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DE69513848T2 - Zusammenbau von tragrollen zur hochtemperaturförderung von artikeln - Google Patents

Zusammenbau von tragrollen zur hochtemperaturförderung von artikeln

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DE69513848T2
DE69513848T2 DE69513848T DE69513848T DE69513848T2 DE 69513848 T2 DE69513848 T2 DE 69513848T2 DE 69513848 T DE69513848 T DE 69513848T DE 69513848 T DE69513848 T DE 69513848T DE 69513848 T2 DE69513848 T2 DE 69513848T2
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DE
Germany
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roller
piece
end piece
respect
centering
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DE69513848T
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Vesuvius France SA
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Vesuvius France SA
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    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/02—Skids or tracks for heavy objects
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03B35/14—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands
    • C03B35/16—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands by roller conveyors
    • C03B35/18—Construction of the conveyor rollers ; Materials, coatings or coverings thereof
    • C03B35/186—End caps, end fixtures or roller end shape designs
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • F27D3/02—Skids or tracks for heavy objects
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  • Tunnel Furnaces (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Rollenkonstruktion oder Rolleneinheit für den Transport von Gegenständen mit hoher Temperatur.
  • Genauer gesagt betrifft sie eine Rollenkonstruktion für den Transport von Gegenständen mit hoher Temperatur, umfassend:
  • - eine Keramikrolle mit einer Längsachse und mit zwei Enden;
  • - mindestens ein metallisches Ansatzstück von allgemein zylindrischer Form, das an mindestens einem Ende der Rolle montiert ist;
  • - zwischen das Ende der Rolle und das Ansatzstück eingefügte Mittel zum drehfesten Verbinden des Ansatzstücks und der Rolle, zum axialen Festhalten des Ansatzstücks in Bezug zur Rolle und zum Zentrieren der Rolle in Bezug zum Ansatzstück.
  • Härtungs- oder Glastemperungs- oder Blechtransport-Anlagen weisen einen Förderer auf, bei dem Rolleneinheiten oder Rollenkonstruktionen die Gegenstände transportieren, zum Beispiel Glastafeln oder Stahlbleche. Diese Rolleneinheiten bestehen im Allgemeinen aus einer Rolle, zum Beispiel aus Quarzglas, und zwei metallischen Ansatzstücken, die an jedem der Enden der Rolle angebracht sind. Die Ansatzstücke werden durch einen Übertragungsmechanismus in Drehung versetzt, der Teil des Förderers ist, zum Beispiel mittels Ketten oder Zahnradgetrieben.
  • Es ist wichtig, dass eine wirksame drehfeste Verbindung zwischen den Ansatzstücken und der Rolle sichergestellt wird. Tatsächlich hat jeglicher Schlupf der Rolle in Bezug zum Ansatzstück eine Zeichnung oder Markierung der Gegenstände zur Folge. Zudem muss diese Verbindung bei einer hohen Temperatur sichergestellt werden, die 700ºC erreichen kann. Diese Temperatur wirft Probleme einer unterschiedlichen Ausdehnung zwischen der Rolle und dem metallischen Ansatzstück auf, bei dem die Ausdehnung sehr viel größer ist.
  • Um diese Ausdehnung auszugleichen, hat man bereits elastische Elemente benutzt. Zum Beispiel beschreibt das Dokument US-A- 4,404,011 Federblätter, und das Dokument US-A-4,399,598 beschreibt geschlitzte elastische Ringe. Jedoch wird mit dieser Art von Lösung die Übertragung eines Drehmoments zwischen der Rolle und dem Ansatzstück durch Reibung sichergestellt. Also nehmen das Elastizitätsmodul und die Verzahnung der elastischen Elemente bei der Gebrauchstemperatur ab. Die Übertragung des Drehmoments ist daher nicht richtig gewährleistet.
  • Gemäß einer anderen, aus dem Dokument EP-A-0 615 960 bekannten Lösung verwendet man Bimetallelemente, deren Krümmung gleichzeitig mit der Temperatur zunimmt. Man gleicht so teilweise die Abnahme der Materialeigenschaften bei hoher Temperatur aus. Jedoch ist auch bei dieser Lösung die Übertragung eines Drehmoments zwischen der Rolle und dem Ansatzstück durch Reibung nicht richtig gewährleistet.
  • Aus dem Dokument US-A-5,146,675 kennt man auch Rollenkonstruktionen, bei denen die Verbindung zwischen der Rolle und dem Ansatzstück durch einen Keil sichergestellt wird, der sich auf einer Abflachung abstützt. Dieses Mittel gestattet eine wirksame drehfeste Verbindung. Das Ansatzstück wird auch in axialer Richtung gut festgehalten und kann sich nicht von der Rolle lösen. Jedoch ist die Zentrierung der Rolle in Bezug zu den Ansatzstücken aufgrund des Ringraums, der bei hoher Temperatur zwischen den Ansatzstücken und der Rolle erscheint, sehr mittelmäßig. Zudem erscheint bei hoher Temperatur infolge der anderen Wärmedehnung des Ansatzstücks ein Spiel zwischen dem Keil und der Abflachung. Folglich dreht sich das Ansatzstück leicht in Bezug zur Rolle, bis die Kante des Keils wieder mit der Abflachung in Berührung tritt. Wenn sich die Rolle wieder abkühlt, nimmt das Ansatzstück wieder seine ursprünglichen Abmessungen an, und der Keil übt Beanspruchungen auf die Rolle auf, welche sie zerstören können.
  • Aus dem Dokument FR-A-2 550 172 ist noch eine Rolle bekannt, bei der jedes der Enden mit einem Metallansatzstück versehen ist. Ein Metallreif mit einem Ausdehnungskoeffizienten, der höher ist als derjenige des Ansatzstücks, ist zwischen dieses letzere und das Ende der Rolle eingesetzt. Das Ende der Rolle ist durch einen Keil drehfest mit dem Ansatzstück verbunden. Die Oberbegriffe der Patentansprüche 1, 2 und 6 basieren auf diesem Dokument.
  • Jedoch weist bei dieser Befestigung der Ring eine in Bezug zum Durchmesser des Ansatzstücks geringe Dicke auf. Um den Ausdehnungsunterschied zwischen dem Ansatzstück und der Rolle auszugleichen, müsste folglich das Metall, aus dem er hergestellt ist, einen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, der um mehrere Zehnerstellen größer ist als derjenige des Ansatzstücks, was sich in der Praxis unmöglich verwirklichen lässt.
  • Was den Keil betrifft, so findet man auf der anderen Seite einen Nachteil wieder, der mit demjenigen identisch ist, welcher im Falle des Dokuments US-A-5,146,675 vorhanden ist. Bei hoher Temperatur wird zwischen dem Keil und der Abflachung ein Spiel erscheinen, mit der Gefahr die Rolle zu zerstören, wenn sie auf Umgebungstemperatur zurückkehrt.
  • Die vorliegende Erfindung hat eine Rolleneinheit oder Rollenkonstruktion zum Gegenstand, welche diese Nachteile des Standes der Technik behebt. Sie muss gleichzeitig die wirksame Zentrierung und den wirksamen Antrieb der Rolle durch die Ansatzstücke gestatten. Sie muss es auch gestatten, das Ansatzstück in Bezug zur Rolle axial festzuhalten.
  • Diese Ziele werden durch die Tatsache erreicht, dass die Mittel zum drehfesten Verbinden des Ansatzstücks und der Rolle und zum axialen Festhalten des Ansatzstücks in Bezug zur Rolle geeignet sind, die unterschiedliche Wärmedehnung des Ansatzstücks in Bezug zur Rolle bei der besagten hohen Temperatur auszugleichen, sowie durch die Tatsache, dass diese Mittel getrennt und unabhängig von den Mitteln zum Zentrieren der Rolle in Bezug zum Ansatzstück sind.
  • Dank dieser Eigenschaft kann die Zentrierung der Rolle in Bezug zum Ansatzstück durch elastische Elemente sichergestellt werden, zum Beispiel Federblätter oder Bimetallelemente. Diese Elemente stellen nicht die Übertragung des Drehmoments sicher. Aus diesem Grund ist es nicht notwendig, eine hohe Flächenpressung zwischen den Elementen und dem Ende der Rolle einerseits, zwischen den Elementen und dem Ansatzstück andererseits sicherzustellen. Dies folgt aus der Tatsache, dass das Gewicht der Rolle und der Last, welche sie trägt, nicht sehr groß sind. Aus diesem Grund sind die zur Zentrierung notwendigen radialen Kräfte nicht sehr groß, in der Größenordnung von zehn- bis zwanzigmal kleiner als die Kräfte, die erforderlich sind, um den Drehantrieb der Rolle allein durch Reibung sicherzustellen. Folglich kann trotz der hohen Temperatur und der Abnahme des Elastizitätsmoduls, das sie mit sich bringt, die Zentrierung dennoch wirkungsvoll sichergestellt werden.
  • Die Tatsache, dass die Drehantriebsmittel geeignet sind, die Ausdehnung des Ansatzstücks zu kompensieren, verhindert eine relative Drehung des Ansatzstücks in Bezug zur Rolle bei hoher Temperatur. Man beseitigt so die Gefahr, die Rolle zu zerstören, wenn das Ansatzstück wieder seine ursprüngliche Temperatur annimmt.
  • Die Mittel zum Zentrieren der Rolle in Bezug zum Ansatzstück werden von längs oder radial verlaufenden Bimetallelementen oder von längs oder radial verlaufenden elastischen Elementen gebildet.
  • Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 1, 2 und 5 definiert.
  • Gemäß einer Ausführungsvariante werden die Mittel zum drehfesten Verbinden des Ansatzstücks und der Rolle und zum axialen Festhalten des Ansatzstücks in Bezug zur Rolle von einer Bimetalllamelle gebildet, die am Ansatzstück befestigt ist und auf eine Abflachung des Endes der Rolle gedrückt wird.
  • Gemäß einer noch anderen Ausführungsvariante werden die Mittel zum drehfesten Verbinden des Ansatzstücks und der Rolle und zum axialen Festhalten des Ansatzstücks in Bezug zur Rolle von einem Keil gebildet, der am Ansatzstück befestigt ist und durch elastische Mittel auf eine Abflachung des Endes der Rolle gedrückt wird.
  • Schließlich werden gemäß einer Ausführungsvariante die Mittel zum drehfesten Verbinden des Ansatzstücks und der Rolle und zum axialen Festhalten des Ansatzstücks in Bezug zur Rolle von einem Stift gebildet, der in einen im Ende der Rolle angebrachten Sitz eindringt.
  • Andere Eigenschaften der Erfindung werden noch beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen ersichtlich, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beispielhaft angegeben sind. In diesen Zeichnungen:
  • - ist Fig. 1 eine Ansicht des Endes einer erfindungsgemäßen Rollenkonstruktion;
  • - ist Fig. 2 eine Detailansicht einer ersten Ausführungsvariante der Zentrierungsmittel;
  • - ist Fig. 3 eine Detailansicht einer zweiten Ausführungsvariante der Zentrierungsmittel;
  • - ist Fig. 4 eine Detailansicht einer ersten Ausführungsvariante der Drehverbindungsmittel der Rolle und des Ansatzstücks.
  • - Fig. 5 ist eine Detailansicht einer zweiten Ausführungsvariante der Drehverbindungsmittel der Rolle und des Ansatzstücks.
  • - Fig. 6 ist eine Detailansicht einer dritten Ausführungsvariante der Drehverbindungsmittel der Rolle und des Ansatzstücks.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Rollenkonstruktion besteht einerseits aus einer Rolle 2 aus Keramik, im Allgemeinen Quarzglas, sowie zwei metallischen Ansatzstücken 4, die an jedem der Enden der Rolle 2 angebracht sind. In Fig. 1 ist ein einziges Ansatzstück 4 dargestellt worden.
  • Die Rolle 2 weist einen zylindrischen Teil auf, auf dem eine Last transportiert wird, zum Beispiel Glastafeln, sowie zwei Enden 6 von kleinerem Durchmesser, auf denen die Ansatzstücke 4 montiert sind. Die Rolle 2 ist in herkömmlicher Weise um ihre Längsachse X-X drehend montiert.
  • Zwischen das Ansatzstück 4 und das Ende 6 der Rolle 2 sind Zentrierungsmittel 10 eingesetzt. Andererseits sind auch Drehverbindungsmittel 12 der Rolle 2 und des Ansatzstücks 4 vorgesehen. Die Zentrierungsmittel 10 sind getrennt und unabhängig von den Drehverbindungsmitteln der Rolle 2 und des Ansatzstücks 4, wie man in Fig. 1 feststellen kann.
  • In Fig. 2 hat man eine erste Variante der Zentrierungsmittel dargestellt. Sie werden von drei Bimetallelementen 14 gebildet, die im gegenseitigen Winkelabstand von 120º in Umfangsrichtung um das Ende der Rolle 2 herum angeordnet sind. Diese Elemente bestehen aus zwei Metallen mit unterschiedlichen Wärmedehnungskoeffizienten. Ihre Krümmung nimmt mit der Temperatur zu, was es gestattet, die unterschiedliche Ausdehnung des Ansatzstücks 4 und der Rolle 2 auszugleichen. Bimetallelemente dieser Art sind im Dokument EP-A-0 574 278 beschrieben. Abstandshalter 15 trennen die Elemente 14.
  • In Fig. 3 hat man eine zweite Variante der Zentrierungsmittel dargestellt. Sie werden von Schraubenfedern 16 gebildet, die denjenigen entsprechen, welche im Dokument EP-A-0 615 960 beschrieben sind.
  • In Fig. 4 hat man eine Variante der Drehantriebsmittel der Rolle 2 durch das Ansatzstück 4 dargestellt. Eine Lamelle oder ein Blatt 18 ist durch eine Schraube 20 am Ansatzstück 4 befestigt. Die Lamelle 18 kann eine elastische oder Bimetall- Lamelle sein. Sie wird auf eine auf dem Ende 6 der Rolle 2 ausgebildete Abflachung 22 gedrückt. Die Lamelle stellt so die drehfeste Verbindung des Ansatzstück 4 und der Rolle 2 sicher. Außerdem entspricht die Breite der Abflachung derjenigen der Lamelle, so dass das Ansatzstück auch in Richtung X-X der Längsachse der Rolle 2 blockiert ist. Die Lamelle sichert so gleichzeitig zwei Funktionen. Die Elastizität der Lamelle 18 gestattet es, die Ausdehnung des Ansatzstücks auszugleichen, so dass ihre Enden selbst bei einer hohen Temperatur gegen die Abflachung 22 angedrückt bleiben.
  • In Fig. 5 hat man eine zweite Variante der Drehantriebsmittel der Rolle 2 durch das Ansatzstück 4 dargestellt. Ein Keil 24 wird von einem in das Ansatzstück geschraubten Bolzen 26 drehfest gehalten. Der Keil kann sich frei auf dem Bolzen 26 verschieben. Eine elastische Scheibe oder eine Feder 27 ist zwischen das Ansatzstück und den Keil eingesetzt. Die elastische Scheibe gestattet es, die unterschiedliche Ausdehnung des Ansatzstücks aufzunehmen. In ähnlicher Weise wie derjenigen, die unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben worden ist, wird der Keil auf eine Abflachung oder eine nach innen gekrümmte Oberfläche 28 des Endes 6 der Rolle 2 gedrückt. Der Keil ist auch in Längsrichtung festgesetzt, um das Ansatzstück 4 in Bezug zur Rolle 2 unbeweglich zu machen.
  • In Fig. 6 hat man eine dritte Variante der Drehantriebsmittel der Rolle 2 durch das Ansatzstück 4 dargestellt. Ein einfacher Stift 30, zum Beispiel ein Ausdehnungsstift, stellt die beiden Funktionen der drehfesten Verbindung und der Verbindung in Richtung X-X sicher.
  • Wenn sich das Ansatzstück ausdehnt, bleibt der Stift im Eingriff in der Rolle, so dass keine Drehung des Ansatzstücks in Bezug zur Rolle stattfinden kann.
  • Man stellt somit fest, dass bei der Erfindung, im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen, die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Zentrierungsmittel nur die Zentrierung des Ansatzstücks 4 in Bezug zur Rolle 2 sicherstellen. Die Funktionen der drehfesten Verbindung und der Verbindung in Richtung X-X werden unabhängig davon durch andere unabhängige Mittel sichergestellt, zum Beispiel diejenigen, die beispielhaft und in keiner Weise begrenzend unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 6 beschrieben worden sind. Aufgrund der Tatsache, dass die Zentrierungsmittel der Fig. 2 und 3 (oder andere Zentrierungsmittel) nur die Zentrierungsfunktion gewährleisten müssen, ist das Absinken des Elastizitätsmoduls der Materialien bei hoher Temperatur nicht nachteilig, weil das Gewicht der Rolle und der von ihr getragenen Last nicht sehr groß ist, wie zuvor erläutert. Deswegen sind die für die Zentrierung notwendigen radialen Kräfte nicht sehr groß, in der Größenordnung von zehn- bis zwanzigmal kleiner als die Kräfte, Größenordnung von zehn- bis zwanzigmal kleiner als die Kräfte, die gebraucht werden, um den Drehantrieb der Rolle 2 sicherzustellen. Als Beispiel ist eine radiale Kraft von 5 kg ausreichend, um die Zentrierung einer Rolle sicherzustellen, für die eine Kraft von 100 kg notwendig wäre, wenn man die Rolle 2 auch durch die alleinige Wirkung der Reibkräfte antreiben wollte.
  • Man stellt auch fest, dass bei der Gruppe der beschriebenen Ausführungsformen die Blockierung im Hinblick auf die Drehung und die Translation in Richtung der Achse der Rolle nicht durch Reibungskräfte sichergestellt wird, sondern durch Abstützpunkte auf Oberflächen, die in Bezug zu einem Kreis geneigt sind, der auf der Achse der Rolle zentriert ist und durch den Berührungspunkt der Rolle und der Drehblockiermittel verläuft.

Claims (7)

1. Rollenkonstruktion für den Transport von Gegenständen mit hoher Temperatur, umfassend:
- eine Keramikrolle mit einer Längsachse und mit zwei Enden, wobei an mindestens einem Ende der Rolle ein Metallansatzstück von allgemein zylindrischer Form angebracht ist,
- Mittel, um das Ansatzstück und die Rolle (2) drehfest zu verbinden und um das Ansatzstück (4) in Bezug zur Rolle (2) axial festzuhalten, wobei sich diese Mittel auf einer Oberfläche (22, 28) des Ansatzstücks abstützen; und
- Mittel, um die Rolle (2) in Bezug zum Ansatzstück (4) zu zentrieren;
wobei die Mittel zum drehfesten Verbinden des Ansatzstücks und der Rolle und zum axialen Festhalten des Ansatzstücks (4) in Bezug zur Rolle getrennt und unabhängig von den Mitteln zum Zentrieren der Rolle in Bezug zum Ansatzstück sind, und die Mittel (10) zum Zentrieren des Ansatzstücks in Bezug zur Rolle (2) auch geeignet sind, eine unterschiedliche Wärmedehnung des Ansatzstücks in Bezug zur Rolle bei der besagten hohen Temperatur auszugleichen,
dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum drehfesten Verbinden des Ansatzstücks und der Rolle und zum axialen Festhalten des Ansatzstücks in Bezug zur Rolle eine elastische, insbesondere bimetallische Lamelle (18) aufweisen, die am Ansatzstück (4) befestigt ist und auf eine Abflachung am Ende der Rolle (2) gedrückt wird.
2. Rollenkonstruktion für den Transport von Gegenständen mit hoher Temperatur, umfassend:
- eine Keramikrolle mit einer Längsachse und mit zwei Enden, wobei an mindestens einem Ende der Rolle ein Metallansatzstück von allgemein zylindrischer Form angebracht ist,
- Mittel, um das Ansatzstück und die Rolle (2) drehfest zu verbinden und um das Ansatzstück (4) in Bezug zur Rolle (2) axial festzuhalten, wobei sich diese Mittel auf einer Oberfläche (22, 28) des Ansatzstücks abstützen; und
- Mittel, um die Rolle (2) in Bezug zum Ansatzstück (4) zu zentrieren;
wobei die Mittel zum drehfesten Verbinden des Ansatzstücks und der Rolle und zum axialen Festhalten des Ansatzstücks (4) in Bezug zur Rolle getrennt und unabhängig von den Mitteln zum Zentrieren der Rolle in Bezug zum Ansatzstück sind, und die Mittel (10) zum Zentrieren des Ansatzstücks in Bezug zur Rolle (2) auch geeignet sind, eine unterschiedliche Wärmedehnung des Ansatzstücks in Bezug zur Rolle bei der besagten hohen Temperatur auszugleichen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum drehfesten Verbinden des Ansatzstücks und der Rolle und zum axialen Festhalten des Ansatzstücks in Bezug zur Rolle einen Keil (24) aufweisen, der am Ansatzstück (4) befestigt ist und durch elastische Mittel (27) auf eine Abflachung (28) des Endes der Rolle gedrückt wird.
3. Rollenkonstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Keil (24) auf einem am Ansatzstück befestigten Bolzen (26) frei verschiebt.
4. Rollenkonstruktion nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflachung eine Breite besitzt, die derjenigen des Keils (24) oder der elastischen Lamelle (18) entspricht.
5. Rollenkonstruktion für den Transport von Gegenständen mit hoher Temperatur, umfassend:
- eine Keramikrolle mit einer Längsachse und mit zwei Enden, wobei an mindestens einem Ende der Rolle ein Metallansatzstück von allgemein zylindrischer Form angebracht ist,
- Mittel, um das Ansatzstück und die Rolle (2) drehfest zu verbinden und um das Ansatzstück (4) in Bezug zur Rolle (2) axial festzuhalten, und
- Mittel, um die Rolle (2) in Bezug zum Ansatzstück (4) zu zentrieren;
wobei die Mittel zum drehfesten Verbinden des Ansatzstücks und der Rolle und zum axialen Festhalten des Ansatzstücks (4) in Bezug zur Rolle getrennt und unabhängig von den Mitteln zum Zentrieren der Rolle in Bezug zum Ansatzstück sind, und die Mittel (10) zum Zentrieren des Ansatzstücks in Bezug zur Rolle (2) auch geeignet sind, eine unterschiedliche Wärmedehnung des Ansatzstücks in Bezug zur Rolle bei der besagten hohen Temperatur auszugleichen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum drehfesten Verbinden des Ansatzstücks und der Rolle (2) und zum axialen Festhalten des Ansatzstücks (4) in Bezug zur Rolle (2) von einem Stift (30) gebildet werden, der in einen im Ende der Rolle angebrachten Sitz eindringt.
6. Rollenkonstruktion nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zentrieren der Rolle in Bezug zum Ansatzstück von längs oder radial verlaufenden Bimetallelementen (14) gebildet werden.
7. Rollenkonstruktion nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zentrieren der Rolle in Bezug zum Ansatzstück von längs oder radial verlaufenden elastischen Elementen (16) gebildet werden.
DE69513848T 1994-10-31 1995-10-09 Zusammenbau von tragrollen zur hochtemperaturförderung von artikeln Expired - Lifetime DE69513848T2 (de)

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