DE2315512A1

DE2315512A1 - Gleit-gelenklager fuer kippbare konverter

Info

Publication number: DE2315512A1
Application number: DE2315512A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1972-03-28
Filing date: 1973-03-28
Publication date: 1973-10-04
Also published as: US3887248A; IT981693B; GB1376569A; FR2178139A1; AT325081B; BE797381A; SE414052B; JPS497633A; FR2178139B1

Description

Vereinigte österreichische Eisen-

und Stahlwerke Aktiengesellschaft

in Linz, Österreich

Gleit-Gelenklager für kippbare Konverter

Die Erfindung betrifft ein Gleit-Gelenklager für kippbare Konverter mit Gleitelementen, vorzugsweise aus Kunststoff, die in Ausnehmungen eines zwischen dem Innenring und dem Außenring des Gelenklagers vorgesehenen Käfigs befestigt sind, wobei die Gleitelemente im Käfig durch besondere Mittel, z. B. Stützringe aus Metall, gefaßt sind, und der Innenring auf den Gleitflächen der Gleitelemente aufliegt.

Konverter werden zur Herstellung von Stahl aus flüssigem Roheisen unter Verwendung von Sauerstoff als Prischmittel verwendet. Man ist bestrebt, aus Gründen einer rationellen Stahlproduktion die Kapazität der Konverter möglichst groß zu machen. Es gibt heute Anlagen, die 300 t flüssiges Metall aufnehmen können, und es ist vorgesehen, Konverter für ein Abstichgewicht bis zu 500 t zu bauen. Bei so großen Konvertern betragt das Gesamtgewicht des feuerfest ausgekleideten Frischgefäßes einschließlich des Stahls mehr als 1300 t, welches Gewicht von den Lagern aufgenommen werden muß. Von der Lagerkonstruktion ist also zu verlangen, daß sie hohe Radialbelastungen aufnimmt. Infolge hoher Wärmebelastung kann auch eine Verformung der Kipp- bzw. Tragzapfen auftreten, wodurch es zu einer Taumelbewegung kommt, die bei jeder Um-

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drehung vom Lager aufgenommen werden muß. Weitere Aufgaben, die eine Lagerkonstruktion zu erfüllen hat, sind durch Längsverschiebungen in axialer Richtung und damit verbundene Axialkräfte bedingt; infolge von Temperaturschwankungen im Konverter ergeben sich je nach Konvertergröße Längsverschiebungen in der Tragzapfenachse in der Größenordnung von mehreren Zentimetern. Um diese Verschiebungen aufnehmen zu können, muß die Lagerkonstruktion ein Loslager aufweisen, das so ausgebildet ist, daß die bei Längsverschiebung auftretenden Kräfte beherrscht werden können und somit die Lagerkonstruktion nicht gefährden. Eine Längsverschiebung kann sowohl während des Kitspens des Konverters als auch im Stillstand auftreten. Schließlich ist eine der wichtigsten Anforderungen an ein Konverterlager, daß es bei einem Schadensfall rasch ausgewechselt werden kann. Hierfür ist Voraussetzung, daß das Lager mehrteilig ausgebildet ist.

Die aufgezeigten Anforderungen werden im wesentlichen durch eine Lagerkonstruktion erfüllt, wie sie in der österreichischen Patentschrift Nr. 274.870 beschrieben ist. Diese Lagerkonstruktion sieht Pendelrollenlager vor, wobei der Innenring des Loslagers auf dem Kippzapfen starr befestigt und der Außenring in einer Schiebebüchse gelagert ist, die gegenüber dem das gesamte Lager umschließenden Gehäuse axial verschiebbar ist. Zwischen der Schiebebüchse und dem Gehäuse kann eine Schonbüchse vorgesehen sein, die aus härterem Material besteht als die Schiebebüchse.

Die Lagerkonstruktion nach der österreichischen Patentschrift Nr. 274.870 erscheint jedoch insoforne verbesserungsbedürftig als die Bauhöhe des Pendelrollenlagers verhältnismäßig groß ist ι weiters ist die Schiebebüchse ein gesonderter Bauteil, der mit dem aus gehärtetem Stahl gefertigten Außenring verbunden werden muß, wodurch die Bauhöhe bzw. der Außendurchmesser der Lagerkonstruktion weiter vergrößert wird und das

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Gewicht etwa mit dem Quadrat des Lagerdurchmessers steigt· auch ist die Tragfähigkeit des Pendelrollenlagers relativ klein, weil zwischen den Rollen und dem Innenring bzw. Außenring die Last nur auf einer Linie übertragen wird; da Pendelrollenlager vollständig aus gehärtetem Stahl hergestellt werden, sind die Lager, insbesondere die Rollen, empfindlich gegen schwere Stoßbeanspruchungen, wie sie im Stahlwerksbetrieb häufig auftreten und zu Rollenbrüchen führen; Pendelrollenlager müssen sehr sorgfältig gewartet werden, d.h. es ist für eine ausreichende Schmierung der Rollen zu sorgen; auch sind Pendelrollenlager an und für sich sehr teure Bauelemente.

Es ist bereits bekannt, anstelle von Pendelrollenlagern Gelenk-Gleitlager mit eingesetzten Gleitplatten aus Kunststoff zu verwenden. Diese Kunststoff-Gleitplatten sind so in Ausnehmungen eines zwischen dem Innenring und dem Außenring vorgesehenen Käfigs angeordnet, daß der Innenring nur auf den Gleitflächen der Kunststoff-Gleitplatten aufliegt, wobei die Gleitplatten an den überstehenden Teilen durch besondere Mittel, beispielsweise Ringe oder dgl, gefaßt sind (deutsches Gebrauchsmuster Nr. 71 39 Ί76).

Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorteile dieser beiden bekannten Lagerkonstruktionen zu vereinigen und eine verbesserte Lagerkonstruktion zu schaffen, die mit einer kleineren Anzahl von Teilen auskommt, wobei diese Teile so ausgebildet sein sollen, daß die Wärmeabfuhr vom Zapfen in radialer Richtung zum Lagergehäuse hin verbessert und überdies eine geringere Bauhöhe erreicht wird. Außerdem sollen die Herstellungskosten wesentlich vermindert werden.

Die Erfindung besteht bei dem eingangs definierten Gleit-Gelenklager darin, daß der vorzugsweise aus einem unlegierten, vergüteten Kohlenstoffstahl mit einer Festigkeit von 55 bis

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70 kp/mm hergestellte Außenring als Schiebebüchse ausgeführt ist, so daß das Gelenklager innerhalb des Lagergehäuses axial verschiebbar ist. Die Vereinigung der Schiebebüchse mit dem Außenring des Gelenklagers zu einem einzigen Bauteil ist nur dann zweckmäßig, wenn - im Vergleich zu gehärteten Rollenlagern - die Festigkeit (Härte) des Außenringes vermindert wird. Bei Gelenklagern mit Kunststoff-Gleitplatten wird durch die Vergrößerung der sphärischen Tragfläche gegenüber Wälzlagern eine hohe Traglast aufgenommen, so daß man hier nur den Innenring aus gehortetem, verschleißfestem Stahl herstellen muß, während beim Außenring mit einem wesentlich weicheren Material das Auslangen gefunden werden kann. Daher kann der Außenring als Schiebebüchse fungieren, wobei zweckffiäßigerweise deren Gleitfläche gegenüber den Kunststoff--Gleitplatten vergrößert, d.h. verbreitert wird. Eine verbreiterte Gleitfläche der Schiebebüchse verbessert auch die Wärmeabfuhr vom Zapfen auf das Lagergehäuse.-

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß im Außenring Bolzen oder Stifte aus gut wärmeleitendem Material, z.B. Kupfer, eingebettet sind, welche in die Gleitelemente hineinragen und sich bis zur Gleitfläche der Schiebebüchse erstrecken.

Die Gleitfläche der Schiebebüchse kann aus einem Gleitwerkstoff, z.B. Bronze, bestehen, wobei der Gleitwerkstoff vorzugsweise durch Auftragsschweißung fugenlos mit dem Außenring (der Schiebebüchse) verbunden ist.

Die Erfindung wird an Hand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Pig. 1 zeigt einen Konverter mit seiner Lagerkonstruktion im Aufriß. Pig. 2 ist ein Vertikalschnitt durch das Loslager und Fig. 3 eine ähnliche Darstellung für eine weitere AuSführungsform nach der Erfindung.

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In Fig. 1 ist mit 1 der in einem Tragring 2 befestigte Konverter bezeichnet. Am Tragring 2 sind die Dreh- bzw. Kippzapfen 3 und 4 befestigt, welche in den Lagern 5 und 6 gelagert sind. Mit 5 ist das Loslager und mit 6 das Pestlager bezeichnet. 7 und 8 sind Ständer, auf denen die Lager 5, 6 montiert sind.

Das Loslager 5 nach der Erfindung ist in Pig. 2 dargestellt. Es besteht im einzelnen aus dem Lagerfuß 9, dem Lagerdeckel 10, den Seitendeckeln 11, den Dichtungen 12, dem Innenring 13 und dem Außenring I¹I. Der Außenring I¹J ist zweckmäßigerweise aus einem unlegierten, vergüteten Kohlenstoffstahl mit einer Festigkeit von 55 bis 70, vorzugsweise 55 bis 60

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kp/mm , hergestellt und erfindungsgemäß als Schiebebüchse ausgebildet, während der Innenring - ähnlich wie bei Wälzlagern - aus einem gehärteten, verschleißfesten Stahl hergestellt ist. Mit 15 ist eine im Ausführungsbeispiel vorgesehene Schonbüchse bezeichnet, die mit dem Lagerdeckel 10 fest verbunden ist. Der Kippzapfen 3 ist also mit dem Gelenklager in Achsrichtung gleitbar. Der Außenring 1Ί weist beidseitig die Schiebebüchse vergrößernde Ansätze A auf. Der Außenring 1Ί hat auf der Innenseite einen z.B. aus dem gleichen Werkstoff hergestellten Käfig 16, welcher Gleitplatten 23, z.B. aus Kunststoff, trägt.

Um den verbreiterten Außenring Ik des Loslagers gegenüber der Schonbüchse 15 vor dem Verdrehen zu sichern, sind axiale Nuten 17 mit darin eingefügten Paßfedern 18 vorgesehen. Weiters sind in Umfangsrichtung verlaufende, nicht dargestellte Nuten zur Einbringung eines Schmiermittels zwischen Außenring (Schiebebüchse) 1Ί und Schonbüchse 15 vorhanden. Am Ende des Zapfens 3 sind Deckel IP, 20 aufgesetzt, die auch als zusätzliche Befestigung des Innenringes 13 fungieren.

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Die Gleitplatten 23 haben eine zylindrische Form und sind innerhalb des Käfigs 16 durch Stützringe 26, welche vorzugsweise aus einem Bronzewerkstoff gefertigt sind, gehalten. Zweckmäßigerweise ist die axiale Erstreckung der Gleitplatten 23 etwas größer als die der Stützringe 26 und zwar etwa um das Maß des Nachgebens der Gleitplatten 23 unter Belastung des Lagers, so daß die Stützringe 26 auch an der Lastübertragung teilnehmen. Die Gleitplatten 23, die mit der Mantelfläche des sphärischen Innenringes 13 zusammenwirken, sind somit vollständig umfaßt, so daß auch bei höheren Temperaturen - bei Verwendung von Kunststoff - kein Kriechen oder Fließen eintreten kann. Zum besonderen Schutz der Gleitplatten 23 sind noch Dichtungen 2*1 zu beiden Seiten des Außenringes vorgesehen.

Durch die Vereinigung von Schiebebüchse und Außenring zu einem integralen Bauteil 14 wird nicht nur die Herstellung des gesamten Lagers wesentlich verbilligt und die Bauhöhe in beträchtlichem Maß verkleinert, sondern auch die Wärmeabfuhr vom Zapfen 3 nach außen zum Gehäuse hin stark verbessert, so daß die Temperatur der Gleitplatten 23, wenn sie z.B. aus Kunststoff gefertigt wird, ohne Schwierigkeiten unter der bei diesem Werkstoff maximalen zulässigen Temperatur von etwa 150° C gehalten werden kann. Die verbesserte Wärmeabfuhr ist im wesentlichen auf die Verringerung der Anzahl der Trennfugen zwischen dem Zapfen 3 und dem Lagerdeckel 10 bzw. Lagerfuß 9 zurückzuführen.

Zur Verbesserung der Wärmeabfuhr sind bei dem Ausführungsbeispiel in Pig. 3 im Außenring 14 des Loslagers mehrere Bolzen bzw. Stifte 25 derart eingesetzt, daß ihr unteres Ende in einem Abstand von der Innenfläche der Gleitplatten 23 endigt. Diese Bolzen 25 sind aus einem gut wärmeleitenden Material, z.B. Kupfer, hergestellt und leiten die Wärme aus dem Innenring 13 unmittelbar an die Oberfläche des als Schiebebüchse

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ausgebildeten Außenringes 14. Die QleitflSehe des Außenringes 14 kann auch aus einem Bronae-Gleitflietail 27 bestehen, welches zur Vermeidung einer Trennfugö ZWeekttSftigerWeise durch Auftragesöhweißung aufgebracht und mit dens Außenring 14 fest und fugenlefi verbunden wird. Durch das Bronze-Gleittnetnll 27 er hfl It das erfindungsgemSÄe Lager Not laufeigenschaften« Die Öleitplatten 23 sind durch Stützringo 26 im Käfig i€ gehalten. Mit 24 sind Dichtungen bezeichnet, welche das Eindringen van Sehmuts und Fremdkörpern in die Gleitplatte!* 23 verhindern sollen. Eine Schmierung dee Qelenklagers ist grundsätzlich nicht erforderlich.

Die Gleitplatten 23 können auch aus einen anderen Gleit~ werkstoff, z.B. aus einen Sinterwerkstoff* wie Sinterbronze, gebildet werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Gleit-Gelenklager für kippbare Konverter mit Gleitelementen, vorzugsweise aus Kunststoff, die in Ausnehmungen eines zwischen dem Innenring und dem Außenring des Gelenklagers vorgesehenen Käfigs befestigt sind, wobei die Gleitelemente im Käfig durch besondere Mittel, z.B. Stützringe aus Metall, gefaßt sind, und der Innenring auf den Gleitflächen der Gleitelemente aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise aus einem unlegierten, vergüteten Kohlen-

stoffstahl mit einer Festigkeit von 55 bis 70 kp/mm hergestellte Außenring (14) als Schiebebüchse ausgeführt ist, so daß das Gelenklager innerhalb des Lagergehäuses axial verschiebbar ist.

2. Gleit-Gelenklager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (14) mit einer gegenüber den Kunststoff-Gleitelementen verbreiterten Gleitfläche (A) ausgebildet ist.

3. Gleit-Gelenklager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Außenring (14) Bolzen oder Stifte (25) aus gut wärmeleitendem Material, z.B. Kupfer, eingebettet sind, welche in die. Gleitelemente hineinragen und sich bis zur Gleitfläche der Schiebebüchse (14) erstrecken.

k. Gleit-Gelenklager nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche der Schiebebüchse (14) aus einem Gleitwerkstoff (27), z.B. Bronze, besteht, wobei der Gleitwerkstoff (27) vorzugsweise durch Auftragsschweis- eung fugenlos mit dem Außenring (der Schiebebüchse) (14) verbunden ist.

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