DE3821445C2

DE3821445C2 - Walze für einen Walzenstuhl

Info

Publication number: DE3821445C2
Application number: DE3821445A
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Kojima; Tatsunori Kobayashi; Kouki Katou; Tetsuya Ohba; Takashi Yatsuzuka; Koji Tanabe
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp; Nippon Steel Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp Nippon Steel Corp Tok
Priority date: 1987-06-27
Filing date: 1988-06-24
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2008-06-25
Also published as: KR930003426Y1; US4961261A; KR890000421U; DE3821445A1; JPS645702U

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze für einen Walzenstuhl nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wobei die Festigkeit der Verbindung zwischen einem Ring und einem Walzenschaft stark verbessert ist.

Eine derartige Walze ist beispielsweise aus der DE-OS 24 49 562 bekannt.

Die Fig. 1 bis 3 der Zeichnung zeigen bisher verwendete Walzen für einen Walzenstuhl od. dgl. Die in Fig. 1 darge stellte übliche Walze, die allgemein mit A bezeichnet ist, umfaßt einen Walzenschaft 100, der einen konischen Teil 100a aufweist, welcher zwischen den gegenüberlie genden Enden des Walzenschaftes 100 angeordnet ist, einen Ring 102 aus abriebbeständigem Material, der rund um den konischen Teil 100a angeordnet ist, und eine konische rohrartige Hülse 104, die mit Preßsitz zwischen dem konischen Teil 100a und dem Ring 102 angeordnet ist. Bei dieser Walze wird zuerst der Ring 102 um den koni schen Teil 100a herum angeordnet, und die konische Hülse 104 wird dann mittels eines Preßteiles 106 zwischen den Ring 102 und den konischen Teil 100a gezwungen, so daß die Hülse 104 und der Ring 102 als Folge von zwischen ihren Berührungsflächen hervorgerufenen Reibungskräften starr in ihrer Lage gehalten werden.

Eine andere übliche Walze B, die in Fig. 2 dargestellt ist, umfaßt einen Walzenschaft 108 mit einem konischen Teil 108a und einem inneren Fluiddurchgang 110, der so gebildet ist, daß er nahe der äußeren Umfangsfläche des konischen Teiles 108a angeordnet ist. Zwei Bünde 112 und ein Ring 114 sind auf dem konischen Teil 108a angeordnet und mittels einer Mutter 116 an diesem sicher befestigt, die auf den Schaft 108 aufgeschraubt ist. Bei dieser Walze B wird dem Durchgang 110 Öl zugeführt, und der konische Teil 108a erfährt eine Durchmesservergrößerung als Folge des Druckes des Öls, welches in dem Durchgang 110 enthalten ist. Demgemäß werden die Bünde 112 und der Ring 114 an dem Walzenschaft 108 sicher und dicht befe stigt, und nicht nur als Folge der durch die Mutter her vorgerufenen Befestigungskraft, sondern auch als Folge der Durchmesservergrößerung des konischen Teiles 108a.

Eine in Fig. 3 dargestellte weitere übliche Walze C ist ähnlich der Walze A, indem sie einen Walzenschaft 118 mit einem konischen Teil 118a, einem um den konischen Teil 118a angeordneten Ring 120 und eine konische rohrartige Hülse 122 aufweist, die mit Preßsitz zwischen dem konischen Teil 118a und dem Ring 120 angeordnet ist. Die Walze C umfaßt jedoch eine sich durch den Schaft 118 hindurch erstreckende radiale Bohrung 124, wobei ein Schraubenteil 126 durch den Walzenschaft 118 geschraubt ist derart, daß sein vorderes Ende in die Bohrung 124 vorragt. Ein Keilteil 128 geht durch die Hülse 122 hin durch und ist in der Bohrung 124 aufgenommen. Bei dieser Walze C wird zunächst der Ring 120 rund um den Walzen schaft 118 angeordnet, und die Hülse 122 wird dann in den Raum zwischen dem Ring 120 und dem Walzenschaft 118 mittels einer Preßeinrichtung 130 gezwungen, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Der Keilteil 128 wird dann durch den Schraubenteil 126 gedrückt oder gepreßt, um zu ver hindern, daß die Hülse 122 sich lösen kann.

Bei den Walzen A und C ist, da ein Spielraum zwischen der Hülse und dem Ring vorhanden ist, der zwischen der Hülse und dem Ring ausgeübte Druck gering im Vergleich zu dem Druck, der zwischen der Hülse und dem Schaft ausgeübt wird. Als Ergebnis ist die Festigkeit der Bindung oder Verbindung zwischen dem Ring und der Hülse so gering, daß der Ring unter der Wirkung des Drehmoments verschoben werden kann, welches während des Walzvorganges ausgeübt wird. Um eine solche Verschiebung zu verhindern, muß der Ring mit beträchtlich größerer Breite ausgeführt werden, um eine ausreichende Bindungsfestigkeit oder Verbindungs festigkeit zu erhalten, so daß ein Nachteil dieser Walzen darin besteht, daß sie teuer sind.

Weiterhin ist bei der Walze B, da der abriebbeständige Ring direkt auf den Walzenschaft aufgepaßt ist, der Wal zenschaft einer Abnutzung unterworfen, wodurch die Festig keit der Bindung oder Verbindung zwischen dem Ring und dem Walzenschaft verringert wird. Da weiterhin die innere Umfangsfläche des abriebbeständigen Ringes zu konischer Form bearbeitet werden muß, erhöhen sich die Herstellungs kosten in unangemessener Weise.

Es ist daher das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem, eine Walze für einen Walzenstuhl od. dgl. zu schaffen, die mit geringen Kosten hergestellt werden kann und bei der der Ring sicher an den Walzenschaft gebunden oder mit diesem verbunden ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung bei spielhaft erläutert.

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht einer üblichen Walze für einen Walzenstuhl.

Fig. 2 ist eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht einer anderen üblichen Walze.

Fig. 3 ist eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht einer weiteren üblichen Walze.

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht einer Walze für einen Walzenstuhl gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 ist eine der Fig. 4 ähnliche Ansicht einer abgewandelten Walze gemäß der Erfindung.

Fig. 6 ist eine der Fig. 4 ähnliche Ansicht einer weiteren abgewandelten Walze gemäß der Erfindung.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend in Ver bindung mit den Fig. 4 bis 6 erläutert.

In Fig. 4 ist eine Walze E dargestellt zur Verwendung in einem Walzenstuhl (Mühle, Walzwerk od. dgl.), die gemäß der Erfindung gestaltet ist. Die Walze E umfaßt einen Walzen schaft 10 mit kreisförmigem Querschnitt und einer durch ihn hindurchgehenden Drehachse, einen Ring 12 aus abrieb beständigem Material, beispielsweise aus Sinterkarbid oder Sinterhartmetall, der um den Schaft 10 herum angeord net ist, und eine rohrartige Hülse 14, die mit Preßsitz zwischen dem Ring 12 und dem Schaft 10 angeordnet ist. Der Schaft 10 umfaßt einen konischen Teil 10a, der zwischen den Enden des Schaftes 10 angeordnet ist und eine äußere Umfangsfläche hat, die in Axialrichtung des Schaftes 10 sich gemäß Fig. 5 nach rechts verjüngt. Der Ring 12 ist um den konischen Teil 10a herum angeordnet, und Umfangs nuten, deren jede in Berührungseingriff mit einem zu walzenden Metallmaterial gebracht wird, sind in der äußeren Umfangsfläche des Ringes 12 ausgebildet. Die Hülse 14 hat eine innere konische Umfangsfläche, die auf den koni schen Teil 10a des Schaftes 10 aufgepaßt werden kann, so wie einen äußeren Umfangsflächenteil 14a, der durch einen Zylinder mit gleichförmigem Durchmesser bestimmt ist. Weiterhin ist eine Lage 16 aus einem Klebmittel oder einem Bindemittel zwischen der Hülse 14 und dem Ring 12 ange ordnet, um die Hülse 14 und den Ring 12 mittels einer Klebverbindung aneinander zu befestigen.

Zum Zusammenbau der Walze gemäß vorstehender Beschreibung werden zunächst der Ring 12 und die Hülse 14 mittels der zwischen ihnen anzuordnenden Klebmittellage 16 miteinander verbunden. Selbsthärtende Klebmittel wie Epoxyharz, Zyanacrylatharz u. dgl. können bevorzugt zum Verbinden der Hülse 14 und des Ringes 12 verwendet werden. Das Kleb mittel 16 kann entweder auf die äußere Umfangsfläche 14a der Hülse 14, oder auf die innere Umfangsfläche 12a des Ringes 12 aufgebracht werden oder auch auf beide Flächen. Das Klebmittel 16 kann auch in den Spalt zwischen der Hülse 14 und dem Ring 12 gezwungen werden. In einem sol chen Fall wird es jedoch bevorzugt, die Viskosität des Klebmittels 16 auf nicht größer als etwa 2500 cp bei 25°C einzustellen, da der Spalt sehr eng ist. Der Ring 12 und die Hülse 14, die auf diese Weise miteinander verbunden sind, sind derart sicher aneinander gebunden, daß sie Drehmomente tragen können, die zwei- bis zehnmal so hoch wie das Drehmoment sind, welches eine zum Stand der Tech nik gehörende Walze tragen kann. Danach wird die Hülse 14 mit dem Ring 12 an dem konischen Teil 10a des Schaftes 10 angebracht und sie wird gezwungen, sich in Richtung gegen das Ende größeren Durchmessers des konischen Teiles 10a zu bewegen. Auf diese Weise wird die Hülse 14 in ihrem Durchmesser allmählich erweitert, um in Reibungseingriff mit dem konischen Teil 10a gebracht und an diesem befes tigt zu werden. Die auf diese Weise vergrößerte äußere Umfangsfläche der Hülse 14 drückt die Klebmittellage 16 zusammen, um in dieser eine Druckbeanspruchung hervorzu rufen, die ihrerseits auf die innere Umfangsfläche 12a des Ringes 12 ausgeübt wird.

Bei der oben beschriebenen Walze E wird der Ring 12 mit der Hülse 14 nicht nur durch die Bindungskraft der Klebmittel lage 16 sicher verbunden, sondern auch durch die Kraft, die von der Hülse 14 über die Klebmittellage 16 übertragen wird. Abgesehen davon sind der Reibungskoeffizient zwi schen dem Ring 12 und der Klebmittellage 16 sowie der Rei bungskoeffizient zwischen der Hülse 14 und der Klebmittel lage 16 hoch. Demgemäß bleibt selbst in solchen Fällen, in denen die Klebmittellage 16 einem Ermüdungsversagen unter liegt, oder dort, wo ihre Fläche abgezogen oder abgestreift werden soll, die Festigkeit der Bindung zwischen dem Ring 12 und der Hülse 14 hoch als Folge der Reibungen, die durch die obengenannte Druckbeanspruchung entwickelt worden ist. Insbesondere wird bei der obigen Ausführungsform durch die Hülse 14 ein Innendruck von 1 bis 8 kg/mm² hervorgerufen. Daher würde, wenn die Klebmittellage nicht vorgesehen sein würde, die hervorgerufene Scherfestigkeit als Folge von Reibung lediglich 0,5 kg/mm² im Durchschnitt betragen. Außerdem würde der erhaltene Reibungskoeffizient nur etwa 0,1 bis 0,15 betragen. Bei der obigen Ausführungsform ge währleistet jedoch die Klebmittellage 16 selbst eine Scherfestigkeit von etwa 1,0 bis 2,5 kg/mm², so daß die erhaltene Gesamtscherfestigkeit etwa 3,0 bis 7,0 kg/mm² beträgt. Als Ergebnis kann die Festigkeit der Bindung zwischen dem Ring 12 und der Hülse 14 in großem Ausmaß verbessert werden. Zusätzlich wird die Schaffung der Kleb mittellage 16 der Reibungskoeffizient auf etwa 0,2 bis 0,3 erhöht. Daher werden, selbst wenn die Festigkeit der Bin dung, die durch die Klebmittellage 16 hervorgerufen ist, insgesamt verlorengehen sollte, die Drehmomente ausrei chend hoch gehalten als Folge der Kombination des Innen druckes und der Klebmittellage.

Fig. 5 zeigt eine andere abgewandelte Walze für einen Walzenstuhl, eine Mühle od. dgl., die allgemein mit F bezeichnet und gemäß der Erfindung gestaltet ist. Die Walze F unterscheidet sich von der Walze E in Fig. 4 dadurch, daß ein Ring 22, dessen Breite kleiner als die Breite des Ringes 12 ist, und zwei Bünde 24, die an den gegenüberliegenden Enden des Ringes 22 angeordnet sind, auf dem äußeren Umfangsflächenteil 14a der Hülse 14 an geordnet und mit dieser durch eine zusammengedrückte Kleb mittellage sicher verbunden werden, die zwischen ihnen angeordnet wird, wobei derjenige Teil der Klebmittellage, der zwischen dem Ring 22 und der Hülse 14 angeordnet ist, als eine erste Lage 26 bezeichnet wird, während der Teil der Klebmittellage zwischen dem Bund 24 und der Hülse 14 als zweite Lage 28 bezeichnet wird. Jeder Bund 24 ist mit dem betreffenden Ende des Ringes 22 durch eine dritte Klebmittellage 30 verbunden. Bei dieser Ausführungsform kann ein Ring 22 geringer Breite verwendet werden ohne Behinderung, da der Ring 22 auch mit den Bünden 24 starr verbunden ist. Demgemäß kann die Breite des Ringes 22 minimal gewählt werden, so daß eine Walze F gemäß der be schriebenen Ausführung sehr wirtschaftlich ist.

Fig. 6 zeigt eine weitere abgewandelte Walze gemäß der Erfindung, die mit G bezeichnet ist. Die Walze G umfaßt einen Walzenschaft 32 mit einem konischen Teil 32a und einem zylindrischen Teil 32b, der sich von dem Ende klei neren Durchmessers des konischen Teiles 32a koaxial er streckt. Wie bei der zum Stand der Technik gehörenden Walze C gemäß Fig. 3 umfaßt der Schaft 32 eine sich radial erstreckende Bohrung 34, die durch ihn hindurch geht und dazu dient, einen Keilteil aufzunehmen. Eine Hülse 36, die eine innere Umfangsfläche hat, die aus einem konischen Teil 36a und einem zylindrischen Teil 36b besteht, ist mit Preßsitz auf dem Schaft 32 angeord net, und ein Ring 38 und ein Bund 40 sind rund um die äußere Umfangsfläche der Hülse 36 angeordnet und mit dieser mittels Klebmittel verbunden durch eine erste und eine zweite zusammengedrücke Klebmittellage 42 und 44, die zwischen der Hülse 36 und dem Ring 38 bzw. dem Bund 40 angeordnet sind. Der Ring 38 und der Bund 40 sind durch eine dritte Klebmittellage 46, die zwischen ihnen angeord net ist, miteinander verbunden.

Obwohl bei den obigen Ausführungsformen nur ein Ring auf der Hülse angeordnet ist, können zwei oder mehr Ringe an ihr derart angeordnet werden, daß jeder Ring zwischen zwei Bünden vorgesehen ist. Zusätzlich kann die Hülse eine konische äußere Umfangsfläche haben.

Claims

1. Walze für einen Walzenstuhl, umfassend
einen Walzenschaft (10; 20; 32) kreisförmigen Querschnitts mit einer sich durch diesen erstreckenden Drehachse und einer äußeren Umfangsfläche, die einen konischen Abschnitt (10a, 32a) axial zum Walzenschaft enthält;
einen Ring (12; 22; 38) aus abriebbeständigem Material, der rund um den Walzenschaft angeordnet ist und eine äußere Umfangsfläche hat, die mit einem zu walzenden Material in Eingriff treten kann, und
einer rohrartige Hülse (14; 18; 36), die eine innere Fläche hat, die in Axialrichtung konisch gestaltet ist und zwischen dem Walzenschaft und dem Ring derart angeordnet ist, daß ihre innere Fläche mit dem konischen Abschnitt der äußeren Umfangsfläche des Walzenschaftes zusammenpaßt;
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Klebmittellage (16; 26; 42) zwischen dem Ring und der Hülse angeordnet ist, um den Ring und die Hülse durch Verkleben aneinander zu befestigen, wobei die Hülse mittels Preßsitz auf dem Walzenschaft (10, 20, 32) angeordnet ist, um die Klebmittellage durch den Ring und die Hülse zusammenzudrücken.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Bünde (24) rund um die Hülse (14) derart angeordnet sind, daß der Ring (22) zwischen den beiden Bünden angeordnet ist, daß zweite Klebmittellagen (28) zwischen der Hülse und jeweils einem der Bünde für die Klebbefestigung zwischen den Bünden und der Hülse vorgesehen sind, und daß dritte Klebmittellagen (30) zwischen dem Ring und jedem der Bünde für Klebbefestigung zwischen dem Ring und den Bünden vorgesehen sind.

3. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bund (40) rund um die Hülse (36) derart angeordnet ist, daß er dem Ring (38) benachbart liegt; eine zweite Klebmittellage (44) zwischen dem Bund und der Hülse für Klebbefestigung zwischen dem Bund und der Hülse vorgesehen ist; eine dritte Klebmittellage (46) zwischen dem Bund und dem Ring für Klebbefestigung zwischen dem Bund und dem Ring vorgesehen ist; der Walzenschaft (32) eine konischen Teil (32a), der sich in axialer Richtung des Schaftes erstreckt, und einen zylindrischen Teil (32b) aufweist, der sich von dem Ende kleineren Durchmessers des konischen Teiles gleichachsig erstreckt; der Ring rund um den konischen Teil des Walzenschaftes angeordnet ist; und daß die Hülse (36) einen konischen Teil (36a) aufweist, der zwischen dem Ring (38) und dem Walzenschaft (32) derart angeordnet ist, daß der konische Teil der Hülse mit Preßsitz auf dem konischen Teil des Walzenschaftes angeordnet ist, um dadurch die Klebmittellage (42) gegen den Ring zusammenzudrücken.

4. Verfahren zum Zusammenbauen einer Walze für einen Walzenstuhl nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a) Anordnen des Ringes um die Hülse und Auftragen einer Klebmittellage zwischen dem Ring und der Hülse, um diese fest aneinander zu befestigen;
b) anschließendes Preßpassen der Hülse auf den Walzenschaft, wobei die innere Fläche mit dem konischen Abschnitt der äußeren Umfangsfläche des Walzenschaftes zusammenpaßt, um die Klebmittellage zwischen dem Ring und der Hülse zusammenzupressen.