DE102004038225A1

DE102004038225A1 - Device for coupling cooling agent feed to a roll, especially for an extrusion unit useful for extrusion units in the steel industry with annular bore is provided for feeding the cooling agent inside the roll and resetting element

Info

Publication number: DE102004038225A1
Application number: DE200410038225
Authority: DE
Inventors: Georg Springmann; Dieter Warmbier; Dirk Hasselbrink
Original assignee: GEORG SPRINGMANN IND und BERGB; GEORG SPRINGMANN INDUSTRIE- und BERGBAUTECHNIK GmbH
Current assignee: GEORG SPRINGMANN IND und BERGB; GEORG SPRINGMANN INDUSTRIE- und BERGBAUTECHNIK GmbH
Priority date: 2004-08-05
Filing date: 2004-08-05
Publication date: 2006-03-16

Abstract

Device for coupling cooling agent feed to a roll, especially for an extrusion unit, where the roll is located via journals in a coupler recess by means of roll bearings includes compensator (5), rotor head (2), sealing elements(4,7), cover (3) and a slip ring. An annular bore is provided for feeding the cooling agent inside the roll, and a resetting element (8) is provided on the compensator.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ankuppeln einer Kühlmittelzuführung an eine Walze mit den Merkmalen des Hauptanspruches.The The present invention relates to a device for coupling a Coolant supply on a roller having the features of the main claim.

Gattungsgemäße Vorrichtungen, auch Drehdurchführungen genannt, werden in unterschiedlichen Industriezweigen, insbesondere für Stranggiessanlagen in der Stahlindustrie benötigt. Bei diesen Stranggiessanlagen läuft der rot glühende Stahl in Strangform über Walzen, die außen in Lagern in Lagerböcken drehbar gelagert sind. Diese Walzen werden in einem geschlossenen Kreislauf durch die Zuführung von Wasser unter Druck in das Innere der Walzen zur Abführung der Wärme gekühlt. Mit der Drehdurchführung wird der Übergang von dem so genannten Rotor und der daran angeflanschten Kühlwasserleitung zu dem an der Walze befestigten und sich damit mitdrehenden Gehäuse abgedichtet.Generic devices, also rotary unions called, are used in different industries, in particular for continuous casting plants needed in the steel industry. At these continuous casting plants running the red-hot one Steel in strand form over Rolls outside in camps in camp floors are rotatably mounted. These rollers are in a closed Cycle through the feeder of water under pressure in the interior of the rollers to discharge the Heat cooled. With the rotary union becomes the transition from the so-called rotor and the cooling water pipe flanged thereto sealed to the attached to the roller and thus co-rotating housing.

Im Stand der Technik sind hauptsächlich zwei verschiedene Arten von Drehdurchführungen bekannt. Eine erste Ausführungsform der Drehdurchführungen weist eine außerhalb des Walzeninneren liegende Baueinheit auf, die die Bauelemente für die notwendige Wasserzufuhr, Lagerung und Dichtung enthält. Bauartbedingt weisen derartige Anlagen mit solchen Drehdurchführungen eine erhebliche Breite rechts und links der Lagerböcke auf.in the The state of the art is mainly two various types of rotary joints known. A first embodiment the rotary feedthroughs has an outside the roll interior lying on the unit, the components for the necessary Water supply, storage and seal contains. Due to their design, such Systems with such rotary unions a considerable width to the right and left of the bearing blocks.

Zur Verminderung der Anlagenbreite sind daher seitens der Anlagenbauer Forderungen aufgestellt worden, Lagerung und dichtendes System in das Innere der Walze zur verlegen.to The system width is therefore reduced by the plant manufacturer Claims have been made, storage and sealing system in the Interior of the roller for laying.

Zur Aufnahme der Drehdurchführung in der Walze ist eine Bohrung vorgesehen, in die die Drehdurchführung eingesteckt wird und dann beispielsweise über eine Verschraubung mit der Walze ortsfest verbunden wird. Das zur Kühlung verwendete Wasser wird unter einem Überdruck von bis zu 15 Atmosphären in die Drehdurchführung geleitet, und der auf die Bauelemente einwirkende Wasserdruck stellt zusammen mit der Bewegung derselben und der thermischen Beanspruchung erhebliche Anforderungen an die Abdichtungstechnik.to Recording of the rotary feedthrough in the roller a bore is provided, in which the rotary feedthrough is inserted and then over, for example a screw with the roller is fixedly connected. That to cooling used water is under an overpressure of up to 15 atmospheres in the Rotary union passed, and the pressure acting on the components of the water pressure with the movement of the same and the thermal stress considerable Requirements for the sealing technology.

Eine verwendete Technik zur Abdichtung der sich bei Drehung der Walze in einer relativen Drehbewegung zueinander bewegenden Bauelemente der Drehdurchführung basiert auf der Verwendung einer Radialdichtung bestehend aus kreisförmigen O-Ringen oder Lippendichtungen aus Elastomer als dem maßgeblichen Dichtungselement.A technique used to seal when rotating the roller in a relative rotational movement to each other moving components the rotary union based on the use of a radial seal consisting of circular O-rings or lip seals made of elastomer as the relevant sealing element.

Andere Techniken sind in der EP-A1-392.838 beschrieben. In dieser Druckschrift ist eine Drehdurchführung mit einer Dichtungsanordnung beschrieben, die durch den hydraulischen Druck der Flüssigkeit betätigt wird. Es handelt sich jedoch dabei um eine konstruktiv aufwendige Anordnung.Other Techniques are described in EP-A1-392,838. In this document is a rotary union described with a seal arrangement by the hydraulic pressure the liquid actuated becomes. However, it is a structurally complex Arrangement.

Den im Stand der Technik bekannten Drehdurchführungen ist gemeinsam, dass besonders bei radialen Belastungen der Walze infolge der relativ starren Wasserzu- und -abführungen Scherkräfte auf die Drehdurchführung wirken und einen starken Verschleiß der Drehdurchführung verursachen. Hinzu kommen bei längerem Betrieb Materialermüdungen und die zumeist aufwendige mechanische Konstruktion der im Stand der Technik bekannten Drehdurchführungen.The Known in the prior art rotary unions in common is that especially at radial loads of the roller due to the relatively rigid Water supply and discharge shear on the rotary feedthrough act and cause a strong wear of the rotary feedthrough. There are also longer Operation material fatigue and the usually expensive mechanical construction of the in the Technik known rotary unions.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verschleißfeste Drehdurchführung bereitzustellen, die einen zuverlässigen Betrieb bei verlängerten Standzeiten ermöglicht, einen einfachen Aufbau besitzt und bei den im Einsatz befindlichen Stranggießanlagen ohne Umrüstung der Anlage selbst als Austauschbauteil verwendbar ist.It is therefore an object of the present invention to provide a wear-resistant rotary feedthrough, the one reliable Operation at extended Allows service lives has a simple structure and in use continuous casting without conversion the system itself can be used as an exchange component.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch Bereitstellung einer Vorrichtung zum Ankuppeln einer Kühlmittelzuführung an eine Walze, insbesondere für Stranggießanlagen, wobei die Walze über Walzenzapfen in einem Lagerbock mittels Wälzlagern gelagert ist und über eine durch die Zapfen geführte axiale Walzenbohrung mit einem Kühlmittel versorgbar ist, mit einem vorzugsweise im Walzenzapfen angeordneten Flansch mit einem daran druckdicht festgelegten Kompensator, einem auf dem Kompensator am Rotorkopf festgelegten und sich damit drehenden ersten Dichtelement, das eine erste Dichtfläche aufweist, einem zweiten Dichtelement, das eine zweite, auf der ersten Dichtfläche ablaufende zweite Dichtfläche aufweist und das von einem Deckel getragen wird, und mit einer den Kompensator und den Deckel durchdringenden axialen Bohrung, die die Zuführung von Kühlmedium in das Innere der Walze ermöglicht, wobei die Dichtflächen der Dichtelemente senkrecht zur Drehachse stehen, und wobei Rückstellmittel am Kompensator angeordnet sind, die die Rückstellkraft des Kompensators verstärken.The The object of the invention is achieved by providing a device for coupling a coolant supply a roller, in particular for continuous casting plants, with the roller over Roll neck is stored in a bearing block by means of rolling bearings and a through the pins guided axial Roller bore with a coolant can be supplied with a preferably arranged in the roll neck Flange with a pressure-tight fixed compensator, a on the compensator fixed on the rotor head and thus turning first Sealing element having a first sealing surface, a second Sealing element, which is a second, running on the first sealing surface second sealing surface and which is supported by a lid, and with a the Compensator and the lid penetrating axial bore, the the feeder of cooling medium allowing in the interior of the roller the sealing surfaces the sealing elements are perpendicular to the axis of rotation, and wherein return means are arranged on the compensator, the restoring force of the compensator strengthen.

Die erfindungsgemäße Drehdurchführung besitzt die Vorteile, dass sie einfach aufgebaut ist, eine erhöhte Verschleißfestigkeit und eine verringerte Störanfälligkeit besitzt und somit verlängerte Standzeiten ermöglicht. Die verwendeten Bauteile lassen sich bei Verschleiß einfach auswechseln.The inventive rotary feedthrough has the advantages that it is simple, increased wear resistance and a reduced susceptibility to interference owns and thus extended service life allows. The components used are easy to wear Replace.

Mit Hilfe der Rückstellmittel wird ermöglicht, den Kompensator, der vorzugsweise unter einer Vorspannung eingespannt gehalten wird, bei langen Laufzeiten oder bei plötzlich in der Walze auftretenden Druckerhöhungen, die zur Druckerhöhung im Kompensator und dessen Streckung oder Verwindung führen können, in seinem Rückstellvermögen zu unterstützen.With the help of the return means is made possible, the compensator, preferably under a Vor is held clamped at long maturities or suddenly occurring in the roller pressure increases that can lead to pressure increase in the compensator and its stretching or twisting to support its resilience.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Rückstellmittel mindestens ein Bauteil auf, das mit hydraulischen oder pneumatischen Druck beaufschlagt werden kann und so eine in axialer Richtung auf die Dichtelemente zu wirkende Kraft erzeugt.In a preferred embodiment have the return means at least one component that is equipped with hydraulic or pneumatic Pressure can be applied and so on in the axial direction generates the sealing elements to acting force.

In einer besonders einfachen Ausführungsform sind die Rückstellmittel in Form einer oder mehrerer Spiralfedern ausgebildet, die entlang der Kompensatorwandung innen oder bevorzugt außen um den Kompensator zwischen Flansch 1 und Rotorkopf 2 eingespannt ist/sind. Die Federkraft der Spiralfeder ist dabei so stark bemessen, dass der Kompensator in seiner Rückstellbewegung nach mechanischer Belastung zuverlässig in die Ausgangsposition gebracht wird, so dass die Dichtflächen der Dichtelemente zuverlässig abdichtend aufeinander gepresst werden. So wird der Kompensator in axialer wie radialer Richtung in seinem Rückstellvermögen unterstützt.In a particularly simple embodiment, the return means in the form of one or more coil springs are formed along the Kompensatorwandung inside or preferably outside the compensator between the flange 1 and rotor head 2 is / are clamped. The spring force of the coil spring is dimensioned so strong that the compensator is reliably brought in its return movement after mechanical stress in the starting position, so that the sealing surfaces of the sealing elements are reliably sealingly pressed against each other. Thus, the compensator is supported in the axial and radial directions in its resilience.

Obgleich die Dichtelemente auch durch aufeinander ablaufende Planflächen am Rotorkopf und Deckel gebildet werden können, ist die Verwendung von zumindest einem in eine der Planflächen integrierten Gleitring als Dichtelement, die in der Regel aus Siliciumcarbid, Kohlegraphit oder ähnlichen Materialien bestehen, bevorzugt. Der eine dieser Gleitringe ist im ortsfesten Bauelement fest verankert, auf dessen Planfläche die Gegenplanfläche des anderen Gleitringes als rotierender Gegenring ablaufen kann.Although the sealing elements also by successive running surfaces on Rotor head and lid can be formed is the use of at least one sliding ring integrated into one of the plane surfaces as a sealing element, which is usually made of silicon carbide, carbon graphite or similar Materials are preferred. One of these slip rings is firmly anchored in the stationary component, on the flat surface of the Against plane surface of the other slip ring can run as a rotating mating ring.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der einzigen 1 dargestellt.An example of the invention is in the single 1 shown.

Wie in 1 gezeigt, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ankuppeln einer Kühlmittelzuführung an eine Walze, insbesondere für Stranggießanlagen, wobei die Walze über Walzenzapfen in einem Lagerbock mittels Wälzlagern gelagert ist und über eine durch die Zapfen geführte axiale Walzenbohrung mit einem Kühlmittel versorgbar ist, neben den nicht dargestellten vorgenannten Bauelementen als hier wesentliche Bauelemente den Flansch 1 mit dem daran festgelegten Kompensator 5, das auf dem, dem Flansch 2 abgewandten Ende des Kompensators 5 angeordneten Gleitring als Dichtelement 4 und diesem entsprechend den Gleitring als Dichtelement 4 auf dem Deckel 3 sowie eine Spiralfeder 8, die entlang der Kompensatorwandung innen oder bevorzugt außen um den Kompensator zwischen Flansch 1 und Rotorkopf 2 eingespannt ist, auf.As in 1 shown, the device according to the invention for coupling a coolant supply to a roller, in particular for continuous casting, wherein the roller is mounted on roll neck in a bearing block by means of bearings and is guided by a guided through the pin axial roller bore with a coolant, in addition to the aforementioned, not shown Components as essential components here the flange 1 with the compensator attached to it 5 that on the, the flange 2 opposite end of the compensator 5 arranged sliding ring as a sealing element 4 and this according to the sliding ring as a sealing element 4 on the lid 3 and a coil spring 8th running along the compensator wall inside or preferably outside around the compensator between flange 1 and rotor head 2 is clamped on.

Jedes Dichtelement kann über die Spannstifte gegen ein Verdrehen gesichert und gegen das tragende Bauteil über den einen O-Ring 7 abgedichtet sein.Each sealing element can be secured against rotation by means of the dowel pins and against the supporting component via the one O-ring 7 be sealed.

Die Gleitringe können aus den im Stand der Technik bekannten Materialien gefertigt sein, bevorzugt ist jedoch aufgrund der Verschleißfestigkeit die Verwendung von Siliciumcarbid oder Elektrokohlegraphit.The Slip rings can be made of the materials known in the art, however, due to wear resistance, use is preferred of silicon carbide or electrocoal graphite.

Die verwendeten O-Ringe 6, 7 können aus den im Stand der Technik üblichen Materialien wie Gummi, Silikongummi usw. gefertigt sein.The used O-rings 6 . 7 can be made of the usual in the art materials such as rubber, silicone rubber, etc.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist der Kompensator 5 in Form eines, gegebenenfalls mit Gewebe verstärkten Gummihohlzylinders ausgebildet, der zwischen Flansch und Dichtelementen eingepasst ist. Bei dieser Ausführung wird eine besondere Flexibilität ermöglicht und somit der Verschleiß der Drehdurchführung bei Belastung der Walze weiter vermindert.In an embodiment, not shown, the compensator 5 in the form of a possibly reinforced with fabric hollow rubber cylinder which is fitted between the flange and sealing elements. In this embodiment, a special flexibility is made possible and thus the wear of the rotary feedthrough under load of the roller further reduced.

In einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform ist der Kompensator 5 vom Flansch 1 lösbar. In dieser Ausführung ist ein Austausch des Kompensators 5 zur Einstellung einer den Dichtverhältnissen angepassten Vorspannung ebenso möglich wie eine Anpassung der Kompensatorlänge an den jeweiligen Abstand zwischen Walzenzapfen und Lagerbockdeckel. So kann auf eine einfache Weise die Baulänge des Kompensators verändert werden. In diesem Fall ist das dem Walzeninneren zugewandte Ende des Kompensators 5 über einen Anschlussfuß auf dem Flansch 1 mittels Schrauben lösbar festgelegt und der Anschlussfuss gegen den Flansch 1 über einen O-Ring abgedichtet.In another embodiment, not shown, is the compensator 5 from the flange 1 solvable. In this version is an exchange of the compensator 5 to set a bias voltage adapted to the bias as well as an adjustment of the compensator length to the respective distance between roll neck and bearing block cover. So can be changed in a simple way, the length of the compensator. In this case, the roller interior facing the end of the compensator 5 via a connection foot on the flange 1 releasably secured by screws and the connection foot against the flange 1 sealed by an O-ring.

Die Wasserzu- oder -einführung in das Innere der Walze wird über das die Drehdurchführung durchdringende Siphonrohr mit Anschlußarmatur ermöglicht, das von außen durch den Deckel zum Abdecken der Walzenbohrung, wenn verwendet, eingeführt und an diesem außenseitig festgelegt wird.The Water intake or introduction in the interior of the roller is over that penetrates the rotary union Siphon pipe with connection fitting allows that from the outside through the lid to cover the roller bore when used introduced and on this outside is determined.

Die erfindungsgemäße Drehdurchführung lässt sich auf einfache Weise in die Bauteile zerlegen und somit ist ein schneller Austausch verschlissener Bauelemente möglich.The inventive rotary feedthrough can be easily disassemble into the components and thus is a faster Exchange of worn components possible.

Claims

Device for coupling a coolant supply to a roller, in particular for continuous casting, wherein the roller is mounted on roller journal in a bearing block by means of bearings and a guided through the pin axial rollers bore can be supplied with a coolant, with a preferably arranged in the roll neck flange 1 with a pressure-tight compensator 5 , one on the compensator 5 at the rotor head 2 fixed and thus rotating first sealing element 4 having a first sealing surface, a second sealing element 4 , which has a second, running on the first sealing surface second sealing surface and that of a lid 3 is supported, and with an axial bore penetrating the compensator and the lid, which allows the supply of cooling medium into the interior of the roller, wherein the sealing surfaces of the sealing elements 4 . 4 are perpendicular to the axis of rotation, and wherein return means 8th are arranged on the compensator, which increase the restoring force of the compensator.

Device according to claim 1, characterized in that that the return means Have at least one component that with hydraulic or pneumatic Pressure can be applied and so on in the axial direction generates the sealing elements to acting force.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the return means are in the form of one or more coil springs, along the Kompensatorwandung between flange 1 and rotor head 2 is clamped.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the first and second sealing elements 7 . 8th is designed as a sliding ring.

Device according to claim 4, characterized in that that the slip ring consists of electrocoal graphite or silicon carbide.

Device according to claim 5, characterized in that that between the pressure ring bearing the slide ring and the sliding ring a spring element is provided.