DE69008091T2

DE69008091T2 - Rolle mit konischem Schaft.

Info

Publication number: DE69008091T2
Application number: DE69008091T
Authority: DE
Inventors: Hubert Abels
Original assignee: Vesuvius France SA
Current assignee: Vesuvius France SA
Priority date: 1989-08-03
Filing date: 1990-07-30
Publication date: 1994-10-06
Anticipated expiration: 2010-07-31
Also published as: FR2650576B1; EP0419300A3; JPH0395011A; DE69008091D1; EP0419300A2; US5096051A; FR2650576A1; ES2055367T3; EP0419300B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Sachgebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft Rollen bzw. Walzen, die drehbar an Lagern mittels Zwingen befestigt sind, wie beispielsweise Walzen, die dazu vorgesehen sind, eine Last zu tragen, die sich auf einer Reihe von identischen Walzen, die Seite an Seite befestigt sind, bewegt. Diese Last kann ein Bandmaterial, wie beispielsweise eine Stahltafel oder eine Glasplatte, umfassen.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Walzen, die dazu vorgesehen sind, eine Metallbahn zu tragen, sind, insbesondere in einem Wärmebehandlungsofen, bekannt, in dem ein Band unter einer relativ hohen Temperatur geglüht wird. Solche Walzen sind typischerweise aus einem Zylinder aus feuerfestem Material gebildet, und eine Zwinge, die drehbar an einem Lager befestigt ist, ist an jedem Ende der Zylinder fest befestigt.
Das US-Patent Nr. 4,399,598 offenbart eine keramische Walze zum Transportieren von Glastafeln in einen Wärmebehandlungsofen. Der Zylinder ist drehbar an Lagern mittels Zwingen befestigt, die mit Spiel an jedem Ende des Zylinders befestigt sind. Eine oder mehrere gespaltene, in Umfangsrichtung ausdehnbare, radial zusammendrückbare Metallringe sind in dem Zwischenraum zwischen dem Außendurchmesser des Zylinders und dem Innendurchmesser der Zwinge angeordnet, wo die Zwinge den Zylinder überlappt.
Die EP-A-0 005 012 offenbart eine Walze für eine Verwendung unter hohen oder niedrigen Temperaturzuständen mit einem konischen Aufbau der Verbindung zwischen dem Zylinder und den Zwingen. Der Winkel des Konus ist derart, daß nur eine gleitbare Bewegung der kegelstumpfförmigen Oberflächen relativ zueinander gegeben ist.
Eine andere bekannte Walze umfaßt einen Zylinder aus feuerfestem Material, der Metallzwingen besitzt, die an jedem Ende befestigt sind. Ein Spiel ist zwischen den Zwingen und dem Zylinder vorgesehen und Längsmetallblättchen sind in diesem Bereich eines Spiels eingebettet.
Diese bekannten Systeme nach dem Stand der Technik ermöglichen der Walze, eine unterschiedliche Wärmeausdehnung während einer Temperaturänderung aufzunehmen. Tatsächlich dehnt sich der Zylinder aus feuerfestem Material sehr wenig oder überhaupt nicht aus, während sich die Metallzwingen in großem Umfang ausdehnen. Als Ergebnis hiervon variiert das Spiel zwischen dem Zylinder und den Zwingen im wesentlichen als eine funktion der Temperatur. Es wird notwendig, elastische Einrichtungen zur Aufnahme der Änderungen in dem Spiel zwischen dem Zylinder und den Zwingen zu schaffen.
Trotzdem besitzen diese bekannten Anordnungen den Nachteil, daß nicht sichergestellt wird, daß die Zwinge und der Zylinder unter einer Last koaxial verbleiben. Tatsächlich werden, wenn der Zylinder eine Last trägt, die elastischen Einrichtungen, ob es sich nun um die gespaltenen Ringe des US-Patents Nr. 4,399,598 oder die Längsmetallblättchen handelt, so deformiert, daß die Zwingen winkelmäßig zu der Achse des Zylinders verschoben werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Walze zu schaffen, die einen Zylinder und mindestens eine Zwinge umfaßt, die an dem Ende des Zylinders befestigt ist, die diesen Nachteil nach dem Stand der Technik vermeidet und ein diametrales Spiel aufnimmt, während der Zylinder und die Zwingen in einer koaxialen Ausrichtung zueinander verbleiben.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Demgemäß habe ich eine Walze entwickelt, die einen Zylinder und mindestens eine Zwinge umfaßt, die an einem Ende des Zylinders befestigt ist. Der Zylinder und die Zwinge besitzen einen Aufbau gemäß Anspruch 1, der dazu geeignet ist, ein diametrales Spiel einzunehmen. Gemäß der Erfindung wird eine Zwinge an jedem Ende des Zylinders geschaffen und die Verbindung zwischen dem Zylinder und den Zwingen ist von einem konischen bzw. kegelförmigen Aufbau. Weiterhin umfaßt die Walze eine Einrichtung zum Halten des Zylinders gegen den Boden der kegelförmigen Verbindung mit den Zwingen, die elastische bzw. federnde Einrichtungen umfassen. In einer ersten Ausführungsform wird eine Zugstange an einem Ende des Zylinders verankert und wird am anderen Ende der Kraft einer elastischen bzw. federnden Einrichtung ausgesetzt. Die federnde Einrichtung kann eine spiralförmige Schraubenfeder oder eine Belleville-Unterlegscheibe sein. In einer zweiten Ausführungsform führt eine Achse axial durch den Zylinder und die Zwingen hindurch, wobei die Achse starr an einer ersten der Zwingen befestigt ist und eine zweite der Zwingen der Kraft einer elastischen bzw. federnden Einrichtung ausgesetzt ist. In dieser zweiten Ausführungsform kann ein Bund starr an der Achse hinter der zweiten Zwinge befestigt werden und umfaßt eine elastische bzw. federnde Einrichtung, die sich zwischen dem Bund und der zweiten Zwinge erstreckt. Die federnde Einrichtung ist vorzugsweise eine spiralförmige Schraubenfeder, die die Achse umschließt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, die den allgemeinen Aufbau einer Walze gemaß der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des Endes einer ersten Ausführungsform einer Walze gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 zeigt eine detaillierte Ansicht, teilweise im Schnitt, die das Ende der Zwinge in Fig. 2 und die federnde Einrichtung, die die Zugstange bildet, darstellt;
Fig. 4 zeigt eine detaillierte Ansicht, die eine bevorzugte Einrichtung einer Verankerung der Zugstange in dem Zylinder der Fig. 2 darstellt;
Fig. 5 zeigt einen Schnitt, der entlang der Linien V-V in Fig. 4 vorgenommen ist; und
Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Ausführungsform einer Walze gemäß der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFUHRUNGSFORMEN

Der grundsätzliche Aufbau einer Walze gemaß der vorliegenden Erfindung, die mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist, ist in fig. 1 dargestellt. Diese Walze umfaßt einen langgestreckten Zylinder 2 und eine Zwinge 3, die an jedem Ende des Zylinders 2 befestigt ist. Der Zylinder 2 und jede der zwei Zwingen 3 sind so geformt, daß die Verbindungsstelle zwischen dem Zylinder 2 und jeder der Zwingen 3 ohne Spiel dazwischen erstellt ist. In dem besonderen Beispiel, das in Fig. 1 dargestellt ist, ist die Verbindung eine konische bzw. kegelförmige Verbindungsstelle. Der Zylinder 2 endet an jedem Ende in einem Außenkonus 2a, während jede Zwinge 3 an einem Ende davon einen Innenkonus 3a besitzt, der dazu geeignet ist, sich dicht und ohne Spiel an einem Außenkonus 2a des Zylinders 2 zu verbinden. Mit einem Erhöhen des Innendurchmessers der Zwingen 3, zum Beispiel aufgrund einer thermischen Expansion, werden die Zwingen 3 axial entlang des Zylinders 2 verschoben werden und ermöglichen, irgendein Spiel, das gebildet wird, aufzunehmen. Dies hält eine dichte Verbindung zwischen dem Zylinder 2 und den Zwingen 3 aufrecht. Der Winkel der Konizität zwischen dem Außenkonus 2a und dem Innenkonus 3a sollte die gleiche sein und sollte größer oder gleich dem Reibungswinkel zwischen den zwei Materialien sein. Falls der Winkel zu groß im Hinblick auf eine Reibung wird, kann die Verbindungsstelle geschmiert werden.
Fig. 2 stellt eine besondere Anordnung dar, die es möglich macht, eine axiale Verschiebung in einer Richtung oder der anderen einer Zwinge 3 im Hinblick auf ein Ende des Zylinders 2 zu erhalten. Eine Zugstange 4 führt durch die Zwinge 3 hindurch und ist an einem ersten Ende 4a in dem Zylinder 2 verankert. Das zweite Ende 4b der Zugstange 4 über ein freies Ende 3b der Zwinge 3 hinaus wird der Wirkung einer elastischen bzw. federnden Rückführeinrichtung 6 unterworfen. Das erste Ende 4a der Zugstange 4 ist in dem Zylinder 2 durch irgendeine geeignete Einrichtung und insbesondere durch eine Verankerungseinrichtung, die in Fig. 4 dargestellt ist, verankert.
Fig. 3 stellt eine detaillierte Ansicht eines Beispiels einer federnden Rückführeinrichtung 6 fur die Zugstange 4 dar, die in fig. 2 dargestellt ist. Eine Mutter 12 oder ähnliches ist an dem zweiten Ende 2b der Zugstange 4 fest verbunden und von dem freien Ende 3b der Zwinge 3 beabstandet. Eine massive Unterlegscheibe 10 ist um die Zugstange 4 benachbart zu der Mutter 12 angeordnet und eine Reihe von Belleville-Unterlegscheiben 8 sind um die Zugstange 4 zwischen und in Berührung mit der massiven Unterlegscheibe 10 und dem freien Ende 3b der Zwinge 3 angeordnet. Die Belleville-Unterlegscheiben 8 üben eine Kraft gegen das freie Ende 3b der Zwinge 3 aus und halten den Innenkonus 3a der Zwinge 3 mit dem Außenkonus 2a an dem Zylinder 2 in Berührung, wobei dennoch eine relative Bewegung zwischen der Zwinge 3 und dem Zylinder 2 aufgrund einer thermischen Expansion oder Kontraktion erlaubt wird.
Fig. 4 stellt eine detaillierte Ansicht einer Anordnung dar, die die Verankerung des freien Endes 4a der Zugstange 4 in dem Zylinder 2 ermöglicht. Eine erste, zylindrische Bohrung 14 führt diametral durch den Zylinder 2 hindurch. Ein erster, massiver, zylindrischer Stift 16 ist durch die erste Bohrung 14 hindurch eingesetzt. Der erste Stift 16 besitzt eine Gewindebohrung 20, die sich rechtwinklig zu der ersten Bohrung 14 erstreckt. Das erste Ende 4a der Zugstange 4 endet in einem Gewindebereich 22, der in die Gewindebohrung 20 eingeschraubt ist. Der erste Stift 16 ist axial durch einen zweiten Stift 18 durchbohrt, der auch durch den Gewindebereich 22 der Zugstange 4a hindurchführt. Der zweite Stift 18 ist eingesetzt, um irgendein zufälliges Loschrauben des Endes 4a der Zugstange 4 von dem ersten Stift 16 zu verhindern. Mit dieser Anordnung ist die Zugstange 4 fest in dem Zylinder ohne das Risiko, daß er sich löst, befestigt.
Eine zweite Ausführungsform einer Walze gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt. Die Walze umfaßt einen Zylinder 30 und eine erste Zwinge 32 und eine zweite Zwinge 34 an gegenüberliegenden Enden des Zylinders 30 und ist damit durch dieselbe konische Anordnung, die vorstehend in fig. 1 und 2 beschrieben ist, verbunden. Der Zylinder 30 und die Zwingen 32 und 34 sind hohl und umfassen eine Stahlachse 36, die sich axial dort hindurch und über die Zwingen 32, 34 hinaus erstrecken. Die erste Zwinge 32 besitzt eine Hülse 38, die sich nach außen entlang der Achse 36 erstreckt. Ein Stift 40 erstreckt sich durch die Hülse 38 und in die Achse 36, um die erste Zwinge 32 starr daran zu befestigen. Die zweite Zwinge 32 umfaßt auch eine Hülse 42, die sich nach außen entlang der Achse 36 erstreckt. Ein Bund 44, der eine engere Hülse 46 und einen weiteren Ring 48 umfaßt, ist um die Achse 36 über die zweite Zwinge 34 hinaus angeordnet, wobei der Ring 48 zu der zweiten Zwinge 34 hin gerichtet ist. Ein Stift 50 erstreckt sich durch eine Hülse 46 und in die Achse 36 hinein, um den Bund 44 starr damit zu befestigen. Die zweite Zwinge 34 ist frei, um entlang der Achse 36 zwischen dem Zylinder 36 und dem Bund 44 zu gleiten. Eine spiralförmige Schraubenfeder 42 umgibt die Achse 36 und die Hülse 42 der zweiten Zwinge 34 und erstreckt sich zwischen und in Berührung mit dem Ring 48 an dem Bund 44 und einer Rückhaltenut 54 in der zweiten Zwinge 34. Die spriralförmige Schraubenfeder 52 liefert eine konstante Kraft auf die zweite Zwinge 34, um den Kontakt zwischen den Zwingen 32, 34 und dem Zylinder 30 beizubehalten, wenn sich die Walze aufgrund von Temperaturänderungen ausdehnt oder zusammenzieht.
Obwohl vorstehend die derzeit bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, ist verständlich, daß sie innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche in anderer Weise aufgebaut werden kann.

Claims

1. Walze zum Tragen einer Last unter sich ändernden Temperaturbedingungen, wobei die Walze aus einem Zylinder (2, 30) aus einem feuerfestem Material, der in wenigstens einem kegelstumpfförmigen Ende (2a) ausläuft, sowie aus wenigstens einer Zwinge (3, 32, 34) mit einer mit dem kegelstumpfförmigen Ende (2a) des Zylinders übereinstimmenden kegelstumpfförmigen Bohrung (3a) besteht; sowie aus einer Einrichtung, die das kegelstumpfförmige Ende des Zylinders in der kegelstumpfförmigen Bohrung der Zwinge hält; wobei die Einrichtung zum Halten des kegelstumpfförmigen Endes des Zylinders in der kegelstumpfförmigen Bohrung der Zwinge eine federnde Einrichtung (8, 42) enthält, die eine unterschiedliche Wärmeausdehnung des Zylinders und der Zwinge aufnimmt.

2. Walze nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Halten des Zylinders in der Zwinge eine Zugstange (4) enthält, die an einem Ende in dem Zylinder (2) befestigt ist und am anderen Ende der Kraft einer federnden Einrichtung (8) ausgesetzt ist.

3. Walze nach Anspruch 1, die des weiteren eine Zwinge (32, 34) an jedem Ende des Zylinders enthält, wobei die Einrichtung zum Halten des Zylinders (30) in der kegelstumpfförmigen Bohrung eine Achse (36) enthält, die axial durch den Zylinder (30) und die Zwingen (32, 34) verläuft, wobei die Achse starr an einer ersten (32) der Zwingen befestigt ist und eine zweite (34) der Zwingen der Kraft einer federnden Einrichtung (42) ausgesetzt ist.

4. Walze nach Anspruch 3, die des weiteren einen Bund (48) enthält, der hinter der zweiten Zwinge (34) starr an der Achse (36) angebracht ist, wobei sich eine federnde Einrichtung (42) zwischen dem Bund und der zweiten Zwinge erstreckt.

5. Walze nach Anspruch 4, wobei die federnde Einrichtung eine spiralförmige Schraubenfeder (42) ist, die die Achse umgibt.