CN110431248A - 支承组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种支承组件(100)，该支承组件用于支承轴(200)或辊子，其在轴承(110)以外至少部分地浸入到金属熔体中。本发明还涉及一种热浸式涂覆设备，其具有这种支承组件。已知的支承组件典型地具有：实际的轴承(110)，以用于可转动地支承轴或辊子的辊颈；和密封装置(120)，以防止支承组件尤其实际的轴承在轴穿口的区域中侵入金属熔体。根据本发明，设置有作为密封装置(120)的感应泵，其中，轴或辊颈用作用于感应泵(120)的感应线圈(122)的电磁芯子。

Description

支承组件

技术领域

本发明涉及一种支承组件，该支承组件具有用于可转动地支承轴的轴承，该轴在轴承以外至少部分地浸入到液态金属中。本发明还涉及一种热浸式涂覆设备，其具有这种支承组件。

背景技术

热浸式涂覆设备例如用于为金属带材镀锌。在此，金属带材从卷轴开卷，并且在清洁装置中清洁之后引导通过连续的连续式退火炉，以便使金属带材为好的锌附着力和最佳的技术特性做好准备。在离开连续式退火炉之后，将金属带材引导通过镀锌槽。在此，使金属带材在底部辊子或轴处换向,并且然后在稳定辊子或修正辊子之间通过，以便朝塔架辊子的方向离开镀锌槽。镀锌槽在此仅作为示例给出。在一般情况下，下文中将涂覆材料称为金属熔体。在金属带材离开金属熔体之后，此时典型地将金属带材引导通过吹扫装置，在该吹扫装置中将金属熔体的多余部分从金属带材吹走，以便在金属带材上设定期望厚度的尽可能均匀的涂层。

在已知的热浸式涂覆设备中的问题是换向辊子或稳定辊子或修正辊子支承在具有金属熔体的容器中，因为这些辊子完全浸入金属熔体中。辊子的支承可在支臂处实现，通过支臂将辊子浸入到金属熔体中。替代地，辊子的支承还可在具有金属熔体的容器之外实现。

在现有技术中已经存在用于实现这种支承组件的不同方法。

第一种方法是将支承设计为滚动轴承，其中，滚动轴承必须构造成在金属熔体中运转，即，滚动轴承此时在其运行期间完全浸入到金属熔体中。但这种滚动轴承目前相当昂贵并且具有比滑动轴承更短的寿命。

替代地，在现有技术中已知用于支承在金属熔体中的辊子或轴的支承组件，其中，用于可转动地支承辊子或轴的实际的轴承被封装并且通过相应的封装体来防止直接接触金属熔体。例如在欧洲专利文献EP 2 126 153 B1或EP 2 193 215 B1中公开了这种支承组件。对于这两种已知的支承组件，轴承壳体的内部空间以及因此用于轴或辊子的实际的轴承相应通过密封装置来保护。在这两篇专利文献中，壳体的内部空间防止金属熔体在轴或辊子的通道的区域中侵入到壳体中相应通过在壳体的内部中的气体环境的产生的过压来实现。该气体过压大于或至少等于在轴通道的区域中的金属熔体的静液压力。在实践中已经表明的是，已知的支承组件虽然起作用，但是在轴承壳体中的气体的压力波动时易受影响。

对于其他的现有技术，参考德国公开文献DE 42 42 380 A1，该公开文献在其现有技术的讨论中又参考了俄国作者证书SU 1157 125。据此，在热浸式涂覆金属带材时已知借助感应泵避免金属熔体从用于金属熔体的容器流出。这种感应泵具有感应线圈，以用于在液态金属处于感应泵内的通道中时在液态金属中产生行波场。通过行波场与在金属熔体中感应的电流的相互作用将力施加给金属熔体。由每个感应线圈沿着通道产生的作用到金属熔体上的力相叠加，并且因此出现作用在通道中的金属熔体上的压力。以这种方式使在通道中的金属熔体处于运动中，例如朝具有金属熔体的容器的方向运动。如果使这种感应泵与在用于金属熔体的容器中的开口相连接，并且确保在通道中通过感应泵产生的作用于金属熔体的压力相应于在容器中的金属熔体在开口的区域中的静液压力，则可由此防止金属熔体从容器流出。

发明内容

本发明的目的在于提出一种替代的支承组件和热浸式涂覆设备，支承组件用于可转动地支承轴，该轴在轴承之外至少部分地浸入到液态金属中，该热浸式涂覆设备具有这种支承组件。

对于支承组件，该目的通过权利要求1的对象来实现。因此，根据本发明的支承组件的特征在于，其密封装置构造成具有至少一个感应线圈的感应泵的形式，以用于泵送液态金属，并且可转动地支承的轴构造为用于感应线圈的芯子并且引导通过感应线圈。

措辞“液态金属”和“金属熔体”在下文中同义地使用。

通过将感应泵用作密封装置可有利地实现用于可转动地支承轴的实际的轴承没有与液态金属或金属熔体接触。有利地，轴承此时可构造为商业上常见的或标准的滚动轴承或滑动轴承。密封效果由此实现，即，电气操控感应泵的线圈，使得该线圈产生行波场，该行波场基于与在感应泵的内部通道中的金属熔体中感应的电流的相互作用将压力施加给金属熔体，并且因此朝一个方向输送金属熔体。

然而，根据本发明，金属熔体没有填充感应泵的整个内部通道，而是金属熔体必须与轴一起分占通道的内部空间，该轴穿过感应泵引导至支承组件的轴承，并且在此可转动地来支承。因此，仅仅留有呈用于在通道中的液态金属的环形缝隙的形式的间隙。已经认识到的本发明的优点是，通过轴来代替感应泵的感应线圈的在现有技术中已知的铁磁芯子，并且因此作为密封装置的感应泵不仅用于密封具有液态金属熔体的容器，而且用于密封转动件穿引部。

有利地，支承组件不必再和在现有技术中部分要求的那样针对气体过压来昂贵地构造。通过作为密封装置的感应泵保持用于轴的实际的轴承摆脱金属熔体，并且因此可使用成本有利的标准轴承。

根据第一实施例，轴承以至少两个轴承单元、优选地两个滚动轴承单元的形式来构造。轴承单元沿轴向彼此间隔开地布置在相同的支承组件中。优选地，两个轴承单元彼此具有轴向间距a，其中，0.3×轴直径<a<4×轴直径。设置两个轴承单元提供的优点是，在穿引部内仅可发生轴的最小的倾斜。

根据另一实施例，轴承相对于密封装置沿轴向错位地布置，并且密封装置布置在轴承和液态金属之间。在此，呈感应泵的形式的密封装置如此运行，即，其产生电磁行波场，该电磁行波场旨在挤压在感应泵的通道中的液态金属而使之远离轴承，或者使该液态金属运动远离轴承。

感应泵、用于感应泵的电压源以及支承组件的壳体和作为感应线圈的芯子的轴的有利的设计方案为支承组件的从属权利要求的对象。

本发明的上述目的还通过根据权利要求8的热浸式涂覆设备来实现。该实现方案的优点相应于上文参考支承组件提到的优点。

轴还可代表辊子的辊颈。此时，辊子在其辊颈之间具有辊体或辊身，以用于金属带材在通过金属熔体时的换向或稳定。

在请求保护的热浸式涂覆设备中，根据本发明的支承组件可布置在具有金属熔体的容器之外或布置在支臂的自由端处，其中，此时根据本发明的支承例如可通过支承在其中的轴或辊子借助于支臂浸入到金属熔体中。具有支承组件的两种替代的固定方案的热浸式涂覆设备的具体的设计方案为热浸式涂覆设备的从属权利要求的对象。

附图说明

说明书附有两幅图片，其中

图1示出了热浸式涂覆设备，根据本发明的支承组件固定在用于金属熔体的容器之外；并且

图2示出了根据本发明的热浸式涂覆设备，根据本发明的支承组件固定在支臂处，以用于在金属熔体内运行。

具体实施方式

下面参考提到的附图以实施例的形式详细说明本发明。在两张图片中，相同的技术元件用相同的附图标记来表示。

图1示出了根据本发明的热浸式涂覆设备500，其用于为金属带材涂覆金属熔体310。该设备包括装填有金属熔体310的容器300。在金属熔体中存在可转动的轴200。替代轴，还可设置具有辊身或辊体250以及辊颈的辊子。为了简单起见，下文中还将辊颈称为轴200。为了涂覆金属熔体，将金属带材引入到金属熔体中，并且借助轴或辊子在容器300内、更确切地说在金属熔体310内换向。

轴200通过在容器300的壁部中的开口320(轴穿口)向容器之外引导，并且在此可转动地支承在根据本发明的支承组件100中。更详细地说，轴200可转动地支承在轴承110中，例如标准的滚动轴承或滑动轴承。为了防止金属熔体310穿过在容器壁部中的开口320和轴200之间的间隙或环形缝隙离开，并且涌进轴承110，根据本发明的支承组件100设置有密封装置120，其根据本发明构造为感应泵。

感应泵相对于轴承110沿轴向错位，并且布置在轴承110和液态金属310、在此更详细地说在容器300中的开口320之间。感应泵120在其内部中具有通道121，其还可构造为管道。用于金属熔体310的通道或管道密封地与在容器300的壁部中的开口320连接，使得通道121与开口320流体联通。在通道的内侧和在通道中进行引导的轴200之间形成间隙123或环形缝隙，原则上金属熔体310在穿过开口320之后可侵入该间隙或环形缝隙中。然而，通过感应泵的合适的运行防止金属熔体310流过整个间隙并且在通道的与开口320相对而置的一端离开感应泵。

为了运行，感应泵120由电压源供给三相交流电压，以便在间隙123中存在液态金属时在液态金属310中产生电磁行波场。通过行波场与在金属熔体中感应的电流的相互作用将压力施加给在间隙123中的金属熔体310，使得将金属熔体310朝开口320的方向压出通道121。在此，在金属熔体310中建立的压力大于或等于在容器300的壁部中的开口320的区域中的金属熔体310的静液压力。以这种方式保护支承组件100，以防金属熔体310穿过开口320侵入。

支承组件100可封装在壳体130中。轴承110和感应泵120此时由壳体130来保护。壳体130本身具有开口132(轴穿口)，其优选地与通道121、更确切地说与在容器300的壁部中的开口320对齐。对于感应泵120的运行有利的是，引导通过该感应泵的轴200用作感应泵120的感应线圈122的芯子，并且为此目的例如由铁磁材料形成。

图2示出了热浸式涂覆设备500的替代的构造方案，其具有辊子或轴200的替代的支承。不同于图1，根据本发明的支承组件100以封装到壳体130中的方式完全浸入到金属熔体中。为此目的，支承组件100固定在支臂340的自由端处，通过该支臂可使支承组件浸入到金属熔体310中。

对于根据本发明的支承组件100的构造和作用方式，参考图1的相应的说明；支承组件的在图1中给出的说明类似地适用于图2。与根据图1的实施例的唯一的区别是在壳体130的壁部中的开口132或通道121的延长部没有与在容器的壁部中的开口320流体联通，而是直接暴露于金属熔体310中。但在图2中示出的实施例中作为密封装置的感应泵120同样必须保证防止金属熔体310侵入到支承110的区域中，轴200可转动地支承在该区域中。这在此同样由此来防止，即，感应泵120如此运行，使得其感应线圈122产生电磁行波场，该电磁行波场在与间隙123中的金属熔体310中感应的电流相互作用时将压力施加给熔体。在此，作用于金属熔体的压力沿远离轴承110的方向起作用。在此，金属熔体的压力很大，使得在开口132的区域中的熔体的静液压力得以平衡，并且因此有效防止金属熔体进一步侵入到壳体130的内部中，尤其侵入到轴承110的区域中。

附图标记列表

100 支承组件

110 轴承

120 密封装置或感应泵

121 通道

122 感应线圈

123 间隙

130 壳体

132 在壳体的壁部中的开口

200 轴

250 辊体

300 容器

310 液态金属

320 在容器的壁部中的开口

340 支臂

400 电压源

500 热浸式涂覆设备

Claims (13)

1.一种支承组件(100)，其具有：

轴承(110)，所述轴承用于可转动地支承轴(200)，该轴在所述轴承(110)之外至少部分地浸入到液态金属(310)中；和

密封装置(120)，所述密封装置用于相对于所述液态金属(310)密封所述轴承(110)；

其特征在于，

所述密封装置(120)构造成具有至少一个感应线圈(122)的感应泵的形式，以用于泵送所述液态金属(310)；并且

可转动地支承的轴(200)构造为用于所述感应线圈(122)的芯子并且穿过所述感应线圈。

2.根据权利要求1所述的支承组件(100)，其特征在于，所述轴承(110)构造成至少两个轴承单元、优选地两个滚动轴承单元的形式，其中，所述轴承单元沿轴向彼此间隔开地布置在相同的支承组件中。

3.根据权利要求2所述的支承组件(100)，其特征在于，所述两个轴承单元彼此具有轴向间距a，其中，0.3×轴直径<a<4×轴直径。

4.根据上述权利要求中任一项所述的支承组件(100)，其特征在于，所述轴承(110)与所述密封装置(120)沿轴向错开地布置。

5.根据上述权利要求中任一项所述的支承组件(100)，其特征在于，感应泵(120)具有：

通道(121)，在该通道中引导作为用于所述感应线圈(122)的杆状的芯子的轴(200)，其中，在所述通道(121)的壁部和所述轴之间形成用于容纳所述液态金属(310)的间隙(123)；以及

由电压源(400)供给的、在所述通道的外侧面处的感应线圈(122)，以用于在所述间隙中的液态金属(310)中产生电磁行波场。

6.根据权利要求5所述的支承组件(100)，其特征在于，所述电压源(400)优选地为三相交流电压源。

7.根据上述权利要求中任一项所述的支承组件(100)，其特征在于，设有壳体(130)，所述轴承(110)和所述感应泵(120)布置在该壳体中，其中，所述壳体的壁部在所述感应线圈(120)的背离所述轴承(110)的一侧具有开口(132)，并且其中，所述通道(121)在需要时延长地通到所述开口中。

8.根据上述权利要求中任一项所述的支承组件(100)，其特征在于，所述感应泵(120)的通道(121)构造成管道的形式。

9.根据上述权利要求中任一项所述的支承组件(100)，其特征在于，所述轴(200)作为所述感应线圈(122)的芯子例如由铁磁材料形成。

10.一种用于为金属带材涂覆金属熔体(310)的热浸式涂覆设备(500)，其具有：

用于所述金属熔体的容器(300)；

浸入到所述金属熔体(310)中的可转动的轴(200)，所述轴用于在通过所述金属熔体时使所述金属带材换向或稳定；和

用于可转动地支承所述轴(200)的支承组件(100)；

其特征在于，所述支承组件(100)根据上述权利要求中任一项构造成具有作为密封装置的感应泵(120)，以用于相对于所述金属熔体(310)密封所述轴承(110)。

11.根据权利要求10所述的热浸式涂覆设备(500)，其特征在于，所述轴(200)呈辊子的辊颈的形式，所述辊子在辊颈之间具有辊体(250)，以用于在通过所述金属熔体(310)时使所述金属带材换向或稳定。

12.根据权利要求10或11中任一项所述的热浸式涂覆设备(500)，其特征在于，

具有用于所述轴(200)的轴承(110)和所述感应泵(120)的支承组件(100)布置在所述容器(300)之外，其中，所述感应泵布置在所述支承(110)和所述容器(300)之间；

所述容器的壁部具有开口(320)，

所述感应泵(120)的通道(121)在所述感应泵(120)的背离所述轴承(110)的一侧与在所述容器(300)中的开口(320)流体联通地连接；并且

引导所述轴(200)通过所述容器的开口(320)和所述感应泵的通道(121)，并且可转动地支承在所述支承组件的轴承(110)中。

13.根据权利要求10或11中任一项所述的热浸式涂覆设备(500)，其特征在于，

设有支臂(340)；

所述支承组件(100)的壳体(130)利用位于其中的、用于所述轴(200)的轴承(110)和所述感应泵(120)固定在所述支臂(340)的自由端处，以用于通过所述支臂浸入到所述液态金属(310)中；

所述感应泵(120)的通道(121)在所述感应泵(120)的背离所述轴承(110)的一侧与在所述壳体的壁部中的开口(132)流体联通地连接；并且

引导位于所述容器(300)中的轴穿过所述开口(132)和所述通道(121)，并且可转动地支承在所述支承组件的轴承(110)中。