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Titel der Erfindung
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Kühlsystem bei Drahwindungslegern Anwendungsgebiet der Erfindung Die
Erfindung betrifft ein Kühlsystem bei Drahwindungslegern zum Kühlrn des im Windungsleger
befindlicken Teils des Legerohres und der Innenteile deszelben, wobei das Kühlmittel
der umlaufenden Hohlwelle mit dem mittig angeordneten Legerohr zugeleitet wird.
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Derartige Windungsleger kommen in Drahtwalzwerken zum EinsatzO Charakteristik
der bekannten technischen Lösungen Prinzipiell sind die Windungsleger in ihrem Aufbau
gleich, An einer wälzgelagerten Hohlwelle ist eine Stützglocke befestigt und das
Legerohr wird in dieser und in der dohlwelle aufgenommen und gehalten bzw. bei Wegfall
der Stützglocke wird das Legerohr an die Hohlwelle anseflanschtO Zur Führung des
warmen Walzdrahtes ist als sogenanntes geteiltes Lagerohr ein Drahtführungsrohr
mittig in der Hohlwelle angeordnet. Der Walzdraht, der wie eine Ständige Heizspirale
das Legerohr durchläuft, erwärmt dieses und die iiohlwelle, so daß beide thermisch
stark beansprucht werden, An den Kontaktstellen zwischen Legerohr und Walzdraht
bedeutet dies ein örtöiches Ausglüben und die durchgeführte Vergätung des Legerohres
zur Erhöhung der Standzeit wird praktisch wirkungslos. Erhühter Verschleiß und eine
kurze Betriebsdauer des Legerohres ist die Folge.
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Um diesem Mangel abzuhelfen, ist es bekannt, bei vertikal angeordnetem
Windungsleger zum Kühlen des Legerohres, der Hohlwelle und des oberen Haspelraumes
drahteingangsseitig der Hohlwelle einen Einlauftrichter anzuordnen und in diesem
einen Haltering für das Legerohr vorzusehen. Der haltering besitzt mehrere seitliche
Kühlwasseraustrittsöffnungen, durch die das Kühlwasser austritt und infolge der
Schwerkraft am Legerohr herabläuf. Am unteren Teil der Hohlwelle sind zum Ableiten
des Kühlwassers schwäge Radialbehrungen vorhanden, die in einen im oberen Haspelarm
angeordneten Wasserfangraum mit Abflußstutzen einmünden.
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(WP 52 329, 7b, 5/60) Bei Horizontaler Anordnung des Windungslegers
stellt sich als nachteilig heraus, daß am vorgesehanen Abfluß nur wonig Wasser heraustrat,
dafür aber die größere Menge des Wassers in das Legerohr gelangte und mit dem Draft
aus dem Legerohr herausgeschleudert wurde. Ganz abgesehen Kavon, daß hierbei schon
eine Kühlung des Drahtes zu einem nont gewollten Zeitpunkt erfolgte und so die Struktur
des Drahtes beeinflußte, stört auch das herausschleudernde Wasser den gesamten Verfahrensablauf.
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Die sichere Zufuhr einer ausreichenden Wassermenge zur Kühlung des
Führungsrohres war gleichfalls nicht gegeben, so daß ein örtliches Ausglühen des
Führungsrohres an den Kontakstellen mit dem warmen Walzdraht nicht verhindert wurde
und ein Auswechseln des Führungsrohres bzw. des Legerohres allzuoft vorgenommen
werden mußte.
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Beispielsweise mußte nach Durchlauf von Walzdraht mit # 10 mm und
v = 25 m/s die Auswechslung des Führungsrohres nach ca, 100 Stunden erfolgen.
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Ziel der Erfindung Ziel der Erfindung ist die Drhohunc der Standzeit
des Legerohres, um somit eine Erhöhung der Durchsatzleistung zu bekommen.
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Darlegung des Wesens der Erfindung Die Aufgabe der Erfindung besteht
in einer gesteuerten Kühlmittelzufuhr der nötigen Menge zur Außenkühlung des Legerohres
und
zur Innenkühlung der Hohlwelle bei einem vorzugsweise horizontal angeordneten Windungsleger,
wobei als Kühlmittel vorzugsweise Kühlwasser eingesetzt wird.
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Erfindungs gemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß drahteinlaufseitig
in einem Gehäuse mit rotationssymetrisch angeordneten Halbschalen im Bereich des
radialen Kühlmittelzulauds eine mit Aüssparangen versehene Schleuderscheibe an der
Hohlwelle angeordzet istm wobei die Ausspsrungen tangential zur Innsudurchmesser
der Schleuderschiebe eingebracht sind und die in Drehrichtung einten liegende Seitenwand
eine Abschrägung von α = 30° aufweist. Durch die besondere Gestaltung der
Schleuderscheibe wird eine Pumpwirkung auf das Kühlmittel ausgeübt, wodurch die
Zufahr einer definierten Kühlwassermenge zwiseren Legerohr und Hohlwelle erfolgt
und somit in diesem Abseknitt eine optimale Legerohrkühlun gewährleitet ist. Der
im Bereich des Kühlmittelzu-# laufs laufedliene Teil der Eshleuderseneilde ist von
einer ständig mit Kühlwasser gefüllten Ringkammer umseben. Um den Fluß des Kühlmittels
zu unterstätzen, ist die Molwella mit einer Spiralnut versehen. Zum wesen der Erfindung
gehört weiterhin, daß beidseitig der Ringkammer die Halbschalen mit Eindrenüngen
versehen sind, in denen bis auf die Hohlwelle schleiiende Dichtscheiben angeordnet
sind, so daß geringe mengen Kühlwasser aus der Ringkammer austreten können und somit
schmierend zwischen Dichtscheiben und Schleuderscheibe wirken. Um das Kühlwasser
nicht auf das unter dem Windungsleger liegende Windungstransporthand kommen zu lassen,
ist der zwischen Legerohr und Hohlwelle gebildete Ringraum einlaufseitig durch eine
Zentrierscheibe und auslaufseitig durch eine Stützplatte abgedichtet. Gleichzeitig
dient die Zentrierscheibe auch zur Zentrierung des Legerohres in der Hohlwelle.
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Eine andere Möglichkeit der Erfindung sieht vor, daß am Getriebe des
Windungslegers eine Kühlmittelzufuhr angeordnet istm die drei gleichmäßig am Umfang
verteilte Düsen aufweist, welche axial auf die Schleuderscheibe gerichtet sind,
Hierbei ist kennzeichnend, daß die Schleuderscheibe drei mit Einlaufschrägen versehene
Schaufeln zur gleichzeitigen Abstätzung des Legerohres und zur Führung des Kühlmittels
besitzt.
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Ausführungsbeispiel Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung
näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch einen horizontal liegenden
Windungsleger Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X nach Fig. 1 Fig,
3 einen Schnitt A-A nach Fig. 2 Fig. 4 eine vergrüßerte Darstellung der Einzelheit
y nach Fig. 2 Fig. 5 ein Beispiel der axialen Kühlwasserzufuhr Fig. 6 einen Schnitt
A-A nach Fig. 5 2ig. 7 einen Schnitt B-B nach Fig. 5.
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Der Windungsleger besteht im wesentlichen aus den Bauelementen Rahmen
3, Hohlwelle 4 mit Lagerung und Zahnrad, Legerohr 2, Stützglocke 5 und nicht dargestellter
Schutzhaube und dem Antrieb. Wie allgemein bekannt, wird in modernen Walzwerken
der Walzdraht nach dem Walzen und Durchlaufen von Kühlstrecken einem Windungsleger
zugeleitet, der den Draht auf einem endlosen Fördermittel ablegt. Vor dem Windungsleger
ist zur Unterstützung der Drahtgechwindigkeit ein Treiber 1 angeordnet, der den
Walzdraht durch ein im Windungsleger angeordnetes Legeroht 2 bewegt. Durch die Rotation
und die Form des Legerohres 2 wird der Walzdraht zu nichtkonzentrischen Ringen bzw.
Windungen geformz und kontinuierlich auf einem Fördermittel abgelegt. Das Legerohr
2 geht durch eine als Hohlwelle 4 ausgebildete Mittelwelle und ist mit dem raumkurvenförmig
ausgebildeten Teil außerhalb der Hohlwelle 4 entweder an einer StLitzglocke 5 oder
einem Zentralrohr befestigt0 Beim Durch fen des Walzdrahtes mit etwa 7500 G durch
das Legerohr 2
wird eine beachtliche Wärmemenge an das Legerohr
2 und an den Windungsleger abgegeben. Zur Kühlung des Legerohres 2 und der Hohlwelle
4 wird durch den Kühlmittelzulauf 7 vorzugsweise Kühlwasser mit einer Temperatur
kleiner 30° C und einem statischen Druck bis zu 0,4 MPa in die mer 8 eingebracht
und vertikal in die Aussparungen 9 einer Schleuderscheibe 10 gedräckt. Durch die
Aussparungen 9 in der Schleuderscheibe 10 gelangt das Kühlwasser in den Ringraum
11 zwischen Legerohr 2 und Hohlwelle 4 und strömt in Bewegungsrichtung des Walzdrahtes
in Richtung Stützglocke 5.
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Zur Unterstützung des Kühlwasserstromes ist die Hohlwelle 4 mit einer
Spiralnut 12 versehen. Das Kühlwasser selbst wird im vorderen Teil der Hohlwelle
4 durch Löcher 13 infolge der Fliehkräfte in einem Kühlwasserkasten 6 geschleudert.
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Von dort fließt das Kühlwasser durch den Ablauf 14 zurück in den Kühlwasseerkreislauf.
Der Ringraum 11 wird einlaufseitil durch eine Zentrierscheibe 15 und in der Stütsglocke
5 durch eine Platte 16 so verschlossen, daß das Legerohr 2 montierbar ist und einlaufseitig
auf Mitte Windungsleger gehalten wird0 Die Schleuderscheibe 10 ist an der Hohlwelle
4 auswechselbar befestigt. Zur Kühlmittel zufuhr gehören neben dem Kühlmittelzulauf
7 das zweigeteilte Gehäuse 17, zwei Halbschalen 13, die in ihren Eindrehungen 19
mit der Breite e1 die Dichtscheiben 20 nlt der Breite e2 aufnehmen und die Ablaufäffunng
21. Die Halbschalen 18 sind am Gehäuse 17 befestigt. Die Trennfuge 22 ist durch
ein entsprechendes Mittel abgedichtet. Das zwischen Legerohr 2 und Dichtscheibe
15 hindurchtretende Kühlwasser fließt durch de Wasserauffangkammer 23 und die Durchtrittsöffnung
24 in die Ab lauf öffnung 21 Dorthin fließt auch das Kühlwasser, welches zwischen
Schleuderscheibe 10 und Dichtscheiben 20 hindurchtritt. Die Abdichtung der Kühlwasserzufuhr
zum Windungsleger erfolgt durch eine übliche Dichtung 25 im Lagerdecel 26. Die Aussparungen
9 in der Schleuderscheibe 10 sind so eigebracht, daß sie tangetial zum Ringra-am
11 liegenO Sie besitzen die Breite a und die Länge b, während eine Seite zur anderen
die Anschrägung α = 30° aufweist.
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Der Durchmesser oder Schleuderscheibe 10 und der Dichtscheiben 20
ist so toleriert, daß eine ganz geringe Menge des
Kühlmittels zur
Schmivrung und Kühlung der revieremden Teile hinlurchtritt.
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Eine abfare Möglichkeit zur Einuringung des Kühlwassers zwischen Legerohr
2 und Schwelle 4 ist in den Fig. 5 bis 7 Fargestellt. Ebenfalls zu kammer 3 das
Windungslagers kann eine andere Kühlmitteözufahr angeordnet verden. Diese bestitzt
drei gleichmäbig am Umfang verteilte Einspritzdüsen 29. Diese spritten das Kühlwasser
axial auf eine Schledlerscheine 27, die auswechsalbar an der Molwelle 4 angeordtast
ist. Innerhalb der Schleuderscheibe 27 sind drei mit Einfuhrscheden versehre sehaufeln
30 zur radialen abstätzung des Legerohres 2 und zum Kühlmitteltransport angeordnet.
Wärneausdehnungen des Legerhres 2 sind deshalb ohne Bedeutung. Das aus den Einspritzdüsen
29 austretende Wasser gelangt durch die radiale Legerohrabstützung, d. h. durch
die Schaufeln 30, in die Hohlwelle 4. Beim Einspritzen des Kühlwassers aus den drei
feststenenden Einspritzdüsen 29 auf den rotierenden Schaufelkreis kommt ein großer
Teil des Wassers zwischen die Schaufeln 30. Durch die rotierenden Schaufeln 30 wird
das Kühlwasser zwangsläufig mitgenommen und in die Hohlwelle 4 gedrückt. Das Kühlwasser
erhält dabei durch zweckmabßig ausgebildete Schrägen der Schaufeln 30 eine Beschleunigung
in Umfangsrichtung der Schleuderscheibe 27 und axial in die Hohlwelle 4 des Windungslegers.
Die Beschleunigung in Umfangsrichtung bewirkt eine Kühlwasserbewegung nach aufen,
so daß das Kühlwasser an die Innerwandung der Hohlwelle 4 gelangt und das davor
befindliche Kühlwasser in Richtung Stützglocke 5 drückt. Durch die axiale Beschleunigung
wird das Kühlwasser innerhalb der Hohlwelle 4 transportiert. Beim Durchtritt des
Kühlwassers durch die Schleuderscheibe 27 tritt gleichzeitig eine Wasserzerstäubung
auf. Es bildet sich ein Wasserluftgenisch, welches ebenfalls in Richtung Stützglocke
5 transportiert und gleichfalls eine intensive Kühlung des Legerohres 2 bewirkt.
Ein Teil des Kühlwasserstrahles wird von den Schaufeln 30 abgewiesen. Dieser Kühlwasseranteil
wird von einer Wasserkammer 28 des Fangringes 34 aufgefangen und erneut den Schaufeln
30 der Schleuderscheibe 27 zugeführt und in die Hohlwelle 4 befürdert.
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Das von den Schaufeln 30 der Schleuderscheibe 27 nicht erfaßte wasser
wird vom Gehäuse 31 aufgefangen und durch die Ablaufüffnung 21 in den Wasserrücklauf
transportiert. Da das Legerohr 2 durch das Gehäuse 31 hindurchragt, ist eine zusätzliche
Wasserauffangkammer 32 am Gehüuse 31 angeordnet. Durch Öffnungen 33 in der Wasserauffangkammer
32 wird diese kühlwassermenge dem Gehäuse 31 wieder zugefährt.
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Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 - Treiber 2 - Lagerohr
3 - anmen 4 - Hohlwelle 5 - Stützgloche 6 - Kühlwasser kasten 7,7' - Kühlmittelzulauf
8 - Ringzammer 9 - Aussparungen 10 - Schleuderscheibe 11 - Ringraum 12 - Spiralnut
13 - Löcher 14 - Ablauf 15 - Zentrierscheibe 16 - Platte 17 - Gehäuse 18 - Halbschalen
19 - Eindrehungen 20 - Dichtscheiben 21 - lauf Öffnung 22 - Trennfuge 23 - Wasserauffangkammer
24 - Durchtrittsöffnung 25 - Dichtung 11 - Lagerdeckal 27 - Schleuderscheibe 28
- Wasserkammer 29 - Einspritzdüsen 30 -31 - Gehäuse 32 - Wasserauffangkammer 33
- Öffnung 34 - Fangring