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Patent Searching and Data


Title:
APPARATUS FOR COUPLING A COOLANT SUPPLY TO A ROLL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/076836
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an apparatus (1) for coupling a coolant supply and/or coolant discharge to a roll (2), in particular in a continuous casting installation, wherein the roll (2) comprises a journal (3), which is mounted rotatably in a bearing block (4) and has a lateral recess extending in the axial direction, and at least one roll cooling channel, through which a coolant can pass. The apparatus (1) comprises: at least one coolant channel (11, 12), which can be brought into fluidic connection with the roll cooling channel on the journal (3) side; and a sealing unit for sealing the fluidic connection between the coolant channel and the roll cooling channel, which sealing unit comprises an inner module and an outer module, the inner module comprising a hollow-cylindrical element (7), which can be inserted into the lateral recess in the journal (3). The invention is characterised in that the hollow-cylindrical element (7) does not comprise a flange on the outer side of the journal, as considered in the axial direction.

Inventors:
STAVENOW AXEL (DE)
RAILE ALEXANDER (DE)
STEUTEN MICHAEL (DE)
WISSEN TOBIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/078120
Publication Date:
April 25, 2019
Filing Date:
October 15, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SMS GROUP GMBH (DE)
International Classes:
F16L27/08; B22D11/128
Domestic Patent References:
WO2011117383A12011-09-29
WO2007048834A12007-05-03
Foreign References:
DE19613032C11997-06-12
EP1613441A12006-01-11
CA2094828A11993-03-18
EP1613441B12007-09-12
Attorney, Agent or Firm:
KLÜPPEL, Walter (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Vorrichtung (1 ) zum Ankuppeln einer Kühlmittelzufuhr und/oder Kühlmittelabfuhr an eine Rolle (2), insbesondere in einer Stranggießanlage, wobei die Rolle (2) einen Zapfen (3), der in einem Lagerbock (4) drehbar gelagert ist und eine seitliche, sich in Axialrichtung erstreckende Aussparung aufweist, und mindestens einen Rollen-Kühlkanal aufweist, der von einem Kühlmittel durchströmbar ist, wobei die Vorrichtung (1 ) aufweist: mindestens einen Kühlmittelkanal (1 1 , 12), der auf der Seite des Zapfens (3) mit dem Rollen-Kühlkanal in Fluidverbindung bringbar ist; und

eine Dichteinheit zum Abdichten der Fluidverbindung zwischen dem Kühlmittelkanal und dem Rollen-Kühlkanal, die eine innere Baugruppe und eine äußere Baugruppe aufweist; wobei

die innere Baugruppe ein hohlzylindrisches Element (7) aufweist, das in die seitliche Aussparung des Zapfens (3) einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das hohlzylindrische Element (7) an der Zapfenaußenseite, in Axialrichtung gesehen, keinen Flansch aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die innere Baugruppe einen Sicherungsdeckel (22) aufweist, der im montierten Zustand gegen eine Stirnfläche des hohlzylindrischen Elements (7) anschlägt und am Zapfen (3) befestigt ist, vorzugsweise mittels einer oder mehrerer Schrauben (23) am Zapfen (3) verschraubt ist. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsdeckel (22) das hohlzylindrische Element (7) formschlüssig in der seitlichen Aussparung des Zapfens (3) fixiert.

Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Baugruppe ferner einen Sicherungsring

(98) aufweist, der gegen eine Stirnfläche des hohlzylindrischen Elements (7) anschlagbar ist, wobei der Sicherungsring (98) vorzugsweise in einer Nut, ausgebildet in der seitlichen Aussparung des Zapfens (3), fixierbar ist.

Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hohlzylindrische Element (7) im eingesetzten Zustand an der Innenseite, in Axialrichtung gesehen, einen Boden aufweist, der das hohlzylindrische Element (7) zumindest teilweise schließt.

Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Baugruppe mindestens einen Stift (99) aufweist, durch den das hohlzylindrische Element am Zapfen (3) fixierbar ist, indem der Stift

(99) in eine Stiftöffnung des hohlzylindrischen Elements (7) und eine entsprechende, dazu ausgerichtete Stiftöffnung des Zapfens (3) einbringbar ist.

Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stiftöffnung des hohlzylindrischen Elements (7) im Boden ausgebildet ist.

Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Baugruppe eine elastische Hülse (8) aufweist, die in das hohlzylindrische Element (7) einsetzbar ist.

Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Baugruppe einen Gleitring (20), vorzugsweise fest mit dem hohlzylindrischen Element (7) verbunden, und die äußere Baugruppe einen Gleitring (19), vorzugsweise fest mit der elastischen Hülse (8) verbunden, aufweisen, die zur Abdichtung der Fluidverbindung miteinander im Reibkontakt stehen.

Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gleitringe (19, 20) im Innern des hohlzylindrischen Elements angeordnet sind.

Vorrichtung nach Anspruch 3 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitringe (19, 20) an der Seite des Bodens vorgesehen sind, wobei der Gleitring (20) der inneren Baugruppe vorzugsweise in einer Ausnehmung des Bodens des hohlzylindrischen Elements (7) zumindest teilweise eingesetzt und so an dem hohlzylindrischen Element (7) fixiert ist.

Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Baugruppe ferner ein Einsatzstück (14) aufweist, das lösbar am Lagerbock (4) anbringbar ist und zumindest einen ersten Kanal (15) aufweist, der im montierten Zustand des Einsatzstücks (14) den Kühlmittelkanal (1 1 ) mit dem Rollen-Kühlkanal in Fluidverbindung bringt.

Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle eine sich axial erstreckende Rollenbohrung (6) aufweist, in die ein Rohr (17) eingesetzt ist, so dass im Innern des Rohrs ein erster Rollen-Kühlkanal und in einem Spalt zwischen dem Rohr (17) und der Rollenbohrung (6) oder einem zweiten, sich koaxial erstreckenden Rohr ein zweiter Rollen-Kühlkanal ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung zumindest zwei Kühlmittelkanäle (1 1 , 12) aufweist, die entsprechend mit dem ersten Rollen-Kühlkanal und dem zweiten Rollen-Kühlkanal in Fluidverbindung bringbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzstück (14) ferner einen zweiten Kanal (16) aufweist, wobei im montierten Zustand des Einsatzstücks (14) der erste Kanal (15) und der zweite Kanal (16) entsprechend mit dem ersten Rollen-Kühlkanal und dem zweiten Rollen-Kühlkanal in Fluidverbindung stehen.

5. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hohlzylindrische Element (7) im eingesetzten Zustand nicht über den Zapfen (3) hinausragt, in Axialrichtung gesehen.

Description:
Vorrichtung zum Ankuppeln einer Kühlmittelzufuhr an eine Walze

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ankuppeln einer Kühlmittelzufuhr an eine Rolle und/oder Walze, insbesondere zur Anwendung in der schmelzmetallurgischen Industrie, etwa einer Stranggießanlage. Hintergrund der Erfindung

Bei einer Stranggießanlage wird das zu gießende flüssige Metall zunächst einer Kokille zugeführt. Die Kokille, die als Trichterkokille ausgeführt sein kann, bringt die Metallschmelze in die gewünschte Strangform. Der noch nicht durcherstarrte Strang tritt vertikal nach unten aus der Kokille aus und wird anschließend entlang einer Strangführung transportiert, während er nach und nach abkühlt. Weist die Strangführung einen Biegebereich auf, in dem der Strang aus der vertikalen Richtung nach unten in die horizontale Richtung umgelenkt wird, wird die Stranggießanlage als "Senkrecht-Abbiegeanlage" bezeichnet. Der Transport des Strangs findet über Rollen statt, die paarweise angeordnet sind und einen Spaltgang ausbilden, durch den der Strang tritt. An die Strangführung schließt sich zumeist ein Richttreiber an, der mehrere angetriebene Rollen aufweist und eingerichtet ist, um den Strang aktiv aus der Strangführung herauszuziehen. Der Richttreiber kann als Teil eines Verbindungssystems angesehen werden, das zwischen der Strangführung und einem Walzwerk zum Walzen des gegossenen Strangs liegt.

Während des Transports und der Verarbeitung des Strangs kommt dieser mit Rollen und Walzen in Kontakt, die aufgrund der hohen Strangtemperatur zumindest teilweise gekühlt werden, indem die zu kühlenden Rollen oder Walzen mit einem Kühlmittel, beispielsweise Wasser, durchströmt werden. Zu diesem Zweck müssen eine Kühlmittelzufuhr und ggf. eine Kühlmittelabfuhr auf zuverlässige Weise mit der zu kühlenden Rolle oder Walze verbunden werden, so dass eine Zirkulation des Kühlmittels etwa durch eine im Walzen- oder Rollenzapfen verlaufende Bohrung realisierbar ist.

Die EP 1 613 441 B1 beschreibt eine Vorrichtung zum Ankuppeln einer Kühlmittelzuführung an eine Walze. Die darin dargestellte technische Lösung macht von einem Flansch gebrauch, der in den Walzenzapfen eingesetzt ist. Der Flansch dient zur Aufnahme einer elastischen Hülse. Der Flansch und die elastische Hülse sind Teil einer Dichteinheit, d.h. jener Einheit, die als Mittel zum Abdichten eines walzenseitigen Abschnitts der Kühlmittelzuführung gegen die Walzenbohrung, die mit dem Kühlmittel zu durchströmen ist, fungiert. Die Konstruktion erfordert einen Walzenzapfen, der ein seitliches Anlegen und Fixieren des Flansches ermöglicht, wodurch der Durchmesser des Walzenzapfens ein durch den Flansch bestimmtes Minimum nicht ohne weiteres unterschreiten kann.

Darstellung der Erfindung Da die im folgenden dargestellte Erfindung für Rollen und Walzen unterschiedlicher Art anwendbar ist, wird die Bezeichnung "Rolle" von nun an als Oberbegriff verwendet, der Rollen und Walzen zum Transport und zur Bearbeitung eines sträng- oder bandförmigen Metallprodukts jeglicher Art umfasst, so etwa Transportrollen, Richttreiberrollen, Arbeitswalzen, Stützwalzen, Zwischenwalzen usw..

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Ankuppeln einer Kühlmittelzufuhr und/oder Kühlmittelabfuhr an eine Rolle bereitzustellen, die bei kompakter Bauart eine hohe Zuverlässigkeit und Wartbarkeit aufweist. Gelöst wird die Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Vorteilhafte Weiterbildungen folgen aus den Unteransprüchen, der folgenden Darstellung der Erfindung sowie der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Ankuppeln einer Kühlmittelzufuhr und/oder Kühlmittelabfuhr an eine Rolle. Die Vorrichtung findet vorzugsweise in der schmelzmetallurgischen Industrie, insbesondere bei Stranggießanlagen, Anwendung. Vorzugsweise ist die Vorrichtung zum Ankuppeln einer Kühlmittelzufuhr und/oder Kühlmittelabfuhr an eine Transportrolle, Richttreiberrolle, Arbeitswalze, Stützwalze oder Zwischenwalze ausgelegt.

Die Rolle weist einen Zapfen auf, der in einem Lagerbock, der als stationärer Rahmen oder Gestell ausgeführt sein kann, drehbar gelagert ist. Die Lagerung findet vorzugsweise über ein oder mehrere Wälzlager statt, die am Lagerbock befestigt sind. Der Zapfen weist ferner eine seitliche, sich in Axialrichtung erstreckende Aussparung auf, die vorzugsweise eine sich in Axialrichtung erstreckende und zentral auf der Achse der Rolle und des Zapfens liegende Bohrung ist, wodurch sich der Zapfen und die Aussparung koaxial erstrecken. Die Rolle weist zudem mindestens einen Rollen-Kühlkanal auf, der von einem Kühlmittel durchströmbar ist, um die Rolle während des Betriebs von innen zu kühlen. Vorzugsweise ist der Rollen-Kühlkanal (analog mehrere Rollen- Kühlkanäle) so eingerichtet, dass das Kühlmittel bei angekuppelter Vorrichtung im Innern der Rolle zirkulieren kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ankuppeln einer Kühlmittelzufuhr und/oder Kühlmittelabfuhr an die Rolle weist zumindest einen Kühlmittelkanal auf, der auf der Seite des Zapfens mit dem Rollen-Kühlkanal in Fluidverbindung bringbar ist. Diese Verbindung ist vorzugsweise lösbar eingerichtet, um einen Austausch der Komponenten zu ermöglichen und die Wartung zu vereinfachen. Die Vorrichtung weist ferner eine Dichteinheit zum Abdichten der Fluidverbindung zwischen dem Kühlmittelkanal und dem Rollen-Kühlkanal auf. Die Dichteinheit dient dazu, ein Entweichen des Kühlfluids trotz relativ zueinander beweglicher Komponenten zu vermeiden. Zu diesem Zweck weist die Dichteinheit eine innere Baugruppe und eine äußere Baugruppe auf. Die innere Baugruppe weist ein hohlzylindrisches Element auf, das in die seitliche Aussparung des Zapfens einsetzbar oder eingesetzt ist. Im montierten Zustand ist das hohlzylindrische Element so in der seitlichen Aussparung eingesetzt, dass sich dieses zusammen mit der Rolle dreht. Vorzugsweise ist das hohlzylindrische Element kraft- und/oder formschlüssig in der seitlichen Aussparung des Zapfens fixierbar oder fixiert. Das hohlzylindrische Element weist an der Zapfenaußenseite in Axialrichtung gesehen, d.h. am hinteren Ende in Einsetzrichtung, keinen Flansch auf. In anderen Worten: Der Außendurchmesser des hohlzylindrischen Elements geht nicht über den Durchmesser der seitlichen Aussparung hinaus. Vorzugsweise weist das hohlzylindrische Element entlang seiner axialen Erstreckung einen konstanten Außendurchmesser auf, der dem der seitlichen Aussparung entspricht.

Die Dichteinheit und somit die gesamte Vorrichtung können aufgrund des flanschlosen, hohlzylindrischen Elements besonders kompakt ausgeführt werden. Insbesondere ist die Dichteinheit für Zapfen besonders kleiner Durchmesser geeignet anwendbar. Die Wartbarkeit der Dichteinheit wird dadurch nicht beeinträchtigt.

Zur Befestigung des hohlzylindrischen Elements weist die innere Baugruppe vorzugsweise ferner einen Sicherungsring auf, der gegen eine Stirnfläche des hohlzylindrischen Elements anschlagbar ist. Hierbei ist vorzugsweise jene Stirnfläche an der axialen Außenseite, d.h. der hinteren Seite in Einsetzrichtung, gemeint. Der Sicherungsring kann als eigenständiges Bauteil eingerichtet sein, dann ist er vorzugsweise in einer Nut, ausgebildet in der seitlichen Aussparung des Zapfens, fixierbar; der Sicherungsring kann aber auch integral oder einstückig mit dem hohlzylindrischen Element und/oder dem Zapfen ausgebildet sein. Unter Zuhilfenahme des Sicherungsrings ist eine baulich einfache und zuverlässige Fixierung des hohlzylindrischen Elements in der seitlichen Aussparung des Zapfens realisierbar. Jedoch kann die Befestigung oder Fixierung auch auf andere Weise erfolgen, sofern das hohlzylindrische Element in dem oben beschriebenen Sinn flanschlos ist.

Vorzugsweise weist das hohlzylindrische Element im eingesetzten Zustand an der Innenseite in Axialrichtung gesehen, d.h. der Vorderseite in Einsetzrichtung, einen Boden auf, der das hohlzylindrische Element zumindest teilweise schließt. Das hohlzylindrische Element hat in diesem Fall somit ungefähr die Form eines Topfes. Der Boden kann jedoch von einer oder mehreren Öffnungen durchdrungen sein, insbesondere um auf diese Weise einen Durchgang zum Versorgen des Rollen- Kühlkanals zu realisieren. Vorzugsweise weist der Boden eine axiale Bohrung auf, die mit einer axialen Rollenbohrung, die Teil einer Realisierung des Rollen- Kühlkanals ist, in Fluidverbindung steht. Alternativ oder zusätzlich kann die axiale Bohrung des Bodens ein Rohr aufnehmen, das sich in die Rolle erstreckt und Teil einer Realisierung des Rollen-Kühlkanals ist.

Vorzugsweise weist die innere Baugruppe mindestens einen Stift auf, durch den das hohlzylindrische Element am Zapfen fixierbar ist, indem der Stift in eine Stiftöffnung des hohlzylindrischen Elements und eine entsprechende, dazu ausgerichtete Stiftöffnung des Zapfens einbringbar ist. Mithilfe des Stifts, ggf. zusätzlich zum oben beschriebenen Sicherungsring, ist eine baulich einfache und zuverlässige Fixierung des hohlzylindrischen Elements in der seitlichen Aussparung des Zapfens realisierbar. Allerdings kann die Befestigung oder Fixierung auch auf andere Weise erfolgen, sofern das hohlzylindrische Element in dem oben beschriebenen Sinn flanschlos ist. Vorzugsweise ist die Stiftöffnung des hohlzylindrischen Elements im Boden ausgebildet.

Vorzugsweise weist die innere Baugruppe einen Sicherungsdeckel auf, der im montierten Zustand gegen eine Stirnfläche des hohlzylindrischen Elements anschlägt und am Zapfen befestigt ist, beispielsweise mittels einer oder mehrerer Schrauben verschraubt ist. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform fixiert der Sicherungsdeckel das hohlzylindrische Element formschlüssig in der seitlichen Aussparung des Zapfens. Der Formschluss kann zwischen dem hohlzylindrischen Element und der seitlichen Aussparung des Zapfens und/oder zwischen dem hohlzylindrischen Element und dem Sicherungsdeckel vorliegen. Dadurch wird ein Verdrehen des hohlzylindrischen Elements in der seitlichen Aussparung des Zapfens verhindert, wodurch eine übermäßige Beanspruchung von Dichtungsmitteln, etwa O-Ringen, im hohlzylindrischen Element unterbunden wird. Die Gefahr einer etwaigen Undichtigkeit der Drehdurchführung wird vermindert.

Vorzugsweise weist die äußere Baugruppe eine elastische Hülse auf, die in das hohlzylindrische Element einsetzbar oder eingesetzt ist. Die elastische Hülse ist Teil der Dichteinheit und beispielsweise aus Edelstahl gefertigt, sie kann aber auch aus einem anderen Material oder einer Kombination verschiedener Materialien und/oder Teile (etwa aus einem Kunststoff oder Gummi) gefertigt sein, sofern gewährleistet ist, dass deren Form und Elastizität eine zuverlässige Abdichtung gewährleisten. Vorzugsweise weist die innere Baugruppe einen Gleitring, vorzugsweise fest mit dem hohlzylindrischen Element verbunden, und die äußere Baugruppe ebenfalls einen Gleitring, vorzugsweise fest mit der elastischen Hülse verbunden, auf, die zur Abdichtung der Fluidverbindung miteinander im Reibkontakt stehen. Auf diese Weise wird die Drehbarkeit der Rolle relativ zur äußeren Baugruppe ermöglicht und gleichzeitig eine hohe Dichtigkeit gewährleistet, um ein Entweichen des Kühlfluids an der Fluidzufuhr zu vermeiden. Vorzugsweise sind die Dichtflächen der beiden Gleitringe senkrecht zur Drehachse der Rolle angeordnet. Diese geometrische Anordnung der Dichtflächen ist bevorzugt, um die auf die Gleitringe wirkenden Kräfte auf technisch einfache Weise aufnehmen zu können; allerdings kann die Dichteinheit diesbezüglich auch auf andere Weise aufgebaut sein, soweit ein Entweichen des Kühlfluids an den relativ zueinander beweglichen Teilen unterbunden wird.

Vorzugsweise sind die beiden Gleitringe im Innern des hohlzylindrischen Elements angeordnet, wodurch die Dichteinheit besonders kompakt aufgebaut werden kann. Vorzugsweise sind die Gleitringe an der Seite des Bodens des hohlzylindrischen Elements vorgesehen, wobei in diesem Fall der Gleitring der inneren Baugruppe in einer Ausnehmung des Bodens des hohlzylindrischen Elements zumindest teilweise eingesetzt und so an dem hohlzylindrischen Element fixiert sein kann. Der Boden wird auf diese Weise synergetisch zum kraft- und/oder formschlüssigen Fixieren des Gleitrings der inneren Baugruppe mitgenutzt.

Vorzugsweise weist die äußere Baugruppe ferner ein Einsatzstück auf, das lösbar am Lagerbock anbringbar ist und zumindest einen ersten Kanal aufweist, der im montierten Zustand des Einsatzstücks den Kühlmittelkanal mit dem Rollen- Kühlkanal in Fluidverbindung bringt. Durch das Einsatzstück wird gewährleistet, dass ein Zugriff von außen auf die Dichteinheit, beispielsweise zur Durchführung von Wartungsarbeiten oder zum Austausch von Komponenten, erfolgen kann, ohne dass eine umfangreiche Demontage des Lagerbocks oder eines etwaigen Gehäuses erforderlich ist. So ist beispielsweise ein Zuführen eines Spülmediums wie Pressluft auf einfache Weise möglich, um das Rolleninnere durch Ausblasen von dem Kühlfluid und/oder Verunreinigungen zu befreien und so die Wartungsarbeiten zu erleichtern. Bei montiertem Einsatzstück sind sowohl die Komponenten der Kühlmittelzufuhr und ggf. Kühlmittelabfuhr als auch die Dichteinheit gegen Einflüsse von außen, insbesondere in der schwierigen Umgebung einer Stranggießanlage geschützt, wodurch einem übermäßigen Verschleiß vorgebeugt wird.

Vorzugsweise weist die Rolle eine sich axial erstreckende Rollenbohrung auf, in die ein Rohr eingesetzt ist, so dass im Innern des Rohrs ein erster Rollen- Kühlkanal und in einem Spalt zwischen dem Rohr und der Rollenbohrung (genauer gesagt: der Wandung der Rollenbohrung) oder einem zweiten, sich koaxial erstreckenden Rohr ein zweiter Rollen-Kühlkanal ausgebildet ist. Das Rohr und die Rollenbohrung bzw. das zweite Rohr erstrecken sich vorzugsweise parallel und konzentrisch. Vorzugsweise weist die Vorrichtung nun zumindest zwei Kühlmittelkanäle auf, die entsprechend mit dem ersten Rollen-Kühlkanal und dem zweiten Rollen-Kühlkanal in Fluidverbindung bringbar sind. Auf diese Weise wird auf kompakte Weise ein Kühlmittelkreislauf mit Zulauf und Ablauf auf einer Seite der Rolle realisiert. Vorzugsweise weist das Einsatzstück ferner einen zweiten Kanal auf, wobei im montierten Zustand des Einsatzstücks der erste Kanal und der zweite Kanal entsprechend mit dem ersten Rollen-Kühlkanal und dem zweiten Rollen-Kühlkanal, sowie auf der anderen Seite jeweils mit einem der Kühlmittelkanäle in Fluidverbindung stehen.

Vorzugsweise ragt das hohlzylindrische Element im eingesetzten Zustand nicht über den Zapfen hinaus, in Axialrichtung gesehen, wodurch eine besonders kompakte Realisierung der Dichteinheit und somit der Vorrichtung insgesamt erzielt wird.

Die oben dargelegte Vorrichtung zum Ankuppeln einer Kühlmittelzufuhr und/oder Kühlmittelabfuhr an eine Rolle ist besonders geeignet in der schmelzmetallurgischen Industrie, etwa in einer Stranggießanlage, anwendbar.

Doch die Erfindung kann auch in anderen Bereichen umgesetzt werden.

Diesbezüglich seien beispielhaft Walz- und/oder Wickelanwendungen in der metallverarbeitenden Industrie allgemein oder bei Papiermaschinen oder Textilmaschinen genannt.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele ersichtlich. Die dort beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben dargelegten Merkmale realisiert werden, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele erfolgt mit Bezug auf die begleitende Zeichnung.

Kurze Beschreibung der Figuren

Die Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Ankuppeln einer Kühlmittelzufuhr und Kühlmittelabfuhr an eine Rolle gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Ankuppeln einer Kühlmittelzufuhr und Kühlmittelabfuhr an eine Rolle gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei sind gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen. Auf eine wiederholende Beschreibung dieser Elemente wird zudem teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.

Die Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, zum Ankuppeln einer Kühlmittelzufuhr an eine Rolle 2, die beispielsweise eine Transportrolle, Arbeitswalze, Stützwalze usw. in einer Stranggießanlage sein kann. Die Rolle 2 weist einen Zapfen 3 auf, der von einem oder mehreren Wälzlagern 5 drehbar gelagert ist. Das Wälzlager 5 ist an einem Lagerbock 4, etwa einem stationären Rahmen oder Gestell, befestigt.

Die Rolle 2 weist eine sich axial erstreckende Rollenbohrung 6 auf, die als Kühlkanal fungiert, durch den die Rolle 2 mit einem Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, versorgt wird. Der Kühlkanal erstreckt sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel zentral auf und entlang der Achse der Rolle 2, allerdings kann die Rolle 2 auch auf andere Weise mit einem Kühlmittel durchströmt werden (etwa durch einen oder mehrere Kühlkanäle, die an anderer Stelle den Körper der Rolle 2 durchdringen), solange eine zuverlässige Versorgung mit einem Kühlmittel von einer Kühlmittelzufuhr gewährleistet ist.

In eine seitliche Aussparung oder Bohrung des Zapfens 3 ist ein hohlzylindrisches Element 7 eingesetzt, das zur Aufnahme einer elastischen Hülse 8 dient. Das hohlzylindrische Element 7 hat ungefähr die Form eines Topfes, abgesehen davon, dass der Boden des Topfes von einem Rohr 17, das in der Rollenbohrung 6 verläuft, durchdrungen wird. Das hohlzylindrische Element 7 ist so eingesetzt, dass der Boden in Axialrichtung gesehen weiter im Innern der Rolle 2 liegt als das vollständig offene Ende des hohlzylindrischen Elements 7. Das hohlzylindrische Element 7 weist keinen Flansch auf, der außen an der Stirnseite des Zapfens 3 anliegt. Das hohlzylindrische Element 7 ragt im vorliegenden Ausführungsbeispiel zudem nicht über das Ende des Zapfens 3 hinaus, in Axialrichtung gesehen.

Die elastische Hülse 8 ist beispielsweise aus Edelstahl gefertigt, sie kann aber auch aus einem anderen Material oder einer Kombination verschiedener Materialien und/oder Teile (etwa aus einem Kunststoff oder Gummi) gefertigt sein, sofern gewährleistet ist, dass deren Form und Elastizität eine zuverlässige Abdichtung gewährleisten. Die elastische Hülse 8 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel lösbar, insbesondere austauschbar, in den Flansch 7 eingesetzt. Die axiale Stirnseite des Zapfens 3 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel von einem Lagerbockdeckel 9 abgedeckt. Der Lagerbockdeckel 9 weist einen ersten Kühlmittelkanal 1 1 und ggf. einen zweiten Kühlmittelkanal 12 (bei einer Zuführung und Abführung des Kühlmittels auf derselben Seite der Rolle 2) auf. Die Kühlmittelkanäle 1 1 , 12 können als Teil der Kühlmittelzufuhr angesehen werden oder mit einer solchen verbunden sein. Der Kühlmittelkanal 1 1 steht mit einem Kühlmittelkanal im Innern der Rolle 2 in Fluidverbindung, so dass dieser über den Kühlmittelkanal 1 1 mit einem Kühlmittel versorgt werden kann.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in eine Öffnung des Lagerbockdeckels 9 zu diesem Zweck ein Einsatzstück 14 mit einem darin verlaufenden ersten Kanal 15 eingesetzt, der im montierten Zustand des Einsatzstücks 14 mit dem Kühlmittelkanal 1 1 in Fluidverbindung steht. Der ins Rolleninnere weisende erste Kanal 15 ragt in einen Ringspalt oder geht in einen solchen über, der von zwei sich koaxial erstreckenden Rohren ausgebildet wird, wobei das innere Rohr das oben erwähnte Rohr 17 ist. Durch den Ringspalt wird das Kühlmittel ins Innere der Rolle 2 transportiert. Der Ringspalt ist dabei so bemessen, dass einerseits eine relative Verdrehbarkeit der beiden Rohre gegeben ist und gleichzeitig ein hinreichender Durchfluss des Kühlmittels ermöglicht wird. Der Rücktransport des Kühlmittels erfolgt durch das Innere des Rohrs 17.

Das Einsatzstück 14 kann ferner einen zweiten Kanal 16 aufweisen, der - sofern vorhanden - mit dem Kühlmittelkanal 12 in Fluidverbindung steht. Durch den zweiten Kanal 16 wird gemäß dem in der Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Abtransport des Kühlmittels vom Rohr 17 durchgeführt, wodurch eine Kühlmittelzirkulation mit einem Zulauf und einem Ablauf auf einer Seite der Rolle 2 realisiert wird. Die Kanäle im Innern der Rolle 2 und des Zapfens 3, die mit dem Kühlmittel durchströmbar sind, werden auch als Rollen-Kühlkanäle bezeichnet. Der Zu- und Abfluss des Kühlmittels im Innern der Rolle 2 wird vorzugsweise so organisiert, dass das frische Kühlmittel durch den oben beschriebenen Ringspalt in die Rolle 2 einströmt und durch das Innere des Rohrs 17 ausströmt. Zu diesem Zweck mündet der Kühlmittelkanal im Inneren des Rohrs 17 über den zweiten Kanal 16 in den Kühlmittelkanal 12. Allerdings besteht diesbezüglich keine Beschränkung, sofern die Rollen-Kühlkanäle und die Verbindungen mit den Kühlmittelkanälen 1 1 , 12 so realisiert sind, dass ein zuverlässiger Kühlmittelumlauf gewährleistet ist. Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass in dem Querschnitt der Figur 1 lediglich ein Kühlmittelkanal 1 1 gezeigt ist, während der andere Kühlmittelkanal 12 außerhalb des Schnitts verläuft. Die beiden Kühlmittelkanäle 1 1 und 12 bilden im Querschnitt senkrecht zur Drehachse der Rolle 2 vorzugsweise eine V-Form aus, wobei sie zum Rohr 17 hin aufeinander zu laufen und dort über die beiden Kanäle 15 und 16 mit den entsprechenden Rollen- Kühlkanälen in Fluidverbindung stehen.

Zur sicheren Fluidverbindung zwischen der Fluidzufuhr und der Rolle 2 ist eine Dichteinheit vorgesehen. Die Dichteinheit weist eine äußere und eine innere Baugruppe auf.

Die innere Baugruppe weist das hohlzylindrische Element 7 und gemäß dem vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel einen Gleitring 20 auf. Das hohlzylindrische Element 7 und der Gleitring 20 können fest miteinander verbunden sein, worunter auch eine integrale und/oder einstückige Verbindung fällt. Vorzugsweise ist der Gleitring 20 zumindest teilweise in eine Ausnehmung des Bodens des hohlzylindrischen Elements 7 eingesetzt, wodurch eine einfache und sichere Fixierung des Gleitrings 20 am hohlzylindrischen Element 7 gewährleistet ist. Auf diese Weise findet eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Gleitring 20 und dem hohlzylindrischen Element 7 statt.

Die äußere Baugruppe weist die elastische Hülse 8 sowie das Einsatzstück 14 auf. Ferner weist die äußere Baugruppe der Dichteinheit einen Gleitring 19 auf, der mit dem Gleitring 20 im Reibkontakt steht, um ein Drehen der Rolle 2 relativ zur äußeren Baugruppe zu ermöglichen und gleichzeitig eine hohe Dichtigkeit zu gewährleisten, wodurch ein Entweichen des Kühlfluids vermieden wird. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Dichtflächen der beiden Gleitringe 19 und 20 senkrecht zur Drehachse der Rolle 2 angeordnet. Diese geometrische Anordnung der Dichtflächen ist bevorzugt, um die auf die Gleitringe 19 und 20 wirkenden Kräfte auf technisch einfache und sichere Weise aufnehmen zu können; allerdings kann die Dichteinheit diesbezüglich auch auf andere Weise aufgebaut sein, soweit ein Entweichen des Kühlfluids an den relativ zueinander beweglichen Teilen unterbunden wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die äußere Baugruppe der Dichteinheit ferner ein Ansatzstück 21 auf, das der Stabilisierung und Befestigung des Gleitrings 19 an der Hülse 8 dient. Ggf. kann auf das Ansatzstück 21 verzichtet werden. Ein, mehrere oder alle Komponenten der äußeren Baugruppe können fest miteinander verbunden sein, worunter auch eine integrale und/oder einstückige Ausführung fällt.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel befinden sich die Gleitringe 19, 20 am bodenseitigen Ende des hohlzylindrischen Elements 7 (in Axialrichtung gesehen), wodurch Bauraum auf der Seite des Einsatzstücks 14 gespart werden kann, was insgesamt zu einer kompakteren baulichen Ausführung der Vorrichtung beiträgt. Allerdings können die Gleitringe 19, 20 auch an anderer Stelle positioniert sein.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das hohlzylindrische Element 7 auf der Seite des Einsatzstücks 14 mittels eines Sicherungsrings 98 fixiert, der gegen die Stirnfläche des hohlzylindrischen Elements 7 anschlägt und in einer Nut, ausgebildet in der seitlichen Aussparung des Zapfens 3, fixiert ist. Der Sicherungsring 98 und das hohlzylindrische Element können alternativ einstückig oder integral ausgebildet sein. Ferner kann der Sicherungsring auch als einstückiges oder integrales Teil des Zapfens 3 gefertigt sein. Das entgegengesetzte, bodenseitige Ende des hohlzylindrischen Elements ist beispielhaft mittels eines oder mehrerer Stifte 99 am Zapfen 3 fixiert. Zu diesem Zweck ist der Stift 99 (analog mehrere Stifte) in eine Öffnung am Boden des hohlzylindrischen Elements 7 und eine entsprechende, dazu ausgerichtete Öffnung des Zapfens 3 eingebracht. Der Sicherungsring 98 sowie der Stift 99 sind der inneren Baugruppe zugeordnet.

Das dargelegte Ausführungsbeispiel und dessen beschriebene Modifikationen ermöglicht eine baulich einfache und zuverlässige Fixierung des hohlzylindrischen Elements in der seitlichen Aussparung des Zapfens 3. Allerdings kann die Befestigung oder Fixierung auch auf andere Weise erfolgen, sofern auf einen Flansch auf der Seite des Einsatzstücks 14 verzichtet werden kann.

Durch das Einsatzstück 14 wird gewährleistet, dass ein Zugriff von außen auf die Dichteinheit, beispielsweise zur Durchführung von Wartungsarbeiten oder zum Austausch von Komponenten, erfolgen kann, ohne dass ein Abnehmen des gesamten Lagerbockdeckels 9 erforderlich ist. So ist ein Zuführen eines Spülmediums wie Pressluft möglich, um das Rolleninnere durch Ausblasen von dem Kühlfluid oder Verunreinigungen zu befreien und so die Wartungsarbeiten zu erleichtern. Ferner kann die Dichteinheit und somit die gesamte Vorrichtung aufgrund des flanschlosen, hohlzylindrischen Elements 7 besonders kompakt ausgeführt werden. Insbesondere ist die Dichteinheit für Zapfen 3 besonders kleiner Durchmesser anwendbar. Die Befestigung des Lagerbockdeckels 9 an dem Lagerbock 4 erfolgt bevorzugt lösbar, etwa über Befestigungsschrauben. Ebenso ist das Einsatzstück 14 am Lagerbockdeckel 9 vorzugsweise über Befestigungsschrauben lösbar befestigt. Somit kann ein Zugriff von außen auf einfache Weise erfolgen. Bei im Lagerbockdeckel 9 montiertem Einsatzstück 14 sind sowohl die Komponenten der Kühlmittelzufuhr und Kühlmittelabfuhr als auch die Dichteinheit gegen Einflüsse von außen, insbesondere in der schwierigen Umgebung einer Stranggießanlage, geschützt, wodurch einem übermäßigen Verschleiß vorgebeugt wird.

Die Figur 2 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Ankuppeln einer Kühlmittelzufuhr und Kühlmittelabfuhr an eine Rolle 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Das Ausführungsbeispiel der Figur 2 zeigt eine alternative Konstruktion zur Sicherung und Fixierung des hohlzylindrischen Elements 7. Gemäß dieser Konstruktion können der Sicherungsring 98 und/oder die Stifte 99 des ersten Ausführungsbeispiels entfallen. Jene Komponenten, die nicht die Befestigung und Fixierung des hohlzylindrischen Elements 7 betreffen, entsprechen denen des ersten Ausführungsbeispiels.

Das hohlzylindrische Element 7 ist auch gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel vorzugsweise flanschlos ausgeführt. Dieses wird nun mittels eines Sicherungsdeckels 22 formschlüssig fixiert. Der Sicherungsdeckel 22 ist ein scheibenförmiges Element, das gegen die Stirnfläche des hohlzylindrischen Elements 7 anschlägt und ggf. etwas staucht, so dass das hohlzylindrische Element 7 in der seitlichen Aussparung des Zapfens 3 formschlüssig gehalten wird. Zu diesem Zweck kann der Sicherungsdeckel mittels Schrauben 23 mit dem Zapfen 3 verschraubt werden. Um ein Verdrehen des hohlzylindrischen Elements 7 in der seitlichen Aussparung des Zapfens 3 noch zuverlässiger zu verhindern, können in der seitlichen Aussparung des Zapfens 3 und/oder außen am hohlzylindrischen Element 7 und/oder am Sicherungsdeckel 22 Mittel vorgesehen sein, die eine formschlüssige Halterung unterstützen. Der Formschluss kann somit zwischen dem hohlzylindrischen Element 7 und der seitlichen Aussparung des Zapfens 3 und/oder zwischen dem hohlzylindrischen Element 7 und dem Sicherungsdeckel 22 vorliegen. So können etwa Nuten in der seitlichen Aussparung des Zapfens 3 vorgesehen sein, in die Federn am Außenumfang des hohlzylindrischen Elements 7 eingreifen, oder die seitliche Aussparung des Zapfens 3 und das hohlzylindrische Element 7 sind nicht kreiszylindrisch ausgeführt, sondern weisen Formen (beispielsweise polygonale Querschnitte) auf, die einander entsprechen und ein Verdrehen verhindern. Alternativ oder zusätzlich findet ein Formschluss zwischen dem hohlzylindrischen Element 7 und dem Sicherungsdeckel 22 statt, beispielsweise ebenfalls durch eine Nut/Feder-artige Ausführung.

Die Verwendung des Sicherungsdeckels 22 kann die Montage der Vorrichtung 1 vereinfachen. Eine besondere technische Wirkung des zweiten Ausführungsbeispiels liegt zudem darin, dass eine Verdrehsicherung des hohlzylindrischen Elements 7 auch dann erzielt wird, wenn bei der Montage der Vorrichtung 1 beispielsweise der Stift 99 (analog mehrere Stifte 99) vergessen wird. Eine Sicherung gegen Verdrehen des hohlzylindrischen Elements 7 ist deshalb wichtig, weil eine Drehung des hohlzylindrischen Elements 7 relativ zum Zapfen 3 eine hohe Beanspruchung der Dichtungsmittel, etwa von O-Ringen im hohlzylindrischen Element 7, zur Folge haben kann. Dies erhöht das Risiko einer etwaigen Undichtigkeit der Drehdurchführung.

Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung zum Ankuppeln einer Kühlmittelzufuhr

2 Rolle

3 Zapfen

4 Lagerbock

5 Wälzlager

6 Rollenbohrung

7 Hohlzylindrisches Element

8 Elastische Hülse

9 Lagerbockdeckel

1 1 Kühlmittelkanal

12 Kühlmittelkanal

14 Einsatzstück

15 Erster Kanal

16 Zweiter Kanal

17 Rohr

19 Gleitring

20 Gleitring

21 Ansatzstück

22 Sicherungsdeckel

23 Schraube

98 Sicherungsring

99 Stift