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Title:
STRAND GUIDING ROLLER FOR GUIDING A METAL STRAND IN A CONTINUOUS CASTING FACILITY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/125529
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a strand guiding roller (1) comprising a stationary shaft (3), at least one roller sleeve (5) coaxially surrounding a shaft section of the shaft (3), and for each roller sleeve (5), at least one cooling channel (40) for receiving a cooling fluid, extending along the inner surface of the roller sleeve (5), and at least one rolling bearing (7) for rotatably mouting the roller sleeve (5) around the shaft (3). The rolling bearing (7) is adjacent to the cooling channel (40) and comprises a bearing inner space (9) which is permeable to the cooling fluid and open to the cooling channel (40), such that cooling fluid can flow through the rolling bearing (7) during operation. In addition, the rolling bearing (7) is made from a corrosion-resistant steel for a lubricant-free operation. Furthermore, the rolling bearing (7) is elastically deformable in at least one direction orthogonal to a longitudinal axis of the shaft (3).

Inventors:
GUTTENBRUNNER JOSEF (AT)
DEIBL GUENTHER (AT)
STARRERMAIR MICHAEL (AT)
Application Number:
PCT/EP2017/051146
Publication Date:
July 27, 2017
Filing Date:
January 20, 2017
Export Citation:
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Assignee:
PRIMETALS TECHNOLOGIES AUSTRIA GMBH (AT)
International Classes:
B22D11/128; F16C13/00
Domestic Patent References:
WO2015011149A22015-01-29
Foreign References:
DE2552483B11977-06-02
DE3245433A11984-04-26
Attorney, Agent or Firm:
METALS@LINZ (AT)
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Claims:
Patentansprüche

1. Strangführungsrolle (1) zum Führen eines metallischen Strangs in einer Stranggießanlage (100), umfassend

- eine feststehende Achse (3),

- wenigstens einen einen Achsenabschnitt der Achse (3) koaxi¬ al umgebenden Rollenmantel (5),

- für jeden Rollenmantel (5) wenigstens einen entlang der In¬ nenfläche des Rollenmantels (5) verlaufenden Kühlkanal (40) zur Aufnahme eines Kühlfluids und zur Kühlung des Rollenman¬ tels (5),

- und für jeden Rollenmantel (5) wenigstens ein zwischen dem von dem Rollenmantel (5) umgebenen Achsenabschnitt und dem Rollenmantel (5) angeordnetes Wälzlager (7) zur drehbaren La- gerung des Rollenmantels (5) um die Achse (3) ,

- wobei das Wälzlager (7) an einen Kühlkanal (40) angrenzt und einen für das Kühlfluid durchlässigen und zu dem Kühlka¬ nal (40) offenen Lagerinnenraum (9) aufweist, sodass das Wälzlager (7) im Betrieb vom Kühlfluid durchströmt wird, - wobei das Wälzlager (7) aus einem korrosionsbeständigen

Stahl gefertigt ist und für einen Schmierstofffreien Betrieb ausgeführt ist,

- wobei das Wälzlager (7) einen an einem Rollenmantel (5) anliegenden und um die Achse (3) verlaufenden Außenring (7.1), einen an der Achse (3) anliegenden und um die Achse (3) verlaufenden Innenring (7.2) und mehrere zwischen dem Außenring (7.1) und dem Innenring (7.2) angeordnete Wälzkörper (7.3) aufweist, und

- wobei zumindest ein Element aus der Gruppe des Außenrings (7.1), des Innenrings (7.2) und der Wälzkörper (7.3), wenigs¬ tens eines Wälzlagers (7) in wenigstens einer zu einer Längs¬ achse der Achse (3) orthogonalen Richtung elastisch deformierbar ausgebildet ist . 2. Strangführungsrolle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (40) auf einer Stirnseite der Strangführungsrolle (1) durch eine Dichtungshalterung (13) mit einer Dichtung (20) zwischen dem Rollenmantel (5) und der Dichtungshalterung (13) abgedichtet wird

3. Strangführungsrolle (1) nach Anspruch 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Rollenmantel (5) in radialer Richtung au¬ ßerhalb der Dichtung (20) einen mit dem Kühlkanal (40) ver¬ bundenen Ringhohlraum (41) aufweist, sodass die Dichtung (20) auch bei einem Stillstand der Strangführungsrolle (1) durch das Kühlfluid gekühlt wird.

4. Strangführungsrolle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine zwischen der Achse (3) und einem Rollenmantel (5) angeordnete rohrartige Kühlfluidleithülse (11) mit wenigstens einer dem Rollenman- tel (5) zugewandten rinnenartigen Kühlkanalausnehmung (38) zur Ausbildung eines Kühlkanals (40) .

5. Strangführungsrolle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kühlka- nal (40) helixartig um die Achse (3) oder abwechselnd tangen¬ tial um die Achse (3) herum und nachfolgend axial entlang ei¬ ner Innenoberfläche eines Rollenmantels (5) verläuft.

6. Strangführungsrolle (1) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Dichtungs¬ halterung (13) und dem Wälzlager (5) oder dem Wälzlager (5) und der Kühlfluidleithülse (11) eine AnlaufScheibe (15) zum Ausgleich von axialen Relativbewegungen angeordnet ist. 7. Strangführungsrolle (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die AnlaufScheibe aus Polyetheretherketon (PEEK) hergestellt ist.

8. Strangführungsrolle (1) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (3) wenigs¬ tens einen mit Kühlfluid befüllbaren Kühlhohlraum (30) aufweist, der mit wenigstens einem Lagerinnenraum (9) eines Wälzlagers (7) und mit wenigstens einem Kühlkanal (40) ver- bunden ist, sodass der Kühlhohlraum (30), der Lagerinnenraum (9) und der Kühlkanal (40) einen zusammenhängenden Aufnahmeraum für Kühlfluid bilden. 9. Strangführungsrolle (1) nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass alle Kühlkanäle (40), Lagerin¬ nenräume (9) der Wälzlager (7) und Kühlhohlräume (30) zu ei¬ nem zusammenhängenden Aufnahmeraum für Kühlfluid miteinander verbunden sind.

10. Verfahren zur Kühlung einer Strangführungsrolle (1), ins¬ besondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Kühlfluid,

- wobei die Strangführungsrolle (1) eine stillstehende Achse (3) mit einem axialen Achsenhohlraum (28) und einen Rollenmantel (5) aufweist,

- wobei der Rollenmantel (5) gegenüber der Achse (3) durch zumindest ein Wälzlager (7) drehbar gelagert ist, und ein Kühlkanal (40) zwischen dem Rollenmantel (5) und der Achse (3) besteht, wobei der Kühlkanal (40) stirnseitig durch einen Dichtungshalterung (13) mit einer Dichtung (20) abgedichtet wird,

- wobei das Wälzlager (7) einen an einem Rollenmantel (5) anliegenden und um die Achse (3) verlaufenden Außenring (7.1), einen an der Achse (3) anliegenden und um die Achse (3) verlaufenden Innenring (7.2) und mehrere zwischen dem Außenring (7.1) und dem Innenring (7.2) angeordnete Wälzkörper (7.3) aufweist, und

- wobei zumindest ein Element aus der Gruppe des Außenrings (7.1), des Innenrings (7.2) und der Wälzkörper (7.3), wenigs¬ tens eines Wälzlagers (7) in wenigstens einer zu einer Längs¬ achse der Achse (3) orthogonalen Richtung elastisch deformierbar ausgebildet ist, umfassend die Schritte:

- Einleiten des Kühlfluids von einer Kühlmittelzuführung (26) in den axialen Achsenhohlraum (28);

- Umleiten des Kühlfluids in zumindest eine im Wesentlichen radiale Radialöffnung (34) der Strangführungsrolle (1); - Einleiten des Kühlfluids in einen Ringhohlraum (41), wodurch das Kühlfluid in dem Ringhohlraum (41) die Dichtung (20) kühlt;

- Durchströmen des Wälzlagers (7);

- Einleiten des Kühlfluids in den Kühlkanal (40);

- Durchströmen des Kühlkanals (40), wodurch der Rollenmantel (5) abgekühlt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium durch mehrere, bevorzugt zumindest vier, Radi¬ alöffnungen (34) umgeleitet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium den Kühlkanal (40) in axialer und in tangentialer Richtung entlang einer Kühlfluidleithülse (11) durchströmt .

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch

- das Durchströmen eines zweiten Wälzlagers;

- das Einleiten des Kühlfluids in einen zweiten Ringhohlraum (41), wodurch das Kühlfluid im zweiten Ringhohlraum eine zweite Dichtung kühlt;

- das Umleiten des Kühlfluids in eine weitere zumindest eine im Wesentlichen radiale Radialöffnung der Strangführungsrolle

(1) ; und

- das Ableiten des Kühlfluids von einem axialen Achsenhohlraum in eine Kühlmittelabführung.

Description:
Beschreibung

Strangführungsrolle zum Führen eines metallischen Strangs in einer Stranggießanlage

Die Erfindung betrifft eine Strangführungsrolle zum Führen eines metallischen Strangs in einer Stranggießanlage und ein Verfahren zur Kühlung einer Strangführungsrolle. Beim Stranggießen wird ein in einer Kokille gebildeter metallischer Strang in einer Strangführung geführt, gestützt und weiter abgekühlt. Üblicherweise erfolgt das Stützen und Füh ¬ ren des teilerstarrten oder durcherstarrten Strangs durch sogenannte Strangführungsrollen. Außerdem kann der Strang durch gekühlte Strangführungsrollen abgekühlt werden.

Beispielsweise sind mehrere Rollenmäntel einer Strangfüh ¬ rungsrolle an einer gemeinsamen rotierenden Achse angeordnet, die an ihren Enden und zwischen den Rollenmänteln mit Wälzla- gern gestützt ist, wobei die Rollenmäntel peripheriegekühlt werden, d. h. wobei die Rollenmäntel direkt mit einer Kühl ¬ flüssigkeit (in der Regel mit Wasser) gekühlt werden. Oder die Strangführungsrollen sind jeweils als peripheriegekühlte Vollrollen ausgebildet, an deren Enden Wellenstutzen mit Wälzlagern gestützt sind.

Die Lager der Strangführungsrollen befinden sich üblicherweise in Lagerböcken, die durch einen Wasserkreislauf gekühlt werden. Dabei muss konstruktiv darauf geachtet werden, dass kein Wasser in die Lager gelangt. Dies wird meist durch eine Sperrschmierung erreicht, für die zusätzliches Fett einge ¬ setzt wird, d. h. Fett, das für die eigentliche Funktion der Wälzlager nicht benötigt wird. Dieses Fett tritt aus, ver ¬ mischt sich mit dem Kühlwasser und muss mit einem hohen tech- nischen Aufwand wieder von dem Wasser getrennt werden.

Bei Strangführungsrollen mit peripheriegekühlten Rollenmänteln werden die Rollenmäntel in der Regel mit einem weiteren Wasserkreislauf gekühlt, wobei das Kühlwasser mittels einer separaten Dreheinführung eingebracht wird, die eine aufwändi ¬ ge und sensible Komponente für die Funktion der Strangfüh ¬ rungsrolle ist .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strangfüh ¬ rungsrolle zum Führen eines metallischen Strangs in einer Stranggießanlage anzugeben, welche auch im Schmierstofffreien Betrieb zuverlässig funktioniert. Außerdem soll ein Verfahren zum Betrieb der erfindungsgemäßen Strangführungsrolle angege ¬ ben werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Strangfüh ¬ rungsrolle durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vor- teilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .

Eine erfindungsgemäße Strangführungsrolle zum Führen eines metallischen Strangs in einer Stranggießanlage umfasst eine feststehende Achse, wenigstens einen einen Achsenabschnitt der Achse koaxial umgebenden Rollenmantel, und für jeden Rol ¬ lenmantel wenigstens einen entlang einer Innenfläche des Rol ¬ lenmantels verlaufenden Kühlkanal zur Aufnahme eines Kühlflu- ids und zur Kühlung des Rollenmantels. Ferner weist die Strangführungsrolle für jeden Rollenmantel wenigstens ein zwischen dem von dem Rollenmantel umgebenen Achsenabschnitt und dem Rollenmantel angeordnetes Wälzlager zur um die Achse drehbaren Lagerung des Rollenmantels auf. Dabei grenzt das Wälzlager an einen Kühlkanal an und weist einen für Kühlfluid durchlässigen und zu dem Kühlkanal offenen Lagerinnenraum auf, sodass das Wälzlager im Betrieb vom Kühlfluid durch ¬ strömt werden kann.

Die erfindungsgemäßen Strangführungsrollen sind also als „Mantelrollen" ausgebildet, deren Rollenmäntel um eine fest ¬ stehende Achse drehbar gelagert sind. Derartige Strangfüh ¬ rungsrollen sind wesentlich einfacher gestaltet und daher kostengünstiger und wartungs freundlicher als Strangführungs- rollen mit fest an einer drehbaren Achse montierten Rollenmänteln. Da die Strangführungsrollen feststehende Achsen haben, kann außerdem eine Lagerbockkühlung entfallen. Durch den Kühlkanal wird auf einfache Weise eine Peripherie ¬ kühlung der Strangführungsrolle erreicht, ohne dass durch die Peripheriekühlung üblicherweise bei der Verwendung von herkömmlichen Wälzlagern und/oder rotierenden Achsen auftretende Probleme bewältigt werden müssen. Da die Strangführungsrolle nämlich eine feststehende Achse aufweist, wird keine aufwän ¬ dige und reparaturanfällige Dreheinführung zur Einbringung von Kühlflüssigkeit benötigt. Da die Wälzlager für das Kühl- fluid durchlässig ausgebildet sind, brauchen sie nicht wie herkömmliche Wälzlager gegen das Eintreten von Kühlfluid wie Kühlwasser geschützt werden. Insbesondere entfällt durch die ¬ se Lagerung der Rollenmäntel die Notwendigkeit, sich mit Kühlwasser vermischendes Fett, das zum Schutz von Wälzlagern vor dem Eindringen von Kühlwasser verwendet wird, wieder aufwändig von dem Wasser zu trennen. Die Peripheriekühlung er- möglicht ferner die Verwendung der Strangführungsrolle für einen Trockengießbetrieb, das heißt für ein Stranggießen ohne Kühlung des Strangs durch Bespritzen mit Kühlflüssigkeit.

Die Erfindung sieht vor, dass das Wälzlager für einen Betrieb in einer Schmierstofffreien (d.h. ohne eine Fett- oder

Ölschmierung) Umgebung geeignet ist.

Durch eine Schmierstofffreie Ausführung der Wälzlager kann ein Fett- bzw. Ölschmierungssystem entfallen, wodurch die Um- weltbelastung verringert und die Wartungs freundlichkeit der Strangführungsrolle weiter verbessert wird.

Um das Wälzlager für den Schmierstofffreien Betrieb geeignet zu machen, ist das Wälzlager gemäß der Erfindung aus einem korrosionsbeständigen Stahl, wie einem martensitischen, korrosionsbeständigen Edelstahl (z.B. X46Crl3, Werkstoff-Nr. 1.4034; X90CrMoVl8, Werkstoff-Nr . 1.4112; oder Xl05CrMoVl8, Werkstoff-Nr . 1.4125), oder einem austenitischen, korrosions ¬ beständigen Edelstahl, gefertigt.

Dadurch wird das Wälzlager gegen eine durch den Kontakt des Wälzlagers mit dem Kühlfluid verursachte Korrosion geschützt.

Außerdem weist jedes Wälzlager einen an einem Rollenmantel anliegenden und um die Achse verlaufenden Außenring, einen an der Achse anliegenden und um die Achse verlaufenden Innenring und mehrere zwischen dem Außenring und dem Innenring angeordnete Wälzkörper auf.

Um schließlich die Zuverlässigkeit des Wälzlagers zu erhöhen, ist das Wälzlager als ein sog. Federrollenlager ausgeführt, wobei der Außenring und/oder der Innenring und/oder die Wälzkörper des Wälzlagers in wenigstens einer zu einer Längsachse der Achse orthogonalen Richtung elastisch deformierbar sind. Durch diese Ausführung weist das Wälzlager in einer Richtung quer zur axialen Richtung eine bestimmte Elastizität auf, so- dass das Verklemmen des Wälzlagers auch im Schmierstofffreien Betrieb verhindert wird. Außerdem kann bei der Montage der Federrollenlager in die Spalten zwischen den Federbändern eine Fettfüllung eingebracht werden, sodass das Wälzlager auch in der anspruchsvollen Inbetriebnahmephase zuverlässig funk- tioniert. Schließlich ist diese Ausführung im Betrieb weniger empfindlich gegen Schmutz, da sich dieser in die Spalten zwischen den Federbändern einlagern kann und so das Verklemmen verhindert wird. Diese Ausgestaltung der Erfindung sieht für die Lagerung des Rollenmantels besonders geeignete, von dem Kühlfluid durch ¬ strömbare Wälzlager vor. Durch Wälzlager mit elastisch deformierbaren Außenringen, Innenringen und/oder Wälzkörpern lassen sich diese Wälzlager insbesondere flexibel und passend zwischen der feststehenden Achse und einem Rollenmantel einer Strangführungsrolle anordnen. Dadurch können beispielsweise durch Temperaturschwankungen verursachte Abstandsänderungen oder elastische Verformungen durch Belastung zwischen der feststehenden Achse und dem Rollenmantel ausgeglichen werden.

Wälzlager mit kreiszylinderförmigen Wälzkörpern, die eine zu einer Längsachse der Achse parallele Zylinderachse aufweisen, ermöglichen vorteilhaft eine aufgrund der größeren Längsaus ¬ dehnung der Wälzkörper gegenüber beispielsweise kugelförmigen Wälzkörpern stabilere und das Wälzlager punktuell weniger be ¬ lastende Lagerung des Rollenmantels.

Es ist vorteilhaft, wenn der Kühlkanal auf einer Stirnseite der Strangführungsrolle durch eine Dichtungshalterung mit ei ¬ ner Dichtung zwischen dem Rollenmantel und der Dichtungshal ¬ terung abgedichtet wird.

Um eine Überhitzung der Strangführungsrolle, insbesondere bei einem Stillstand derselben, signifikant zu verhindern, weist der Rollenmantel vorteilhaft in radialer Richtung außerhalb der Dichtung einen mit dem Kühlkanal verbundenen Ringhohlraum auf. Hierdurch wird die besonders temperaturempfindliche dy ¬ namische Dichtung zuverlässig gekühlt und dessen Haltbarkeit verlängert .

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht wenigstens ei ¬ nen entlang einer Innenoberfläche eines Rollenmantels verlau ¬ fenden Kühlkanal vor. Zusätzlich oder alternativ kann wenigstens ein Kühlkanal als eine Bohrung in dem Rollenmantel aus ¬ gebildet sein. Beispielsweise verläuft wenigstens ein Kühlka ¬ nal helixartig um die Achse entlang einer Innenoberfläche ei ¬ nes Rollenmantels und/oder wenigstens ein Kühlkanal verläuft abwechselnd tangential um die herum und nachfolgend in axia ¬ ler Richtung.

Durch einen helixartig verlaufenden Kühlkanal kann vorteil ¬ haft eine gleichmäßige Kühlung der gesamten Oberfläche eines Rollenmantels erreicht werden. Ferner kann eine Strömungsge ¬ schwindigkeit des Kühlfluids so eingestellt werden, dass eine möglichst optimale Wärmeabfuhr aus der Oberfläche des Rollen- mantels erfolgt. Des Weiteren kann durch eine geeignete Di ¬ mensionierung des Kühlkanals die Strömungsgeschwindigkeit so eingestellt werden, dass die Bildung von Ablagerungen an den Wänden aus dem Kühlfluid verhindert oder vermindert wird. Ge- radlinig oder ringförmig um die Achse verlaufende Kühlkanäle haben den Vorteil, geometrisch einfacher gestaltet und dadurch auch einfacher realisierbar zu sein.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht wenigstens ei- ne zwischen der Achse und einem Rollenmantel angeordnete rohrartige Kühlfluidleithülse vor, die wenigstens eine dem Rollenmantel zugewandte rinnenartige Kühlkanalausnehmung zur Ausbildung eines Kühlkanals aufweist . Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht vorteilhaft, durch geeignet gestaltete Kühlfluidleithülsen an Rollenmänteln Kühlkanäle zu deren Kühlung zu bilden.

Außerdem ist es günstig, wenn der Dichtungshalterung und dem Wälzlager oder zwischen dem Wälzlager und der Kühlfluidleithülse in axialer Richtung eine AnlaufScheibe zum Ausgleich von axialen Relativbewegungen angeordnet ist. Der Verschleiß der AnlaufScheibe ist besonders niedrig, wenn die Anlauf ¬ scheibe aus Polyetheretherketon (PEEK) hergestellt ist.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Achse wenigstens einen mit Kühlfluid befüllbaren Kühlhohlraum aufweist, der mit wenigstens einem Lagerinnenraum eines Wälz ¬ lagers und mit wenigstens einem Kühlkanal verbunden ist, so dass der Kühlhohlraum, der Lagerinnenraum und der Kühlkanal einen zusammenhängenden Aufnahmeraum für Kühlfluid bilden. Eine Weitergestaltung dieser Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass alle Kühlkanäle, Lagerinnenräume der Wälzla ¬ ger und Kühlhohlräume zu einem zusammenhängenden Aufnahmeraum für das Kühlfluid miteinander verbunden sind.

Diese Ausgestaltungen der Erfindung kombinieren vorteilhaft eine Innenkühlung der Strangführungsrolle durch mit dem Kühl- fluid befüllbare Kühlhohlräume in der Achse mit einer Peri ¬ pheriekühlung durch mit derartigen Kühlhohlräumen verbundene Kühlkanäle zur direkten Kühlung von Rollenmänteln. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass jeder Rollenmantel durch zwei Wälzlager gegenüber der Achse drehbar gelagert ist.

Dadurch wird eine stabile und gleichmäßige Lagerung der Rol- lenmäntel realisiert.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass entlang der Achse mehrere Rollenmäntel hintereinander angeordnet sind .

Dadurch kann die Länge der einzelnen Rollenmäntel reduziert werden, was vorteilhaft die Herstellung und den Transport der Rollenmäntel vereinfacht und die Verwendung moderat ausgeleg ¬ ter Wälzlager zur Lagerung der Rollenmäntel an der festste- henden Achse ermöglicht. Außerdem ermöglicht eine Strangfüh ¬ rungsrolle mit mehreren hintereinander angeordneten Rollenmänteln eine Zwischenunterstützung der Achse in Bereichen zwischen zwei benachbarten Rollenmänteln und dadurch eine Reduzierung von Verformungen durch die Belastung der Rollenmän- tel während des Betriebes in einer Stranggießanlage.

Eine erfindungsgemäße Stranggießanlage weist mehrere hinter ¬ einander angeordnete erfindungsgemäße Strangführungsrollen mit den oben genannten Vorteilen auf.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch das Verfah ¬ ren zur Kühlung einer Strangführungsrolle mit einem Kühlfluid nach Anspruch 10 gelöst. Dabei wird das Kühlfluid von einer Kühlmittelzuführung in einen axial angeordneten Achsenhohlraum der stillstehenden Achse der Strangführungsrolle eingeleitet. Da die Achse still ¬ steht, kann dies ohne eine komplizierte und wartungsintensive Dreheinführung erfolgen. Anschließend wird das Kühlfluid in zumindest eine im Wesentlichen radial angeordnete Radialöff ¬ nung der Strangführungsrolle umgeleitet. Dadurch wird das Kühlfluid vom typischerweise zentral angeordneten Achsenhohl- räum in Richtung Rollenmantel geleitet. Sodann wird das Kühl ¬ fluid in einen Ringhohlraum eingeleitet, wodurch die Dichtung über den Steg zwischen dem Ringhohlraum und der Dichtung gekühlt wird. Nach diesem Schritt wird das Wälzlager, vorzugs ¬ weise in axialer Richtung, durchströmt . Hierdurch wird das Lager gekühlt und etwaiger Abrieb vom Lager abgeführt. Danach wird das Kühlfluid in einen zwischen dem Rollenmantel und der stillstehenden Achse angeordneten Kühlmittelkanal eingeleitet und der Kühlkanal durchströmt, wodurch der Rollenmantel abge ¬ kühlt wird.

Es ist vorteilhaft, wenn das Kühlmedium durch mehrere, bevor ¬ zugt zumindest vier, Radialöffnungen dem Ringhohlraum zugeführt wird. Dies stellt ein gleichmäßiges Geschwindigkeits ¬ profil bei der Durchströmung des Wälzlagers sicher.

Es ist vorteilhaft, wenn das Kühlmedium den Kühlmittelkanal in axialer und in tangentialer Richtung entlang einer Kühl- fluidleithülse durchströmt. Dadurch wird einerseits eine hohe Durchflussgeschwindigkeit erreicht, was sich wiederum günstig auf die Wärmeabfuhr vom heißen Rollenmantel auswirkt. Außer ¬ dem wird eine gleichmäßige Temperaturverteilung des Rollenmantels in axialer und tangentialer Richtung erreicht.

Nach dem Durchströmen des Kühlmittelkanals wird vorteilhaf- terweise ein zweites Wälzlager durchströmt und das Kühlfluid in einen zweiten Ringhohlraum eingeleitet, anschließend das Kühlfluid in eine weitere zumindest eine radiale Radialöff ¬ nung umgeleitet, von der radialen Richtung in eine axiale Richtung umgeleitet und in den axialen Achsenhohlraum einge- leitet. Beispielsweise wird durch einen Propfen der Achsen ¬ hohlraum der Zu- und Ableitung des Kühlfluids getrennt.

Schließlich wird das Kühlfluid aus dem Achsenhohlraum abgeleitet. Die Ableitung kann entweder auf derselben Seite wie die Einleitung oder auf der gegenüberliegenden Seite der Einleitung erfolgen.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Aus führungsbei- spielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:

FIG 1 eine aufgebrochen und teilweise geschnitten darge ¬ stellte Seitenansicht einer Strangführungsrolle,

FIG 2 schematisch einen Ausschnitt einer Stranggießanla- ge, und

FIG 3 einen Ausschnitt aus einer Schnittdarstellung mit einer Seitenansicht einer weiteren Strangführungsrolle. Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer Seitenansicht eines ers ¬ ten Ausführungsbeispiels einer Strangführungsrolle 1, wobei die Strangführungsrolle 1 aufgebrochen dargestellt ist, um das Innere der Strangführungsrolle 1 sichtbar zu machen, und wobei das Innere geschnitten dargestellt ist.

Der Weg des Kühlfluids ist in den Figuren durch Pfeile dar- stellt.

Die Strangführungsrolle 1 umfasst eine feststehende Achse 3, einen Rollenmantel 5, Wälzlager 7, eine Kühlfluidleithül- se 11, Dichtungshalterungen 13, AnlaufScheiben 15, Stützblö- cke 17, Dichtringe 19, eine Dichtung 20 und eine Schmutzdich ¬ tung 21, wenigstens einen Pfropfen 24 und Kühlfluidzuführun- gen 26. In Figur 1 sind jeweils ein Abschnitt der Strangführungsrolle 1 und der Kühlfluidleithülse 11 im Bereich eines ersten Endes der Strangführungsrolle 1 dargestellt. In diesem Abschnitt befinden sich jeweils nur ein Wälzlager 7, eine Dichtungshalterung 13, eine AnlaufScheibe 15, ein Stützblock 17, ein Pfropfen 24 und eine Kühlfluidzuführung 26. Ein dem ersten Ende gegenüber liegendes zweites Ende der Strangführungsrolle 1 ist wie das in Figur 1 dargestellte erste En ¬ de ausgebildet und umfasst insbesondere ebenfalls jeweils ein Wälzlager 7, eine Dichtungshalterung 13, eine Anlaufscheibe 15, einen Stützblock 17, eine Kühlfluidzuführung 26 und optional einen weiteren Pfropfen 24. Die Achse 3, der Rollenmantel 5 und ein Stützblock 17 sind in Figur 1 aufgebrochen dargestellt .

Die Achse 3 ist als ein rohrartiger Hohlkörper mit einem kreisringförmigen Querschnitt ausgebildet, der einen axial verlaufenden kreis zylindrischen Achsenhohlraum 28 umgibt. In dem Achsenhohlraum 28 ist wenigstens ein den Achsenhohlraum 28 unterteilender Pfropfen 24 angeordnet, durch den ein zwischen ihm und einer Kühlfluidzuführung 26 liegender Kühl- hohlraum 30 in dem Achsenhohlraum 28 definiert wird, in den und aus dem ein Kühlfluid durch eine (nicht dargestellte) Öffnung in der Kühlfluidzuführung 26 leitbar ist. Der Pfropfen 24 ist durch eine mit ihm verbundene Pfropfenstange 25 in den Achsenhohlraum 28 einführbar.

Der Rollenmantel 5 ist rohrartig mit einem kreisringförmigen Querschnitt ausgebildet und umgibt einen Achsenabschnitt der Achse 3 koaxial. Zwischen dem Rollenmantel 5 und der Achse 3 sind die Dichtungshalterungen 13, die Kühlfluidleithülse 11 und die Wälzlager 7 angeordnet.

Jede Dichtungshalterung 13 ist zwischen einem Endbereich des Rollenmantels 5 und der Achse 3 angeordnet, umgibt die Ach ¬ se 3 ringförmig und ist fest mit der Achse 3 verbunden. Jede Dichtungshalterung 13 weist achsenseitig mehrere ringförmige Ausnehmungen auf, in denen jeweils ein erster Dichtring 19 angeordnet ist, der an der Achse 3 anliegt und diese ringför ¬ mig umgibt. Rollenmantelseitig weist jede Dichtungshalte- rung 13 zwei weitere ringförmige Ausnehmungen auf, in denen eine Schmutzdichtung 21 und eine Dichtung 20 angeordnet sind, der an dem Rollenmantel 5 anliegt und gegenüber dem der Rol ¬ lenmantel 5 beweglich ist. Die näher am Ende des Rollenman- tels 5 angeordnete rollenmantelseitige Schmutzdichtung 21 dient der Abdichtung gegen Schmutz aus der Umgebung der Strangführungsrolle 1, die Dichtung 20 dient der Abdichtung gegen einen Austritt von Kühlfluid aus der Strangführungsrol ¬ le 1.

Ferner weist jede Dichtungshalterung 13 eine Halterungsöff ¬ nung 32 auf, die eine Radialöffnung 34 in der Achse 3 mit einer Kühlfluidkammer 31 zwischen der Dichtungshalterung 13 und dem Wälzlager 7 verbindet. Dabei ist die Radialöffnung 34 mit einem Kühlhohlraum 30 der Achse 3 verbunden, so dass durch die Radialöffnung 34 und die Halterungsöffnung 32 Kühlfluid zwischen dem Kühlhohlraum 30 und der Kühlfluidkammer 31 strömen kann. Die Kühlfluidleithülse 11 ist axial zwischen den Wälzlagern 7 angeordnet, rohrartig ausgebildet und umgibt die Achse 3 koa ¬ xial. Die Kühlfluidleithülse 11 weist eine dem Rollenmantel 5 zugewandte rinnenartige Kühlkanalausnehmung 38 auf, die heli ¬ xartig um die Achse 3 herum verläuft. Die Kühlkanalausneh- mung 38 bildet dadurch einen zusammenhängenden Kühlkanal 40, der helixartig entlang der Innenoberfläche des Rollenman ¬ tels 5 verläuft.

Durch die Wälzlager 7 ist der Rollenmantel 5 um die Achse 3 drehbar gelagert. Jedes Wälzlager 7 weist einen an dem Rollenmantel 5 anliegenden und um die Achse 3 verlaufenden Au ¬ ßenring 7.1, einen an der Achse 3 anliegenden und um die Achse 3 verlaufenden Innenring 7.2 und mehrere zwischen dem Außenring 7.1 und dem Innenring 7.2 angeordnete Wälzkörper 7.3 auf. Hierbei ist der Außenring 7.1 (möglich wäre es aber auch den Innenring 7.2 und/oder die Wälzkörper 7.3) des Wälzlagers 7 aus einem korrosionsbeständigen Federband hergestellt, sodass das Wälzlager (auch Federrollenlager genannt) in zu einer Längsachse der Achse 3 orthogonalen Richtungen elastisch deformierbar ausgebildet. Die Wälzlager 7, d. h. die Außenringe 7.1, Innenringe 7.2 und Wälzkörper 7.3, sind aus einem korrosionsbeständigen Stahl ausgeführt, um gegen Korro- sion durch einen Kontakt mit dem Kühlfluid geschützt zu sein.

Jedes Wälzlager 7 weist einen zwischen dem Außenring 7.1 und dem Innenring 7.2 liegenden Lagerinnenraum 9 auf, der für das Kühlfluid durchlässig und zu dem Kühlkanal 40 und der an das Wälzlager 7 angrenzenden Kühlfluidkammer 31 offen ist, so dass das Kühlfluid durch den Lagerinnenraum 9 zwischen der Kühlfluidkammer 31 und dem Kühlkanal 40 strömen kann. Dadurch bilden die Kühlhohlräume 30 und Radialöffnungen 34 in der Achse 3, die Halterungsöffnungen 32, die Kühlfluidkammern 31, die Lagerinnenräume 9 der Wälzlager 7 und der Kühlkanal 40 einen zusammenhängenden Aufnahmeraum für Kühlfluid zur Kühlung des Rollenmantels 5. Das Kühlfluid wird durch wenigstens eine Öffnung in einer Kühlfluidzuführung 26 in diesen Aufnahmeraum eingeleitet und durch wenigstens eine Öffnung in der anderen Kühlfluidzuführung 26 aus ihm heraus geleitet.

Die ringförmigen AnlaufScheiben 15 sind jeweils als ein Puffer zur Aufnahme von Axialkräften zwischen einer Dichtungs- halterung 13 und dem Außenring 7.1 eines Wälzlagers 7 ange- ordnet. Optional ist an einem der benachbarten Dichtungshal- terung 13 zugewandten Ende des Innenrings 7.2 jedes Wälzla ¬ gers 7 ein Sicherungsring 22 zur Lagefixierung des Wälzlagers 7 angeordnet . Alternativ können die AnlaufScheiben 15 zur Aufnahme der Axialkräfte auch zwischen dem Rollenmantel 5 und dem Innenring 7.2 oder zwischen der Kühlfluidleithülse 11 und dem Innenring 7.2 angeordnet werden. Die Kühlfluidleithülse 11 kann bei Be ¬ darf fest, beispielsweise form- und kraftschlüssig durch Ein- pressen, mit dem Rollenmantel 5 verbunden sein.

Die Stützblöcke 17 umgeben ringfömig jeweils einen Endbereich der Achse 3 und dienen der AbStützung der Strangführungsroi- le 1 gegen ein tragendes (nicht dargestelltes) Bauteil. Jeder Stützblock 17 liegt an einem Ende der benachbarten Dichtungs- halterung 13 an, das aus dem Rollenmantel 5 herausragt. Das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Strang ¬ führungsrolle 1 kann auf vielfältige Weisen abgewandelt wer ¬ den. Beispielsweise können die Kühlhohlräume 30 statt durch den Achsenhohlraum 28 und den oder die Pfropfen 24 durch Bohrungen in der Achse 3 gebildet werden, die sich nicht längs der gesamten Achse 3 erstrecken, sondern nur die Kühlhohlräume 30 bilden. Alternativ oder zusätzlich kann die Anzahl der Dichtringe 19, der Dichtungen 20 oder der Schmutzdichtungen 21 gegenüber Figur 1 geändert werden. Beispielsweise können alle oder einige Dichtringe 19 entfallen und/oder mehrere Dichtungen 20 gleicher Funktion an einer Dichtungshalte- rung 13 angeordnet sein. Auch kann der Kühlkanal 40 statt durch eine Kühlfluidleithülse 11 durch eine Bohrung in dem Rollenmantel 5 gebildet sein, und/oder es können statt nur eines Kühlkanals 40 mehrere Kühlkanäle 40 an oder/und in dem Rollenmantel 5 ausgebildet sein. Ferner kann die Strangfüh ¬ rungsrolle 1 statt nur einen Rollenmantel 5 mehrere entlang der Achse 3 hintereinander angeordnete Rollenmäntel 5 aufwei ¬ sen, wobei die Rollenmäntel 5 gleich oder verschieden (bei ¬ spielsweise hinsichtlich der Ausbildung der Kühlkanäle 40) ausgeführt sein können.

Figur 2 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Stranggießanlage 100 in einer Draufsicht. Dargestellt sind eine Kokil ¬ le 102 der Stranggießanlage 100 und mehrere der Kokille 102 nachgeordnete und hintereinander angeordnete Strangführungs ¬ rollen 1. Die Kokille 102 dient der Bildung eines Strangs, der mit den Strangführungsrollen 1 geführt und gestützt wird.

In der Figur 3 ist schließlich ein Detail einer Variante der Strangführungsrolle nach Figur 1 dargestellt. Im Gegensatz zu Figur 1 weist diese Strangführungsrolle 1 z.B. einen Ring ¬ hohlraum 41, der in radialer Richtung außerhalb der Dichtung 20 liegt, auf, sodass die temperaturempfindliche Dichtung 20 selbst bei einem Stillstand der Strangführungsrolle 1 ausrei ¬ chend gekühlt wird. Da die Schmutzdichtung 21 bspw. aus Filz besteht, ist es i.A. nicht notwendig, diese ebenfalls zu küh ¬ len. Das Eindringen von Schmutz in den Ringhohlraum 41 bzw. in den Lagerinnenraum 9 wird neben der Schmutzdichtung 21 zusätzlich durch ein Absperrblech 42 verhindert. Die fluiddich- te Abdichtung des Ringhohlraums 41 übernimmt die Dichtung 20, welche als ein Wellendichtring ausgeführt ist. Das Wälzlager 7 selbst wie in Figur 1 als ein Federrollenlager ausgebildet . Zwischen dem Wälzlager 7 und der Kühlfluidleithülse 11 ist ein Anlaufring 15 aus dem Hochleistungskunststoff PEEK ange ¬ ordnet. Durch den Anlaufring 15 werden Relativbewegungen, z.B. aufgrund unterschiedlicher thermischer Dehnungen, und Axialkräfte in der Strangführungsrolle 1 kompensiert, ohne dass es zu einem Verklemmen kommt. Besonders günstig ist bei der dargestellten Ausführungsform auch, dass das Kühlfluid durch 6 Radialöffnungen 34 in den Ringhohlraum 41 eingeleitet wird, wodurch sich eine sehr gleichmäßige Durchströmung (und dadurch eine gleichmäßige Temperaturverteilung) im Wälzlager 7 ergibt. Auch diese Maßnahme trägt zur Robustheit der

Strangführungsrolle 1 bei. Im Betrieb der Strangführungsrolle 1 wird ein Kühlfluid von einer hier nicht extra dargestellten Kühlmittelzuführung in den Achsenhohlraum 28 eingeleitet, das Kühlfluid anschließend in sechs Radialöffnungen 34 umgeleitet und über die Halterungsöffnung 32 in den Ringhohlraum 41 eingeleitet. Dadurch wird die Dichtung 20, insbesondere eine Dichtlippe, welche an dem Rollenmantel 5 anliegt, über den Steg zwischen dem Ringhohlraum 41 und der Dichtung 20 gekühlt. Der Steg kann entweder einstückig mit dem Rollenmantel ausgeführt sein oder z.B. durch Aufschweißen mit Rollenmantel 5 verbunden werden. Anschließend wird das Wälzlager 7 durchströmt und das Kühlfluid in den Kühlkanal 40 eingeleitet. Nach dem spiralförmigen Durchströmen des Kühlkanals 40 durchströmt das Kühlfluid auf der rechten Seite der Strangfüh- rungsrolle ein weiteres Wälzlager und wird in einen weiteren Ringhohlraum eingeleitet. Danach wird das Kühlfluid wiederum durch weitere Radialöffnungen in einen weiteren Achsenhohlraum eingeleitet und anschließend abgeleitet. Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs ¬ beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele ein- geschränkt .

Bezugszeichenliste

1 Strangführungsrolle

3 Achse

5 Rollenmantel

7 Wälzlager

7.1 Außenring

7.2 Innenring

7.3 Wälzkörper

9 Lagerinnenraum

11 Kühlfluidleithülse

13 Dichtungshalterung

15 Anlaufscheibe

17 Stützblock

19 Dichtring

20 Dichtung

21 Schmutzdichtung

22 Sicherungsring

24 Pfropfen

25 Pfropfenstange

26 Kühlfluidzuführung

28 Achsenhohlraum

30 Kühlhohlraum

31 Kühlfluidkammer

32 Halterungsöffnung

34 Radialöffnung

38 Kühlkanalausnehmung

40 Kühlkanal

41 Ringhohlräum

42 Absperrblech

100 Stranggießanlage

102 Kokille