WO2004089559A1 - Vorrichtung zur rückführung von öl in walzenlagern - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a device for returning oil from the area of the side surface of the bale and the circumferential surface of the journal of rolling mill rollers mounted in the bearing of a bearing chock, in which a sealing race arranged between the bearing elements and the side surface of the bale is mounted on the journal ,
  • the object of the invention is to improve the known oil return systems in such a way that the risk of leakage, even from small quantities of oil, is eliminated with great reliability and with little maintenance.
  • a device for returning oil of the type mentioned at the outset which is achieved by an outer cone surface, the inclination of which is inclined from the ball side, by a cone ring body which is seated on the outer surface of the seal race and is sealed against it runs in the direction of the roller axis and a further, fixedly arranged in the bearing housing second cone ring body with an inner cone surface, which lies opposite the cone surface of the first cone ring body at a distance, forms with this a hydraulic pumping gap that promotes oil away from the bale side of the roller ,
  • the end of the pump gap facing the roll bale can open into an annular inlet chamber, the side surfaces of the first cone ring body which run axially and inclined thereto, the radial side surface of a flange-ring-shaped extension of the second cone ring body which is at a distance from it and an outer surface portion of the sighting race is formed.
  • the outlet end of the pump gap facing away from the roll bale can open into an annular oil collecting chamber, which comes from a radially extending side surface of the second cone ring body, a side surface opposite this at a distance from a flange-shaped ring shoulder arranged firmly in the bearing housing and a side wall section of the first cone ring body is formed, with the oil collection chamber, radial guide channels arranged in the bearing housing and a discharge channel downstream of these being assigned.
  • the first conical ring body can have an axially radial contact surface for contact with an annular support surface, which also extends axially radial, in the stationary part of the bearing and can be made of a wear-resistant material at an axial distance from the outlet end of the pump gap.
  • This device is not only characterized by greater reliability with a construction work comprising only a few parts; it can also be installed in existing sealing systems of roller bearings without any particular additional effort, since it does not build larger than the space required by the double sealing systems that are no longer required.
  • the device is also suitable for use in rolling mill bearings for other purposes.
  • FIG. 2 shows a detail from the illustration of FIG. 2 on an enlarged scale
  • FIG. 3 shows the detail of FIG. 2 on a further enlarged scale.
  • the roller bearing consists of a pair of radial roller bearings seated on the journal WZ of the roller W and one on the end WZE of the journal facing away from the roller barrel WB of the roller.
  • the radial roller bearings are pushed into the bearing insert LES and the Radiax bearing RDL is seated in an end ring body ARK, which is attached to the bearing insert LES on the side facing away from the roll barrel WB.
  • An intermediate ring body ZRK is located on the other side of the bearing chock LES facing the rolled bale WB set up, which is equipped with sealing elements and sealing devices which will be explained in more detail below.
  • Oil is supplied to the bearings in a manner not shown via feed channels ZFK and adjoining guide channels FK and discharged again via discharge channels AK.
  • a sealing race DLR is mounted on the journal WZ, the outer circumferential surface of which is connected to an elastic labyrinth ring which is firmly connected to the intermediate ring body ZRK LR is sealed. Furthermore, a first conical ring body KRK1 with a cylindrical inner surface is drawn onto the cylindrical outer circumference of this seal race DLR, the outer ring surface ARF of which runs in the direction away from the roll bale WB and inclined towards the roll axis x-x (FIG. 1).
  • the first conical ring body KRK1 has, with an axial distance from the outlet end of the pump gap PS, an annular, axially radial contact surface ANF for the contact with a likewise axially radial axis Contact surface OPEN on a bearing-fixed ring piece RS of the bearing and is made of wear-resistant material.
  • the gap PS formed between the two acts as a hydraulic centrifugal pump, which flows out of the bearing in the area of the end face ST of the roll barrel and the outer surface of the seal race Oil parts that have entered the suction chamber EK are sucked off and led back into the oil circulation of the bearing via the oil collection chamber OSK, the guide channels FK and the discharge channel AF and thus prevent the oil from reaching the end face ST of the roll barrel WB and via this onto the peripheral surface of the roll barrel.
  • the device is also suitable for suctioning off smaller quantities of liquids, such as cooling water or lubricating emulsion residues, which come from the outside of the roll bale into the bearing via defective seals, and discharge them via the oil circuit of the bearing.
  • liquids such as cooling water or lubricating emulsion residues

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Rückführung von Öl aus dem Bereich der der Seitenfläche (ST) des Ballens (WB) und der Umfangsfläche des in dem Lager eines Lagereinbaustücks (LES) gelagerten Zapfens (WZ) von Walzwerkswalzen (W), bei der auf den Zapfen (WZ) ein, zwischen den Lagerelementen und der Seitenfläche (ST) des Walzballens (WB) angeordneter Dicht-Laufring (DLR) aufgezogen ist. Auf der Aussenfläche des Dichtlaufrings (DLR) sitzt ein, mit zylindrischer Innenfläche gegen diesen abgedichteter erster Konusringkörper (KRK1) mit einer äußeren Konusfläche, deren Neigung von der Ballenseite (ST) in Richtung auf die Walzachse (x-x) verläuft. Ein fest im Lagergehäuse angeordneter zweiter Konusringkörper (KRK2) mit einer inneren Konusfläche, die der Konusfläche des ersten Konusringkörpers (KRK1) mit Abstand gegenüberliegt, bildet mit diesem einen, Öl von der Ballenseite (ST) weg fördernden hydraulischen Pumpspalt (PS).

Description

Vorrichtung zur Rückführung von Öl in Walzenlagern
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Rückführung von Öl aus dem Bereich der Seitenfläche des Ballens und der Umfangsfläche des, im Lager eines Lagereinbaustücks gelagerten Zapfens von Walzwerkswalzen, bei dem auf den Zapfen ein zwischen den Lagerelementen und der Seitenfläche des Ballens angeordneter Dichtungs-Laufring aufgezogen ist.
Es ist bekannt, bei Walzwerkswalzen, die in Lagereinbaustücken lagern und von diesen getragen werden, diese Lager gegen den Zapfen der Walze und den Walzballen mit, auf den Walzzapfen aufgezogenen Dichtungs- Laufringen auszustatten und mit weiteren flexiblen, mit dem Walzenzapfen bzw. dem Lagergehäuse verbundenen, z.T. Labyrinthe bildenden elastischen Dichtringen abzudichten. Diese Dichteinrichtungen genügen in der Regel den Dichterfordernissen beim Walzbetrieb.
Beim Walzen von Walzbändern, an die besonders hohe Qualitätsansprüche gestellt werden. z.B. dem Walzen in Trockendressiergerüsten müssen die Ballen der Walzen vollständig schmutz- und ölfrei gehalten werden, da schon einzelne, wenige Öltropfen, die aus dem Lager über die Stirnseite der Walzballen auf die Umfangsfläche der Walzen in den Walzbereich gelangen, die Oberflächenqualität des Walzballens beeinträchtigen und es häufig notwendig machen, die Walzen komplett auszuwechseln.
Man hat schon versucht, die Dichtungslabyrinthe mit Druckluft zu beaufschla- gen, um eine Strömung des Öls unter den Dichtungs-Laufringen zum Lager hin zu erzeugen und damit diesem Tropfenaustritt des Öls zu begegnen. Auch diese Maßnahme erwies sich als nicht geeignet, den Austritt einzelner Öltropfen zuverlässig zu vermeiden mit der häufigen Folge, dass die, durch den Ölaustritt verursachten Qualitätsmängel erst in der dem Walzen der Bänder folgenden Inspektionslinie erkannt wurden, meist erst nachdem schon eine Reihe von Band-Coils gewalzt wurden, die dann alle die gleichen Mängel aufwiesen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Ölrückführungssyste- me dahin zu verbessern, dass das Risiko des Austritts, auch von geringen Öl- mengen mit großer Zuverlässigkeit bei geringem Wartungsaufwand beseitigt wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Rückführung von Öl der anfangs genannten Gattung gelöst, die durch einen, mit zylindrischer Innenfläche auf der Außenfläche des Dichtungs-Laufrings sitzenden, gegen diesen abgedichteten Konus-Ringkörper, mit einer äußeren Konusfläche gelöst, deren Neigung von der Ballenseite in Richtung auf die Walzenachse verläuft und einen weiteren, fest im Lagergehäuse angeordneten zweiten Konus-Ringkörper mit einer inneren Konusfläche, die der Konusfläche des ersten Konus-Ringkörpers mit Abstand gegenüberliegend, mit dieser einen, Öl von der Ballenseite der Walze weg fördernden hydraulischen Pumpspalt bildet.
Wie die Erfindung dabei vorsieht, kann das, dem Walzballen zugewandte Ende des Pumpspaltes in einer ringförmigen Eintrittskammer münden, die von achsradial und geneigt hierzu verlaufenden Seitenflächen des ersten Konus- Ringkörpers, der dieser mit Abstand gegenüberliegenden radialen Seitenfläche eines flanschringförmigen Ansatzes des zweiten Konus-Ringkörpers und einem Außenflächenabschnitt des Sichtungslaufrings gebildet wird. Dabei kann das dem Walzballen abgewandte Austrittsende des Pumpspaltes in einer ringförmigen Olsammelkammer münden, die von einer, radial verlaufenden Seitenfläche des zweiten Konus-Ringkörpers, einer dieser mit Abstand gegenüberliegenden Seitenfläche eines, fest im Lagergehäuse angeordneten flanschförmigen Ringansatzes und einem Seitenwandabschnitt des ersten Konus-Ringkörpers ge- bildet wird, wobei der Olsammelkammer, im Lagergehäuse angeordnete radiale Führungskanäle und ein diesen nachgeordneter Abführkanal zugeordnet sind. Der erste Konus-Ringkörper kann mit axialem Abstand von dem Austrittsende des Pumpspaltes eine achsradial verlaufende Anlagefläche für die Anlage an eine, ebenfalls achsradial verlaufende ringförmige Auflagefläche im ortsfesten Teil des Lagers aufweisen und aus einem verschleißfesten Werkstoff bestehen.
Diese Vorrichtung zeichnet sich nicht nur durch größere Zuverlässigkeit bei einem nur wenige Teile umfassenden Bauaufwand auf; sie kann auch ohne besonderen Mehraufwand in vorhandene Dichtsysteme von Walzenlagern eingebaut werden, da sie nicht größer baut, als der von, nicht mehr benötigten dop- pelten Dichtsystemen eingenommene Bauraum. Die Vorrichtung ist auch für die Verwendung in Walzwerkslagern anderer Verwendungszwecke geeignet.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 das Walzenlager im Axialschnitt,
Fig. 2 eine Einzelheit aus der Darstellung nach Fig. 2 in vergrößertem Maßstab und
Fig. 3 die Einzelheit nach Fig. 2 in weiter vergrößertem Maßstab.
Wie aus Fig. 1 zu ersehen, besteht das Walzenlager aus einem Paar von auf den Zapfen WZ der Walze W sitzenden Radial-Rollenlagern und einem auf das, von dem Walzballen WB der Walze abgewandten Ende WZE des Zapfens sitzenden Radiax-Lager RDL. Die Radialrollenlager sind in das Lagereinbaustück LES eingeschoben und das Radiax-Lager RDL sitzt in einem Abschlußringkörper ARK, der an der dem Walzballen WB abgewandten Seite des Lagerein- baustücks LES, an dieses angesetzt ist. An die andere, dem Walzballen WB zugewandte Seite des Lagereinbaustücks LES ist ein Zwischenringkörper ZRK angesetzt, der mit anschließend noch näher erläuterten Dichtelementen und Dichteinrichtungen ausgestattet ist.
Den Lagern wird über Zuführkanäle ZFK und an diese anschließende Führungskanäle FK auf nicht dargestellte Weise Öl zugeführt und über Abführka- näle AK wieder abgeleitet.
Aus den Fig. 2 und 3 geht hervor, dass zwischen dem Walzballen WB und den Radial-Rollenlagern RRL, auf dem Zapfen WZ ein Dichtungs-Laufring DLR aufgezogen ist, dessen Außenumfangsfläche von einem, fest mit dem Zwischen- ringkörper ZRK verbundenen, elastischen Labyrinthring LR dichtend beaufschlagt wird. Weiter ist auf den zylindrischen Außenumfang dieses Dichtungslaufrings DLR ein erster Konusringkörper KRK1 mit einer zylindrischen Innenfläche aufgezogen, dessen äußere Ringfläche ARF in Richtung von dem Walzballen WB weg und auf die Walzenachse x-x (Fig. 1) hin geneigt verläuft. In dem Zwischenringkörper sitzt ein zweiter Konusringkörper KRK2, dessen innere Ringfläche IRF, ebenfalls geneigt verlaufend, der äußeren Ringfläche ARF des ersten Konusringkörpers KRK1 , mit Abstand gegenüberliegend mit dieser einen konischen Ringspalt, den Pumpspalt PS bildet, dessen dem Walzballen WB abgewandtes Austrittsende in einer, über Führungskanäle FK mit einem Ab- führkanal AK verbundenen Olsammelkammer OSK, und dessen, dem Walzballen WB zugewandtes Eintrittsende in einer ringförmigen Eintrittskammer EK münden, die von achsradial und geneigt hierzu verlaufenden Seitenflächen des ersten Konusringkörpers KRK1 , der, dieser mit Abstand gegenüberliegenden radialen Seitenfläche eines flanschförmigen Ringansatzes RA des zweiten Ko- nusringkörpers KRK2 und einem Außenflächenabschnitt des Dichtungslaufrings DLR gebildet wird.
Der erste Konusringkörper KRK1 weist mit axialem Abstand von dem Austrittsende des Pumpspaltes PS eine ringförmig achsradial verlaufende Anlageflä- ehe ANF für die Anlage an eine ebenfalls ringförmig achsradial verlaufende Auflagefläche AUF an einem lagerfesten Ringstück RS des Lagers auf und besteht aus verschleißfestem Werkstoff.
Da der erste Konusringkörper KRK1 beim Walzbetrieb um den dabei feststehenden zweiten Konusringkörper KRK2 rotiert, wirkt der zwischen beiden gebil- dete Spalt PS als eine hydraulische Fliehkraft-Pumpe, die aus dem Lager in dem Bereich der Stirnseite ST des Walzballens und der Außenfläche des Dichtungslaufrings in die Eintrittskammer EK gelangten Ölteile absaugt und über die Olsammelkammer OSK, die Führungskanäle FK und den Abführkanal AF wieder in den Ölumlauf des Lagers führt und damit verhindert, dass das Öl an die Stirnseite ST des Walzballens WB und über diesen auf die Umfangsfläche des Walzballens gelangt.
Die Vorrichtung ist auch dazu geeignet, kleinere Mengen von Flüssigkeiten, wie Kühlwasser oder Schmieremulsionsreste, die über mangelhafte Dichtungen von außen her von dem Walzballen in das Lager gelangen, abzusaugen und über den Ölkreislauf des Lagers abzuführen.
Bezugszeichenverzeichnis
RRL Radialrollenlager
RDL Radiaxlager
LES Lagereinbaustück
W Walze
WB Walzballen
WZ Walzenzapfen
ST Stirnseite (des Walzballens WB)
WZE (abgesetztes) Ende des Zapfens ZW
ARK Abschlußringkörper
ZRK Zwischenringkörper
ZFK Zuführkanal
FK Führungskanal
AK Abführungskanal
DLR Dichtungs-Laufring
LR Labyrinth-Ring
KRK1 Konusringkörper (erster)
KRK2 Konusringkörper (zweiter) x-x Walzachse
IRF (innere) Ringfläche
ARF (äußere) Ringfläche
PS Pumpspalt
OSK Olsammelkammer
EK Eintrittskammer
ST Stirnseite (des Walzballens WB)
RA (flanschförmiger) Ringansatz
ANF Anlagefläche
AUF Auflagefläche
RS Ringstück

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Rückführung von Öl aus dem Bereich der der Seitenfläche (ST) des Ballens (WB) und der Umfangsfläche des in dem Lager eines Lagereinbaustücks (LES) gelagerten Zapfens (WZ) von Walzwerkswalzen (W), bei der auf den Zapfen (WZ) ein, zwischen den Lagerelementen und der Seitenfläche (ST) des Walzballens (WB) angeordneter Dicht-Laufring (DLR) aufgezogen ist, gekennzeichnet durch ein mit zylindrischer Innenfläche auf der Außenfläche des Dichtlaufrings (DLR) sitzenden, gegen diesen abgedichteten ersten Konusringkörper (KRK1) mit einer äußeren Konusfläche, deren Neigung von der Ballen- seite (ST) in Richtung auf die Walzachse (x-x) verläuft und einen fest im
Lagergehäuse angeordneten zweiten Konusringkörper (KRK2) mit einer inneren Konusfläche, die der Konusfläche des ersten Konusringkörpers (KRK1) mit Abstand gegenüberliegend, mit dieser einen Öl von der Ballenseite (ST) weg fördernden hydraulischen Pumpspalt (PS) bildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das dem Walzballen (WB) zugewandte Eintrittsende des Pumpspalts (PS) in einer ringförmigen Eintrittskammer (EK) mündet, die von achsradial und geneigt hierzu verlaufenden Seitenflächen des ersten Konusringkörpers (KRK1) der, dieser mit Abstand gegenüberliegenden radialen Seitenfläche eines flanschförmigen Ringansatzes (RA) des zweiten Konusringkörpers (KRK2) und einen Außenflächenabschnitt des Dichtlaufrings (DLR1) gebildet wird.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Walzballen (WB) abgewandte Austrittsende des Pumpspaltes (PS) in einer ringförmigen Olsammelkammer (OSK) mündet, die von einer radial verlaufenden Seitenfläche des zweiten Konusringkörpers (KRK2), einer dieser mit Abstand gegenüberliegenden radialen Seiten- fläche eines fest im Lagergehäuse angeordneten flanschringförmigen
Ringansatzes (RS) und einem Seitenwandabschnitt des ersten Konusringkörpers (KRK1) gebildet wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Olsammelkammer (OSK) im Lagergehäuse angeordnete radiale Führungskanäle (FK) und diesen nachgeordnete Abführkanäle (AK) zugeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Konusringkörper (KRK1) mit axialem Abstand von dem Austrittsende des Pumpspaltes (PS) eine achsradial verlaufende ringförmige Anlagefläche (ANF) für die Anlage an eine ebenfalls ringförmige, achsradial verlaufende Auflagefläche (AUF) im ortsfesten Teil des Lagers aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Konusringkörper (KRK1) aus einem verschleißfesten
Werkstoff besteht.
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