DE4205167A1 - Als waermetauscher dienende walze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze mit einer antreibbaren Achse und einem auf der Achse drehfest abgestützten, von einem Wärmetauschermedium durchströmten Doppelmantel, wo­ bei ein Biegelinienkompensator vorgesehen ist. Diese Wal­ zen werden vom Wärmetauschermedium so durchströmt, daß dem Walzgut über den äußeren Teil des Doppelmantels Wärmeener­ gie zugeführt oder entzogen wird. Das Wärmetauschermedium wird auf einer Seite der Walze durch eine Hohlbohrung der Achse zugeführt, in den Doppelmantel geleitet und auf der anderen Seite durch eine Hohlbohrung der Achse wieder abgeführt. Die Führung des Wärmetauschermediums innerhalb des Doppelmantels kann unterschiedlich sein. Häufig werden zwischen dem inneren und dem äußeren Teil des Doppelman­ tels spiralige Einbauten angeordnet, die das Wärmetau­ schermedium leiten.

Bei Walzen mit höheren Linienbelastungen, z. B. Glätt- oder Prägewalzen wird eine sehr geringe Durchbiegung des Doppelmantels verlangt. Es ist bekannt, diese Durchbiegun­ gen dadurch zu kompensieren, daß die Enden der Achsen mit einem entsprechenden Gegenmoment belastet werden oder daß die Enden der Achsen unter einem Winkel zueinander ange­ ordnet werden. Ferner ist es bekannt, bei Walzen mit fest­ stehender Achse und rotierendem Doppelmantel oder Außen­ mantel die Durchbiegung durch gesteuerte Abstützung zu korrigieren. Das alles ist aufwenig, verschleißbehaftet und kostenintensiv.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Walze der eingangs be­ schriebenen Gattung so zu verbessern, daß die Biegelinie des Doppelmantels nur eine minimale Durchbiegung aufweist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Doppelmantel über zwei mit Abstand von seinen Enden angeordnete Kugel­ gelenklager an der Achse abgestützt ist, wobei der Ab­ stand der Kugelgelenklager von den Walzenenden so einge­ richtet ist, daß bei Belastung die Durchbiegungen des Dop­ pelmantels einerseits an seinen Enden und andererseits in der Mitte zwischen den Kugelgelenklagern gleich sind. Bei dieser Walze werden die Durchbiegungen einerseits des Dop­ pelmantels und andererseits der Achse gleichsam voneinan­ der entkoppelt. Die gleichmäßige Belastung des Doppelman­ tels wird über die Kugelgelenklager als Punktbelastung auf die Achse übertragen. Der Doppelmantel und die Achse können sich wegen der Abstützung über die Kugelgelenklager unabhängig voneinander verformen. Die Verformungen der Achse haben keine Rückwirkungen auf die Biegeverformung des Doppelmantels. Deswegen können die Kugelgelenklager so angeordnet werden, daß die maximalen Durchbiegungen im Be­ reich der Enden des Doppelmantels einerseits und in der Mitte zwischen den Kugelgelenklagern andererseits unge­ fähr gleich sind, womit eine minimale Durchbiegung insge­ samt erreicht wird. Im allgemeinen reicht es aus, wenn die Kugelgelenklager auf etwa ein viertel und drei viertel der Länge des Doppelmantels angeordnet sind.

Da insbesondere im Bereich der Walzenenden bei Belastung auch radiale Relativverschiebungen zwischen der Achse und den Enden des Doppelmantels zu erwarten sind, wird nach bevorzugter Ausführung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Achse im Bereich der Enden des Doppelmantels radiale Bohrungen für die Zuführung bzw. Abführung des Wärmetau­ schermediums aufweist, daß im Doppelmantel im Bereich seiner Enden Ringflansche befestigt sind, die Durch­ gangsbohrungen aufweisen, welche den radialen Bohrungen der Achse zugeordnet sind, und daß die Ringflansche beid­ seits der Durchgangsbohrungen mit radialelastischen Dichtungen gegen die Achse abgedichtet sind. Die radial­ elastischen Dichtungen können aus zwei oder mehr überein­ ander angeordneten Dichtungen bestehen. Damit ist si­ chergestellt, daß die Zuführung bwz. Abführung des Wärme­ tauschermediums ohne Leckverluste sowie ohne gegenseitige Störungen der Biegelinien einerseits des Doppelmantels und andererseits der Achse erfolgen kann.

Handelt es sich um eine Walze mit angetriebener Achse, dann kann erfindungsgemäß auch das Drehmoment so übertra­ gen werden, daß eine gegenseitige Störung der Biegelinien von Doppelmantel und Achse nicht eintritt, wenn wenigstens ein Radialflansch über eine radialelastische Kupplung an die Achse angeschlossen ist. Die radialelastische Kupplung kann aus einem die Achse umgebenden Membranzylinder mit wenigstens einer Wellung bestehen.

Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Aus­ führungsbeispiel der Erfindung erläutert:

Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine als Wärmetauscher dienende Walze.

Zu der Walze gehören eine antreibbare Achse 1 und ein da­ rauf drehfest abgestützter, von einem Wärmetauschermedium durchströmter Doppelmantel 2, 3. Der Doppelmantel besteht aus einem Außenmantel 2 und einem Innenmantel 3, die zwi­ schen sich einen vom Wärmetauschermedium durchströmten Ringraum 4 definieren. Der Außenmantel 2 und der Innenman­ tel 3 sind an ihren Enden miteinander verschweißt. Im Ringraum befinden sich wendelförmige Einbauten 5, die das Wärmetauschermedium führen.

Der Doppelmantel 2, 3 ist über zwei Kugelgelenklager 6, 7, die etwa auf ein viertel und drei viertel der Länge des Doppelmantels 2, 3 angeordnet sind, auf der Achse 1 abge­ stützt. Die Kugelgelenklager 6, 7 sind in üblicher Weise axial am Innenmantel 3 bzw. an der Achse 1 festgelegt. Die Anordnung der Kugelgelenklager 6, 7 ist derart, daß bei Belastung der Walze die Durchbiegungen des Doppelman­ tels 2, 3 einerseits an seinen Enden und andererseits in der Mitte zwischen den Kugelgelenklagern 6 gleich sind.

Das Wärmetauschermedium wird über eine axiale Bohrung 8 an einem Ende der Achse 1 zugeführt und gelangt von dort über radiale Bohrungen 9 über mit diesen korrespon­ dierende Durchgangsbohrungen 10 in einen Ringflansch 11 in den Ringraum 4. Am anderen Ende des Ringraums 4 wird das Wärmetauschermedium in gleicher Weise über einen Ringflansch 11 und die Achse 1 wieder abgeführt.

Der Ringflansch 11 ist abgedichtet in den Innenmantel 3 eingesetzt und besitzt einen radialen Abschnitt 12, der mit einer Schraubbefestigung 13 stirnseitig am Dop­ pelmantel 2, 3 gehalten ist. Der Innendurchmesser des Ringflansches 11 ist größer als der Außendurchmesser der Achse 1 in diesem Bereich, so daß die Biegeverformungen einerseits des Doppelmantels 2, 3 und andererseits der Achse 1 gegenseitig nicht gestört werden. Zur Abdichtung des Wärmetauschermediums sind beidseits der Durchgangsboh­ rungen 10 radialelastische Umfangsdichtungen 14 ange­ ordnet, die bei der dargestellten Ausführung aus mehreren übereinander angeordneten Dichtringen bestehen.

Der Ringflansch 11 auf der linken Seite der Figur ist über eine radialelastische Kupplung 15 mit der Achse 1 verbun­ den. Diese radialelastische Kupplung 15 besteht aus einem Membranzylinder 16, der endseitige Anschlußflansche 17, 18 zur Verbindung mit dem Ringflansch 11 bzw. der Achse 1 aufweist, und der außerdem wenigstens eine über seinen Umfang umlaufende Wellung 19 besitzt.

Während des Betriebes wird die im wesentlichen gleichmäßi­ ge Belastung des Doppelmantels 2, 3 im Bereich der Kugel­ gelenklager 6, 7 lokal auf die Achse 1 übertragen. Wegen der radialelastischen Umfangsdichtungen 14 und der radial­ elastischen Kupplung 15 beeinflussen sich die Biegeverfor­ mungen des Doppelmantels 2, 3 und der Achse 1 gegenseitig nicht. Durch die beschriebene Anordnung der Kugelgelenkla­ ger 6, 7 wird erreicht, daß die Biegelinie des Doppelman­ tels 2, 3 nur minimale Durchbiegungen aufweist. Die darge­ stellte Konstruktion ist verschleißfrei und preiswert.

Claims (6)

1. Walze mit einer antreibbaren Achse und einem auf der Achse drehfest abgestützten, von einem Wärmetauschermedium durchströmten Doppelmantel, wobei ein Biegelinienkompensa­ tor vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dop­ pelmantel (2, 3) über zwei mit Abstand von seinen Enden angeordnete Kugelgelenklager (6, 7) an der Achse (1) abge­ stützt ist, wobei der Abstand der Kugelgelenklager (6, 7) von seinen Enden so eingerichtet ist, daß bei Belastung die Durchbiegungen des Doppelmantels (2, 3) einerseits an den Walzenenden und andererseits in der Mitte zwischen den Kugelgelenklagern (6, 7) gleich sind.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ku­ gelgelenklager (6, 7) auf etwa ein viertel und drei vier­ tel der Länge des Doppelmantels (2, 3) angeordnet sind.

3. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (1) im Bereich der Enden des Doppelmantels (2, 3) radiale Bohrungen (9) für die Zuführung bzw. Abführung des Wärmetauschermediums aufweist, daß im Doppelmantel (2, 3) im Bereich seiner Enden Ringflansche (11) befestigt sind, die Durchgangsbohrungen (10) aufweisen, welche den radialen Bohrungen (9) der Achse (1) zugeordnet sind, und daß die Ringflansche (11) beidseits der Durchgangsbohrung (10) mit radialelastischen Dichtungen (14) gegen die Achse (1) abgedichtet sind.

4. Walze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ra­ dialelastischen Dichtungen (14) aus zwei oder mehr über­ einander angeordneten Dichtringen bestehen.

5. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens ein Ringflansch (11) über eine radialelastische Kupplung (15) an die Achse (1) ange­ schlossen ist.

6. Walze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die radialelastische Kupplung (15) aus einem die Achse (1) umge­ benden Membranzylinder (16) mit wenigstens einer Wellung (19) besteht.