DE3540590C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Lageranordnung für einen Drehrohrofen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei einer Lageranordnung zur Aufnahme radialer Belastungen bei einem Drehrohrofen herkömmlicher Art wird eine Mehrzahl von Rollen durch Rollenwellen getragen und in Kontakt mit Laufringen des Drehrohrofens gehalten, wobei auf diese eine radiale Belastung ausgeübt wird.

Aus der DE-AS 21 02 580 und der DE-PS 7 37 976 sind jeweils Lageranordnungen zur Aufnahme einer radialen Belastung für einen Drehrohrofen bekannt, die jeweils zur senkrecht durch die Ofenachse verlaufenden Linie ein symmetrisch angeordnetes Rollenpaar aufweisen, wobei diese Rollenpaare in der Lage sind, radiale Belastungen aufzunehmen. Diese Rollenpaare sind jeweils einem Laufkranz des Drehrohrofens zugeordnet. Die symmetrisch angeordneten Rollenhalter stehen untereinander derart in Verbindung, daß das Auseinandertreiben des Rollenpaares vermieden wird.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung für einen Drehrohrofen so auszugestalten, daß die radial nach außen gerichteten Kräfte so kompensiert werden, daß das Auflager möglichst wenig belastet wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den kennzeichnenden Teil von Anspruch 1. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß die horizontalen Kraftkomponenten sich gegenseitig kompensieren und nicht auf die Federung und das Grundgestell übertragen werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen geben die Unteransprüche an.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Darstellung zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Grundkonzepts;

Fig. 2 eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform; und

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Modifikation der in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform, in welcher die Rollenhalterung in zwei Rollenhalterungsteile aufgeteilt ist, wovon jeder dazu dient, eines der beiden Lagergehäuse für jede Rolle aufzunehmen.

Bevor nachfolgend im einzelnen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben werden, wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 das erfindungsgemäße Grundkonzept erläutert. Eine Mehrzahl von Federn 6 sind zwischen einer Mehrzahl von Rollenhaltern 4 und 5 für linke bzw. rechte Rollen 2 und einer Federauflageplatte 7 angeordnet, um einen Reifen (Laufring) 1 und die Rollen 2 durch die Wirkung der Federn 6 jederzeit zueinander in gutem Kontakt zu halten.

Die linken und rechten Rollenhalter 4 und 5 sind untereinander durch einen drehbaren Zapfen 8 verbunden, dessen Drehpunkt auf einer Geraden liegt, welche die Zentren der Rollenwellen 3 verbindet. Diese Rollenwellen sind an der linken und rechten Seite angeordnet und jeweils durch Lagergehäuse 9 gelagert. Der Zapfen 8 kann mit einer Buchse mit sphärischer Oberfläche versehen sein. Dementsprechend können die Rollenhalter 4 und 5 sich unabhängig voneinander oszillierend bewegen.

Für den Fall, daß Resonanzen entstehen können, sei es aufgrund der Steifigkeit, des Gewichts oder der Geschwindigkeit der Drehbewegung des Drehrohrofens oder wegen Änderungen in der Last aufgrund des Herabfallens von Ofeninhalt in Verbindung mit der Federkonstanten der Federn 6, können Dämpfer 10 vorgesehen werden, um das Auftreten solcher Resonanzen zu vermeiden.

In Fig. 1 ist dargestellt, daß das Gewicht W des Hauptkörpers des Drehrohrofens und seines Inhalts über die Rollen 2 auf der linken und rechten Seite auf die jeweiligen Rollenwellen 3 übertragen wird, wobei die von dem Gewicht W auf die Wellen ausgeübte Kraft W₁ aufgeteilt werden kann in eine horizontale Kraftkomponente H und eine vertikale Kraftkomponente V. Durch die Anbringung der linken und rechten Rollen 2 in zueinander symmetrischen Positionen bezogen auf die durch das Zentrum des Drehrohrofens gehende vertikale Linie nimmt die horizontale Kraftkomponente H, welche nach links und rechts wirkt, jeweils den gleichen Betrag bei umgekehrter Richtung an. Dementsprechend kann die horizontale Kraftkomponente H wie folgt ausgedrückt werden:

wobei R der Winkel ist, der durch die vertikale Linie und die Verbindungslinie zwischen Ofenzentrum und Rollenachse gebildet wird.

Durch die Anordnung des Zentrums des Zapfens 8 auf einer Geraden, welche die Zentren der linken und rechten Rollenwellen 3 verbindet, längs welcher die horizontalen Kraftkomponenten H wirken, können diese Kraftkomponenten H sich gegenseitig kompensieren. Dementsprechend wirken diese Kräfte lediglich zwischen den Rollenwellen 3, dem Lagergehäuse 9, den Rollenhaltern 4 und 5 und Zapfen 8 und werden nicht auf die Federauflageplatte 7 und ein Grundgestell übertragen.

Die Rollen 2, die Rollenwellen 3 und die Rollenhalter 4 und 5 sind in eine Mehrzahl von Rollenanordnungen eingebaut, welche links und rechts angeordnet sind und jeweils als einheitliche Struktur wirksam werden. Die mehreren Rollenanordnungen werden jeweils durch Federn 6 getragen, so daß die Rollen 2 durch die Gegenkräfte der Federn 6 stets nach oben gedrückt werden. Dementsprechend können auch dann, wenn die Achse des Drehrohrofens exzentrisch wird, der Reifen 1 und die Rollen 2 sich drehen, da sie in Kontakt miteinander bleiben, wobei die vertikale Kraft V innerhalb einer engen Variationsbreite hinsichtlich der Last proportional zu der Federkraft der Federn 6 gehalten wird.

Weist der Zapfen 8 eine Buchse mit sphärischer Oberfläche auf, so ist es möglich, die Rollenhalter 4 und 5 zu einer horizontalen oszillierenden Bewegung zu veranlassen. In Verbindung mit der Federkraft der Federn 6 verhindert die oszillierende Bewegung der Rollenhalter 4 und 5 das Auftreten von Querlastigkeiten auf der Oberfläche des Reifens 1 und der Rollen 2, welche miteinander in Kontakt sind. Die Federn 6 weisen solche Charakteristika auf, daß deren Federkraft nicht nur in vertikaler Richtung wirkt sondern auch in horizontaler Richtung, so daß die Oberflächen der linken und rechten Rollen 2 und des Reifens 1 der Bewegung des Drehrohrofens in horizontaler Richtung unter Anpassung an die Exzentrizität des Drehrohrofens folgen können.

Fig. 2 stellt eine Frontansicht eines ersten Ausführungsbeispiels und Fig. 3 eine Seitenansicht des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels dar. Rollen 2 a werden jeweils getragen durch eine Rollenwelle 3 a, die links und rechts zueinander symmetrisch bezüglich einer vertikalen Linie angeordnet sind, welche sich durch das Zentrum des Drehrohrofens erstreckt. Die Rolle 2 a auf der linken Seite wird durch einen Rollenhalter 5 a mit zwei Lagergehäusen 9 a gelagert, welche zu beiden Seiten der Rolle 2 a angeordnet sind. Die Rolle 2 a auf der rechten Seite wird ebenfalls durch einen Rollenhalter 4 a mit zwei Lagergehäusen 9 a gelagert, welche zu beiden Seiten der Rolle 2 a angeordnet sind. Die paarweise angeordneten, linken und rechten Rollenhalter sind über einen Zapfen 8 a miteinander verbunden, dessen Zentrum unmittelbar unterhalb des Zentrums des Drehrohrofens liegt und gleichzeitig auf einer Geraden, welche die Zentren der linken und rechten Rollenwellen 3 a verbindet. Die horizontalen Kraftkomponenten H, welche nach links und rechts wirken und in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurden, wirken lediglich innerhalb der zwei Rollenhalter 4 a, 5 a mit Lagergehäusen 9 a und werden nicht auf die Federauflageplatte 7 a und ein Grundgestell übertragen. Der Zapfen 8 a ist mit einer Buchse mit sphärischer Oberfläche versehen, so daß die Rollenhalter 4 a und 5 a sich auch in horizontaler Ebene oszillierend bewegen können. Hierdurch wird das Auftreten von Querbeanspruchungen auf den Oberflächen der Rollen 2 a und der Oberfläche des Reifens 1 a vermieden. Die Federn 6 a, welche als Schraubenfedern mit vertikalen und horizontalen Federkonstanten ausgebildet und zwischen einer Federauflageplatte 7 a und den Rollenhaltern 4 a und 5 a angeordnet sind, kompensieren das Gewicht des Drehrohrofens wie auch Lastvariationen. Die Federn 6 a tragen somit die linken und rechten Rollenhalter 5 a und 4 a und zwingen aufgrund ihrer Federkraft die Rollen 2 a gegen den Reifen 1 a, so daß zu jedem Zeitpunkt die vertikale Kraft V, wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben, innerhalb eines engen Variationsbereiches gehalten wird.

Fig. 4 zeigt eine Abwandlung der in Fig. 2 und 3 dargestellten ersten Ausführungsform. Wie dargestellt, sind dabei die Rollenhalter 4 a und 5 a aufgeteilt in zwei Rollenhalterteile 4 a′, 5 a′, welche jeweils einem der beiden Lagergehäuse 9 a zugeordnet sind und jeweils von Federgruppen 6 a′ gestützt werden. Bei dieser Ausführungsform ist der horizontale Verdrehungswinkel der Rollenhalter 4 a′ und 5 a′ größer als derjenige der Rollenhalter 4 a gemäß der Ausführungsform nach Fig. 2 und 3. Darüber hinaus ist der Freiheitsgrad der Rollenhalter 4 a′ und 5 a′ größer bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 als bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 2 und 3. Dies macht die Ausführungsform nach Fig. 4 geeignet für die Verwendung dann, wenn die Mittelachse des Drehrohrofens einen höheren Grad an Exzentrizität aufweist oder die Oberflächen der Rollen 2 a und die Oberfläche des Reifens 1 a, welche in Kontakt miteinander stehen, großen Querkräften unterliegen.

Ein Radiallast-Lagersystem gemäß der Erfindung kann die folgenden Wirkungen zeigen:

• (1) Der Drehrohrofen kann stabil gelagert werden, weil die auf die Rollen ausgeübte radiale Last aufgrund des Reifens keine großen Veränderungen von Lastaufnahmepunkt zu Lastaufnahmepunkt aufweist.
• (2) Die Verwendung von Federn mit Federkonstanten abgestimmt auf das Gewicht des Hauptkörpers des Drehrohrofens und seines Inhalts machen es möglich, daß der Druck an den Oberflächen der Rollen und des Reifens, welche miteinander in Kontakt stehen, innerhalb einer engen Variationsbreite gehalten wird. Die Anordnung, durch welche die Rollenhalter eine horizontal-oszillierende Bewegung ausführen können, ermöglicht es, Querkräfte an den Oberflächen der Rollen und des mit diesem in Kontakt stehenden Reifens abzufangen. Dementsprechend können die Rollen und der Reifen gleichmäßiger in Kontakt miteinander gehalten werden als bei herkömmlichen Radiallast-Lagersystemen. Die Verwendung der Federeinrichtungen zur Lagerung der Rollenhalter ermöglicht einen gleichmäßigen Kontakt auch dann, wenn an den Oberflächen von Rollen und Reifen Verschleißerscheinungen auftreten.
• (3) Die Rollen sind konstruktiv einfach und erfordern keine Einrichtungen zur Ermöglichung einer Gleitbewegung.
• (4) Die auf die Rollenwellen ausgeübten Horizontalkräfte heben einander gegenseitig auf und werden nicht von den Rollenhaltern, welche durch Federeinrichtungen getragen werden, nach außen übertragen. Hierdurch wird verhindert, daß die durch das Gewicht des Hauptkörpers des Drehrohrofens und seines Inhalts ausgeübten horizontalen Kräfte auf das Grundgestell wirken, so daß der konstruktive Aufwand hierfür vereinfacht werden kann.
• (5) Wartungskosten und Inspektionskosten werden gegenüber herkömmlichen Radiallast-Lagersystemen vermindert.
• (6) Vibrationen aufgrund der Drehbewegung des Drehrohrofens können vermieden werden.

Claims (4)

1. Lageranordnung für einen Drehrohrofen zur Aufnahme einer radialen Belastung
mit mehreren Rollenhaltern,
die jeweils paarweise einem Laufring des Drehrohres zugeordnet, zur Drehrohrachse symmetrisch angeordnet und mittig durch ein Schwenklager verbunden sind und
die jeweils von Federeinrichtungen getragen werden, sowie
mit Rollen, die jeweils auf einem Rollenhalter angeordnet und mit dem Laufring kontaktschlüssig sind,
dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt des Schwenklagers (8, 8 a) auf einer Geraden liegt, welche die Mittelpunkte der Rollenwellen (3, 3 a) des zugeordneten Rollenpaares (2, 2 a) verbindet.

2. Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenklager (8) als Zapfen (8 a) ausgebildet ist.

3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Dämpfungseinrichtungen (10), welche jeweils parallel zu den Federeinrichtungen (6, 6 a) angeordnet sind.

4. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß

• - jeder Rollenhalter (4 a, 5 a) in Rollenhalterteile (4 a′, 5 a′) aufgeteilt ist, wovon jeder einem Lagergehäuse (9 a) der Rollenwellen (3 a) zugeordnet ist und
• - jede Federeinrichtung (6 a) in Federgruppen (6 a′) aufgeteilt ist, von denen jede ein Rollenhalterteil (4 a′, 5 a′) trägt.