DE10109893C1

DE10109893C1 - Vorrichtung zum Verbinden der Kühlmediumführung koaxial benachbart gelagerter innengekühlter Rollen

Info

Publication number: DE10109893C1
Application number: DE2001109893
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner Gohres; Franz-Josef Divjak
Original assignee: Mannesmannroehren Werke AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2002-08-22
Anticipated expiration: 2021-02-22
Also published as: WO2002066182A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden der Kühlmediumführung koaxial benachbart gelagerter innengekühlter Rollen, insbesondere Strangführungsrollen einer Stahl-Stranggießanlage für Brammen. Dabei ist zwischen dem Mündungsbereich der Kühlmediumführung der einen Rolle (1) und dem der koaxial benachbart gelagerten Rolle (2) eine ein elastisches Element aufweisende Hülse angeordnet und die Außenfläche (17, 17') mindestens eines Endbereiches der Hülse eine Dichtfläche bildet, die von einer im Mündungsbereich der Kühlmediumführung angeordneten Dichtung (14, 14') berührt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden der Kühlmediumführung koaxial benachbart gelagerter innengekühlter Rollen, insbesondere Strangführungsrollen einer Stahl-Stranggießanlage für Brammen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine Verbindung der Kühlmediumführung koaxial benachbart gelagerter innengekühlter Rollen, insbesondere Strangführungsrollen einer Stahl-Stranggießanlage für Brammen ist aus der EP 0037549 A1 bekannt. Gemäß Fig. 4 weisen beide koaxial benachbart gelagerte Rollen mittig einen Kühlkanal auf. Zur Verbindung beider Kühlkanäle ist im Trennbereich ein Rohrstück abgedichtet in die Zapfen beider Rollen eingesetzt. Beim Gegenstromprinzip gemäß Fig. 6 ist im jeweiligen Kühlkanal konzentrisch dazu ein weiterer Kühlkanal in Form eines durchgehenden Rohres angeordnet. Die Verbindung der beiden erstgenannten Kühlkanäle erfolgt in gleicher Weise durch ein eingesetztes abgedichtetes Rohrstück.

Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass ein Achsenversatz der zwei koaxial benachbart gelagerten Rollen nicht ausgeglichen werden kann. Außerdem wird die thermische Ausdehnung beider Rollen durch den starren Verbund im Trennbereich behindert und muss in den Endbereichen in aufwendiger Weise abgefangen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Verbinden der Kühlmediumführung koaxial benachbart gelagerter innengekühlter Rollen anzugeben, die die vorgenannten Nachteile nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen.

Nach der Lehre der Erfindung ist zwischen dem Mündungsbereich der Kühlmediumführung der einen Rolle und dem der koaxial benachbart gelagerten Rolle eine ein elastisches Element aufweisende Hülse angeordnet. Die Außenfläche mindestens eines Endbereiches der Hülse ist als Dichtfläche ausgebildet, die von einer im Mündungsbereich der Kühlmediumführung angeordneten Dichtung berührt wird. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass über das elastische Element sowohl die thermische Ausdehnung der Rollen als auch ein Versatz der Rollenachsen aufgefangen werden kann. Bei einer ersten einfachen Ausführungsform ist ein Ende des elastischen Elementes an der Mündung der einen Rolle und das andere Ende an einem Rohrabschnitt befestigt, wobei der Rohrabschnitt axial verschiebbar und abgedichtet im Mündungsbereich der koaxial benachbart gelagerten Rolle geführt ist. Vorzugsweise ist das elastische Element als Wellenkompensator ausgebildet und der Rohrabschnitt wird in einem in einen Bohrungsabschnitt der Rolle einsetzbares Rotorlager sowohl gelagert als auch abdichtend axial geführt. Die Drehung der Rolle bzw. der Rollen wird über Klemmwirkung der Dichtung auf den Rohrabschnitt übertragen, so dass dieser mitgedreht wird. Sobald die thermische Ausdehnung der Rollen wirksam wird, setzt eine axiale Relativbewegung des Rohrabschnittes gegenüber der Dichtung ein. Bei einem Achsenversatz wird diese Relativverschiebung noch überlagert durch eine Art Taumelbewegung.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind beide Rotorlager über ein Mittel, vorzugsweise eine Stange oder eine Hülse, miteinander verbunden, so dass sich eine Baueinheit ergibt, die in einfacher Weise bei der Montage der Rollenlinie in den Bohrungsabschnitt der einen Rolle einsetzbar und in einem zweiten Arbeitsgang der Bohrungsabschnitt der koaxial benachbart gelagerten Rolle von der anderen Seite her aufschiebbar ist. Um die Dichtung des Rotorlagers gegenüber dem Bohrungsabschnitt zu entlasten, wird das Verbindungsmittel zwischen den beiden Rotorlagern elastisch nachgiebig ausgestaltet.

Bei sehr großen Abständen zwischen den beiden koaxial gelagerten Rollen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das elastische Element in zwei Wellenkompensatoren aufzu teilen mit einer dazwischen angeordneten Abstandshülse.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung von in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Fig. 1 in einem Längsschnitt die Endbereiche zweier koaxial benachbart gelagerter innengekühlter Rollen

Fig. 2 in einem vergrößerten Maßstab das erfindungsgemäß ausgebildete Verbindungselement der beiden Kühlkanäle

Fig. 3 im Längsschnitt eine zweite Ausführungsform mit Gegenstrom

Fig. 4 eine Variante von Fig. 3

In Fig. 1 sind in einem Längsschnitt die Endbereiche zweier koaxial benachbart gelagerter innengekühlter Rollen 1, 2 dargestellt. Beide Endbereiche sind als Zapfen 3, 4 ausgebildet, auf denen jeweils ein Wälzlager 5, 5' angeordnet ist. Von außen wird das Wälzlager 5, 5' gestützt durch ein Lagergehäuse 6, 6'. Die offenen Stirnseiten der Wälzlager 5, 5' sind mit je einem Deckel 7, 7' abgedeckt. Der hier nicht näher bezeich nete Kühlkanal des Außenbereiches der Lagergehäuse 6, 6' ist durch ein Blech 8 abgedeckt, damit keine Verunreinigungen in den Kühlkanal fallen können. In jeder Rolle 1, 2 ist ein Kühlkanal 9, 9' vorgesehen, die in erfindungsgemäßer Weise miteinander verbunden sind. Die Einzelheiten dazu sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt.

Fig. 2 zeigt in einem Längsschnitt in vergrößerter Darstellung die Zapfen 3, 4 der beiden Rollen 1, 2. In diesem Ausführungsbeispiel ist in jedem Zapfen 3, 4 ein Bohrungsabschnitt 10, 10' vorgesehen, in das je ein Rotorlager 11, 11' eingesetzt ist. Das eigentliche Kernstück der Erfindung ist die Anordnung einer elastischen Hülse, die beide Kühlkanäle 9, 9' miteinander verbindet. In diesem Ausführungsbeispiel besteht die elastische Hülse aus einem in der Mitte angeordneten Wellenkompensator 12 und je einem rechts und links befestigten Rohrabschnitt 13, 13'. Jeder Rohrabschnitt 13, 13' ist axial verschiebbar und abgedichtet im jeweiligen Rotorlager 11, 11' geführt. Dazu ist in jedem Rotorlager 11, 11' eine Dichtung 14, 14', hier in Form einer Lippendichtung angeordnet, die mit der Außenfläche 17, 17' des jeweiligen Rohrabschnittes 13, 13' zusammenwirkt. Das Rotorlager 11, 11' ist mit einer Dichtung 15, 15' versehen und axial über einen Sprengring 16, 16' gesichert. Vorzugsweise ist der Wellenkompensator 12 aus Edelstahl gefertigt und mittels Schweißen mit den beiden Rohrabschnitten 13, 13' verbunden. Zum einfacheren Einschieben des jeweiligen Rohrabschnittes 13, 13' in die Rotorlager 11, 11' ist der Endbereich des jeweiligen Rohrabschnittes 13, 13' mit einer Fase 18, 18' versehen.

Fig. 3 zeigt wie Fig. 2 in einem Längsschnitt eine zweite Ausführungsform, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet worden sind. Bei Kühlung der Rollen 1, 2 im Gegenstromprinzip wird vergleichbar wie in Fig. 6 der EP 0037549 A1 dargestellt, ein durchgehendes Rohr 19 in den beiden Kühlkanälen 9, 9' angeordnet. Das Rohr 19 erstreckt sich wie in Fig. 3 zu sehen ist, auch durch die elastische Hülse. Die eingetragenen Pfeile 20, 21 zeigen die Richtung des Kühlmediums an, wobei die Richtung auch umkehrbar ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Rotorlager 11, 11' über eine Hülse 22 miteinander verbunden. Dadurch ergibt sich zusammen mit den beiden Rotorlagern 11, 11' und dem Wellenkompensator 12 sowie den beiden Rohrabschnitten 13, 13' eine Baueinheit. Diese Baueinheit vereinfacht die Montage, da sie geschlossen in den Bohrungsabschnitt 10 des hier links liegenden Zapfens 3 eingesteckt und danach der Bohrungsabschnitt 10' des hier rechts liegenden Zapfens 4 über das Rotorlager 11' geschoben werden kann. Um die Dichtung 15, 15' des Rotorlagers 11, 11' gegenüber dem Bohrungsabschnitt 10, 10' bei der thermischen Ausdehnung der Rollen 1, 2 zu entlasten, ist die Hülse 22 vorzugsweise elastisch nachgiebig ausgebildet. Dazu ist mindestens ein Kompensatorelement 23 in der Hülse 22 vorgesehen.

In Fig. 4 ist eine Variante der Ausführung gemäß Fig. 3 dargestellt, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet worden sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Abstand zwischen den beiden Rollen 1, 2 (Fig. 1) besonders groß. Versuche haben ergeben, dass es vorteilhaft ist, statt eines langen Wellenkompensators zwei kurze Wellenkompensatoren 12, 12' anzuordnen.

Dazwischen wird eine steife Abstandshülse 24 gesetzt. Diese Anordnung wirkt wie eine Gelenkwelle, wobei die zwei Wellenkompensatoren 12, 12' das Gelenk bilden.

Bezeichnung

1

,

2

Rolle

3

,

4

Zapfen

5

,

5

' Wälzlager

6

,

6

' Lagergehäuse

7

,

7

' Deckel

8

Abdeckblech

9

,

9

' Kühlkanal

10

,

10

' Bohrungsabschnitt

11

,

11

' Rotorlager

12

,

12

' Wellenkompensator

13

,

13

' Rohrabschnitt

14

,

14

' Lippendichtung

15

,

15

' Dichtung

16

,

16

' Sprengring

17

,

17

' Außenfläche Rohrabschnitt

18

,

18

' Fase

19

Kühlrohr

20

,

21

Richtungspfeil

22

Hülse

23

Kompensatorelement

24

Abstandshülse

Claims

1. Vorrichtung zum Verbinden der Kühlmediumführung koaxial benachbart gelagerter innengekühlter Rollen, insbesondere Strangführungsrollen einer Stahl-Stranggießanlage für Brammen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Mündungsbereich der Kühlmediumführung der einen Rolle (1) und dem der koaxial benachbart gelagerten Rolle (2) eine ein elastisches Element aufweisende Hülse angeordnet ist und die Außenfläche (17, 17') mindestens eines Endbereiches der Hülse eine Dichtfläche bildet, die von einer im Mündungsbereich der Kühlmediumführung angeordneten Dichtung (14, 14') berührt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende des elastischen Elementes an der Mündung der Kühlmediumführung der einen Rolle (1) und das andere Ende an einem Rohrabschnitt (13) befestigt ist und der Rohrabschnitt (13) axial verschiebbar und abgedichtet im Mündungsbereich der koaxial benachbart gelagerten Rolle (2) geführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element zwischen zwei Rollenabschnitten (13, 13') angeordnet ist und mindestens ein Rohrabschnitt (13, 13') axial verschiebbar und abgedichtet im Mündungsbereich einer Rolle (1, 2) geführt ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Endbereich mindestens einer Rolle (1, 2) einen Bohrungsabschnitt (10, 10') aufweist, in dem ein Rotorlager (11, 11'), mit einer Dichtung (15, 15') versehen, einsetzbar ist und in diesem Rotorlager (11, 11') der Rohrabschnitt (13, 13') abdichtend geführt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element als Wellenkompensator (12) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element aus zwei Wellenkompensatoren (12, 12') besteht mit einer dazwischenliegenden Abstandshülse (24).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (14, 14') als Lippendichtung ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (14, 14') aus verschleißfestem Material, vorzugsweise PTFE besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass beide Endbereiche der koaxial benachbart gelagerten Rollen (1, 2) einen Bohrungsabschnitt (10, 10') aufweisen und in jedem Bohrungsabschnitt (10, 10') ein Rotorlager (11, 11') angeordnet ist und beide Rotorlager (11, 11') durch ein Mittel miteinander verbunden sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel eine Stange ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel eine Hülse (22) ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel axial elastisch nachgebend ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel mit mindestens einem Kompensatorelement (23) versehen ist.