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DE102006024350B3 - Method e.g. for lubricating and cooling bearing arrangement, involves having lubricant gaseous medium with excess pressure fed via pipe to depository of storage arrangement - Google Patents

Method e.g. for lubricating and cooling bearing arrangement, involves having lubricant gaseous medium with excess pressure fed via pipe to depository of storage arrangement Download PDF

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DE102006024350B3
DE102006024350B3 DE200610024350 DE102006024350A DE102006024350B3 DE 102006024350 B3 DE102006024350 B3 DE 102006024350B3 DE 200610024350 DE200610024350 DE 200610024350 DE 102006024350 A DE102006024350 A DE 102006024350A DE 102006024350 B3 DE102006024350 B3 DE 102006024350B3
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Abstract

The method involves having a lubricant (P) gaseous medium (L) with excess pressure fed via a pipe (6) to a depository (2) of a storage arrangement (1). The gaseous medium air (L) or an inert gas is submitted in the lubricant, or in powder form. The quantity of force with lubricant gaseous medium and or its pressure is calculated and the effect of media shifted with lubricant gas as a blocking at the depository. An independent claim is included for a bearing arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmieren und Kühlen einer Lageranordnung, die eine in einem flüssigen Metall laufende Rolle lagert. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Lageranordnung.The The invention relates to a method for lubricating and cooling a Bearing assembly comprising a roller running in a liquid metal outsourced. Furthermore, the invention relates to a bearing assembly.

Aus der DE 297 00 576 U1 ist eine Lagerung für eine Rolle in einem Schmelzmetallbad offenbart, die mit temperaturfesten Kugellagern ausgestattet ist, wobei deren Laufringe mit ausschließlich radial belasteten, in der Schmiegung zu den Kugeln reduzierten Laufbahnen und zentralen, im Bereich der Stirnflächen der Rollenzapfen angeordneten, axialen Abstützelementen versehen sind. Um der hohen thermischen Belastung standzuhalten, ist dort vorgesehen, dass die Abstützelemente aus temperaturfesten Dauermagneten bestehen, wobei jeweils einer an der Stirnfläche des Rollenzapfens und der andere gleichachsig am Tragrahmen angeordnet ist und diese sich gegenseitig abstoßen.From the DE 297 00 576 U1 discloses a storage for a role in a molten metal bath, which is equipped with temperature-resistant ball bearings, the races are provided with only radially loaded, reduced in osculation to the balls raceways and central, arranged in the region of the end faces of the roller journal, axial support elements. In order to withstand the high thermal load, there is provided that the support elements consist of temperature-resistant permanent magnets, one on the end face of the roller pin and the other coaxially arranged on the support frame and these repel each other.

Generell stellt die Lagerung von Rollen, die in einem Schmelztauchgefäß laufen, eine problematische Aufgabe dar.As a general rule provides the storage of rolls that run in a hot dipping pot, a problematic task.

Aus der WO 03/019066 A1 ist ein Verfahren zum Schmieren und Kühlen einer Lageranordnung beschrieben, wobei das Schmieren von Schmierstellen mit einer Schmierstoff-Minimalmenge erfolgt, und wobei der Schmierstoff mit einem gasförmigen Trägermedium zu einem Schmierstoffnebel vermischt und dieser dann der Schmierstelle zugeführt wird.Out WO 03/019066 A1 is a method for lubricating and cooling a Bearing arrangement described, wherein the lubrication of lubrication points with a lubricant minimum amount, and wherein the lubricant with a gaseous transfer medium mixed into a lubricant mist and then the lubrication point supplied becomes.

Wälzlager, die bei hohen Umgebungstemperaturen arbeiten müssen, können hiermit sowohl gekühlt als auch geschmiert werden. Ein besonders kritischer Anwendungsfall ist derjenige, bei dem Rollen in flüssigen Metallen gelagert werden müssen. Bei Feuerverzinkungsanlagen muss meist eine Metallband-Umlenkrolle in flüssigem Zink laufen, wozu die beidseitig der Rolle angeordneten Lageranordnungen unterhalb des Badpegels liegen und in das flüssige Zink eintauchen.Roller bearing, which have to work at high ambient temperatures can hereby both cooled as also be lubricated. A particularly critical application is the one where rolls are stored in liquid metals have to. In hot-dip galvanizing systems usually has a metal belt pulley in liquid zinc run, including the arranged on both sides of the roll bearing assemblies lie below the bath level and immerse in the liquid zinc.

Es ist bekannt, in diesem Falle die oben genannte Lösung einzusetzen, um durch Zufuhr von Druckluft eine Sperrwirkung zu erzielen. Flüssiges Zink, das versucht, in das Lager einzudringen, wird durch die Sperrluft hiervon abgehalten. Dabei kühlt der zugeführte Medienstrom auch das Lager.It is known to use in this case, the above solution by Supply of compressed air to achieve a blocking effect. Liquid zinc, trying to penetrate the camp is by the air barrier held thereof. It cools the supplied Media stream also the warehouse.

Die US 3,435,913 offenbart eine Verfahrensweise zur Schmierung eines Lagers, wobei hier einem gasförmigen Trägermedium ein pulverförmiger Schmierstoff beigemischt wird. Eine spezielle Anwendung des Verfahrens wird hier allerdings nicht vorgeschlagen.The US 3,435,913 discloses a procedure for lubricating a bearing, wherein here a gaseous carrier medium, a powdered lubricant is mixed. However, a specific application of the method is not proposed here.

Andere Lösungen von ähnlichen Lageranordnungen sind in der DE 102 56 086 A1 , der DE 10 2004 051 289 A1 , der DE 100 44 111 A1 , der US 4,316,921 , der US 3,644,133 und der US 2,922,491 beschrieben.Other solutions of similar bearing arrangements are in the DE 102 56 086 A1 , of the DE 10 2004 051 289 A1 , of the DE 100 44 111 A1 , of the US 4,316,921 , of the US 3,644,133 and the US 2,922,491 described.

Trotz der vorbekannten Lösung ist es schwierig, langfristig die zuverlässige Abschirmung des Lagers sicherzustellen und nicht nur das Eindringen von Schmelze in das Lager zu verhindern, sondern das Lager auch zuverlässig zu kühlen und zu schmieren. Dies gilt insbesondere dann, wenn Temperaturen bis zu 400 °C dauerhaft ausgehalten werden müssen. Ölnebel-Schmierungen geraten dabei an ihre Grenzen, so dass die Funktionsfähigkeit der Lageranordnung nicht unbedingt langfristig garantiert werden kann.In spite of the previously known solution it is difficult in the long term to provide reliable shielding of the bearing ensure and not only the penetration of melt in the To prevent bearing, but also the bearing reliable too cool and to lubricate. This is especially true when temperatures up to 400 ° C must be endured permanently. Oil mist lubrication get to their limits, so that the functionality The bearing arrangement is not necessarily guaranteed in the long term can.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zugehörige Lageranordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass auch bei lang anhaltender hoher Temperaturbelastung der Lageranordnung eine stabile Schmierung und Kühlung erzielt werden kann, so dass der Dauereinsatz bei Betriebstemperaturen bis zu 400 °C und mehr sichergestellt werden kann.Of the Invention is therefore the object of a method and a associated Bearing arrangement of the type mentioned in such a way that even with long-lasting high temperature load of the bearing assembly a stable lubrication and cooling can be achieved, so that the continuous use at operating temperatures up to 400 ° C and more can be ensured.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist verfahrensgemäß dadurch gekennzeichnet, dass ein mit Schmierstoff versetztes gasförmiges Medium mindestens einer Lagerstelle der Lageranordnung mit Überdruck zugeführt wird, wobei das gasförmige Medium Luft oder ein Inertgas ist, in die bzw. in das Schmierstoff in Pulverform eingebracht wird und wobei der Mengenstrom an mit Schmierstoff versetztem gasförmigen Medium und/oder dessen Druck so bemessen wird, dass der mit Schmierstoff versetzte Medienstrom als Sperrgas bzw. Sperrluft an der Lagerstelle wirkt.The solution This object by the invention is according to the method thereby in that a lubricant-added gaseous medium at least one bearing of the bearing assembly with positive pressure supplied being, being the gaseous Medium air or an inert gas is in or into the lubricant is introduced in powder form and wherein the flow rate with Lubricant added gaseous Medium and / or its pressure is measured so that the offset with lubricant Media flow acts as a sealing gas or sealing air at the bearing point.

Der Luft bzw. dem Gas wird also Schmierstoffpulver zugegeben, wobei es sich besonders bewährt hat, wenn es sich bei dem Pulver um solches aus Metallsulfid (z.B. MoS2) oder aus Graphit handelt.Thus, lubricant powder is added to the air or the gas, and it has proved particularly useful if the powder is such of metal sulfide (eg MoS 2 ) or of graphite.

Möglich ist auch der Einsatz von CaF2 (Calcium-Fluorit oder Flussspat) oder Cr2O3 (Chromoxid).It is also possible to use CaF 2 (calcium fluorite or fluorspar) or Cr 2 O 3 (chromium oxide).

Die Partikelgröße des Pulvers liegt bevorzugt zwischen 0,1 μm und 50 μm.The Particle size of the powder is preferably between 0.1 microns and 50 μm.

Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das mit Schmierstoff versetzte gasförmige Medium frei von flüssigen Partikeln ist. Der Luft bzw. dem Stickstoff ist in diesem speziellen Fall also ausschließlich Schmierstoffpulver zugesetzt.there is provided in particular that the offset with lubricant gaseous Medium free of liquid Particles is. The air or the nitrogen is in this special Case exclusively Added lubricant powder.

Die Lageranordnung einer unter hoher thermischer Belastung stehenden Anlage, nämlich zur Lagerung einer in einem flüssigen Metall laufenden Rolle, die eine Einrichtung zur Schmierung und Kühlung mindestens einer Lagerstelle aufweist, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Schmierung und Kühlung Mittel zum Unter-Druck-Setzen von Luft oder Stickstoff und Mittel zum Zugeben eines Schmierstoffs in Pulverform in die Luft bzw. in das Inertgas aufweist.The bearing assembly of a standing under high thermal stress system, namely the Storage of a running in a liquid metal roller having a means for lubricating and cooling at least one bearing, according to the invention is characterized in that the means for lubricating and cooling means for pressurizing air or nitrogen and means for adding a lubricant in powder form in the air or in the inert gas.

Die Einrichtung weist bevorzugt einen Luftkompressor auf. Ferner hat sie einen geeigneten Pulverförderer.The Device preferably has an air compressor. Further has Make a suitable powder conveyor.

Das Erfindungskonzept zielt also darauf ab, dass pulverförmiger Trockenschmierstoff dem gasförmigen Kühlmedium zur Schmierung des Wälzlagers beigegeben bzw. zugeführt wird.The The concept of the invention thus aims to ensure that powdered dry lubricant the gaseous cooling medium for lubrication of the rolling bearing added or fed becomes.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawing is an embodiment of Invention shown. Show it:

1 die Seitenansicht eines Beschichtungsbehälters einer Feuerverzinkungsanlage und 1 the side view of a coating container of a hot-dip galvanizing plant and

2 die zugehörige Vorderansicht, wobei nur der eine Seitenbereich einer Rolle samt hier platzierter Lageranordnung dargestellt ist. 2 the associated front view, wherein only the one side region of a roller is shown together with here placed bearing assembly.

In 1 ist ein Beschichtungsbehälter 7 zu sehen, der Bestandteil einer Feuerverzinkungsanlage ist. Ein zu beschichtendes Metallband 8 wird in Pfeilrichtung in flüssiges Metall 5 geleitet, wobei eine Rolle 6 für die Umlenkung des Bandes 8 sorgt. Die Rolle 6 ist dabei an ihren beiden axialen Enden mittels je einer Lageranordnung 1 gelagert. Üblicherweise laufen mehrere Umlenk- bzw. Spannrollen im Metallband.In 1 is a coating container 7 to see that is part of a hot-dip galvanizing plant. A metal strip to be coated 8th turns into liquid metal in the direction of the arrow 5 passed, with a role 6 for the deflection of the band 8th provides. The role 6 is at its two axial ends by means of a respective bearing arrangement 1 stored. Usually, several deflection or tension rollers run in the metal band.

Die Lageranordnung 1 am einen axialen Ende der Rolle 6 ist in 2 dargestellt. Die Lagerstelle 2 ist nur schematisch angedeutet; oft kommen hier Zylinderrollenlager, Toroidallager, Pendelrollenlager oder auch (Schräg-)Kugellager zum Einsatz.The bearing arrangement 1 at one axial end of the roller 6 is in 2 shown. The depository 2 is indicated only schematically; Cylindrical roller bearings, toroidal bearings, spherical roller bearings or (angular) ball bearings are often used here.

Damit flüssiges Metall 5 nicht in die Lagerung, d. h. in die Lagerstelle 2 eindringen kann, ist neben einer nicht dargestellten mechanischen Abdichtung auch eine Sperrluftabdichtung vorgesehen. Diese weist einen Luftkompressor 3 auf, mit dem Druckluft erzeugt werden kann. Die Luft L gelangt aus der Umgebung in den Luftkompressor 3 und wird über eine Luftleitung 9 und einen Ringkanal in die Lagerstelle 2 geleitet. Genauso kann – zwecks Verhinderung von Oxidationsvorgängen – auch ein Inertgas (z.B. Stickstoff) statt Luft eingesetzt werden.With it liquid metal 5 not in storage, ie in the storage area 2 can penetrate, a sealing air seal is provided in addition to a mechanical seal, not shown. This has an air compressor 3 on, with the compressed air can be generated. The air L enters the air compressor from the environment 3 and will be via an air line 9 and a ring channel in the bearing 2 directed. Likewise, in order to prevent oxidation processes, it is also possible to use an inert gas (for example nitrogen) instead of air.

Hinter dem Luftkompressor 3 sind Mittel 4 zum Zugeben eines pulverförmigen Schmierstoffs P angeordnet. Der Pulverförderer 4 ist dabei in bekannter Weise ausgebildet, beispielsweise kann ein Schneckenförderer mit entsprechend feiner Dosiermöglichkeit eingesetzt werden.Behind the air compressor 3 are means 4 arranged for adding a powdered lubricant P. The powder conveyor 4 is designed in a known manner, for example, a screw conveyor can be used with a correspondingly fine dosing.

Bei der vorliegenden Lageranwendung bei hoher Umgebungstemperatur wird also durch Abkapselung der Lagerstelle mittels des gasförmigen Mediums ein stabiler Betriebszustand erreicht, indem der Sperrluft bzw. dem Sperrgas pulverförmiges Schmiermittel beigegeben wird. Hierdurch wird eine Minimalschmierung bei ausreichender Kühlwirkung erreicht, so dass die Lageranordnung eine hinreichende Lebensdauer erreicht.at the present bearing application at high ambient temperature So by encapsulation of the bearing by means of the gaseous medium achieved a stable operating condition by the sealing air or the sealing gas powdered lubricant is added. As a result, a minimum lubrication with sufficient Cooling effect achieved, so that the bearing assembly reaches a sufficient life.

11
Lageranordnungbearing arrangement
22
Lagerstelledepository
33
Mittel zum Unter-Druck-Setzen von Luft (Luftkompressor)medium for pressurizing air (air compressor)
44
Mittel zum Zugeben des Schmierstoffs (Pulverförderer)medium for adding the lubricant (powder conveyor)
55
flüssiges Metallliquid metal
66
Rollerole
77
Beschichtungsbehältercoating tank
88th
Metallbandmetal band
99
Luftleitungair line
VV
Vertikalevertical
PP
Schmierstofflubricant
LL
gasförmiges Mediumgaseous medium

Claims (8)

Verfahren zum Schmieren und Kühlen einer Lageranordnung (1), die eine in einem flüssigen Metall (5) laufende Rolle (6) lagert, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit Schmierstoff (P) versetztes gasförmiges Medium (L) mindestens einer Lagerstelle (2) der Lageranordnung (1) mit Überdruck zugeführt wird, wobei das gasförmige Medium Luft (L) oder ein Inertgas ist, in die bzw. in das Schmierstoff (P) in Pulverform eingebracht wird, und wobei der Mengenstrom an mit Schmierstoff versetztem gasförmigen Medium und/oder dessen Druck so bemessen wird, dass der mit Schmierstoff versetzte Medienstrom als Sperrgas bzw. als Sperrluft an der Lagerstelle (2) wirkt.Method for lubricating and cooling a bearing assembly ( 1 ), one in a liquid metal ( 5 ) running role ( 6 ), characterized in that a lubricant (P) offset gaseous medium (L) at least one bearing point ( 2 ) of the bearing assembly ( 1 ) is supplied with overpressure, wherein the gaseous medium is air (L) or an inert gas, in which or in the lubricant (P) is introduced in powder form, and wherein the flow rate of lubricant-added gaseous medium and / or its pressure so is measured, that the offset with lubricant media flow as a sealing gas or as sealing air at the bearing ( 2 ) acts. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das der Luft bzw. dem Stickstoff zugegebene Pulver Metallsulfid ist.Method according to claim 1, characterized in that that the powder added to the air or to the nitrogen is metal sulfide is. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das der Luft bzw. dem Stickstoff zugegebene Pulver Graphit ist.Method according to claim 1, characterized in that that the powder added to the air or to the nitrogen is graphite is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelgröße des Pulvers zwischen 0,1 μm und 50 μm liegt.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that the particle size of the powder between 0.1 μm and 50 μm lies. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Schmierstoff versetzte gasförmige Medium frei von flüssigen Partikeln ist.Method according to one of claims 1 to 4, characterized that the lubricated gaseous medium is free of liquid particles is. Lageranordnung (1) einer unter hoher thermischer Belastung stehenden Anlage, nämlich zur Lagerung einer in einem flüssigen Metall (5) laufenden Rolle (6), die eine Einrichtung zur Schmierung und Kühlung mindestens einer Lagerstelle (2) aufweist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Schmierung und Kühlung Mittel (3) zum Unter-Druck-Setzen von Luft oder Stickstoff und Mittel (4) zum Zugeben eines Schmierstoffs in Pulverform in die Luft bzw. in den Stickstoff aufweist.Bearing arrangement ( 1 ) of a plant under high thermal stress, namely for storage in liquid metal ( 5 ) ongoing role ( 6 ), which is a device for lubricating and cooling at least one bearing ( 2 ), in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the device for lubricating and cooling means ( 3 ) for pressurizing air or nitrogen and means ( 4 ) for adding a lubricant in powder form in the air or in the nitrogen. Lageranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einen Luftkompressor (3) aufweist.Bearing arrangement according to claim 6, characterized in that the device comprises an air compressor ( 3 ) having. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einen Pulverförderer (4) aufweist.Bearing arrangement according to one of claims 6 to 7, characterized in that the device comprises a powder conveyor ( 4 ) having.
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