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Title:
BEARING BLOCK FOR HOLDING A BEARING FOR A ROLLER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/098057
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a bearing block for holding a bearing for a roller, in particular a strand-guiding roller in a strand-guiding device. The bearing block is designed as a solid casting having an integrated internal coolant channel. The coolant channel has an inlet and an outlet for coolant. In order to enable an improvement in the product quality of the cast slabs, the bearing block according to the invention is characterized by a rotational speed sensor (13) for sensing the rotational speed of the roller.

Inventors:
BANSE ROBERT (DE)
REIFFERSCHEID MARKUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/080702
Publication Date:
June 15, 2017
Filing Date:
December 12, 2016
Export Citation:
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Assignee:
SMS GROUP GMBH (DE)
International Classes:
F16C13/02; F16C19/52; F16C37/00
Domestic Patent References:
WO2011065882A12011-06-03
Foreign References:
JP2009269040A2009-11-19
US4944609A1990-07-31
US20130129270A12013-05-23
US20110158571A12011-06-30
DE102008046540A12010-03-11
DE10019324C12001-07-26
JP2007085890A2007-04-05
DE102009054165A12011-05-26
DE102009039259A12011-03-03
Attorney, Agent or Firm:
KLÜPPEL, Walter (DE)
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Claims:
Patentansprüche:

1 . Lagerbock (1 ) zur Aufnahme eines Lagers (3) für eine Rolle (2),

insbesondere eine Strangführungsrolle in einer Strangführungseinrichtung, aufweisend mindestens einen Kühlmittelkanal (1 b) mit einem Einlauf (19) und einem Auslauf (20) für Kühlmittel,

wobei der Lagerbock (1 ) mit dem integrierten innenliegenden

Kühlmittelkanal (1 b) als Vollgusskörper ausgebildet ist;

gekennzeichnet durch

einen Drehzahlsensor (13) zum Erfassen der Drehzahl der Rolle.

2. Lagerbock (1 ) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Drehzahlsensor (13) als Hall-Sensor ausgebildet ist; und dass vorzugsweise eine Mehrzahl von Magneten (1 1 ) - vorzugsweise mit Hilfe von Magnethaltern (12) - zum Zusammenwirken mit dem Hall-Sensor an dem Zapfen (2a) der Rolle befestigt ist.

3. Lagerbock (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

gekennzeichnet durch

eine in den Lagerbock von außen eingebrachte Sackbohrung, in welcher der Drehzahlsensor befestigt ist.

4. Lagerbock nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

gekennzeichnet durch

mindestens einen Temperatursensor (14) zum Erfassen der Temperatur des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal (1 b).

5. Lagerbock (1 ) nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Temperatursensoren (14) als Thermoelemente ausgebildet sind; und

dass ein erstes Thermoelement in dem Einlauf (19) zum Erfassen der Kühlmitteleinlauftemperatur und ein zweites Thermoelement in dem Auslauf (20) des Kühlmittelkanals zum Erfassen der Kühlmittelauslauftemperatur vorgesehen sind.

6. Lagerbock (1 ) nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Thermoelemente (14) jeweils als Einschraubthermoelemente ausgebildet und in eine Bohrung in dem Einlauf (19) und dem Auslauf (20) des Kühlmittelkanals (1 b) in dem Lagerbock (1 ) eingeschraubt sind.

7. Lagerbock (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

gekennzeichnet durch

8. Lagerbock (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass in dem Kühlmittelkanal (1 b) wenigstens eine Stabilisierungsrippe (21 ) ausgebildet ist.

9. Lagerbock (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Lagerbock aus einem ausgehärteten nichtrostenden Chrom- Nickel-Kupfer-Stahl gegossen ist.

10. Lagerbock (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

gekennzeichnet durch

Wellschläuche für Signalkabel der Thermoelemente und/oder des Hallsensors, wobei die Wellschläuche mit Muffen (17) an dem Lagerbock (1 ) befestigt sind.

1 1 .Lagerbock (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Lager (3) als abgedichtetes Wälzlager ausgebildet ist.

12. Strangführungseinrichtung einer Stranggießanlage, aufweisend:

eine Mehrzahl von Strangführungsrollen zum Führen eines Gießstrangs nach Verlassen einer Stranggießkokille;

dadurch gekennzeichnet,

dass zumindest ein Zapfen einer der Strangführungsrollen gelagert ist in einem Lagerbock (1 ) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche.

13. Strangführungseinrichtung nach Anspruch 12,

gekennzeichnet durch

eine Prozesssteuerung zur Regelung der Zuflussmenge des Kühlmittels nach der Ist-Kühlwirkung des Lagerbocks (1 ), wobei die Ist-Kühlwirkung auf Basis der von den Temperatursensoren erfassten Temperatur des

Kühlmittels im Einlauf und im Auslauf des Kühlmittelkanals (1 b) ermittelbar ist.

Description:
Lagerbock zur Aufnahme eines Lagers für eine Rolle

Die Erfindung betrifft einen Lagerbock zur Aufnahme eines Lagers für eine Rolle, insbesondere eine Strangführungsrolle in einer Strangführungseinrichtung einer Stranggießanlage. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Strangführungseinrichtung mit mindestens einem entsprechenden Lagerbock.

Stand der Technik:

In Stranggießanlagen zum Gießen von Brammen werden drehgelagerte Rollen eingesetzt, welche die Aufgabe haben, den gegossenen Metallstrang nach dem Verlassen der Kokille entlang einer vorgegebenen Bahn zu führen und zu kühlen und zu stützen. Die Rollen sind dabei mit ihren Zapfen in Lagerböcken mittels Lagern gelagert und werden dabei durch Zuführen eines Kühlmittels (insbesondere Wasser) unter Druck in das Innere der Rolle und des Lagerbocks zur Abführung von Wärme gekühlt, was beispielsweise über Drehdurchführungen realisiert ist. Die Stützung und/oder Führung des Metallstrangs kann - je nach Gießformat und Position - allseitig, von gegenüberliegenden Seiten des Strangs oder nur von der Strangunterseite her erfolgen. Dementsprechend werden die Rollen in unterschiedlichen Anordnungen, wie Rollenkränzen, versetzte Doppelrollen, mehrfach abgestützten Längsrollen oder als einfache Rolle eingesetzt.

Die Rollen, insbesondere die Rollenmäntel, Lagerböcke und Lager sind im Betrieb extremer Hitzebelastung durch direkten/indirekten Kontakt mit dem glühenden Metallstrang und vor allem durch die Strahlungswärme ausgesetzt. Dies gilt insbesondere für Rollen im Gießbogen. Hierzu kommt die aggressive Umgebung, hervorgerufen durch mit Gießpulverresten kontaminiertes Wasser sowie durch Wasserdampf, Zunder etc.. Vielfach sind enge Abstände zwischen den benachbarten Rollen und folglich kleine Durchmesser der Rollen erforderlich, um den Gießstrang effizient zu stützen, was die Beanspruchung der Rollen zusätzlich erhöht. Lagergrößen werden folglich kleiner.

Enge Abstände zu benachbarten Strängen sowie andere Komponenten der Gießanlage, wie Kühlelemente, Stahlbauwerke, Fundamente oder Leitungen verlangen eine möglichst kompakte Bauweise der Rollenführungen. Dennoch müssen die eingesetzten Rollen und deren Rollenanordnung eine hohe Zuverlässigkeit und eine lange Lebensdauer besitzen sowie eine einfache Wartung erlauben.

Lager, die diesen hohen Anforderungen erfüllen, sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt, z. B. aus der DE 23 47 892 oder der WO 201 1/065882 A1 . Aus diesen beiden Druckschriften sind jeweils Lagerböcke bekannt, die als Vollgussteile aus martensitischem Stahl hergestellt sind. Sie weisen jeweils einen integrierten Kühlkanal für ein Kühlmittel mit einem Einlauf und einem Auslauf auf. Obwohl diese Lagerböcke aufgrund ihrer Fertigung als Vollgusskörper bereits recht wartungsfreundlich sind, so weisen sie doch den Nachteil auf, dass die Wirkweise von Kühlung und Lagerung nicht überwacht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen bekannten Lagerbock dahingehend weiterzubilden, dass er eine Verbesserung der Produktqualität der gegossenen Brammen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch den Lagerbock gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Demnach ist der erfindungsgemäße Lagerbock gekennzeichnet durch einen Drehzahlsensor zum Erfassen der Drehzahl der Rolle. Das beanspruchte Erfassen der Drehzahl ermöglicht das Überwachen der

Drehfunktionalität des Lagers. Dies ist insbesondere wichtig im Hinblick auf eine Verbesserung der Produktqualität, um die Bildung von Streifen auf den

gegossenen und in der Strangführung geführten Brammen zu vermeiden, die ansonsten durch stehende Rollen auf den Brammen entstehen. Auch wird dadurch die Entstehung von sogenannten„black stones", d. h. von Ablagerungen von Zunder vermieden, die ansonsten nachfolgend die produzierten Brammen beschädigen. Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel können die Drehzahlsensoren beispielsweise als Hall-Sensoren ausgebildet sein mit Magneten auf dem Rollenzapfen. Der Drehzahlsensor ist vorzugsweise in einer von außen in den Lagerbock eingebrachten Sackbohrung befestigt. Zusätzlich zu dem Vorsehen des Drehzahlsensors ist es vorteilhaft, wenn auch mindestens ein Temperatursensor vorgesehen wird zum Erfassen der Temperatur des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal.

Das Vorsehen dieses Temperatursensors ermöglicht vorteilhafterweise die Überwachung der Wirkungsweise der Kühlung und damit der Lagerung der Rollen insgesamt. Insbesondere ermöglicht die beanspruchte Temperaturmessung eine Regelung der Zuflussmengen des Kühlmittels in den Lagerbock und damit eine Optimierung des Kühlmittelverbrauchs. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind zwei Temperatursensoren vorgesehen, die jeweils als Thermoelemente ausgebildet sind. Ein erstes Thermoelement ist dabei in dem Einlauf des Kühlmittelkanals zum Erfassen der dortigen Kühlmitteleinlauftemperatur vorgesehen. Ein zweites Thermoelement ist in dem Auslauf des Kühlmittelkanals vorgesehen zum Erfassen der dortigen Kühlmittelauslauftemperatur. Das Erfassen der Einlauftemperatur und der Auslauftemperatur des Kühlmittels ermöglicht eine besonders präzise Überwachung der Wirkung der Kühlung und damit wiederum einhergehend eine optimale Regelung der Kühlmittel zufuhr bzw. des Kühlmittelverbrauchs.

Die Thermoelemente sind vorzugsweise als Einschraubthermoelemente ausgebildet und jeweils in eine Bohrung in dem Einlauf und dem Auslauf des Kühlmittelkanals eingeschraubt.

In dem Kühlmittelkanal befinden sich vorzugsweise mehrere Stabilisierungsrippen. Diese sind fertigungstechnisch erforderlich, wenn der Lagerbock, wie beansprucht, als Vollgusskörper ausgebildet ist. Zudem haben sie die Aufgabe, den Kühlmittelkanal zu stützen und zu stabilisieren.

Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch eine Strangführungseinrichtung einer Stranggießanlage gelöst, wobei zumindest ein Zapfen einer der Strangführungsrollen der Strangführungseinrichtung in einem erfindungsgemäßen Lagerbock gelagert ist. Die Vorteile dieser Lösung entsprechen den oben mit Bezug auf den beanspruchten Lagerbock genannten Vorteilen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Lagerbocks und der erfindungsgemäßen Strangführungseinrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Der Beschreibung sind vier Figuren beigefügt, wobei

Figur 1 einen ersten Vertikalschnitt durch den erfindungsgemäßen

Lagerbock entlang der Längsachse einer gelagerten Rolle;

Figur 2 einen zweiten Vertikalschnitt durch den erfindungsgemäßen

Lagerbock quer zur Längsachse der gelagerten Rolle; Figur 3 einen Horizontalschnitt durch den erfindungsgemäßen Lagerbock; und

Figur 4 einen abgeknickten Vertikalschnitt durch den Lagerbock zeigt.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Figur 1 zeigt den erfindungsgemäßen Lagerbock 1 in einem Längsschnitt durch die Längsachse der zu lagernden Rolle 2. Der erfindungsgemäße Lagerbock 1 umfasst einen Schmutzbuckel 1 a und einen integrierten Kühlmittelkanal 1 b. Der Kühlmittelkanal 1 b ist hier beispielhaft mit zwei Stabilisierungsrippen 21 in drei Teilkanäle unterteilt. Der Lagerbock dient zur Aufnahme eines Lagers, insbesondere eines Wälzlagers 3. Das Wälzlager 3 wiederum dient zur Aufnahme und Lagerung des Lagerzapfens 2a der Rolle 2; siehe auch Figur 2. Es bezeichnen die Bezugszeichen 5 eine Drehdurchführung, 6 eine Kassettendichtung, 7 und 8 jeweils einen Distanzring und 9 und 10 jeweils einen Sicherungsring.

Zur Erfassung der Drehzahl der Rolle und damit zur Überwachung der Funktionsweise der Drehfunktion des Lagers weist der Lagerbock 1 einen Hall- Sensor 13 auf, wie in Figur 4 gezeigt. In Figur 4 ist zu erkennen, dass dieser Hall- Sensor 13 in einer Sackbohrung an der Außenseite des Lagerbocks 1 befestigt ist. Wie in Figur 1 erkennbar, sind diesem Hall-Sensor Magnete 1 1 zugeordnet, welche mit Hilfe von Magnethaltern 12 an dem Zapfen der Rolle 2 fest montiert sind und mit dem Zapfen mitrotieren. Bei einer Drehung der Rolle 2 erfasst der Hall-Sensor 13 ein veränderliches Magnetfeld, welches von den auf dem Rollenzapfen mitrortierenden Magneten generiert wird. Insbesondere erfasst der Hall-Sensor, ob ein Magnet an ihm vorbei rotiert oder nicht. Der Hall-Sensor generiert ein entsprechendes Messsignal. Aus diesem Messsignal kann unter Berücksichtigung der Anzahl der auf dem Umfang des Rollenzapfens verteilt angeordneten Magnete 1 1 die Drehzahl der Rolle 2 errechnet werden.

Weiterhin ist in Figur 1 eine Muffe 17 für einen Wellschlauch erkennbar, durch welchen die Kabel des Hall-Sensors 13 sowie die Kabel von Thermoelementen geführt sein können. Schließlich ist mit dem Bezugszeichen 22 ein Dichtring zwischen dem Magnethalter 12 und dem Lagerzapfen 2a der Rolle 2 erkennbar.

Figur 2 zeigt den besagten zweiten Vertikalschnitt durch den erfindungsgemäßen Lagerbock, wobei dieser Vertikalschnitt in einer Ebene senkrecht zur Längsachse der zu lagernden Rolle liegt. Zu erkennen ist der Lagerbock 1 und der in dem Lagerbock ausgebildete Kühlkanal 1 b. Der Kühlkanal weist einen Kühlmitteleinlauf 19 und einen Kühlmittelausauf 20 auf. Es ist zu erkennen, dass der Kühlmittelkanal das aufgenommene Lager, insbesondere Wälzlager 3 an seinem Umfang über einen sehr großen Umfangswinkelbereich umschließt. Im Inneren des Wälzlagers sind - von diesem aufgenommen und koaxial zu diesem angeordnet - der Lagerzapfen 2a der Rolle 2 sowie die Drehdurchführung 5 erkennbar.

Figur 3 zeigt einen Horizontalschnitt durch den Lagerbock 1 , insbesondere durch den in Figur 2 gezeigten Einlauf 19 und Auslauf 20 des Kühlmittelkanals 1 b. Gut zu erkennen sind ein erstes und ein zweites Thermoelement 14, die radial in den Einlauf 19 und den Auslauf 20 hineinragen zum Messen der Kühlmitteleinlauftemperatur und der Kühlmittelauslauftemperatur. Sie sind als Einschraubthermoelemente ausgebildet und in einer entsprechenden Bohrung am Umfang des Einlaufs 19 und des Auslaufs 20 eingeschraubt. Ihre Messkabel werden über den Wellschlauch und die besagte Muffe 17 nach außen geführt. Zusätzlich sind in Figur 3 zwei Befestigungsbohrungen 16 gezeigt zum Befestigen des Lagerbocks 1 . Bezugszeichenliste

1 Lagerbock mit

1 a Schmutzbuckel

1 b Kühlmittel kanal

2 Rolle

2a Lagerzapfen der Rolle

3 Wälzlager

5 Drehdurchführung

6 Kassettendichtung

7 Distanzring

8 Distanzring

9 Sicherungsring

10 Sicherungsring

1 1 Magnet

12 Magnethalter

13 Hall-Sensor

14 Einschraubthermoelemente

15 Deckelblech

16 Befestigungsbohrung

17 Muffe für Weilschlauch

18 Dichtring

19 Wassereinlauf

20 Wasserauslauf

21 Stabilisierungsrippe

22 Dichtring