DE10024556A1 - Wassergekühlte Transportrolle für einen Rollenherdofen - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine wassergekühlte Transportrolle für einen Rollenherdofen mit einem zylindrischen Grundkörper (1), einer Wärmedämmung (2) am äußeren Umfang des Grundkörpers und einem zentrisch im Grundkörper angeordneten Leitrohr (3) für Kühlwasser. Das Kühlwasser ist an einem Ende des drehbar gelagerten Grundkörpers dem Leitrohr (3) zuführbar, durchströmt das Leitrohr und strömt nach einer Umlenkung am austrittseitigen Ende des Leitrohres in einem Ringraum (4) zwischen Leitrohr und Grundkörper zurück. An dem Grundkörper ist ein Schaft (5) befestigt, der eine Aufnahme für das wassereinlaufseitige Ende des Leitrohres, eine mit der Rotationsachse des Grundkörpers fluchtende Zentralbohrung (7) für die Zuführung von Kühlwasser sowie in einen Wassersammelraum mündende Abflusskanäle für einen Wasserrückfluss aufweist. An den Schaft (5) ist ein Wasserverteilerkopf (11) drehbeweglich angeschlossen, durch den das Kühlwasser in die Zentralbohrung (7) einspeisbar und der Wasserrückfluss aus dem Sammelraum abziehbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine wassergekühlte Transportrolle für einen Rollenherdofen mit einem zylindrischen Grundkörper, einer Wärmedämmung am äußeren Umfang des Grundkörpers und einem zentrisch im Grundkörper ange­ ordneten Leitrohr für Kühlwasser, wobei das Kühlwasser an einem Ende des drehbar gelagerten Grundkörpers dem Leitrohr zuführbar ist, das Leitrohr durchströmt und nach einer Umlenkung am austrittsseitigen Ende des Leitrohres in einem Ringraum zwischen Leitrohr und Grundkörper zurückströmt.

Gemäß einer aus der Praxis bekannten Ausführung, von dem die Erfindung ausgeht, ist das Leitrohr zum wassereinlauf­ seitigen Ende verjüngt ausgebildet und unter Zwischen­ schaltung eines Distanzhalters im Grundkörper gehalten. Die Wasserzuführung erfolgt mittels eines Wasserzulaufrohres, das in das verjüngte Anschlussende des Leitrohres einge­ schoben ist. Das zurückfließende Wasser strömt zwischen Stegen des Distanzhalters hindurch und tritt aus einer stirnseitigen Öffnung eines in den Grundkörper eingesetzten Anschlusselementes aus. Am anderen Ende des Leitrohres ist ein Umlenkkopf mit radialen Bohrungen angeschlossen, der auf einem Dorn aufgespannt ist. Die Wasserführung, insbesondere die Wasserzuführung, erweist sich als Schwachstelle der bekannten Transportrolle. Relativ­ bewegungen zwischen dem im Grundkörper gehaltenen und mit dem Grundkörper rotierenden Leitrohr und dem drehfest angeordneten Wasserzulaufrohr führen zu einem Verschleiß des Wasserzulaufrohres. Das in den Grundkörper zur Wasserführung eingebaute Leitrohr besteht aus einem dünnwandigen Rohr großer Länge, dessen exakte Ausrichtung in der Rotationsachse des Grundkörpers nicht immer gewährleistet werden kann. Bei einem Versatz oder einer leichten Krümmung des Leitrohrendes ist das in das Leitrohr eingeschobene Wasserzulaufrohr einer erheblichen Scherbean­ spruchung ausgesetzt, die nach kurzer Zeit zu einem Schaden des Wasserzulaufrohres führt. Bereits eine kurzzeitige Unterbrechung der Wasserzuführung oder auch nur eine Störung in der Wasserzuführung hat aufgrund der hohen Ofentemperaturen sofort eine irreversible Schädigung der Transportrolle zur Folge. Der beschriebene Schadensverlauf tritt plötzlich auf und ist während des Betriebs der Transportrolle nicht absehbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wasser­ gekühlte Transportrolle des eingangs beschriebenen Aufbaus so weiter auszubilden, dass ein vorzeitiger Defekt in der Kühlwasserführung weitgehend ausgeschlossen ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an dem Grundkörper ein Schaft befestigt ist, der eine Aufnahme für das wassereinlaufseitige Ende des Leitrohres, eine mit der Rotationsachse des Grundkörpers fluchtende Zentral­ bohrung für Zuführung von Kühlwasser sowie in einen Wassersammelraum mündende Abflusskanäle für einen Wasser­ rückfluss aufweist, und dass an den Schaft ein Wasserver­ teiler drehbeweglich angeschlossen ist, durch den das Kühlwasser in die Zentralbohrung einspeisbar und der Wasserrückfluss aus dem Wassersammelraum abziehbar ist. Die erfindungsgemäße Lehre setzt ein mit der zuvor beschriebenen Schadensanalyse der bekannten Ausführung. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist die für den Wasserzulauf und -ablauf erforderliche Drehdurchführung aus dem Bereich des Leitrohres heraus in eine Baugruppe verlagert, die aus einem Schaft und einem Wasserverteiler­ kopf besteht. Bei den Elementen dieser Baugruppe handelt es sich um massive, präzise bearbeitete Bauteile. Dabei kann gewährleistet werden, dass die zueinander drehbeweglichen Anschlusselemente der Bauteile exakt unter Einhaltung enger Toleranzen fluchten. Das Ende des Wasserführenden Leit­ rohres ist drehfest in den Schaft eingepasst. Ein etwaiger Versatz zur Rotationsachse der Transportrolle und/oder eine Krümmung des Leitrohres ist für die Funktion der erfindungsgemäßen Anordnung daher unschädlich.

Für die weitere konstruktive Ausgestaltung der aus Schaft und Wasserverteilerkopf bestehenden Baugruppe ergeben sich verschiedene Möglichkeiten. Eine Ausführungsform sieht vor, dass der Wasserverteilerkopf ein mit der Rotationsachse fluchtendes Wasserzuführrohr aufweist, das an seinem Ende drehbeweglich in die Zentralbohrung des Schaftes eingreift. Gemäß einer anderen Ausführung weist der Schaft einen mit der Zentralbohrung fluchtenden Zylinderzapfen auf, der eine Wellendurchführung des Wasserverteilerkopfes durchfasst und drehbeweglich an eine Einrichtung für die Kühlwasser­ zuführung anschließbar ist. Bei beiden Ausführungen weist der Wasserverteilerkopf zweckmäßig für den Wasserrückfluss eine Sackbohrung in Längsrichtung auf, deren Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Wasserzuführrohres bzw. des Zylinderzapfens. Das rücklaufende Wasser durchströmt einen von der Sackbohrung und der Wasserzuleitung begrenzten Ringraum und tritt durch eine in die Sackbohrung einmündende Querbohrung aus.

Der Schaft ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung an der Stirnseite des Grundkörpers anschraubbar. Er weist zu diesem Zweck einen an der Stirnseite des Grundkörpers befestigbaren Flansch und ein in den Grund­ körper eingepasstes Anschlussende auf, welches den Schaft am Grundkörper zentriert.

In weiterer Ausgestaltung lehrt die Erfindung, dass am wasseraustrittseitigen Ende des Leitrohres ein Distanz­ halter mit radialen Stegen angeordnet ist und dass in den Grundkörper ein Hohlschaft eingesetzt ist, der einen Aufnahmeraum für den Distanzhalter aufweist. Bei der beschriebenen Anordnung tritt das Wasser aus dem Leitrohr axial aus und wird in dem Aufnahmeraum, in den der Distanzhalter eingesetzt ist, umgelenkt. Bei dieser Ausführung ist ein großer Austrittsquerschnitt und damit eine druckverlustarme Umlenkung des Wassers gewährleistet. Auch dies trägt zur betriebssicheren Funktion der Kühlwasserführung bei. Der Hohlschaft kann einen Wellen­ fortsatz zum Anschluss einer Antriebseinrichtung aufweisen.

Die Wärmedämmung an der Außenseite des Grundkörpers besteht gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung aus einer Fasermatte aus hochtemperaturbeständigen anorganischen Fasern, die unter elastischer Verdichtung zwischen dem Grundkörper und einem die Lauffläche bildenden Außenrohr eingespannt ist. Die Befestigung des Außenrohres erfolgt in an sich bekannter Weise an Stegen, die auf den Grundkörper aufgeschweißt sind. Als Fasern eignen sich z. B. keramische Fasern, Glasfasern und SiO₂-Fasern.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch

Fig. 1 den Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete wassergekühlte Transportrolle für einen Rollenherdofen,

Fig. 2 das kühlwassereinlaufseitige Ende der Transport­ rolle in einer gegenüber Fig. 1 vergrößerten Dar­ stellung, ebenfalls im Längsschnitt.

Die in den Figuren dargestellte Transportrolle besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem zylindrischen Grundkörper 1, einer Wärmedämmung 2 am äußeren Umfang des Grundkörpers 1 und einem zentrisch im Grundkörper 1 angeordneten Leitrohr 3 für Kühlwasser. Das Kühlwasser ist an einem Ende des drehbar gelagerten Grundkörpers 1 dem Leitrohr 3 zuführbar, durchströmt das Leitrohr 3 und strömt nach einer Umlenkung am austrittsseitigen Ende des Leitrohres in einem Ringraum 4 zwischen Leitrohr und Grundkörper zurück.

An dem Grundkörper 1 ist ein Schaft S befestigt, der eine Aufnahme für das wassereinlaufseitige Ende 6 des Leitrohres, eine mit der Rotationsachse des Grundkörpers 1 fluchtende Zentralbohrung 7 für die Zuführung von Kühl­ wasser sowie in einen Wassersammelraum 8 mündende Abflusskanäle 9 für einen Wasserrückfluss aufweist. Die Abflusskanäle 9 bestehen aus Bohrungen, die konzentrisch um die Zentralbohrung 7 angeordnet sind. Der Wassersammelraum 8 besteht aus einem zylindrischen Raum, der von einem Deckel 10 verschlossen ist. An den Schaft 5 ist ein Wasserverteilerkopf 11 drehbeweglich angeschlossen, durch den das Kühlwasser in die Zentralbohrung 7 einspeisbar und der Wasserrückfluss aus dem Wassersammelraum 8 abziehbar ist. Insbesondere der vergrößerten Darstellung in Fig. 2 entnimmt man, dass der Wasserverteilerkopf 11 ein mit der Rotationsachse fluchtendes Wasserzuführrohr 12 aufweist, das an seinem Ende drehbeweglich in die Zentralbohrung 7 des Schaftes 5 eingreift. Zwischen dem Schaftende und der Zentralbohrung 7 ist zweckmäßig ein kleiner Spalt eingerichtet, so dass eine verschleißfreie Drehbewegung des Wasserzuführrohres 12 gegenüber dem Schaft 5 gewährleistet ist. Leckagen und damit verbundene geringe Rückver­ mischungen zwischen dem Wasserzulauf und dem heißen Wasserrücklauf können bei entsprechender Wasserdurchsatz­ leistung ohne weiteres hingenommen werden. Eine Dichtungs­ anordnung zwischen dem Wasserzuführrohr 12 und der Zentralbohrung 7 soll jedoch nicht ausgeschlossen sein. Die drehbewegliche Lagerung des Wasserverteilerkopfes 11 erfolgt an dem Deckel, der als Lagerdeckel mit entsprechend bearbeiteten Lagerflächen ausgebildet ist.

Der Fig. 2 entnimmt man ferner, dass der Wasserver­ teilerkopf 11 für den Wasserrückfluss eine Sackbohrung 13 in Längsrichtung aufweist, deren Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Wasserzuführrohres 12. In die Sackbohrung 13 mündet eine Querbohrung 14 für den Wasser­ ablauf ein.

Der Schaft 5 weist einen an der Stirnseite des Grundkörpers 1 mit Schrauben 15 befestigbaren Flansch und ein in den Grundkörper 1 eingepasstes Anschlussende auf.

Den Figuren entnimmt man, dass am wasseraustrittseitigen Ende des Leitrohres 3 ein Distanzhalter 16 mit radialen Stegen 17 angeordnet ist. In den Grundkörper 1 ist ein Hohlschaft 18 eingesetzt, der einen Aufnahmeraum 19 für den Distanzhalter aufweist. Das Leitrohr 3 ist drehfest und durch den Distanzhalter 16 zentriert angeordnet. Der Hohlschaft 18 kann an den Grundkörper 1 angeschweißt oder in entsprechender Weise wie der kühlwassereinlaufseitige Schaft 5 mit Schrauben an der Stirnseite des Grundkörpers 1 angeflanscht sein. Das Kühlwasser tritt an der Stirnseite des Leitrohres 3 aus und wird im Aufnahmeraum 19 des Hohlschaftes 18 umgelenkt. Es strömt durch die von, den radialen Stegen 17 des Distanzhalters 15 gebildeten Kanälen und fließt in dem Ringraum 4 zwischen Leitrohr 3 und Grundkörper 1 ab, wobei ein Wärmeaustausch einerseits mit dem heißen Grundkörper 1 und andererseits mit dem gekühlten Leitrohr 3 erfolgt. Der Hohlschaft 18 weist im übrigen einen Wellenfortsatz zum Anschluss einer Antriebs­ einrichtung auf.

Die Wärmedämmung 2 besteht aus einer Fasermatte aus hochtemperaturbeständigen anorganischen Fasern, z. B. keramischen Fasern oder SiO₂-Fasern. Die Fasermatte ist unter elastischer Verdichtung zwischen dem Grundkörper 1 und einem die Lauffläche bildenden, aus Rohrsegmenten zusammengesetzten Außenrohr 20 eingespannt. Die Befestigung des Außenrohres 20 bzw. der Rohrsegmente erfolgt an Stegen 21, die außenseitig auf den Grundkörper 1 aufgeschweißt sind. Die Lagerung des Grundkörpers 1 erfolgt an Abschnitten 22 beidseits des Wärmedämmbereiches.

Claims (8)

1. Wassergekühlte Transportrolle für einen Rollenherdofen mit
einem zylindrischen Grundkörper (1),
einer Wärmedämmung (2) am äußeren Umfang des Grund­ körpers (1) und
einem zentrisch im Grundkörper (1) angeordneten Leit­ rohr (8) für Kühlwasser,
wobei das Kühlwasser an einem Ende des drehbar gelagerten Grundkörpers (1) dem Leitrohr (3) zuführbar ist, das Leit­ rohr (3) durchströmt und nach einer Umlenkung am austritt­ seitigen Ende des Leitrohres in einem Ringraum (4) zwischen Leitrohr und Grundkörper zurückströmt, dadurch gekenn­ zeichnet, dass an dem Grundkörper (1) ein Schaft (5) befestigt ist, der eine Aufnahme für das wassereinlauf­ seitige Ende (6) des Leitrohres, eine mit der Rotations­ achse des Grundkörpers (1) fluchtende Zentralbohrung (7) für die Zuführung von Kühlwasser sowie in einen Wassersammelraum (8) mündende Abflusskanäle (9) für einen Wasserrückfluss aufweist, und dass an den Schaft (5) ein Wasserverteilerkopf (11) drehbeweglich angeschlossen ist, durch den das Kühlwasser in die Zentralbohrung (7) einspeisbar und der Wasserrückfluss aus dem Wasser­ sammelraum (8) abziehbar ist.

2. Transportrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserverteilerkopf (11) ein mit der Rotations­ achse fluchtendes Wasserzuführrohr (12) aufweist, das an seinem Ende drehbeweglich in die Zentralbohrung (7) des Schaftes eingreift.

3. Transportrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (5) einen mit der Zentralbohrung (7) fluchtenden Zylinderzapfen aufweist, der eine Wellendurch­ führung des Wasserverteilerkopfes (11) durchfasst und drehbeweglich an eine Einrichtung für die Kühlwasser­ zuführung anschließbar ist.

4. Transportrolle nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Wasserverteilerkopf (11) für den Wasser­ rückfluss eine Sackbohrung (13) in Längsrichtung aufweist, deren Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Wasserzuführrohres (12) bzw. des Zylinderzapfens, und dass in die Sackbohrung (13) eine Querbohrung (14) für den Wasserablauf einmündet.

5. Transportrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (5) einen an der Stirnseite des Grundkörpers (1) befestigbaren Flansch und ein in den Grundkörper (1) eingepasstes Anschlussende aufweist.

6. Transportrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am wasseraustrittseitigen Ende des Leitrohres (3) ein Distanzhalter (16) mit radialen Stegen (17) angeordnet ist und dass in den Grundkörper (1) ein Hohlschaft (18) eingesetzt ist, der einen Aufnahmeraum (19) für den Distanzhalter (16) aufweist.

7. Transportrolle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlschaft (18) einen Wellenfortsatz zum Anschluss einer Antriebseinrichtung aufweist.

8. Transportrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmung (2) eine Fasermatte aus hochtemperaturbeständigen anorganischen Fasern aufweist, die unter elastischer Verdichtung zwischen dem Grundkörper (1) und einem die Lauffläche bildenden Außenrohr (20) eingespannt ist.