DE1993911U - Vorrichtung zum kuehlen und/oder schmieren einer walze od. dgl. - Google Patents

Description

■■■P.A. 401938*11.7.61

Akte: 68-20-46

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Patentanwalt '"

4Dösselctorf
Aa Wehrhahn 77/Ir.

The Steel Company of Wales Limited, a British Company, of Abbey Works, Port Tal "bot,. Glamorgan, South Wales

Vorrichtung zum Kühlen und/oder Schmieren einer Walze oä.«i? dgl.

Gegenstand der vorliegenden !feuerung ist eine Vorrichtung zum Kühlen und Schmieren von Walzen und.ähnlichen Einrichtungen. Es handelt sich dabei um Walzen, wie sie Toeim Warm- oder Kaltwalzen von Metallen Verwendung finden und die beim Gebrauch unter Umständen so heiß werden können, daß die Oberfläche der Walzen zerstört wird. Obwohl sich die !Teuerung vornehmlich mit der Kühlung von Walzen befaßt, ist es selbstverständlich;, daß die neuerungsgemäße Vorrichtung auch zur Kühlung oder Schmierung jeder anderen kontinuierlich oder intermitlerend bewegten Oberfläche verwendet werden kann»

Es ist bekannt, daß bei einer Arbeitswalze eines Warmwalzwerkes, die im Betrieb nicht ausreichend gekühlt wird, die Oberfläche der Walze unter.Umständen so heiß werden kann, daß sie zerstört wird. Bisher wurden die Oberflächen der Walzen durch übersprühen mit Wasser gekühlt« Trotzdem treten immer wieder Beschädigungen oder Zerstörungen der Walzenober-

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flächen auf_; und es wird angenommen, daß die schlechte Kühlung dadurch hervorgerufen wird, daß die Wassertropfen mit hoher G-eschwindigkeit von der Walzenoloerfläche abprallen, "bevor ein nennenswerter Kühlungseffekt erreicht ist. Außerdem kann sich eine Dampf schicht auf der Walzenoberfläche bilden, die als isolierende Schicht zwischen der Oberfläche der Walze und dem über die Walze gesprühten Wasser wirkt„

Außerdem wurde festgestellt, daß beim Besprühen eines im Betrieb befindlichen Warmwalz©£twerkes mit Wasser ein beträchtlicher Anteil des versprühten Wassers von der Yialze abprallt und in die Walzenlager gerät, wobei er einen großen Anteil von Zunder mitreißt, der von der gerade bearbeiteten heiß/en Metallplatte stammt. Dieser Zunder neigt dazu, sich mit dem Öl in den Lagern zu Vermischen, was einen erheblich beschleunigten Verschleiß der Lager zur iolge hat«

Gegenstand der vorliegenden Neuerung ist eine Torrichtung zum Kühlen und/oder Schmieren einer Walze oder dgl., bei der die oben erwähnten Nachteile vermieden werden. Die Vor- . richtung ist gekennzeichnet durch einen sich mindestens über einen Teil der Walzenlänge erstreckenden Kühlkörper, der an die Walze andrückbar ist und auf der der Walze zugekehrten Seite mit einer sich beim Andrücken an die Walze an diese anlegenden Polsterauflage versehen ist, wobei in der Polsterauflage und wahlweise im Kühlkörper selbst, an eine Hüssigkeitszuleitung anschließbare Rillen oder Kanäle angeordnet sind, die offen in der Oberfläche der Polsterauflage liegen und so angeordnet sind, daß bei an die Walze angedrücktem Kühlkörper, die in den Rinnen oder Kanälen

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strömende Flüssigkeit sich in direktem Kontakt mit der Walzenoberfläche "befindet.

Dabei kann sich der Kühlkörper über die ganze Länge der Walze erstrecken, wobei mit "Länge" die Ausdehnung der Walzen in Richtung ihrer Rotationsachse gemeint ist»

Vorzugsweise besitzt der Kühlkörper eine in Längsrichtung verlaufende gekrümmte Grundplatte, auf deren konvexer Oberfläche in Längsrichtung verlaufende Zuleitungen angeordnet sind» An der konkaven Oberfläche der ffrundplatte können vier in Längsrichtung verlaufende Polsterstreifen so angeordnet sein, daß durch sie zwei Reihen von Rinnen oder Kanälen gebildet werden. Hierbei kann jede dieser Reihen durch eine Anzahl von quer-zu den in Längsrichtung verlaufenden Polsterstreifen angeordneten JPolsterzwischenstreifen wiederum in mehrere Abteilungen unterteilt sein. Diese JPolsterzwischenstreifen sind so gestaltet, daß sie sich der Walzenoberflache anpassen. Innerhalb jeder der Reihen können eine Anzahl von in Längsrichtung verlaufenden Wischerblättern angeordnet sein. Weiterhin ist es zweckmäßig., wenn die Rinnen oder Kanäle einer Reihe^ sich bogenförmig über einen solchen Bereich der Breite des Kühlkörpers erstrecken, daß sie direkt an je zwei benachbarte der im Kühlkörper angeordneten, in Längsrichtung verlaufenden Zuleitungen anschließen ο Dadurch wird eine besonders einfache Zuführungsart für die Kühlflüssigkeit erreicht. Um.sie den Rinnen oder Kanälen zuzuführen, kann die Grundplatte mit einer Anzahl von Ein- und Auslaßöffnungen für die Rinnen oder Kanäle versehen sein, die so angeordnet sind, daß innerhalb jeder Reihe eine Zu-

leitung mit den Einlaßöffnungen, die andere Zuleitung mit den Auslaßöffnungen verbunden ist» Auf diese Weise strömt die Bühlflüssigkeit durch die Zuleitung und die Einlaßöffnungen in die Rinnen, fließt von einem Ende einer Rinne^ zum anderen und strömt dann durch die Ausiaßöffnungen und eine Abflußleitung aus der Vorrichtung heraus<> Die Hinnen können zwischen einer Zuführung- und einer Abführungsleitung parallel miteinander verbunden sein» Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist insbesondere die eines mechanischen Kratzers oder Schabers und diese Wirkung wird noch durch die erwähnten, in Längsrichtung angeordneten Wischerblätter unterstützt. Diese Wischerblätter schaben jede Dampfschicht, die sich während des Kühlens mit Hilfe eines in den Rinnen fließenden Wasserstromes bilden könnte von der Oberfläche der Walze herunter. Es wurde festgestellt, daß dieses Merkmal der Heuerung, nämlich der durch Schaben erzwungene Wärmeübergang einen besonders hohen Wirkungsgrad beim Kühlen zur 1ölge hat.

Die am Kühlkörper angeordnete SOlsterauflage kann aus Kunststoff bestehen, wobei sich die Verwendung eines Polyamids, beispielsweise Mylon 66 als besonders vorteilhaft erwieseil hat.

Zur Erzeugung des Kontaktdruckes zwischen Kühlkörper und Walze können ledern dienen, die den Kühlkörper in anliegendem Kontakt mit der Walze halten«

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel für. den Gegenstand der Heuerung anhand der beigefügten liguren näher beschrieben. Es handelt sich bei dem Ausführungsbeispiel um die Anwendung der neuerungsgemäßen Vorrichtung auf die

Arbeitswalze eines Warmwalzwerkes, wie es zur Herstellung von Stahlband verwendet wird,

Fig» 1 ist eine perspektivische Ansicht der Kühlvorrichtung gesehen von der der Walze abgewandten Seite her, 'fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Seitenansicht der Arbeitswalze mit der neuerungsgemäßen Kühlvorrichtung <, Fig. 3 ist eine Aufsicht auf den Kühlkörper von der Walze her gesehen«,

Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Idnie 4-4 aus Fig. 3 Bach Fig. 2 enthält das Walzwerk ein Paar Arbeitsrollen 10 und 10 % die auf ein Stahlband 11 einwirken, dag zwischen den Walzen 10 und 10^! hindurch in der durch den Pfeil angezeigten Sichtung bewegt wird. Die Arbeitswalzen 10 und 10' werden durch eine Stützwalze 12 belastet= In der Nähe der Arbeitswalze ist ein Stativ 13 angeordnet, das einen Auslegerarm 14 besitzt, der ein Führungsteil 15 trägt, das in ■Richtung vom Stativ 13 weg auf die zylindrische Oberfläche der ArbeitsEOlle 10 hin ausgerichtet ist, so daß wenn das Stahlband 11 beim Durchtritt zwischen den Yifalzen 10 und 10^! an der Oberfläche der Arbeitswlaze 10 hängen bleiben sollte, es durch das Führungsteil 15 in seine normale Bewegungsrichttung zurückgeführt wird.

Das Stativ 13 trägt oberhalb des Auslegerarmes 14 ein Paar durch einen Zwischenraum voneinander getrennte Halterungselemente 20, die in der Iahe der äußeren Enden der Arbeitswalze 10 angeordnet sind! Jedes dieser Halterungselemente trägt eine Halterungslasche 21, an der ein rechteckiges Gehäuse 22 angeordnet ist, das aus einem Paar eineji Zwischen-

raum einschließenden Seitenwänden 23, verbunden mit einem Paar Stirnwänden 24 gebildet wird. Jede der Stirnwände 24 ist mit einer Bohrung versehen, durch die ein längerer Bolzen^'geführt ist. In dem Gehäuse. 22. ist eine Feder 26 zwischen der rückseitigen Stirnwand 24^f und einem, auf dem Bolzen 25 innerhalb des Gehäuses aufsitzenden Anschlag 27 angeordnet.

Am vorderen Ende des Bolzens 25 ist als langes, bogenförmig gekrümmtes Bauteil der Kühlkörper 30 angeordnet und der Bolzen 25 ist an seinem rückseitigen Ende mit einem 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 25 wirkenden ]?ede-r belastung erlaubt und damit die auf den Kühlkörper 30 wirkende Torspannung einstellbar ist, die diesen in anliegendem Kontakt mit der Arbeitswalze 10 hält.

An dem Kühlkörper 30 sind vier rechteckförmigen Querschnitt besitzende Zuleitungen .31, 32, 33 und 34 angeordnet. Diese Zuleitungen erstrecken sich entlang der Längsrichtung des Kühlkörpers30 und werden jeweils durch e'in U-schienenförmiges Bauteil 35 (siehe fig. 4) und eine Grundplatte 38 gebildet. Die Zuleitungen 31 und 33 sind jeweils mit Einlaßrohren 36 versehen, die an den beiden Enden des Kühlkörpers 30 angeordnet sind. Jede der Zuleitungen 32 und 34 ist mit Äuslaßrohren 37 versehen, wobei jedes der Auslaßrohre 37 am entgegengesetzten Ende des Kühlkörpers^ wie das zu ihm gehörende Einlaßrohr 36 angeordnet ist.

Die Zuleitungspaare 31, 3.2 und. 3-3, 34 dienen zur Zuführung und Abführung der Kühlflüssigkeit zu einer Reihe von Kinnen oder Kanälen 40, die in der der Arbeitswalze 10. zugewandten !lache des Kühlkörpers 30 angeordnet and. 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 Auslaßliitung 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 der Rinne 40 durch die Austrittsöffnung 43 in die Leitung 32 und dann durch das Ausflußrohr 37 aus dem Kühlkörper 30 hinaus. In den Rinnen oder Kanälen 40 sind jeweils vier in Längsrichtung angeordnete Wischerialätter 45 vorgesehen, deren Zweck Weiter untenbeschrieben wird.

Bei der Inbetriebnahme der Vorrichtung wird der Kühlkörper mit Hilfe des Anschlages 27 so eingestellt, bis die Polsterstreifen 41, 44 und die Wischerblätter 45 an 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 ζ, B„ unter dem Handelsnamen "Polypenco"-i^ylon 66" im Handel erhältlich ist.

Im Betrieb wird den Rinnen "find Kanälen 40 Wasser zugeführt, das in dem Raum der durch die Oberfläche der Walze, die Polsterstreifen 41 und die Grundplatte 38 des Kühlkörpers 30 gebildet wird, zirkuliert. Durch das im Kontakt mit der Oberfläche der Walze 10 befindliche Wasser wird eine intensive Kühlung der Oberfläche der Walze erreicht» Die Wischerblätter 45 bexnrirken einen Schabeeffekt 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 sofort₇und 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 llüssigkeit 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 darstellte

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 Walzendurehmesser angepaßt werden muß»

Die Unterschiede in den Durchmessern bei verschiedenen Walzen können leicht durch die Elastizität der Polsterauflage 41» und die Vorspannung der 'federn 26 aufgefangen werden»

S chutzansprüche.

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Claims (11)

RA.401938*117.68' Schutzanpsrüche

1. Vorrichtung zum Kühlen und/oder Schmieren einer Walze oder dgl. gekennzeichnet durch einen, sich mindestens über einen Teil der Walzenlänge erstreckenden Kühlkörper (30) der an die Walze (10) andrückbar ist und auf der der Walze (10) zugekehrten Seite mit einer, sich beim Andrücken an die Walze (10) an diese anlegenden Polsterauflage (41, 44) versehen ist, wobei in der Polsterauflage (41, 44) und wahlweise im Kühlkörper (30) selbst an eine Flüssigkeit s zuleitung (31, 32, 33₅ 34) anschließbare Binnen oder Kanäle (40) angeordnet sind, die offen in der Oberfläche der Polsterauflage (41)(44)fliegen und so angeordnet sind, daß bei an die Walze (10) angedrücktem Kühlkörper (30) die in den Rinnen oder Kanälen (40) strömende Flüssigkeit sich in direktem Küntakt mit der Walzenoberfläche befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß sich der Kühlkörper (30) über die ganze Länge der Walze (10) erstreckt»

3« Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (30) eine in Längsrichtung verlaufende gekrümmte G-rundplatte (38) besitzt, auf deren Ibnvexer Oberfläche in Längsrichtung verlaufende Zuleitungen (31) 32.,' 33? 34) angeordnet sind»

4· Vorrichtung nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, daß an der konkaven Oberfläche der Grundplatte (3$) vier in Längsrichtung verlaufende jBolsterstreifen (41) so angeordnet sind, daß durch sie zwei Reihen von Rinnen oder Kanälen (40) gebildet werden=

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5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Reihen (40) durch eine Anzahl von quer zu den in Längsrichtung verlaufenden Polsterstreifen (41) angeordneten Polsterzwischenstreif en (44) in. mehrere Abteilungen unterteilt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5? dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der Reihen (40) eine Anzahl von in Iiängsrichtung verlaufenden Wischerblättern (45) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 "bis 6, dadurch gekennzeichnet/ daß die Rinnen oder Kanäle (40) einer Reihe sich bogenförmig über einen solchen Bereich der Breite des Kühlkörpers (30) erstrecken, daß sie direkt an je zwei benachbarte (3I₅ 32 bzw. 33, 34) der im Kühlkörper (30) angeordneten in Iiängsrichtung verlaufenden Zuleitungen anschließen ο

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (38) mit einer Anzahl von Bin- und Auslaßöffnungen (42, 43) für die Rinnen oder Kanäle (40) versehen ist, die so angeordnet sind, daß innerhalb jeder Reihe (40) eine Zuleitung mit den Einlaßöffnungen (42), die andere Zuleitung mit den Auslaßöffnungen (43) verbunden ist. ;

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Polsterauflage (41? 44) aus Kunststoff besteht.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 9₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Polsterauflage aus einem Polyamid besteht.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Kontaktdruckes zwischen Kühlkörper (30) und Walze (lO) Federn (26) dienen»