DE10109893C1

DE10109893C1 - Device for connecting the cooling medium guide coaxially mounted internally cooled rollers

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

The invention relates to a device for linking the coolant supply pipes of coaxially mounted neighboring rolls comprising ventilated enclosures, especially of strand guide rolls of a steel strand casting installation for billets. A sleeve with an elastic element is disposed between the outlet zone of the coolant supply pipes of the one roll (1) and that of the coaxially mounted neighboring roll (2). The outer surface (17, 17') of at least the end zone of the sleeve is configured as a sealing surface that is contacted by a seal (14, 14') disposed in the outlet zone of the coolant supply pipes.

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.The invention relates to a device for connecting the cooling medium guide coaxially Adjacent, internally cooled rollers, in particular strand guide rollers Steel continuous caster for slabs according to the preamble of the claim 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.A connection of the cooling medium guide coaxially adjacent internally cooled rollers, in particular strand guide rollers of a steel continuous casting plant for slabs is known from EP 0037549 A1. According to Fig. 4, both have coaxially adjacent bearing rollers centrally a cooling channel. To connect the two cooling channels, a pipe section is inserted in the journal of both rollers in a sealed manner. In the counter-flow principle according to FIG. 6 is concentrically arranged a further cooling channel in the form of a continuous tube in the respective cooling channel to do so. The connection of the two first-mentioned cooling channels is carried out in the same way by an inserted, sealed pipe section.

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.The disadvantage of this solution is that an axis offset of the two coaxially adjacent stored roles can not be compensated. In addition, the thermal Expansion of both roles hampered by the rigid bond in the separation area and must be intercepted in the end areas in a complex manner.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Verbinden der Kühlmediumführung koaxial benachbart gelagerter innengekühlter Rollen anzugeben, die die vorgenannten Nachteile nicht aufweist.The object of the invention is a device for connecting the cooling medium guide Specify coaxially adjacent internally cooled rollers, the aforementioned Does not have disadvantages.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen. This task is based on the generic term in conjunction with the characterizing features of claim 1 solved. Advantageous further training are the subject of subclaims.

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.According to the teaching of the invention is between the mouth area Cooling medium guidance of one roller and that of the coaxially adjacent roller arranged a sleeve having an elastic element. The outside surface at least one end region of the sleeve is designed as a sealing surface, which by a in the mouth of the coolant guide arranged seal is touched. This arrangement has the advantage that both the thermal expansion of the rollers as well as an offset of the roller axes can be caught. In a first simple embodiment there is an end of the elastic element at the mouth of one roller and the other end attached to a pipe section, the pipe section axially displaceable and sealed in the mouth area of the coaxially adjacent roller is guided. The elastic element is preferably designed as a wave compensator and the Pipe section is insertable into a bore section of the roll Rotor bearings are both supported and axially sealed. The rotation of the roll or the rollers is about the clamping effect of the seal on the pipe section transmitted so that it is also rotated. Once the thermal expansion of the Rolling takes effect, sets an axial relative movement of the pipe section towards the seal. With an axis offset, this relative displacement still overlaid by a kind of wobble.

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.According to a further feature of the invention, both rotor bearings are connected by one means, preferably a rod or a sleeve, connected to each other so that a Unit results in a simple manner in the assembly of the roller line in the Bore section of a roller can be used and in a second operation Bore section of the coaxially adjacent roller from the other side can be postponed. Around the seal of the rotor bearing opposite the bore section to relieve the load, the connecting means between the two rotor bearings becomes elastic compliant.

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.In the case of very large distances between the two coaxially mounted rollers, this is the case proven to be advantageous to open the elastic element in two wave compensators share with a spacer located between them.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung von in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:Further features, advantages and details of the invention result from the following description of embodiments shown in a drawing. Show it:

Fig. 1 in einem Längsschnitt die Endbereiche zweier koaxial benachbart gelagerter innengekühlter Rollen Fig. 1 in a longitudinal section, the end regions of two coaxially adjacent internally cooled rollers

Fig. 2 in einem vergrößerten Maßstab das erfindungsgemäß ausgebildete Verbindungselement der beiden Kühlkanäle Fig. 2 on an enlarged scale the connecting element designed according to the invention of the two cooling channels

Fig. 3 im Längsschnitt eine zweite Ausführungsform mit Gegenstrom Fig. 3 in longitudinal section a second embodiment with counterflow

Fig. 4 eine Variante von Fig. 3 Fig. 4 shows a variant of 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.In Fig. 1, the end regions of two coaxially adjacent internally cooled rollers 1 , 2 are shown in a longitudinal section. Both end regions are designed as pins 3 , 4 , on each of which a roller bearing 5 , 5 'is arranged. The roller bearing 5 , 5 'is supported from the outside by a bearing housing 6 , 6 '. The open end faces of the roller bearings 5 , 5 'are each covered with a cover 7 , 7 '. The cooling channel of the outer region of the bearing housings 6 , 6 ', which is not designated in more detail here, is covered by a sheet metal 8 , so that no contaminants can fall into the cooling channel. In each roll 1 , 2 , a cooling channel 9 , 9 'is provided, which are connected to one another in the manner according to the invention. The details of this are shown in FIGS. 2 and 3.

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. 2 shows in a longitudinal section in an enlarged illustration the pins 3, 4 of the two rollers 1, 2. In this exemplary embodiment, a bore section 10 , 10 'is provided in each pin 3 , 4 , in each of which a rotor bearing 11 , 11 ' is inserted. The actual core of the invention is the arrangement of an elastic sleeve which connects the two cooling channels 9 , 9 'to one another. In this exemplary embodiment, the elastic sleeve consists of a shaft compensator 12 arranged in the middle and a pipe section 13 , 13 'fastened to the right and left. Each tube section 13 , 13 'is axially displaceable and sealed in the respective rotor bearing 11 , 11 '. For this purpose, a seal 14 , 14 ', here in the form of a lip seal, is arranged in each rotor bearing 11 , 11 ', which interacts with the outer surface 17 , 17 'of the respective tube section 13 , 13 '. The rotor bearing 11 , 11 'is provided with a seal 15 , 15 ' and secured axially via a snap ring 16 , 16 '. The shaft compensator 12 is preferably made of stainless steel and connected to the two pipe sections 13 , 13 'by means of welding. The end region of the respective pipe section 13 , 13 'is provided with a chamfer 18 , 18 ' for easier insertion of the respective pipe section 13 , 13 'into the rotor bearings 11 , 11 '.

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. Fig. 3 shows as Fig. 2 in a longitudinal section a second embodiment, have been being used for identical parts the same reference numerals. When the rollers 1 , 2 are cooled according to the countercurrent principle, a continuous tube 19 is arranged in the two cooling channels 9 , 9 'in a manner comparable to that shown in FIG. 6 of EP 0037549 A1. As can be seen in FIG. 3, the tube 19 also extends through the elastic sleeve. The arrows 20 , 21 shown indicate the direction of the cooling medium, the direction also being reversible. In this exemplary embodiment, the two rotor bearings 11 , 11 'are connected to one another via a sleeve 22 . This results in a structural unit together with the two rotor bearings 11 , 11 'and the shaft compensator 12 and the two pipe sections 13 , 13 '. This structural unit simplifies the assembly, since it is inserted closed into the bore section 10 of the pin 3 lying here on the left and then the bore section 10 'of the pin 4 lying here on the right can be pushed over the rotor bearing 11 '. In order to relieve the seal 15 , 15 'of the rotor bearing 11 , 11 ' relative to the bore section 10 , 10 'during the thermal expansion of the rollers 1 , 2 , the sleeve 22 is preferably designed to be elastically flexible. For this purpose, at least one compensator element 23 is provided in the sleeve 22 .

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. FIG. 4 shows a variant of the embodiment according to FIG. 3, the same reference numerals being used for the same parts. In this embodiment, the distance between the two rollers 1 , 2 ( Fig. 1) is particularly large. Tests have shown that it is advantageous to arrange two short wave compensators 12 , 12 'instead of one long wave compensator.

Dazwischen wird eine steife Abstandshülse 24 gesetzt. Diese Anordnung wirkt wie eine Gelenkwelle, wobei die zwei Wellenkompensatoren 12, 12' das Gelenk bilden. A rigid spacer sleeve 24 is placed in between. This arrangement acts like a cardan shaft, the two shaft compensators 12 , 12 'forming the joint.

description

11

, .

22

Rolle
role

33

, .

44

Zapfen
spigot

55

, .

55

' Wälzlager
' Roller bearing

66

, .

66

' Lagergehäuse
'' Bearing housing

77

, .

77

' Deckel
'Cover

88th

Abdeckblech
Cover plate

99

, .

99

' Kühlkanal
'' Cooling channel

1010

, .

1010

' Bohrungsabschnitt
'' Bore section

1111

, .

1111

' Rotorlager
'' Rotor bearings

1212

, .

1212

' Wellenkompensator
'' Wave compensator

1313

, .

1313

' Rohrabschnitt
'' Pipe section

1414

, .

1414

' Lippendichtung
'' Lip seal

1515

, .

1515

' Dichtung
' Poetry

1616

, .

1616

' Sprengring
'' Snap ring

1717

, .

1717

' Außenfläche Rohrabschnitt
'' Pipe section outer surface

1818

, .

1818

' Fase
'Bevel

1919

Kühlrohr
cooling pipe

2020

, .

2121

Richtungspfeil
arrow

2222

Hülse
shell

2323

Kompensatorelement
compensator

2424

Abstandshülse
spacer

Claims

1. Device for connecting the coolant guide coaxially adjacent internally cooled rollers, in particular strand guide rollers of a steel continuous casting system for slabs, characterized in that between the mouth of the cooling medium guide of a roller ( 1 ) and that of the coaxially adjacent roller ( 2 ) a an elastic Element having a sleeve is arranged and the outer surface ( 17 , 17 ') of at least one end region of the sleeve forms a sealing surface which is touched by a seal ( 14 , 14 ') arranged in the mouth region of the cooling medium guide.

2. Device according to claim 1, characterized in that one end of the elastic element at the mouth of the cooling medium guide of a roller ( 1 ) and the other end is attached to a pipe section ( 13 ) and the pipe section ( 13 ) axially displaceable and sealed in Mouth area of the coaxially adjacent roller ( 2 ) is guided.

3. A device according to claim 1, characterized in that the elastic element between two roller sections (13, 13 ') is arranged and at least one pipe section (13, 13') axially displaceable and sealed in the mouth region of a roll (1, 2) is guided ,

4. Device according to claims 1-3, characterized in that the end region of at least one roller ( 1 , 2 ) has a bore section ( 10 , 10 ') in which a rotor bearing ( 11 , 11 ') with a seal ( 15 , 15 ') is provided, can be used and the tube section ( 13 , 13 ') is sealingly guided in this rotor bearing ( 11 , 11 ').

5. Device according to one of claims 1-4, characterized in that the elastic element is designed as a wave compensator ( 12 ).

6. Device according to one of claims 1-5, characterized in that the elastic element consists of two shaft compensators ( 12 , 12 ') with an intermediate spacer sleeve ( 24 ).

7. Device according to one of claims 1-6, characterized in that the seal ( 14 , 14 ') is designed as a lip seal.

8. The device according to claim 7, characterized in that the seal ( 14 , 14 ') consists of wear-resistant material, preferably PTFE.

9. The device according to claim 4 and 6, characterized in that both end regions of the coaxially adjacent rollers ( 1 , 2 ) have a bore section ( 10 , 10 ') and in each bore section ( 10 , 10 ') a rotor bearing ( 11 , 11 ') is arranged and the two rotor bearings ( 11 , 11 ') are connected to one another by means.

10. The device according to claim 9, characterized, that the remedy is a stick.

11. The device according to claim 9, characterized in that the means is a sleeve ( 22 ).

12. The device according to claim 10 and 11, characterized, that the means is designed to be axially elastically yielding.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the means is provided with at least one compensator element ( 23 ).