Lagerung und Dreheinführung für eine gekühlte Rolle Gebiet der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagerung und eine Dreheinführung für eine gekühlte Rolle. Stand der Technik

Aus der Schrift EP 1 048 880 AI ist eine Lagerung und eine Dreheinführung für eine gekühlte Rolle bekannt, umfassend

- einen Lagerbock;

- einen rollenförmigen Rollenkörper mit einem zumindest

eintrittsseitig zentralen Kühlmittelkanal für das

Kühlmedium;

zumindest ein Lager zur drehbaren Abstützung des

Rollenkörpers gegenüber dem Lagerbock, wobei die Kräfte vom Rollenkörper über das Lager auf den Lagerbock

übertragen werden;

- einen äußeren Lagerdeckel der lösbar mit dem Lagerbock verbunden ist; und

- ein mit dem äußeren Lagerdeckel verbundenes Kühlmittelrohr zur Einführung des Kühlmediums in den Kühlmittelkanal des

Rollenkörpers .

Bei dieser Ausführungsform ist es zwar möglich, das

Kühlmittelrohr einschließlich des Dichtungspakets auch im montierten Zustand des Lagerdeckels - d.h. ohne dass der Lagerdeckel beim Wechseln demontiert werden muss - zu

Wechseln, allerdings beinhaltet das Dichtungspaket viele Einzelteile, wie ein Federpaket, einen sogenannten

„schwebende Gleitring", einen Dichtungsträger sowie zwei kooperierende Gleitringe, sodass ein schneller Wechsel des Dichtungspakets nicht möglich ist. Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Lagerung und Dreheinführung für eine gekühlte Rolle bei gleichbleibend hoher Zuverlässigkeit darzustellen, sodass einerseits ein Dichtungselement nur wenige Einzelteile aufweist und

andererseits ein schneller Wechsel des Dichtungselements möglich ist. Diese Aufgabe wird von einer Vorrichtung der eingangs

genannten Art dadurch gelöst, dass das Kühlmittelrohr mit dem Rollenkörper über wenigstens ein hülsenförmiges Dichtelement mit einer inneren und einer äußeren Mantelfläche verbunden ist, wobei die innere Mantelfläche dichtend mit dem

stillstehenden Kühlmittelrohr und die äußere Mantelfläche dichtend mit dem rotierenden Rollenkörper verbunden ist. Beim hülsenförmigen Dichtelement handelt es sich nur mehr um einen einzigen Einzelteil, der bei Verschleiß einfach und schnell gewechselt werden kann. Die äußere Mantelfläche des

Dichtelements dichtet fluiddicht den axialen Kühlmittelkanal im Rollenkörper statisch ab; die innere Mantelfläche des Dichtelements dichtet fluiddicht das stillstehende

Kühlmittelrohr gegenüber dem mitrotierenden Dichtelement dynamisch ab. Durch die konstruktive Kopplung der dynamischen und statischen Abdichtung in einem Dichtelement werden

Federelemente, elastische Hülsen oder dgl . obsolet, da beispielsweise im Fall eine Wärmedehnung das Kühlmittelrohr gegenüber dem Dichtelement verschieblich, d.h. gleitend, ausgebildet ist. Das Dichtelement ist bevorzugt aus PTFE ausgeführt, sodass eine hohe chemische Beständigkeit

gegenüber unterschiedlichen Kühlmedien (im Allgemeinen wird als Kühlmedium Wasser gegebenenfalls mit Zusätzen verwendet) gegeben ist. Dem Fachmann ist klar, dass eine Rolle aufgrund der hohen einwirkenden Kräfte mehrfach gelagert werden muss. Im einfachsten Fall wird beidseitig der Rolle je eine

erfindungsgemäße Lagerung und Dreheinführung vorgesehen, wobei eine erste Dreheinführung zum Einführen des Kühlmediums und eine zweite Dreheinführung zum Ausführen des Kühlmediums verwendet wird.

Vorzugsweise weist der Lagerbock wenigstens einen

Kühlmittelkanal zur Führung eines unter Druck stehenden

Kühlmediums auf, und weist der äußere Lagerdeckel zumindest einen Kühlmittekanal für das Kühlmedium auf, sodass das

Kühlmedium vom Lagerbock in den äußeren Lagerdeckel, vom äußeren Lagerdeckel in das Kühlmittelrohr, und vom

Kühlmittelrohr in den Kühlmittelkanal des Rollenkörpers geführt werden kann. Mittels dieser Ausführungsform ist eine einfache und robuste Führung des Kühlmediums gewährleistet.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform weist das

Dichtelement auf seiner äußeren Mantelfläche zumindest eine, bevorzugt zumindest zwei, statische Dichtung, und auf seiner inneren Mantelfläche zumindest eine, bevorzugt zumindest zwei, dynamische Dichtung, auf.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist eine statische Dichtung als ein O-Ring und eine dynamische Dichtung als ein Gleitring ausgebildet.

Mittels der beiden letztgenannten Ausführungsformen wird eine hohe Dichtheit sowohl bei der statischen Abdichtung des

Kühlmediums zwischen den relativ zueinander unbewegten

Bauteilen (konkret dem Rollekörper und dem Dichtelement) als auch bei der dynamischen Abdichtung des Kühlmediums zwischen gegeneinander bewegten Bauteilen (konkret dem rotierenden Dichtelement und dem stillstehenden Kühlmittelrohr) erreicht. Derartige Dichtelemente sind dem Fachmann z.B. unter der Bezeichnung „Prelonringe" (siehe http://www.prelon.de) bekannt .

Bezüglich der Zuverlässigkeit der Abdichtung ist es

vorteilhaft, das Dichtelement im Bereich einer

Lagermittenebene des Lagers, vorzugsweise symmetrisch zur Lagermittenebene, anzuordnen. Unter der Lagermittenebene wird die Normalebene auf die Achse der Strangführungsrolle

bezeichnet, die mittig durch das Lager verläuft, wobei in diesem Bereich die Durchbiegung der Rolle als

vernachlässigbar angesehen werden kann.

Es ist zweckmäßig, dass der Rollenkörper mit einem

Rollenmantel drehfest verbunden ist. In diesem Fall kann der Rollenmantel besonders verschleißfest ausgeführt sein, der bei Verschleiß einfach wechselbar ausgebildet ist.

Aufgrund der hohen Lagerkräfte ist es vorteilhaft, ein Lager als ein Wälzlager, insbesondere ein Pendelrollenlager, auszubilden . Da die Zuverlässigkeit eines Lagers in hohem Maße von der Reinheit abhängt, ist es vorteilhaft, das Lager beidseitig abgedichtet (beispielsweise als beidseitig abgedichtetes Lager mit Deck- oder Dichtscheiben oder als offenes Lager mit externen Dichtungen) auszubilden; weiters ist es vorteilhaft, das Lager mit einer Fettschmierung, bevorzugt einer

Frischfettschmierung, auszubilden .

Eine besonders einfache geometrische Form des Rollenkörpers ist erreichbar, wenn eine Stirnfläche des Rollenkörpers mit einem ringförmigen Dichtungslaufring verbunden ist. In diesem Fall ist der ringförmige Dichtungslaufring beispielsweise über Schrauben mit dem Rollenkörper verbunden, wobei der Dichtungslaufring einen Ansatz aufweisen kann, um einen Ring des Lagers abzustützen.

Nach einer Ausführungsform ist ein Lagerbock in Richtung der Rollenmittenebene mit einem inneren Lagerdeckel lösbar verbunden, wobei gegebenenfalls der innere Lagerdeckel den Innenring oder den Außenring des Lagers abstützt.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Lager auf beiden Seiten jeweils mittels einer dynamischen Dichtung und

gegebenenfalls einer statischen Dichtung abgedichtet, wobei diese Dichtungen einerseits den inneren Lagerdeckel gegenüber dem Rollenkörper und andererseits den äußeren Lagerdeckel gegenüber dem Rollenkörper oder dem Dichtungslaufring

abdichten .

Mittels dieser beiden vorgenannten Ausführungsformen ist eine effektive und kostengünstige Abdichtung des Lagers auf einfache Art und Weise möglich. Nach einer Ausführungsform bilden der äußere Lagerdeckel und das axiale Kühlmittelrohr einen Bauteil. Alternativ dazu ist es möglich, das axiale Kühlmittelrohr in eine Ausnehmung des äußeren Lagerdeckels einzusetzen und mit diesem lösbar zu verbinden .

Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform ist das axiale

Kühlmittelrohr mittels einer statischen Abdichtung, z.B.

einem O-Ring, gegenüber dem äußeren Lagerdeckel abgedichtet. Es ist weiters zweckmäßig, das Dichtelement mittels eines Sicherungselements, beispielsweise eines Sicherungsrings, axial zu sichern.

Die erfindungsgemäße Lagerung und Dreheinführung ist sowohl für eine Kombination von Fest- und Loslager als auch für eine sogenannte schwimmende Lagerung einer Rolle bestens geeignet.

Aufgrund der hohen Belastungen, denen Strangführungsrollen oder Walzwerksrollen ausgesetzt sind, ist es vorteilhaft, die erfindungsgemäße Vorrichtung als eine Strangführungsrolle für eine Stranggießanlage oder als eine Walzwerksrolle für den Rollgang einer Walzeinrichtung für Metall, vorzugsweise

Stahl, zu verwenden. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die folgenden Figuren Bezug genommen wird, die Folgendes zeigen:

Fig. 1 bis 4 vier Ausführungsformen einer Strangführungsrolle mit je einer Lagerung und einer Drehdurchführung

Fig. 5 eine Ausführungsform einer Walzwerksrolle, wobei das Kühlmedium direkt in ein Kühlmittelrohr eingeführt wird Beschreibung der Ausführungsformen

Fig. 1

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer als

Strangführungsrolle 1 ausgebildeten gekühlten Rolle zum

Führen und Stützten eines Gießprodukts in einer

Stranggießanlage. Hierbei wird das Gießprodukt jeweils oberhalb und unterhalb einer Mittelebene des Gießprodukts von Strangführungsrollen gestützt, wobei mehrere

Strangführungsrollen in einem Strangführungssegment

abgestützt sind. Der Rollenkörper 4 ist wenigstens zweimal mittels je eines als Pendelrollenlager ausgebildeten Lagers 6 gelagert, wobei die Lager 6 die auf die Strangführungsrolle 1 einwirkenden Kräfte auf den Lagerbock 2 und in weiterer Folge auf das Strangführungssegment übertragen. Um einerseits die Betriebsfestigkeit der Strangführungsrolle 1 zu erhöhen und andererseits das Gießprodukt mittels der Strangführungsrollen 1 zu kühlen, ist eine Strangführungsrolle 1 mit einer

Kühleinrichtung ausgebildet. Hierbei wird das Kühlmedium Wasser vom Segment zu wenigstens einem Kühlmittelkanal 3 im Lagerbock 2 geführt, vom Lagerbock 2 in wenigstens einem Kühlmittelkanal 8 im äußeren Lagerdeckel 7, vom äußeren

Lagerdeckel 7 in ein Kühlmittelrohr 9 und diesem in einen axialen Kühlmittelkanal 5 in den Rollenkörper 4 geführt.

Dabei ist der äußere Lagerdeckel 7 einerseits mit dem

Kühlmittelrohr 9 und andererseits über mehrere Schrauben mit dem Lagerbock verbunden. Um eine zuverlässige Abdichtung des Kühlmedium zu gewährleisten, ist das Kühlmittelrohr 9 mit dem Rollenkörper 4 über ein hülsenförmiges Dichtelement 10, das als Prelonring vom Typ V 2 ausgebildet ist, verbunden. Das Dichtelement 10 weist eine innere und eine äußere

Mantelfläche 11,12 auf, wobei die innere Mantelfläche 11 über zwei als Gleitringe ausgebildete dynamische Dichtungen 14 fluiddicht mit dem Kühlmittelrohr 9 und die äußere

Mantelfläche 12 über zwei als O-Ringe ausgebildete statische Dichtungen 13 fluiddicht mit dem Rollenkörper 4 verbunden sind. Das mit einer automatischen Frischfettschmierung verbundene Pendelrollenlager 6 ist beidseitig mittels je eines Radialwellendichtrings und einer Lamellendichtung abgedichtet, wobei die äußeren Dichtungen zwischen dem äußeren Lagerdeckel 7 und dem Dichtungslaufring 18 und die inneren Dichtungen zwischen dem inneren Lagerdeckel 19 und dem Rollenkörper 4 angebracht sind. Um das Dichtelement 10 axial zu sichern, ist dieses mittels einer Hülse 21 und eines als Bohrungssicherungsrings ausgebildeten Sicherungselements 20 gesichert. Um die Durchbiegung der Strangführungsrolle 1 gegenüber dem Kühlmittelrohr 9 zu minimieren, ist das

Dichtelement 10 im Bereich der Lagermittenebene 15 des Lager 6 angeordnet.

Fig. 2 Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer

Strangführungsrolle 1, wobei in diesem Fall das

Kühlmittelrohr 9 in den äußeren Lagerdeckel 7 einsetzbar ausgebildet ist. Das mit dem äußeren Lagerdeckel 7 über mehrere Schrauben verbundene Kühlmittelrohr 9 wird mittels zweier O-Ringe gegenüber dem äußeren Lagerdeckel 7

abgedichtet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde auf die Darstellung des Kühlmittelkanals im äußeren Lagerdeckel 7 verzichtet . Fig. 3

Auch die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Strangführungsrolle 1, wobei in diesem Fall gegenüber Fig. 2 eine andere axiale Sicherung des Dichtelements 10 verwendet wurde. Mittels dieser Ausführungsform ist es einfach möglich, bestehende Rollen auf die erfindungsgemäße Vorrichtung umzurüsten, wobei die Abmessungen bestehender ringförmiger Ausnehmungen zwischen dem Rollenkörper 4 und dem

Kühlmittelrohr 9 für die Aufnahme des Dichtelements 10 weiterverwendet werden und ein Zwischenraum in einfacher Weise durch Hülsen 21 ausgefüllt wird, sodass das

Dichtelement 10 axial gesichert ist.

Fig. 4

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer

Strangführungsrolle 1, wobei in diesem Fall das Dichtelement 10 einerseits von einer Hülse 21 und andererseits von dem Dichtungslaufring 18 axial gesichert wird.

Fig. 5 Fig. 5 zeigte eine Ausführungsform einer gekühlten Rolle 22 zur Führung eines Walzguts auf einem Rollgang in einem

Warmwalzwerk. Hierbei umfasst die Lagerung und die

Dreheinführung einen Lagerbock 2; einen rollenförmigen

Rollenkörper 4 zum Führen und Stützen eines Gieß- oder

Walzprodukts in einem Walzwerk mit einem zumindest

eintrittsseitig zentralen Kühlmittelkanal 5 für ein

Kühlmedium; ein Lager 6 zur drehbaren Abstützung des

Rollenkörpers 4 gegenüber dem Lagerbock 2, wobei die Kräfte vom Rollenkörper 4 über das Lager 6 auf den Lagerbock 2 übertragen werden; einen äußeren Lagerdeckel 7 der mittels

Schrauben mit dem Lagerbock 2 verbunden ist; und ein mit dem äußeren Lagerdeckel 7 verbundenes Kühlmittelrohr 9 zur

Einführung des Kühlmediums in den Kühlmittelkanal 5 des

Rollenkörpers 4, wobei das Kühlmittelrohr 9 mit dem

Rollenkörper 4 über wenigstens ein hülsenförmiges

Dichtelement 10 mit einer inneren und einer äußeren

Mantelfläche 11,12 verbunden ist und die innere Mantelfläche 11 dichtend mit dem Kühlmittelrohr 9 und die äußere Mantelfläche 12 dichtend mit dem Rollenkörper 4 verbunden ist .

Im Gegensatz zu den vorgenannten Ausführungsformen wird das Kühlmedium nicht über den Lagerbock 2 und den äußeren

Lagerdeckel 7 in das Kühlmittelrohr 9 geführt, sondern direkt von einer nicht dargestellten Kühlmittelleitung in das

Kühlmittelrohr 9 geführt. Die Abdichtung des Kühlmittelrohrs 9 bzw. des Kühlmittelkanals 5 im Rollenkörper 4 erfolgt analog zu den Ausführungsformen der Fig. 1 und 2.

Liste der Bezugszeichen

1 Strangführungsrolle

2 Lagerbock

3 Kühlmittelkanal im Lagerbock

4 Rollenkörper

5 Kühlmittelkanal im Rollenkörper

6 Lager

7 äußerer Lagerdeckel

8 Kühlmittelkanal im äußeren Lagerdeckel

9 Kühlmittelrohr

10 Dichtelement

11 innere Mantelfläche

12 äußere Mantelfläche

13 statische Dichtung

14 dynamische Dichtung

15 Lagermittenebene

16 Rollenmantel

17 Stirnfläche

18 Dichtungslaufring

19 innerer Lagerdeckel

20 Sicherungselement

21 Hülse

22 Rolle