EP0953120A1 - Lagerung von rollen - Google Patents

Lagerung von rollen

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Publication number
EP0953120A1
EP0953120A1 EP98902959A EP98902959A EP0953120A1 EP 0953120 A1 EP0953120 A1 EP 0953120A1 EP 98902959 A EP98902959 A EP 98902959A EP 98902959 A EP98902959 A EP 98902959A EP 0953120 A1 EP0953120 A1 EP 0953120A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
permanent magnets
storage
osculation
roller
races
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP98902959A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heinrich Winter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SKF GmbH
Original Assignee
SKF GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SKF GmbH filed Critical SKF GmbH
Publication of EP0953120A1 publication Critical patent/EP0953120A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0402—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means combined with other supporting means, e.g. hybrid bearings with both magnetic and fluid supporting means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406—Magnetic bearings
    • F16C32/0408—Passive magnetic bearings
    • F16C32/0423—Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other
    • F16C32/0427—Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other for axial load mainly

Definitions

  • DE patent application P 196 086 70 has already proposed using a ball bearing with races made of heat-resistant steel and ceramic balls for the storage of deflection rollers in molten metal.
  • a tub with molten zinc is provided for the galvanizing of a continuous sheet web. This is diverted via a roller arranged in a hot zinc bath at more than 400 degrees Celsius. It is suspended on a frame and rotatably mounted on the shaft ends via the ball bearings mentioned.
  • the aggressive, molten zinc bath flows around practically the entire bearing, since reliable sealing at this temperature and this medium is not possible. This results in unavoidable wear, particularly on the raceways of the steel races.
  • this is achieved by races with only radially loaded raceways, which are reduced in the osculation to the balls, and central ceramic balls arranged in the region of the end faces of the roller journals.
  • This greatly reduces the amount of sliding friction that inevitably occurs in ball bearings with tighter osculation. Although this is paid for by the insufficient axial flow at this point, the axial guidance of ceramic balls in the center of the end face of the roller journals is taken over.
  • the low osculation significantly reduces wear in the sliding friction area of the raceway raceway.
  • the ball bearings can compensate for greater axial play without reaching the area of unauthorized axial loads. This is particularly important in the application mentioned with large dimensions and tolerances of the roll.
  • the ceramic balls are exposed to sliding friction, even if only slightly, so that there is a desire for further optimization.
  • the object of the invention is to improve the storage of the type mentioned in such a way that wear is reduced, in particular in the area of the axial support, in the sense of a longer service life.
  • the supporting elements consist of temperature-resistant permanent magnets, one each being arranged on the end face of the roller journal and the other coaxially on the supporting frame and these repel each other in time.
  • the permanent magnets thus form a contact-free support and are therefore wear-free.
  • the single figure shows the bearing of one end of a roller 1 with a ball bearing low osculation.
  • the roller 1 is mounted on the same side on both sides and is rotatably arranged above it in a support frame 2.
  • the entire arrangement works in a zinc bath, not shown, with the bearings being washed with liquid zinc.
  • the ball bearing shown consists of races 3, 4, made of heat-resistant steel and balls 5 made of ceramic.
  • the inner ring 4 seated on the roller journal 6 and secured with a nut 7 is provided with a cylindrical raceway 8.
  • the outer ring 3 sits in the only indicated support frame 2 and has one opposite Ball radius significantly more curved raceway profile 9. This results in a greatly reduced osculation to the ball 5.
  • the ball bearing is therefore not suitable for axial loads. With this construction, the proportion of sliding friction between balls 5 and the raceway 9 of the outer ring 3 is considerably lower, and that on the inner ring 4 is theoretically zero.
  • the axial support is provided on both sides on each roller pin 6 by a pair of mutually repelling permanent magnets 10. One of them is inserted into a recess 11 on the end face, the other in a corresponding recess 11 on the support frame 2. Between the pole faces 12 left a small gap 13, which allows axial movement of the roller 1. The characteristic of the repulsive force is known to be extremely progressive, so that contact with the pole faces 12 is excluded under normal operating conditions.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)

Abstract

Für die Lagerung von Umlenkrollen (1) in geschmolzenem Metall werden Kugellager (3, 4, 5) mit geringer Schmiegung (9) verwendet, um temperaturbedingte Längenänderungen auszugleichen. Die dadurch verminderte axiale Führung wird durch stirnseitig angebrachte Magnete (10, 19) verbessert. Beispielsweise sind im Drehzentrum der Welle (1) und im gegenüberliegenden Rahmenteil (2) sich abstossende Permanentmagnete (10, 11) angebracht.

Description

B e s c h r e i b u n
Lagerung von Rollen
Durch die DE-Patentanmeldung P 196 086 70 wurde bereits vorgeschlagen, ein Kugellager mit Laufringen aus hitzebeständigem Stahl und Keramikkugeln für die Lagerung von Umlenkrollen in geschmolzenem Metall zu verwenden. Bei solchen Anwendungsfällen ist beispielsweise ein Bottich mit geschmolzenem Zink für die Verzinkung einer durchlaufenden Blechbahn vorgesehen. Diese wird über eine im mehr als 400 Grad Celsius heißen Zinkbad angeordnete Rolle umgeleitet. Sie ist an einem Gestellrahmen aufgehängt und über die genannten Kugellager an den Wellenenden drehbar gelagert. Das aggressive, geschmolzene Zinkbad umspült praktisch das gesamte Lager, da eine zuverlässige Abdichtung bei dieser Temperatur und diesem Medium nicht möglich ist. Dabei ergibt sich ein nicht zu vermeidender Verschleiß insbesondere an den Laufbahnen der Laufringe aus Stahl. Die Verwendung von Keramikwerkstoffen auch für die Laufringe scheidet meist aus, da mit hohen Kosten und insbesondere mit Zerstörung des stark bruchgefährdeten, spröden Keramikwerkstoffes gerechnet werden muß. Aus diesen Gründen bildet die Konstruktion hitzebeständiger Stahllaufringe und Keramikkugeln noch die optimale Lösung. Jedoch steht bei dieser stets der Wunsch nach einer Verlängerung der Lebensdauer im Vordergrund.
Dies wird bei der genannten Ausfuhrung durch Laufringe mit ausschließlich radial belasteten, in der Schmiegung zu den Kugeln reduzierten Laufbahnen und zentralen, im Bereich der Stirnflächen der Rollenzapfen angeordneten Keramikkugeln erreicht. Dadurch wird der bei Kugellagern mit engerer Schmiegung zwangsläufig auftretende Gleitreibungsanteil stark reduziert. Dies wird zwar durch die unzureichende Axialflihrung an dieser Stelle erkauft, jedoch wird die axiale Führung von Keramikkugeln im Zentrum der Stirnfläche der Rollenzapfen übernommen. Durch die geringe Schmiegung wird der Verschleiß im Gleitreibungsbereich der Laufbahn des Laufringes erheblich reduziert. Weiterhin können die Kugellager ein größeres axiales Spiel ausgleichen, ohne in den Bereich unerlaubter Axiallasten zu gelangen. Dies ist insbesondere im genannten Anwendungsfall mit großen Abmessungen und Toleranzen der Rolle von Bedeutung. Die Keramikkugeln sind jedoch, wenn auch nur geringfügig, einer Gleitreibung ausgesetzt, sodaß der Wunsch nach weiterer Optimierung besteht.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Lagerung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß im Sinne einer längeren Lebensdauer der Verschleiß insbesondere im Bereich der axialen Abstützung reduziert wird.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Abstützelemente aus temperaturfesten Dauermagneten bestehen, wobei jeweils einer an der Stirnfläche des Rollenzapfens und der andere gleichachsig am Tragrahmen angeordnet ist und diese sich gegenzeitig abstoßen.
Die Dauermagnete bilden somit eine berührungsfreie Abstützung und sind dadurch verschleißfrei.
Diese und weitere Merkmale werden nachfolgend an dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel beschrieben.
Die einzige Figur zeigt die Lagerung des einen Endes einer Rolle 1 mit einem Kugellager geringer Schmiegung. Die Rolle 1 ist, wie nicht im einzelnen dargestellt, beiderseits gleich gelagert und darüber in einem Tragrahmen 2 drehbar angeordnet. Die gesamte Anordnung arbeitet in einem nicht gezeigten Zinkbad, wobei die Lager mit flüssigem Zink umspült sind.
Das dargestellte Kugellager besteht aus Laufringen 3, 4, hergestellt aus hitzebeständigem Stahl und Kugeln 5 aus Keramik. Der auf dem Rollenzapfen 6 sitzende und mit einer Mutter 7 gesicherte Innenring 4 ist mit einer zylindrischen Laufbahn 8 versehen. Der Außenring 3 sitzt in dem nur angedeuteten Tragrahmen 2 und weist ein gegenüber dem Kugelradius erheblich stärker gekrümmtes Laufbahnprofil 9 auf. Dadurch ergibt sich zur Kugel 5 eine stark reduzierte Schmiegung. Das Kugellager ist deshalb für Axialbelastungen nicht geeignet. Durch diese Konstruktion ist der Gleitreibungsanteil zwischen Kugeln 5 und der Laufbahn 9 des Außenringes 3 erheblich geringer, der am Innenring 4 theoretisch Null.
Die axiale Abstützung erfolgt beiderseits an jedem Rollenzapfen 6 durch jeweils ein Paar von sich gegenseitig abstoßenden Dauermagneten 10. Einer davon ist in eine Ausnehmung 1 1 an der Stirnfläche eingesetzt, der andere in eine entsprechenden Ausnehmung 1 1 am Tragrahmen 2. Zwischen den Polflächen 12 ist ein geringer Spalt 13 gelassen, der eine Axialbewegung der Rolle 1 ermöglicht. Die Charakteristik der Abstoßkraft ist bekannter Weise extrem progressiv, so daß eine Berührung der Polflächen 12 unter normalen Betriebsbedingungen ausgeschlossen ist.

Claims

S c h u t z a n s p r ü c h eLagerung von Rollen
1. Lagerung von Rollen in Schmelzmetallbädern mit temperaturfesten Kugellagern, wobei deren Laufringe mit ausschließlich radial belasteten, in der Schmiegung zu den Kugeln reduzierten Laufbahnen und zentralen, im Bereich der Stirnflächen der Rollenzapfen angeordneten, axialen Abstützelementen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützelemente aus temperaturfesten Dauermagneten (10) bestehen, wobei jeweils einer an der Stirnfläche des Rollenzapfens (6) und der andere gleichachsig am Tragrahmen (2) angeordnet ist und diese sich gegenseitig abstoßen.
2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete (10) scheibenförmig ausgeführt sind.
3. Lagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete (10) ringförmig ausgeführt sind.
EP98902959A 1997-01-15 1998-01-12 Lagerung von rollen Ceased EP0953120A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE29700576U DE29700576U1 (de) 1997-01-15 1997-01-15 Lagerung von Rollen
DE29700576U 1997-01-15
PCT/DE1998/000101 WO1998031947A1 (de) 1997-01-15 1998-01-12 Lagerung von rollen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0953120A1 true EP0953120A1 (de) 1999-11-03

Family

ID=8034559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP98902959A Ceased EP0953120A1 (de) 1997-01-15 1998-01-12 Lagerung von rollen

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EP (1) EP0953120A1 (de)
DE (1) DE29700576U1 (de)
WO (1) WO1998031947A1 (de)

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See references of WO9831947A1 *

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DE29700576U1 (de) 1997-02-27
WO1998031947A1 (de) 1998-07-23

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