WO2006002822A1 - Lagerung für eine in einem metallschmelzebad getaucht angeordnete umlenk- oder führungsrolle - Google Patents

Lagerung für eine in einem metallschmelzebad getaucht angeordnete umlenk- oder führungsrolle Download PDF

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WO2006002822A1
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induction coil
ceramic sleeve
sleeve
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Heinrich Pannenbecker
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Duma Maschinen- Und Anlagenbau Gmbh
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/82—Arrangements for electrostatic or magnetic action against dust or other particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/003—Apparatus
    • C23C2/0034—Details related to elements immersed in bath
    • C23C2/00342—Moving elements, e.g. pumps or mixers
    • C23C2/00344—Means for moving substrates, e.g. immersed rollers or immersed bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C13/00—Rolls, drums, discs, or the like; Bearings or mountings therefor
    • F16C13/02—Bearings

Definitions

  • the invention relates to a storage for a submerged in a molten metal deflection or guide roller to be coated metal strip which is rotatably mounted on roller support arms by bearings, the bearings are sealed against the molten metal bath by means of at least one induction coil, one of the deflection or leadership associated axis, shaft or a trunnion surrounds and limits an annular sealing gap.
  • a pivot bearing for arranged in immersion baths with molten metal molten deflection or guide rollers is known.
  • the well-known pivot bearing has an inner sleeve which can be fixed on a support pin and an outer sleeve which is relatively rotatable and radially spaced around the inner sleeve, wherein the support pin is made of stainless steel and the inner sleeve and the outer sleeve are made of ceramic materials or of stone.
  • the present invention has for its object to improve a bearing of the type mentioned in that at a reliable sealing of the bearing against ingress of molten metal at the same time too high thermal stress on the bearings is avoided.
  • This object is achieved by a storage of the type mentioned erfindungs ⁇ in that is arranged in the sealing gap, a sleeve of ceramic material at a small distance from the induction coil.
  • the sealing gap defined by the induction coil can be selected very narrow.
  • the narrower the sealing gap the lower the required electrical power or field strength with which the induction coil must be operated. Accordingly, the thermal load of the induction coil adjacent parts is reduced.
  • the ceramic sleeve acts as a heat insulator, so that the heat flow flowing into the respective bearing is considerably reduced. If the width of the sealing gap chosen to be relatively narrow by the use of the ceramic sleeve, then in principle the sealing of the bearing is improved against the ingress of molten metal. With the storage according to the invention, longer service life (utilization times) of the deflecting or guiding roller equipped with it can be achieved.
  • the bearing associated with the respective roller end or roller support arm is preferably a roller bearing, in particular a spherical roller bearing. Manufacturing technology, it is advantageous if the bearing is used in a separately manufacturable bearing housing, which is connected directly or via an adapter with the end face of the deflection or guide roller by a welded or screwed connection.
  • the ceramic sleeve is sealed to the bearing housing made of metal.
  • this sealing connection can be realized by sealingly pressing the ceramic sleeve against the bearing housing, whereby resilient means are provided which, while maintaining the pressure effect between the sleeve and the bearing housing, are provided. Allow a housing caused by the different expansion coefficients of metal and ceramic relative displacement of the sleeve relative to the bearing housing.
  • the resilient means may preferably consist of at least one compression spring.
  • the compression spring is guided on a metallic sleeve, which penetrates a recess or bore in the ceramic sleeve and is fastened by a screw connection to the bearing housing.
  • the bearing according to the invention is proposed in a further embodiment that the ceramic sleeve and the bearing housing have touching, conical sealing surfaces.
  • the ceramic sleeve and the bearing housing have touching, conical sealing surfaces.
  • flat end surfaces are formed on the ceramic sleeve and the bearing housing.
  • an annular seal is preferably arranged between the flat end faces.
  • Figure 1 is a front view of a two support arms having storage of a Be Mrsungsstoffsbadrolle.
  • Fig. 2 is a sectional view in the region of the lower end of one of the two
  • FIG. 3 shows an enlarged view of the individual marked X in FIG. 2;
  • Fig. 4 is a sectional view similar to Figure 2 of a sealed by an induction coil bearing according to a second embodiment.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the unit marked X in FIG. 4;
  • Fig. 6 is a sectional view similar to Figure 2 of a sealed by an induction coil bearing according to a third embodiment.
  • FIG. 7 shows an enlarged view of the individual marked X in FIG. 6;
  • FIG. 8 is a sectional view similar to FIG. 2 of a bearing sealed by an induction coil according to a fourth embodiment
  • FIG. 9 shows an enlarged view of the individual marked X in FIG. 8;
  • FIG. 10 is a sectional view similar to FIG. 2 of a bearing sealed by an induction coil according to a fifth embodiment
  • FIG. 11 is an enlarged view of the marked in Fig. 10 with X detail.
  • FIG. 1 shows a deflection or guide roller 1 to be arranged immersed in a molten metal bath, for example a molten zinc bath.
  • the deflection or guide roller 1 is referred to below as a zinc bath roller for the sake of simplicity.
  • the roller carrying arms 2, 3 are connected to a traverse 4 arranged above the molten zinc bath in a linearly adjustable manner.
  • the Rollentragarm 2 is also adjustable in the vertical direction.
  • the Zinkbadrolle 1 is mounted on a continuous axis, the ends of which are inserted in formed at the lower ends of the roller support arms 2, 3 openings or holes.
  • the respective end of the continuous axis 5 has two gradations, wherein the outer gradation of the axial fixing of the axis 5 on the associated Rollen ⁇ support arm 2 or 3 is used.
  • the axle 5 is non-rotatably connected to the roller support arms 2, 3 ' connected by an end plate 6 is screwed to the ends of the axis 5, whose diameter is greater than the axis receiving opening 7 of the roller support arm.
  • the releasably connected to the axis 5 end plate 6 is covered by a sealing cap 8, which is welded to the Rollentragarm 3 (or 2).
  • a rolling bearing 9 At the inner gradation of the axis 5, the inner race of a rolling bearing 9 abuts, which preferably consists of a spherical roller bearing.
  • the rolling or spherical roller bearing 9 is arranged in an annular bearing housing 10, wherein the outer race of the bearing 9 by a circumferential, radially inwardly projecting shoulder 11 of the bearing housing and a locking ring 12 is axially fixed (see Figures 3 and 5).
  • the paragraph 11 of the existing metal bearing housing 10 terminates at a small radial distance from the axis 5.
  • the Lager ⁇ housing 10 is welded or ver ⁇ screwed with a sleeve-shaped adapter 13, which in turn inserted into a circular recess 14 of a face plate 15 of the zinc bath roll 1 positively and welded to the face plate 15.
  • the bearing housing 10 is thus rotatably connected to the Zinkbadrolle 1.
  • the front-side adapter 13 of the zinc bath roller 1 are further welded to the ends of a tube 16 which surrounds the continuous axis 5 coaxially with a radial distance and shields against the molten metal.
  • axial and radial ventilation holes are formed in the respective Rollentragarm 2, 3 and the associated end of the axis, which are arranged so that the bearing 9 is located between an air or gas-conveying bore and a discharging bore.
  • the ventilation holes 17, 18 formed in the roller support arm 3 open into the opening 7 in annular grooves 19, 20.
  • the air or gas-conveying radial bore 21 of the axle 5 opens near the roller support arm 3 within an annular cup wheel 22, while the air or gas dissipating radial bore 23 is arranged in the region of the adapter 13.
  • an annular housing or a metal ring 24 is mounted, which has a shoulder auf ⁇ , in which an induction coil 25 is inserted.
  • the induction coil 25 is cast in ceramic or with another insulation (not shown) um ⁇ .
  • a closure ring 26 is welded, which covers the induction coil 25 axially.
  • the circumferential welds 27 to 31 also have a sealing function.
  • the induction coil 25 terminates at its inner diameter substantially flush with the inner diameter of the Ver ⁇ closing ring 26 and the smallest inner diameter of the metal ring 24 from.
  • the induction coil 25 is associated with a through-hole having cup wheel 22 as opposite pole.
  • the existing metal cup wheel 22 is releasably secured by means of screw on Rotlentragarm 3.
  • the cup wheel 22 is radially spaced from the axis 5 and axially spaced from the bearing housing 10.
  • the induction coil 25 and the annular counter-pole 22 define an axial sealing gap 32.
  • a sleeve 33 of ceramic material with a radial distance to the induction coil 25 and the cup wheel 22 is arranged. It can be seen that the ceramic sleeve 33 projects beyond the induction coil 25 in the axial direction.
  • the ceramic sleeve 33 is detachably connected to the bearing housing 10. It is pressed against the bearing housing 10 by compression springs 34, which, while maintaining the pressure effect, permit a displacement of the ceramic sleeve 33 relative to the bearing housing 10 due to the different coefficients of expansion of metal and ceramic.
  • the compression springs 34 are guided on metallic sleeves 35 which each penetrate a recess or bore 36 in the ceramic sleeve 33 and are fastened thereto by means of threaded bolts 37 and associated threaded bores 38 in the bearing housing 10.
  • the ends of each compression spring 34 are supported via annular discs 39, 40 on the ceramic sleeve 33 and the head of the bolt 37.
  • Diameter of the recesses or holes 36 of the ceramic sleeve 33 is chosen so large, taking into account the different expansion coefficients of metal and ceramic, that the ceramic sleeve 33, the metal sleeves 35 in any operating condition of the zinc bath roller 1 touches.
  • the ceramic sleeve 33 and the bearing housing 10 have contacting, conically formed sealing surfaces 41.
  • the ceramic sleeve 33 thus has here a conical portion 42, at one end of an annular disc-shaped portion 43 with the bores 36 for carrying out the compression springs 34 associated metal sleeves 35 connects, and the other end merges into a cylindrical portion 44 in the through the induction coil 25 and the cup wheel 22 limited sealing gap 32 protrudes.
  • FIGS. 4 and 5 differs from that in FIGS. 2 and 3 in that the ceramic sleeve 33 'and the bearing housing 10' have flat end faces 41 ', 41 ", between which preferably an annular seal 45 Furthermore, in this exemplary embodiment, the ceramic sleeve 33 'has on its annular disk-shaped section a shoulder 46 which projects into the bearing bore 47 containing the rolling bearing 9 of the bearing housing 10' for centering the ceramic sleeve 33 '.
  • the exemplary embodiment illustrated in FIGS. 6 and 7 differs from the previously described exemplary embodiments in that the induction coil 25, which externally surrounds the ceramic sleeve 33 at a small distance, operates without a counterpart pole.
  • the annular or cup-shaped counter-pole 22 according to Figures 2 to 5 is not present in this case.
  • the sealing of the bearing 9 against the ingress of molten metal is thus realized here essentially by the ceramic sleeve (ceramic tube) 33 and the external induction coil (outer inductor) 25.
  • FIGS. 8 and 9 A further embodiment of the storage according to the invention is shown in FIGS. 8 and 9.
  • the embodiment shown there differs from the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 2 to 5 in that the Induction coil 25 'within the ceramic sleeve (ceramic tube) 33 is arranged or an internal inductor is provided, which is associated with a counter-pole in the form of an outer ring 24'.
  • the outer ring 24 ' is welded to the support arm 3, wherein the circumferential weld 30 serves as a seal.
  • the induction coil (inner inductor) 25 ' which is arranged within the ceramic sleeve 33 and at a small distance therefrom, is attached to a holder 48 connected to the support arm 3.
  • the outer ring 24 'and the induction coil 25' arranged inside the outer ring define a cylindrical annular gap (sealing gap) 32 into which the ceramic sleeve 33 engages with sufficient play without contact.
  • the sealing of the bearing 9 against ingress of molten metal is realized in this embodiment between the ceramic sleeve (ceramic tube) 33 and the outer ring 24 '.
  • FIGS. 10 and 11 show an exemplary embodiment in which an induction coil 25, 25 'is arranged outside and inside the ceramic sleeve 33.
  • the outer induction coil (external inductor) 25 is mounted in a sealed to the support arm 3 metal ring 24 and the inner induction coil ( réelle ⁇ inductor) 25 in an associated with the support arm inner ring 48.
  • the outer induction coil 25 and the inner induction coil 25 'define a cylindrical annular gap (sealing gap) 32, in which the ceramic sleeve 33 engages with touch-free.
  • the sealing of the roller bearing 9 against the ingress of molten metal is realized in this embodiment between the external inductor 25 and the ceramic sleeve (ceramic tube) 33, wherein the outer induction coil 25 and the inner induction coil 25 'are connected in series or in parallel.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagerung für eine in einem Metallschmelzebad getaucht angeordnete Umlenk- oder Führungsrolle (1) für zu beschichtendes Metallband, die an Rollentragarmen (3) mittels Lager (9) drehbar gelagert ist, wobei die Lager (9) gegen das Metallschmelzebad mittels mindestens einer Induktionsspule (25) abgedichtet sind, die eine der Umlenk- oder Führungsrolle (1) zugeordnete Achse (5), Welle oder einen Tragzapfen umgibt und einen ringförmigen Dichtspalt (32) begrenzt. Um bei zuverlässiger Abdichtung der Lager gegen Eindringen von Metall­schmelze eine zu hohe thermische Beanspruchung der Lager (9) zu vermeiden, ist in dem Dichtspalt (32) eine Hülse (33) aus keramischem Werkstoff mit Abstand zu der Induktionsspule (25) angeordnet.

Description

Lagerung für eine in einem Metallschmelzebad getaucht angeordnete Umlenk- oder Führungsrolle
Die Erfindung betrifft eine Lagerung für eine in einem Metallschmelzebad getaucht angeordnete Umlenk- oder Führungsrolle für zu beschichtendes Metallband, die an Rollentragarmen mittels Lager drehbar gelagert ist, wobei die Lager gegen das Metallschmelzebad mittels mindestens einer Induktionsspule abgedichtet sind, die eine der Umlenk- oder Führungsrolle zugeordnete Achse, Welle oder einen Tragzapfen umgibt und einen ringförmigen Dichtspalt begrenzt.
Eine derartige Lagerung ist in der deutschen Patentschrift DE 103 19 840 B3 beschrieben. Die Induktionsspule einer solchen Lagerung erzeugt ein die Metall¬ schmelze zurückhaltendes elektromagnetisches Feld, wobei sowohl ein Wanderfeld als auch ein Sperrfeld zur Anwendung kommen kann. Die Induktionsspule unterliegt im Vergleich zu herkömmlichen Keramikdichtungen praktisch keinem mechanischen Verschleiß. Versuche bei der Anmelderin haben gezeigt, dass die Induktionsspule einer gattungsgemäßen Lagerung mit einer relativ hohen Feldstärke bzw. elektri¬ schen Leistung betrieben werden musste, um ein Eindringen von Metallschmelze in den Lagerbereich sicher zu verhindern. Die Höhe der erforderlichen Feldstärke nimmt grundsätzlich mit der Weite des Dichtspaltes zu, wobei aber selbst bei einem relativ engen Dichtspalt noch eine elektrische Leistung bzw. Feldstärke erforderlich ist, die gegebenenfalls zu einer erheblichen thermischen Belastung der der Induktionsspule benachbarten Teile, insbesondere der Lager führt oder führen kann.
Aus der DE 42 07 034 C2 ist eine Drehlagerung für in Tauchbädern mit schmelz¬ flüssigen Metallen angeordnete Umlenk- bzw. Führungsrollen bekannt. Die bekannte Drehlagerung weist eine auf einem Tragzapfen festlegbare Innenhülse sowie eine zur Innenhülse relativ drehbare und diese mit radialem Abstand umschließende Außenhülse auf, wobei der Tragzapfen aus Edelstahl und die Innenhülse und die Außenhülse aus keramischen Werkstoffen oder aus Steinte bestehen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass bei zuverlässiger Abdichtung der Lager gegen Eindringen von Metallschmelze zugleich eine zu hohe thermische Beanspruchung der Lager vermieden wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Lagerung der eingangs genannten Art erfindungs¬ gemäß dadurch gelöst, dass in dem Dichtspalt eine Hülse aus keramischem Werkstoff mit geringem Abstand zu der Induktionsspule angeordnet wird.
Durch den Einsatz der keramischen Hülse kann der durch die Induktionsspule begrenzte Dichtspalt sehr eng gewählt werden. Je enger der Dichtspalt ist, desto geringer ist die erforderliche elektrische Leistung bzw. Feldstärke, mit der die Induktionsspule betrieben werden muss. Dementsprechend wird die thermische Belastung der der Induktionsspule benachbarten Teile verringert. Die keramische Hülse wirkt dabei zugleich als Wärmeisolator, sodass der dem jeweiligen Lager zufließende Wärmestrom erheblich reduziert ist. Ist die Weite des Dichtspaltes durch den Einsatz der keramischen Hülse relativ eng gewählt, so ist grundsätzlich auch die Abdichtung des Lagers gegen Eindringen von Metallschmelze verbessert. Mit der erfindungsgemäßen Lagerung lassen sich längere Standzeiten (Nutzungszeiten) der damit ausgerüsteten Umlenk- oder Führungsrolle erreichen.
Das dem jeweiligen Rollenende bzw. Rollentragarm zugeordnete Lager ist vorzugs¬ weise ein Wälzlager, insbesondere ein Pendelrollenlager. Fertigungstechnisch ist es vorteilhaft, wenn das Lager in einem separat herstellbaren Lagergehäuse eingesetzt wird, das unmittelbar oder über einen Adapter mit der Stirnseite der Umlenk- bzw. Führungsrolle durch eine Schweiß- oder Schraubverbindung verbunden ist.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lagerung ist die keramische Hülse mit dem aus Metall hergestellten Lagergehäuse abgedichtet verbunden. Diese abdichtende Verbindung kann gemäß einer weiteren Ausgestal¬ tung der Erfindung dadurch realisiert werden, dass die keramische Hülse gegen das Lagergehäuse abdichtend gedrückt wird, wobei federelastische Mittel vorgesehen sind, die unter Aufrechterhaltung der Druckwirkung zwischen Hülse und Lagerge- häuse eine durch die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Metall und Keramik bedingte Relativverschiebung der Hülse gegenüber dem Lagergehäuse zulassen.
Die federelastischen Mittel können vorzugsweise aus mindestens einer Druckfeder bestehen. In einer weiteren konstruktiv günstigen Ausgestaltung ist diesbezüglich vorgesehen, dass die Druckfeder auf einer metallischen Hülse geführt ist, die eine Ausnehmung oder Bohrung in der keramischen Hülse durchdringt und durch eine Schraubverbindung am Lagergehäuse befestigt ist.
Um eine zuverlässige Abdichtung zwischen der Keramikhülse und dem aus Metall hergestellten Lagergehäuse zu erreichen, wird in weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lagerung vorgeschlagen, dass die keramische Hülse und das Lagergehäuse sich berührende, konisch ausgebildete Dichtungsflächen aufweisen. Alternativ hierzu besteht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung darin, dass an der keramischen Hülse und dem Lagergehäuse ebene Stirnflächen ausgebildet sind. In diesem Fall wird zwischen den ebenen Stirnflächen vorzugsweise eine ringförmige Dichtung angeordnet.
Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lagerung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer mehrere Ausführungsbeispiele dar¬ stellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht auf eine zwei Tragarme aufweisende Lagerung einer Beschichtungsmittelbadrolle;
Fig. 2 eine Schnittansicht im Bereich des unteren Endes eines der beiden
Rollentragarme mit einer daran befestigten durchgehenden Achse und einer durch eine Induktionsspule abgedichteten Lagerung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 2 mit X gekennzeichneten Einzel¬ heit;
Fig. 4 eine der Fig. 2 ähnliche Schnittansicht einer durch eine Induktionsspule abgedichteten Lagerung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 4 mit X gekennzeichneten Einzel¬ heit;
Fig. 6 eine der Fig. 2 ähnliche Schnittansicht einer durch eine Induktionsspule abgedichteten Lagerung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 6 mit X gekennzeichneten Einzel¬ heit;
Fig. 8 eine der Fig. 2 ähnliche Schnittansicht einer durch eine Induktionsspule abgedichteten Lagerung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
Fig. 9 eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 8 mit X gekennzeichneten Einzel¬ heit;
Fig. 10 eine der Fig. 2 ähnliche Schnittansicht einer durch eine Induktionsspule abgedichteten Lagerung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel;
Fig. 11 eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 10 mit X gekennzeichneten Einzelheit.
Die Fig. 1 zeigt eine in einem Metallschmelzebad, beispielsweise einem Zink¬ schmelzebad, getaucht anzuordnende Umlenk- oder Führungsrolle 1. Die Umlenk¬ bzw. Führungsrolle 1 wird nachfolgend der Einfachheit halber als Zinkbadrolle bezeichnet. Die Rollentragarme 2, 3 sind mit einer oberhalb des Zinkschmelzebades angeordneten Traverse 4 linear verstellbar verbunden. Der Rollentragarm 2 ist zudem in vertikaler Richtung verstellbar. Die Zinkbadrolle 1 ist auf einer durchgehenden Achse gelagert, deren Enden in an den unteren Enden der Rollentragarme 2, 3 ausgebildeten Durchbrechungen bzw. Bohrungen eingesteckt sind. In den Figuren 2 und 4 ist zu erkennen, dass das jeweilige Ende der durchgehenden Achse 5 zwei Abstufungen aufweist, wobei die äußere Abstufung der axialen Festlegung der Achse 5 am zugeordneten Rollen¬ tragarm 2 bzw. 3 dient. Die Achse 5 ist drehfest mit den Rollentragarmen 2, 3'ver- bunden, indem an den Enden der Achse 5 jeweils eine Endscheibe 6 angeschraubt ist, deren Durchmesser größer als die die Achse aufnehmende Durchbrechung 7 des Rollentragarms ist. Die mit der Achse 5 lösbar verbundene Endscheibe 6 ist durch eine Dichtkappe 8 abgedeckt, die mit dem Rollentragarm 3 (oder 2) verschweißt ist.
An der innenliegenden Abstufung der Achse 5 liegt der innere Laufring eines Wälz¬ lagers 9 an, das vorzugsweise aus einem Pendelrollenlager besteht. Das Wälz- bzw. Pendelrollenlager 9 ist in einem ringförmigen Lagergehäuse 10 angeordnet, wobei der äußere Laufring des Lagers 9 durch einen umlaufenden, radial nach innen vorspringenden Absatz 11 des Lagergehäuses und einen Sicherungsring 12 axial festgelegt ist (vgl. Figuren 3 und 5). Der Absatz 11 des aus Metall bestehenden Lagergehäuses 10 endet mit geringem radialem Abstand zur Achse 5. Das Lager¬ gehäuse 10 ist mit einem buchsenförmigen Adapter 13 verschweißt oder ver¬ schraubt, der wiederum in eine kreisförmige Ausnehmung 14 einer Stirnplatte 15 der Zinkbadrolle 1 formschlüssig eingesetzt und mit der Stirnplatte 15 verschweißt ist. Das Lagergehäuse 10 ist somit drehfest mit der Zinkbadrolle 1 verbunden. Die stirnseitigen Adapter 13 der Zinkbadrolle 1 sind ferner mit den Enden eines Rohres 16 verschweißt, das die durchgehende Achse 5 mit radialem Abstand koaxial umschließt und gegenüber der Metallschmelze abschirmt.
Ferner sind in dem jeweiligen Rollentragarm 2, 3 und dem zugeordneten Ende der Achse 5 axiale und radiale Lüftungsbohrungen ausgebildet, die so angeordnet sind, dass das Lager 9 zwischen einer Luft bzw. Gas zuleitenden Bohrung und einer ableitenden Bohrung liegt. Die im Rollentragarm 3 ausgebildeten Lüftungsbohrungen 17, 18 münden in der Durchbrechung 7 in Ringnuten 19, 20. Die Luft bzw. Gas zuleitende Radialbohrung 21 der Achse 5 mündet nahe dem Rollentragarm 3 innerhalb einer ringförmigen Topfscheibe 22, während die Luft bzw. Gas ableitende Radialbohrung 23 im Bereich des Adapters 13 angeordnet ist. An der der Zinkbadrolle 1 zugewandten Seite des jeweiligen Rollentragarms 2, 3 ist ein ringförmiges Gehäuse bzw. ein Metallring 24 angebracht, der einen Absatz auf¬ weist, in welchem eine Induktionsspule 25 eingesetzt ist. Die Induktionsspule 25 ist dabei in Keramik eingegossen oder mit einer anderen Isolierung (nicht gezeigt) um¬ geben. An der Stirnseite des Metallringes 24 ist ein Verschlussring 26 angeschweißt, der die Induktionsspule 25 axial abdeckt. Die umlaufenden Schweißnähte 27 bis 31 haben zugleich eine Abdichtungsfunktion. Die Induktionsspule 25 schließt an ihrem Innendurchmesser im wesentlichen bündig mit dem Innendurchmesser des Ver¬ schlussringes 26 sowie dem kleinsten Innendurchmesser des Metallringes 24 ab.
Der Induktionsspule 25 ist die eine Durchgangsöffnung aufweisende Topfscheibe 22 als Gegenpol zugeordnet. Die aus Metall bestehende Topfscheibe 22 ist mittels Schraubverbindungen am Rotlentragarm 3 lösbar befestigt. Die Topfscheibe 22 ist radial beabstandet zur Achse 5 und axial beabstandet zum Lagergehäuse 10 angeordnet.
Die Induktionsspule 25 und der ringförmige Gegenpol 22 (Topfscheibe) begrenzen einen axialen Dichtspalt 32. In dem Dichtspalt 32 ist eine Hülse 33 aus keramischem Werkstoff mit radialem Abstand zu der Induktionsspule 25 und der Topfscheibe 22 angeordnet. Es ist zu erkennen, dass die Keramikhülse 33 die Induktionsspule 25 in axialer Richtung überragt.
Die keramische Hülse 33 ist mit dem Lagergehäuse 10 lösbar verbunden. Sie wird durch Druckfedern 34, die unter Aufrechterhaltung der Druckwirkung eine durch die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Metall und Keramik bedingte Verschiebung der Keramikhülse 33 gegenüber dem Lagergehäuse 10 zulassen, abdichtend gegen das Lagergehäuse 10 gedrückt.
Die Druckfedern 34 sind auf metallischen Hülsen 35 geführt, die jeweils eine Aus¬ nehmung oder Bohrung 36 in der Keramikhülse 33 durchdringen und mittels Schraubbolzen 37 und zugeordneten Gewindebohrungen 38 im Lagergehäuse 10 an diesem befestigt sind. Die Enden jeder Druckfeder 34 sind über Ringscheiben 39, 40 an der Keramikhülse 33 bzw. am Kopf des Schraubbolzens 37 abgestützt. Der Durchmesser der Ausnehmungen bzw. Bohrungen 36 der Keramikhülse 33 ist unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Metall und Keramik so groß gewählt, dass die Keramikhülse 33 die Metallhülsen 35 in keinem Betriebszustand der Zinkbadrolle 1 berührt.
Bei dem in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindüngs- gemäßen Lagerung weisen die Keramikhülse 33 und das Lagergehäuse 10 sich berührende, konisch ausgebildete Dichtungsflächen 41 auf. Die Keramikhülse 33 besitzt hier also einen kegelförmigen Abschnitt 42, an dessen einem Ende sich ein ringscheibenförmiger Abschnitt 43 mit den Bohrungen 36 zur Durchführung der den Druckfedern 34 zugeordneten Metallhülsen 35 anschließt, und dessen anderes Ende in einen zylindrischen Abschnitt 44 übergeht, der in den durch die Induktionsspule 25 und die Topfscheibe 22 begrenzten Dichtspalt 32 ragt.
Das in den Figuren 4 und 5 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den Figuren 2 und 3 dadurch, dass die keramische Hülse 33' und das Lager¬ gehäuse 10' ebene Stirnflächen 41 ', 41" aufweisen, zwischen denen vorzugsweise eine ringförmige Dichtung 45 angeordnet ist. Ferner weist bei diesem Ausführungs¬ beispiel die Keramikhülse 33' an ihrem ringscheibenförmigen Abschnitt einen Absatz 46 auf, der zur Zentrierung der Keramikhülse 33' in die das Wälzlager 9 enthaltende Aufnahmebohrung 47 des Lagergehäuses 10' ragt.
Das in den Figuren 6 und 7 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen dadurch, dass die Induktionsspule 25, welche die Keramikhülse 33 außen mit geringem Abstand umgibt, ohne Gegen¬ pol arbeitet. Der ringförmige bzw. topfscheibenförmige Gegenpol 22 gemäß den Figuren 2 bis 5 in diesem Fall nicht vorhanden ist. Die Abdichtung des Lagers 9 gegen Eindringen von Metallschmelze ist hier somit im wesentlichen durch die Keramikhülse (Keramikrohr) 33 und die außenliegende Induktionsspule (Außen¬ induktor) 25 verwirklicht.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lagerung zeigen die Figuren 8 und 9. Das dort gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den in den Figuren 2 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen dadurch, dass die Induktionsspule 25' innerhalb der Keramikhülse (Keramikrohr) 33 angeordnet ist bzw. ein Inneninduktor vorgesehen ist, dem ein Gegenpol in Form eines Außenringes 24' zugeordnet ist. Der Außenring 24' ist mit dem Tragarm 3 verschweißt, wobei die umlaufende Schweißnaht 30 als Dichtung dient. Die innerhalb der Keramikhülse und 33 mit geringem Abstand zu dieser angeordnete Induktionsspule (Inneninduktor) 25' ist an einer mit dem Tragarm 3 verbundenen Halterung 48 angebracht. Der Außen¬ ring 24' und die innerhalb des Außenrings angeordnete Induktionsspule 25' definie¬ ren einen zylindrischen Ringspalt (Dichtspalt) 32, in den die Keramikhülse 33 mit ausreichendem Spiel berührungsfrei eingreift. Die Abdichtung des Lagers 9 gegen ein Eindringen von Metallschmelze ist bei diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Keramikhülse (Keramikrohr) 33 und dem Außenring 24' verwirklicht.
Die Figuren 10 und 11 zeigen schließlich ein Ausführungsbeispiel, bei dem außer¬ halb und innerhalb der Keramikhülse 33 je eine Induktionsspule 25, 25' angeordnet ist. Die äußere Induktionsspule (Außeninduktor) 25 ist in einem mit dem Tragarm 3 abgedichtet verbundenen Metallring 24 und die innere Induktionsspule (Innen¬ induktor) 25 in einem mit dem Tragarm verbundenen Innenring 48 gelagert. Die äußere Induktionsspule 25 und die innere Induktionsspule 25' definieren einen zylindrischen Ringspalt (Dichtspalt) 32, in den die Keramikhülse 33 mit berührungs¬ frei eingreift. Die Abdichtung des Wälzlagers 9 gegen ein Eindringen von Metall¬ schmelze ist bei diesem Ausführungsbeispiel zwischen dem Außeninduktor 25 und der Keramikhülse (Keramikrohr) 33 verwirklicht, wobei die äußere Induktionsspule 25 und die innere Induktionsspule 25' in Reihe oder parallel geschaltet sind.
Die Erfindung ist in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind verschiedene Varianten denkbar, die auch bei grundsätzlich abweichender Gestaltung von dem in den beiliegenden Ansprüchen enthaltenen Erfindungsgedanken Gebrauch machen. Beispielsweise können anstelle einer durchgehenden Achse 5 auch Tragzapfen oder eine Welle bei der Lagerung der Umlenk- bzw. Führungsrolle 1 zum Einsatz kommen. Ferner können die in den Figuren 6 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispiele auch derart gestaltet werden, dass anstelle der kegelförmigen Keramikhülse 33 und dem ent¬ sprechenden Lagergehäuse 10 die keramische Hülse 33' mit ebener Stirnfläche 41 " und das entsprechende Lagergehäuse 10' (vgl. Figuren 4 und 5) verwendet werden. Bezugszeichenliste
1 Umlenk- oder Führungsrolle (Zinkbadrolle)
2 Rollentragarm
3 Rollentragarm
4 Traverse
5 durchgehende Achse
6 Endscheibe
7 Durchbrechung / Bohrung
8 Dichtkappe
9 Lager (Wälzlager)
10 Lagergehäuse
10' Lagergehäuse
11 Absatz am Lagergehäuse
12 Sicherungsring
13 buchsenförmiger Adapter
14 Ausnehmung
15 Stimplatte der Zinkbadrolle
16 durchgehendes Rohr
17 Lüftungsbohrung
18 Lüftungsbohrung
19 Ringnut 0 Ringnut 1 zuleitende Lüftungsbohrung 2 Topfscheibe (Gegenpol) 3 ableitende Lüftungsbohrung 4 Metallring (ringförmiges Spulengehäuse) 4' Außenring 5 Induktionsspule (Außeninduktor) 5' Induktionsspule (Inneninduktor) 6 Verschlussring 6' Verschlussring 7 Schweißnaht 8 Schweißnaht Schweißnaht
Schweißnaht
Schweißnaht
Dichtspalt
Keramikhülse ' Keramikhülse
Druckfeder
Metallhülse
Ausnehmung / Bohrung
Schraubbolzen
Gewindebohrung
Ringscheibe
Ringscheibe
Dichtungsfläche ' Stirnfläche " Stirnfläche kegelförmiger Abschnitt ringscheibenförmiger Abschnitt zylindrischer Abschnitt
Dichtung
Absatz an der Keramikhülse (Zentrierabsatz)
Aufnahmebohrung für Wälzlager
Halterung (Innenring)

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Lagerung für eine in einem Metallschmelzebad getaucht angeordnete Umlenk- oder Führungsrolle (1) für zu beschichtendes Metallband, die an Rollen¬ tragarmen (2, 3) mittels Lager (9) drehbar gelagert ist, wobei die Lager (9) gegen das Metallschmelzebad mittels mindestens einer Induktionsspule (25, 25') abgedichtet sind, die eine der Umlenk- oder Führungsrolle zugeordnete Achse (5), Welle oder einen Tragzapfen umgibt und einen ringförmigen Dichtspalt (32) begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Dichtspalt (32) eine Hülse (33) aus keramischem Werkstoff mit Abstand zu der Induktionsspule (25) angeordnet ist.
2. Lagerung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die keramische Hülse (33, 33') mit einem aus Metall hergestellten Lagergehäuse (10, 10') abgedichtet verbunden ist.
3. Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die keramische Hülse (33, 33') gegen das Lagergehäuse (10, 10') abdichtend gedrückt ist, wobei federelastische Mittel (34) vorgesehen sind, die unter Aufrechterhaltung der Druckwirkung zwischen Hülse (33, 33') und Lagergehäuse (10, 10') eine durch unterschiedliche Ausdehnungs¬ koeffizienten bedingte Relativverschiebung zwischen Hülse (33, 33') und Lager¬ gehäuse (10, 10') zulassen.
4. Lagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die federelastischen Mittel aus mindestens einer Druckfeder (34) bestehen.
5. Lagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (34) auf einer metallischen Hülse (35) geführt ist, die eine Ausnehmung oder Bohrung (36) in der keramischen Hülse (33, 33') durchdringt und durch eine Schraubverbindung (37, 38) an dem Lagergehäuse (10, 10') befestigt ist.
6. Lagerung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die keramische Hülse (33) und das Lagergehäuse (10) sich berührende, konisch ausgebildete Dichtungsflächen (41) aufweisen.
7. Lagerung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die keramische Hülse (33') und das Lagergehäuse (10') ebene Stirnflächen (41', 41") aufweisen.
8. Lagerung nachAnspruch7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den ebenen Stirnflächen (41', 41") eine ringförmige Dichtung (45) angeordnet ist.
9. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die keramische Hülse (33, 33') die Induktionsspule (25) in axialer Richtung überragt.
10. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktionsspule (25) ein ringförmiger Gegenpol (22) zugeordnet ist, der mit Abstand zu der keramischen Hülse (33, 33') angeordnet ist.
11. Lagerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Gegenpol (22) in Form einer eine Durchgangsöffnung aufweisenden Topfscheibe ausgebildet ist.
12. Lagerung nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Gegenpol (22) radial beabstandet zu der Achse (5), Welle oder dem Tragzapfen angeordnet ist.
13. Lagerung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Gegenpol (22) axial beabstandet zum Lagergehäuse (10, 10') angeordnet ist.
14. Lagerung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Gegenpol (22) am Rollentragarm (3) lösbar befestigt ist.
15. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse (10, 10') drehfest mit der Umlenk- oder Führungsrolle (1) verbunden ist.
16. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollentragarme (2, 3) einerseits und die Achse (5) oder Welle oder der Tragzapfen andererseits Lüftungsbohrungen (17, 18, 21, 23) aufweisen.
17. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenk- oder Führungsrolle (1) eine durchgehende Achse (5) zugeordnet ist, die drehfest mit den Rollentragarmen (2, 3) verbunden ist.
18. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsspule (25') innerhalb der keramischen Hülse (33, 33') und beabstandet zu dieser angeordnet ist.
19. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Induktionsspule (25) außerhalb der keramischen Hülse (33) und eine zweite Induktionsspule (25) innerhalb der keramischen Hülse (33) angeordnet ist, wobei die beiden Induktions¬ spulen (25, 25') einen Dichtspalt (32) definieren, in den die keramische Hülse (33) berührungsfrei eingreift.
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