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(11) | EP 0 949 025 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Strangführungseinrichtung |
| (57) Die Erfindung betrifft eine Strangführungseinrichtung zum Erzeugen von Metallsträngen,
insbesondere aus Stahl, mit in Segmente eingeteilte Ober- und Untergerüste, die mit
Rollen bestückt sind, welche über Verbindungsleitungen an eine Kühlmedienversorgungseinrichtung
angeschlossen sind. Um mit einfachen konstruktiven Mitteln eine wartungsarme, leckagefreie Verbindung zwischen den Rollen und der Kühlmedienversorgungseinrichtung zu schaffen, die vor Ort leicht lös- und wieder verbindbar und übersichtlich zuordnenbar ist, wird erfindungs- gemäß vorgeschlagen, daß an den Rollen (21, 22) Hülsen (24) vorgesehen sind, deren Mündung (25) horizontal ausgerichtet ist, daß die Hülsen (24) mit Verbindungsleitungen (31-34) korrespondieren, welche als metallische Rohre ausgebildet sind, die einenends an die Kühlmedienversorgungseinrichtung angeschlossen sind und anderenends mit einer Dichtung (35, 36) in Verbindung stehen, die leckagefrei eine achsiale und laterale Bewegung zwischen Rohrende (37) und Hülse (24) zuläßt. |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Strangführungseinrichtung zum Erzeugen von Metallsträngen, insbesondere aus Stahl, mit in Segmente eingeteilte Ober- und Untergerüste, die mit Rollen bestückt sind, welche über Verbindungsleitungen an eine Kühlmedienversorgungseinrichtung angeschlossen sind.
[0002] Üblicherweise sind die Rollen über Schläuche mit der Kühlmedienversorgungseinrichtung verbunden. Diese Schläuche unterliegen hohem Verschleiß und sind reparaturunfreundlich. Darüber hinaus sind sie bei Berücksichtigung der zugelassenen Biegeradien und dem geringen Platzangebot noch äußerst unübersichtlich anzuordnen.
[0003] Zum Stand der Technik zählen noch feste Verrohrungen. So ist aus der DE 38 26 019 eine Profiliermaschine bekannt, deren Zu- und Ablauf aus festen Rohren besteht, die mit in den Umformrollen vorgesehenen Kammern verbunden sind. Ein einfaches Lösen der Medienzufuhr und Abführleitungen ist hier nicht erkennbar.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strangführungseinrichtung zum Erzeugen von Metallsträngen, insbesondere aus Stahl, zu schaffen, bei der mit einfachen konstruktiven Mitteln eine wartungsarme, leckagefreie Verbindung zwischen den Rollen und der Kühlmedienversorgungseinrichtung vorhanden ist, die vor Ort leicht lös- und wieder verbindbar und übersichtlich zuordnenbar ist.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die weiteren Ansprüche stellen eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung dar.
Erfindungsgemäß werden als Verbindungsleitungen Rohre vorgeschlagen, die einenends an die Kühlmedienversorgungseinrichtung angeschlossen sind und anderenends mit einer Dichtung in Verbindung stehen, die leckagefrei eine achsiale und laterale Bewegung zwischen Rohrende und Hülse zuläßt. Zur Aufnahme der lateralen Bewegung, die eine Winkelabweichung zwischen Hülse und Verbindungsleitung bis zu 10° zuläßt, ist jeweils das eingesteckte Bauteil mit einem Wulst versehen. Die kugelförmige Kontur des Wulstes steht dabei mit einer Dichtung in Verbindung.
[0006] Diese Dichtung ist einmal aus einem duktilem Material aufgebaut, wobei das Dichtungsmaterial entweder in eine Nut eingelegt ist, die in dem Wulst oder dem den Wulst umhüllenden Bauteil eingelassen ist. Die Dichtung hat dabei eine Länge, die mindestens der Bogenlänge der lateralen Bewegung bzw. der Länge der achsialen Bewegung entspricht.
[0007] In dieser Ausgestaltung ist die Dichtung aus Kunststoff oder Gummi. Dabei ist die dichtungsaktive Wandung bezüglich des Durchmessers so ausgestaltet, daß der Wulst eingeklemmt wird. Darüber hinaus wird der Bereich der aus duktilem Material aufgebauten Dichtung, der mit dem Medium in Kontakt steht, durch dessen Druck so verformt, daß der den Wulst kontaktierende Teil der Dichtung intensiv gegen diese gedrückt wird.
[0008] Erfindungsgemäß kann der Wulst an der Hülse oder auch an dem Rohr der Verbindungsleitung vorgesehen sein. Aus Instandhaltungsgründen wird das Verschleißteil, hier die Dichtung, in dem leichter zu demontierenden Bauteil vorgesehen.
[0009] Die Dichtung ist weiterhin als dünnwandige metallische Dichthülse aufgebaut. Diese Dichthülse ist so angeordnet, daß sie kopfendig befestigt ist und daß ihr Durchmesser ohne Behinderungen durch das sie aufnehmende Bauteil vergrößerbar ist.
[0010] Die Verbindungsleitungen können dabei mit und ohne Wulst versehen sein, und an Stelle der lösbaren Verbindung die laterale und achsiale Bewegung über einen Kompensator aufnehmen.
Von der Erfindung umfaßt ist auch die Ausgestaltung, daß sowohl die Hülse wie die Rohre der Verbindungsleitungen geradwandig ausgestaltet sind, also ohne einen kopfendig vorgesehenen Wulst. Die hier vorgesehenen Dichtungen umgreifen großflächig das Ende des jeweils umhüllten Bauteils, die Hülse oder das Rohrende. Die Dichtung ist dabei so ausgestaltet, daß jeweils zwischen dem von der Dichtung umfaßten Bauteil und dem die Dichtung umhüllenden Bauteil (Rohr oder Hülse) eine Kammer angeordnet ist, in die das unter Druck stehende Kühlmedium, regelmäßig Wasser, eindringt. Während des Betriebes unterstützt der Druck des eingesetzten Mediums das Anpressen der Dichtung gegen das von ihr umfaßte Bauteil und sorgt für eine leckagefreie Verbindung.
[0011] Die laterale Bewegung beider Bauteile gegeneinander wird durch die Form oder durch die hierfür vorgesehene elastische Dichtmasse ermöglicht.
[0012] Als Material für das Dichtelement kommen Gummi oder Kunststoff wie auch eine dünnwandige metallische Hülse zum Einsatz. Die aus elastischem Material gefertigte Hülse ist mindestens an der Innenseite im Bereich der Mündung des größeren und damit das andere Bauteil umhüllenden Bauteil, entweder im Rohr oder der Hülse, fest verbunden, das andere Ende ist offen oder läßt durch Öffnungen den Zutritt des den Druck beaufschlagten Mediums in die Kammer zu.
[0013] Durch letztgenannten Aufbau können kostengünstigst Normbauteile eingesetzt werden, die ohne weitere Bearbeitung, d.h. nur auf Länge zugeschnitten, zum Einsatz kommen.
[0014] Ein Beispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung dargelegt. Dabei zeigen die
- Figur 1
- Eine schematische Übersicht der Strangführungseinrichtung mit Kühlmedienverbindungen zu den Gerüstrollen,
- Figur 2
- Im Detail eine Verbindung mit Wulsten.
- Figur 3
- Detail einer Verbindung wulstfrei mit elastischer Dichtung.
- Figur 4
- Detail einer Verbindung wulstfrei mit metallischer Hülse.
[0015] In der Figur 1 sind in einem Obergerüst 11 sowie in einem Untergerüst 12 Rollen 21 bzw. 22 in einem Lager 23 gelagert. Zu der Oberrolle 21 führen Verbindungsleitungen 31 und 32 als Zu- und Rückfluß, zur Unterrolle 22 führen Verbindungsleitungen 32 und 34 ebenfalls als Zu- und Rückfluß. Diese Verbindungsleitungen 31-34 sind als metallische Rohre ausgebildet. Dabei ist mindestens der Kopf der einzelnen Rohre 31-34 in eine Hülse 24 steckbar.
[0016] Im oberen Teil des Bildes sind die Rohre 31 und 32 beidendig mit Hülsen 24 verbunden, die sowohl an der Oberrolle 21 wie am Obergerüst 11 vorgesehen sind. Dem Obergerüst 42 sind die Hülsen 24 mit Kühlmittelleitungen 42 in Verbindung, die an eine nicht weiter dargestellte Kühlmitteleinrichtung angeschlossen sind.
[0017] Zum Schutz der Verbindungsleitung 32 ist im oberen Teil des Bildes schematisch ein Schutzschlauch 29 vorgesehen, der ein Eindringen von Schmutz in die Dichtflächen der Verbindungsstellen Rohrende und Hülse unterbindet.
[0018] Im unteren Teil weisen die Verbindungsleitungen 33 und 34 nur kopfendig eine lösbare Verbindung zu den Hülsen 24 auf. In Höhe des Untergerüstes 12 besitzen die Verbindungsleitungen 33 und 34 Kompensatoren, welche eine laterale und eine achsiale Bewegung des Rohrendes 33 bzw. 34 zulassen. Die Kühlmittelleitung, weist in der Nähe der Kompensatoren 41 einen Fixpunkt 43 auf.
[0020] Im rechten Teil des Bildes ist an der Rolle 21 eine Hülse 24 angeordnet, die das Rohr der Verbindungsleitung 37 umhüllt. Kopfendig besitzt die Verbindungsleitung 37 einen Wulst 38, der eine kugelförmige Gestalt besitzt, der eine laterale Bewegung von bis zu 10° und eine Achsialbewegung über die gesamte Länge der Hülse möglich ist.
[0021] Im rechten Teil des Wulstes ist eine Nut 39 dargestellt, in die eine ringförmige Dichtung 35 eingelegt ist. Die Dichtung 35 weist eine Länge auf, die dem Bogen der lateralen Bewegung entspricht.
[0022] Im linken Teil der Hülse 24, in die die Verbindungsleitung 37 eingesteckt ist, ist eine dünnwandige Dichthülse 36 dargestellt, welche kopfseitig im Boden der Hülse 24 befestigt ist. Diese Hülse besitzt einen Innenradius R, der etwas kleiner ist als der Außenradius r des Wulstes 38. Damit sich die Dichtung 36 in ihrem Durchmesser aufweiten kann, ist zwischen seiner Außenseite und der Innenwandung der Hülse 26 eine Distanz ΔR vorgesehen.
[0023] Im linken Teil des Bildes ist die Verbindungsleitung 32 dargestellt, die die mit der Oberrolle 21 verbundene Hülse umhüllt. Die Hülse 24 weist hierbei einen Wulst 28 auf, der mit Dichtungen 35 bzw. 36 korrespondiert, die im Rohrende der Verbindungsleitung 32 vorgesehen sind.
[0024] Im rechten Teil dieses Bildteils ist ein geradwandiges Rohr vorgesehen, wobei am Rohrende 37 eine ringförmige Dichtung eingelassen ist. Diese Dichtung 35 hat eine Länge 1, die mindestens dem Bogenmaß der Lateralbewegung des Rohres entsprechen.
[0025] Im linken Teil des Bildteils besitzt das Rohr der Verbindungsleitung 32 ein Rohrende 37, welches einen größeren Durchmesser aufweist als die übrige Verbindungsleitung 32. In der Innenwandung des Rohrendes 37 ist eine hülsenförmige Dichtung 36 eingelassen. Diese besteht aus einem duktilen Werkstoff und ist in der Weise ausgestaltet, daß sein Innenradius deutlich kleiner ist als der Außenradius des Wulstes 28 der Hülse 24. Hierdurch kommt eine sichere Dichtverbindung zustanden, auch bei Bewegung der Verbindungsleitung 32 zur Hülse 24, sei es lateral oder achsial. Die Abdichtung wird noch unterstützt durch den Medieninnendruck, der im Bereich, bei dem die Dichtung 36 von dem Medium belegt ist, zusammengedrückt wird und wegen der Inkompressibilität der Dichtmasse an dem nicht dem Mediendruck ausgesetzten Ende sich gegen die Außenseite des Wulstes lehnt.
[0026] Die Figur 3 zeigt ein lösbares Verbindungsstück, bei dem ausschließlich geradwandige Bauteile, sowohl das Rohrende 37 wie auch der Hülse 24 zum Einsatz kommen. Im linken Teil ist eine hülsenförmige Dichtung 36 dargestellt, die vorzugsweise aus Gummi besteht und eine L-förmige Form besitzt. Der kurze Schenkel des L ist im Bereich der Mündung der Hülse 25 in diese eingelassen. Der lange Schenkel des L lehnt sich gegen das Rohrende 37 und dichtet dieses ab. Die Dichtkraft wird noch erhöht durch das während des Betriebes in eine Kammer 53 eindringende unter Druck stehende Betriebsmedium, regelmäßig ist dies Wasser.
[0027] Im rechten Teil der Figur 3 ist die Dichthülse 36 beidendig an den Befestigungsstellen 54 und 55 der Dichthülse 24 befestigt. In der Dichtung sind Öffnungen 56 eingelassen, durch die das Betriebsmedium während des Betriebes in die Kammer 53 gelangt und das Anpressen der Dichthülse 36 gegen das Rohrende 37 unterstützt.
[0028] In der Figur 4 ist die Hülse 24 in das Rohrende 37 eingesteckt. Im rechten Teil des Bildes ist die Dichthülse aus einem metallischen Material aufgebaut, welches kopfendig an dem Rohrende 37 befestigt ist. Der Durchmesser r der Hülse ist geringfügig größer als der Durchmesser R der Hülse, so daß die Hülse während des Zusammensteckens leicht aufgeweitet wird. Die Außenseite der Hülse 36 steht mit dem Betriebsmedium in Verbindung, so daß dieses druckbelastete Medium das Anpressen der hülsenförmigen Dichtung 36 gegen die Hülse 24 unterstützt.
[0029] Im linken Teil ist die aus einem dünnwandigen Metall bestehende Hülse 36 fußendig in dem sie umhüllenden Rohrende 37 befestigt. Kopfendig ist die Dichtung 36 über eine Dichtmasse 57 mit der Mündung des Rohrendes 37 verbunden. In der Hülse 36 sind Öffnungen 56 vorgesehen, durch die das Medium in die zwischen der Hülse 36 und der Innenwandung des Rohrendes 37 vorgesehene Kammer 53 strömt und das Anpressen der Dichtung 36 gegen die Hülse 24 unterstützt.
Positionsliste
Gerüste
Walzen
[0031]
- 21
- (Ober-) Rolle
- 22
- (Unter-) Rolle
- 23
- Lager
- 24
- Hülse
- 25
- Mündung der Hülse
- 26
- Innenwandung der Hülse
- 27
- Bauteil der Rolle wegschwenkbar
- 28
- Wulst (24)
- 29
- Schutzschlauch
Verbindung
[0032]
- 31
- Verbindungsleitung Zufluß (21)
- 32
- Verbindungsleitung Rückfluß (21)
- 33
- Verbindungsleitung Zufluß (22)
- 34
- Verbindungsleitung Rückfluß (22)
- 35
- Dichtung, rinförmig
- 36
- Dichtung, hülsenförmig
- 37
- Rohrende
- 38
- Wulst Rohr
- 39
- Nut
Kompensieren
Zylindrische Rollen
dadurch gekennzeichnet,
daß an den Rollen (21, 22) Hülsen (24) vorgesehen sind, deren Mündung (25) horizontal ausgerichtet ist,
daß die Hülsen (24) mit Verbindungsleitungen (31-34) korrespondieren, welche als metallische Rohre ausgebildet sind, die einenends an die Kühlmedienversorgungseinrichtung angeschlossen sind und anderenends mit einer Dichtung (35, 36) in Verbindung stehen, die leckagefrei eine achsiale und laterale Bewegung zwischen Rohrende (37) und Hülse (24) zuläßt.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohrende (37) in die Hülse (24) steckbar ist,
daß an der Außenseite des Rohrendes (37) ein Wulst (38) vorgesehen ist, der eine kugelförmige Kontur besitzt, die eine Winkelabweichung zur Hauptachse (I) der Hülse (24) von bis zu 10° zur Hauptachse (I) der Verbindungsleitungen (31,-34) zuläßt, und
daß im Wulst (38) eine Nut (39) eingearbeitet ist, in die eine Dichtung (35) einbringbar ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülse (24) in das Rohrende (37) steckbar ist,
daß an der Außenseite der Hülse (24) ein Wulst (28) vorgesehen ist, der eine kugelförmige Kontur besitzt, die eine Winkelabweichung von bis zu 10° zur Hauptachse (I) der Verbindungsleitungen (31-34) zuläßt, und
daß an der Innenseite (51) des Rohrendes (37) eine Nut (52) vorgesehen ist, in die eine Dichtung (36) einlegbar ist, und
daß die Nut (52) eine Länge (L) aufweist, die größer ist als die maximale achsiale Verschiebung der Verbindungsleitung (31-34) zur Hülse (24).
dadurch gekennzeichnet,
daß das mit der Kühlmedienversorgungseinrichtung in Verbindung stehende Rohrende (37) einen Kompensator (41) aufweist, der mit einem Fixpunkt (43) der Kühlmittelleitung (42) verbunden ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß das mit der Kühlmedienversorgungseinrichtung in Verbindung stehende Rohrende (37) ebenfalls einen kugelförmig ausgestalteten Wulst (38) aufweist, der über eine Dichtung (35-37) mit einer am Ober- oder Untergerüst (11, 12) befestigten Hülse (24) winkelbeweglich und dabei leckagefrei verbunden ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtung (36) als Auskleidung der Innenwandung (26) der Hülse (24) ausgestaltet ist, die aus duktilem Material aufgebaut ist, und
daß der Außenradius (r) des kugelförmigen Wulstteils (28, 38) zum Innenradius (R) der Dichtung (36) sich verhält wie r = 1,02 bis 1,10 x R.
dadurch gekennzeichnet,
daß das duktile Material der Dichtung (36) Kunststoff oder Gummi ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtung (36) eine dünnwandige metallische Dichthülse ist, die in der Hülse (24) um den Abstand (ΔR) soweit von der Innenwandung (26) beabstandet angeordnet ist, daß ohne Behinderung eine Durchmesservergrößerung der metallischen Dichthülse (37) möglich ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülse (24) und das Rohrende (37) der Verbindungsleitungen (31-34) geradwandig sind,
daß eine hülsenförmige Dichtung (36) vorgesehen ist, die sich großflächig gegen das den kleineren Außendurchmesser (r) aufweisende Bauteil (Rohrende 37 oder Hülse 24) anlehnt, und
daß zwischen dem Innenradius (R) des umhüllenden Bauteils (Rohrende 37 oder Hülse 24) und der Dichtung (36) eine Kammer (53) vorgesehen ist, die während des Betriebes mit dem Betriebsmedium füllbar ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtung (36) aus elastischem Material besteht und dabei eine L-Form aufweist,
daß die Innenseite des langen Schenkels des L sich gegen die Außenseite des in die hülsenförmige Dichtung (36) einsteckbare Bauteil (Rohrende 37 oder Hülse 24) anlehnt, und
daß der kurze Schenkel des L an dem die Dichtung (32) umhüllenden Bauteil (Rohrende 37 oder Hülse 24) befestigt ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtung (36) aus elastischem Material besteht, welches beidendig in dem sie umhüllenden Bauteil (Hülse 24 oder Rohrende 37) befestigt ist und
daß die Dichtung (36) Öffnungen (56) aufweist, durch die während des Betriebes Medium in die Kammer (53) führbar ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtung (36) eine metallische Hülse ist, die mit dem Kopfende des den größeren Durchmesser aufweisenden Bauteil (Hülse 24 oder Rohrende 37) verbunden ist und deren freies Ende einen Abstand (ΔR) zu dessen Innenwandung die Kammer (53) bildend aufweist.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtung (36) eine metallische Hülse ist, die mit dem sie umhüllenden Bauteil (Rohrende 37 oder Hülse 24) im Mündungsbereich über eine elastische Dichtmasse (57) und in ihrem von der Mündung wegweisende Ende fest verbunden ist, und
daß in der die Dichtung (36) bildenden Hülse Öffnungen (56) vorgesehen sind, die während des Betriebes ein Durchtreten des Betriebsmediums ermöglichen.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Innenradius (R) der Dichthülse (36) zum kugelförmigen Wulsteil (28, 38) sich verhält wie r = 1,01 bis 1,04 x R, mit r = Außendurchmesser Rohrende 37 oder Hülse 24 und
daß die am Ober- bzw. Untergerüst (11, 12) angeordneten Hülsen (24) eine größere Länge (I) aufweisen, als die an den Rollen (21, 22) vorgesehenen Hülsen (24).
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Schutzschlauch (29) vorgesehen ist, dessen jeweiligen Enden über die Hülsen (24) stülpbar sind.