密封件构造为O型密封圈，并且动态的密封件构造为滑环。
借助于所述两种最后提到的实施方式，不仅在对相对于彼此不运动的构件（具体来讲辊子本体与密封元件）之间的冷却介质进行静态的密封时、而且在对相对于彼此运动的构件（具体来讲旋转的密封元件与静止的冷却剂管）之间的冷却介质进行动态的密封时，都达到很高的密封性。这样的密封元件对本领域的技术人员来说比如在名称“聚酰胺纤维环（prelonringe）”（参见http://www.prelon.de）的情况下是熟悉的。
关于密封的可靠性，有利的是，优选以关于轴承中心面对称的方式将所述密封元件布置在所述轴承的轴承中心面的区域中。轴承中心面是指：针对连铸坯导引辊的轴线的法向平面，该法向平面在当中穿过所述轴承伸展，其中在这个区域中所述辊子的弯曲可以被视为能够忽略的弯曲。
有益的是，所述辊子本体不可相对转动地与辊套相连接。在这种情况中，所述辊套尤其可以耐磨地构造，所述辊套在磨损时可以容易地更换地构造。
由于较高的支承力，有利的是，将轴承构造为滚动轴、承尤其自动调心滚子轴承。
因为轴承的可靠性在很高的程度上取决于纯度，所以有利的是，在两侧对所述轴承进行密封（比如构造为在两侧被密封的具有盖片或者密封垫圈的轴承或者构造为敞开的具有外部的密封件的轴承）；此外有利的是，所述轴承设有脂润滑结构、优选新鲜脂润滑结构。
能够实现所述辊子本体的一种特别简单的几何形状，如果所述辊子本体的端面与环状的密封套圈相连接。在这种情况下，所述环状的密封套圈比如通过螺栓与所述辊子本体相连接，其中所述密封套圈可以具有突缘，用于支撑所述轴承的环。
根据一种实施方式，轴承体朝所述辊子中心面的方向以能够松开的方式与内部的轴承盖相连接，其中必要时所述内部的轴承盖支撑着所述轴承的内环或者外环。
根据另一种实施方式，所述轴承在两侧上分别借助于动态的密封件并且必要时借助于静态的密封件得到密封，其中这些密封件一方面相对于所述辊子本体对所述内部的轴承盖进行密封，并且另一方面相对于所述辊子本体或者密封套圈对所述外部的轴承盖进行密封。
借助于这两种前面提到的实施方式，可以有效地并且成本低廉地以简单的方式方法对轴承进行密封。
根据一种实施方式，所述外部的轴承盖和所述轴向的冷却剂管形成一构件。作为替代方案，可以将所述轴向的冷却剂管装入到所述外部的轴承盖的空隙中，并且以能够松开的方式与所述外部的轴承盖连接起来。
根据一种有益的实施方式，所述轴向的冷却剂管借助于静态的密封件、比如O型密封圈相对于所述外部的轴承盖得到密封。
此外有益的是，借助于锁止元件、比如卡环在轴向上固定所述密封元件。
所述按本发明的支承结构和旋转引入机构不仅最好地适合于固定轴承和浮动轴承的组合，而且最佳地适合于辊子的所谓的浮动的支承结构。
由于连铸坯导辊或者轧机辊所经受的很高的负荷，有利的是，所述按本发明的装置被用作为用于连铸设备的连铸坯导辊，或者被用作为用于金属、优选钢用的轧制装置的辊道的轧机辊。
附图的简短说明
本发明的其它优点和特征从以下对非限制性的实施例所作的说明中获得，其中参照以下附图，附图示出如下：
图1到4是分别具有支承结构和旋转引入机构的连铸坯导辊的四种实施方式；并且
图5是轧机辊的一种实施方式，其中将冷却介质直接导入到冷却剂管中。
具体实施方式的描述
图1
图1示出了连铸设备中的构造为连铸坯导辊1的已被冷却的辊子的第一种实施方式，该辊子用于导引并且支撑一种浇铸产品。在此，所述浇铸产品分别在该浇铸产品的中心面的上方和下方受到连铸坯导辊的支撑，其中多个连铸坯导辊支撑在一连铸坯导引部段中。所述辊子本体4至少两次分别借助于一构造为自动调心滚子轴承的轴承6得到支承，其中所述轴承6将作用于所述连铸坯导辊1的力传递到所述轴承体2上，并且接下来传递到所述连铸坯导引部段上。为了一方面提高所述连铸坯导辊1的使用强度，并且另一方面借助于连铸坯导辊1对浇铸产品进行冷却，连铸坯导辊1设有冷却装置。在此，将水这种冷却介质从所述部段导送给所述轴承体2中的至少一条冷却剂通道3，从所述轴承体2导送到所述外部的轴承盖7中的至少一条冷却剂通道8中，从所述外部的轴承盖7导送到冷却剂管9中并且从该冷却剂管导送到所述辊子本体4的轴向的冷却剂通道5中。在此，所述外部的轴承盖7一方面与所述冷却剂管9相连接，并且另一方面通过多根螺栓与所述轴承体相连接。为了保证所述冷却介质的可靠的密封，所述冷却剂管9通过构造为类型V2的聚酰胺纤维环（Prelonring）的套筒状的密封元件10与所述辊子本体4相连接。所述密封元件10具有一内部和一外部的侧面11、12，其中所述内部的侧面11通过两个构造为滑环的动态的密封件14液密地与所述冷却剂管9相连接，并且所述外部的侧面12通过两个构造为O型密封圈的静态的密封件13液密地与所述辊子本体4相连接。所述与自动的新鲜脂润滑结构相连接的自动调心滚子轴承6在两侧分别借助于一径向轴密封圈和一薄片密封件得到密封，其中外部的密封件布置在外部的轴承盖7与密封套圈18之间，并且内部的密封件布置在内部的轴承盖19与辊子本体4之间。为了在轴向上固定所述密封元件10，该密封元件借助于套筒21和构造为钻孔卡环（Bohrungssicherungsring）的锁止元件20来固定。为了将所述连铸坯导辊1的相对于冷却剂管9的弯曲降低到最低限度，所述密封元件10布置在所述轴承6的轴承中心面15的区域中。
图2
图2示出了连铸坯导辊1的另一种实施方式，其中在这种情况中所述冷却剂管9构造为能够装入到所述外部的轴承盖7中的结构。通过多根螺栓与所述外部的轴承盖7相连接的冷却剂管9借助于两个O型密封圈相对于所述外部的轴承盖7得到密封。出于简明原因，放弃所述外部的轴承盖7中的冷却剂通道的图示。
图3
图3也示出了连铸坯导辊1的另一种实施方式，其中在这种情况下相对于图2使用了所述密封元件10的另外的轴向的固定方式。借助于这种实施方式，可以容易地将已有的辊子改装到所述按本发明的装置上，其中在所述辊子本体4与冷却剂管9之间的已有的环形的空隙的尺寸继续用于接纳密封元件10，并且中间空隙以简单的方式被套筒21填满，使得所述密封元件10在轴向上得到了固定。
图4示出了连铸坯导辊1的另一种实施方式，其中在这种情况下所述密封元件10一方面由套筒21并且另一方面由所述密封套圈18在轴向上得到了固定。
图5
图5示出了用于在热轧机中的辊道上导送轧制件的得到冷却的辊子22的一种实施方式。在此所述支承结构及旋转引入机构具有轴承体2；用于在轧机中对浇铸产品或者轧制产品进行导引和支撑的具有至少在入口侧中心的用于冷却介质的冷却剂通道5的辊子状的辊子本体4；用于以能够旋转的方式相对于所述轴承体2对所述辊子本体4进行支撑的轴承6，其中力从所述辊子本体4通过所述轴承6传递到所述轴承体2上；外部的轴承盖7，该轴承盖借助于螺栓与所述轴承体2相连接；以及与所述外部的轴承盖7相连接的用于将冷却介质导入到所述辊子本体4的冷却剂通道5中的冷却剂管9，其中该冷却剂管9通过至少一个套筒状的具有内部的和外部的侧面11、12的密封元件10与所述辊子本体4相连接，并且所述内部的侧面11密封地与所述冷却剂管9相连接，并且所述外部的侧面12密封地与所述辊子本体4相连接。
与前面提到的实施方式相反，所述冷却介质不是通过所述轴承体2和外部的轴承盖7来导送到所述冷却剂管9中，而是直接由未示出的冷却剂管路导送到所述冷却剂管9中。所述辊子本体4中的冷却剂管9或者冷却剂通道5的密封与图1和2的实施方式相类似地进行。
附图标记列表：
1连铸坯导辊
2轴承体
3轴承体中的冷却剂通道
4辊子本体
5辊子本体中的冷却剂通道
6轴承
7外部的轴承盖
8外部的轴承盖中的冷却剂通道
9冷却剂管
10密封元件
11内部的侧面
12外部的侧面
13静态的密封件
14动态的密封件
15轴承中心面
16辊套
17端面
18密封套圈
19内部的轴承盖
20锁止元件
21套筒
22辊子
Claims (18)
1.用于被冷却的辊子（1）的支承结构和旋转引入机构，包括
-轴承体（2）；
-用于对浇铸产品或者轧制产品进行导引和支撑的辊子状的辊子本体（4），该辊子本体具有至少在入口侧在中心的用于冷却介质的冷却剂通道（5）；
-至少一个用于相对于所述轴承体（2）以能够旋转的方式对所述辊子本体（4）进行支撑的轴承（6），其中力从所述辊子本体（4）通过所述轴承（6）传递到所述轴承体（2）上；
-以能够松开的方式与所述轴承体（2）相连接的外部的轴承盖（7）；
-与所述外部的轴承盖（7）相连接的静止的冷却剂管（9），用于将冷却介质导入到所述辊子本体（4）的冷却剂通道（5）中；
-套筒状的、与所述辊子本体（4）一起旋转的、具有内部的和外部的侧面（11、12）的密封元件（10）；
其特征在于，
-所述冷却剂管（9）通过所述套筒状的密封元件（10）与所述辊子本体（4）相连接，其中所述内部的侧面（11）密封地与所述静止的冷却剂管（9）相连接，并且所述外部的侧面（12）则密封地与所述旋转的辊子本体（4）相连接；
-所述密封元件（10）在其外部的侧面（12）上具有至少一个静态的密封件（13），并且在其内部的侧面（11）上具有至少一个动态的密封件（14）。
2.按权利要求1所述的用于被冷却的辊子（1）的支承结构和旋转引入机构，其特征在于，
所述密封元件（10）在其外部的侧面（12）上具有至少两个静态的密封件（13）。
3.按权利要求1或2所述的用于被冷却的辊子（1）的支承结构和旋转引入机构，其特征在于，
所述密封元件（10）在其内部的侧面（11）上具有至少两个动态的密封件（14）。
4.按权利要求1所述的用于被冷却的辊子（1）的支承结构和旋转引入机构，其特征在于，
-所述轴承体（2）具有至少一个用于导引处于压力之下的冷却介质的冷却剂通道（3）；
-所述外部的轴承盖（7）具有至少一个用于冷却介质的冷却剂通道（8）；
从而将所述冷却介质从所述轴承体（2）导送到所述外部的轴承盖（7）中、从所述外部的轴承盖（7）导送到所述冷却剂管（9）中、并且从所述冷却剂管（9）导送到所述辊子本体（4）的冷却剂通道（5）中。
5.按权利要求1所述的用于被冷却的辊子（1）的支承结构和旋转引入机构，其特征在于，
静态的密封件（13）构造为O型密封圈，并且动态的密封件（14）构造为滑环。
6.按权利要求1所述的用于被冷却的辊子（1）的支承结构和旋转引入机构，其特征在于，
所述冷却剂管（9）相对于所述密封元件（10）能够移动地构造。
7.按权利要求1所述的用于被冷却的辊子（1）的支承结构和旋转引入机构，其特征在于，
所述密封元件（10）布置在所述轴承（6）的轴承中心面（15）的区域中。
8.按权利要求1所述的用于被冷却的辊子（1）的支承结构和旋转引入机构，其特征在于，
所述辊子本体（4）抗转动地与辊套（16）相连接。
9.按权利要求1所述的用于被冷却的辊子（1）的支承结构和旋转引入机构，其特征在于，
轴承（6）在两侧被密封地进行构造。
10.按权利要求1所述的用于被冷却的辊子（1）的支承结构和旋转引入机构，其特征在于，
所述辊子本体（4）的端面（17）与环状的密封套圈（18）相连接。
11.按权利要求1所述的用于被冷却的辊子（1）的支承结构和旋转引入机构，其特征在于，
轴承体（2）朝辊子中心面的方向以能够松开的方式与内部的轴承盖（19）相连接。
12.按权利要求11所述的用于被冷却的辊子（1）的支承结构和旋转引入机构，其中，
所述内部的轴承盖（19）支撑着所述轴承（6）的内环或者外环。
13.按权利要求9所述的用于被冷却的辊子（1）的支承结构和旋转引入机构，其特征在于，
所述轴承（6）在两侧上分别借助于动态的密封件（14）得到密封，其中这些密封件（13、14）一方面相对于所述辊子本体（4）对所述内部的轴承盖（19）进行密封，并且另一方面相对于所述辊子本体（4）或者密封套圈（18）对所述外部的轴承盖（7）进行密封。
14.按权利要求9所述的用于被冷却的辊子（1）的支承结构和旋转引入机构，其特征在于，
所述轴承（6）在两侧上分别借助于动态的密封件（14）和静态的密封件（13）得到密封，其中这些密封件（13、14）一方面相对于所述辊子本体（4）对所述内部的轴承盖（19）进行密封，并且另一方面相对于所述辊子本体（4）或者密封套圈（18）对所述外部的轴承盖（7）进行密封。
15.按权利要求1所述的用于被冷却的辊子（1）的支承结构和旋转引入机构，其特征在于，
所述外部的轴承盖（7）和所述冷却剂管（9）形成一构件。
16.按权利要求1所述的用于被冷却的辊子（1）的支承结构和旋转引入机构，其特征在于，
所述冷却剂管（9）装入到所述外部的轴承盖（7）的空隙中，并且以能够松开的方式与该外部的轴承盖相连接。
17.按权利要求16所述的用于被冷却的辊子（1）的支承结构和旋转引入机构，其特征在于，
所述冷却剂管（9）借助于静态的密封件（13）相对于所述外部的轴承盖（7）得到了密封。
18.按权利要求1所述的用于被冷却的辊子（1）的支承结构和旋转引入机构，其特征在于，
所述密封元件（10）借助于锁止元件（20）在轴向上得到固定。
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