CH654222A5 - HOLLOW ROLLER FOR FRICTION ROLLING MILLS. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hohlwalze für Reibwalzwerke mit Wasserkühlung insbesondere für Walzenreibmaschinen zur Feinzerkleinerung von Schokoladenmassen, Farbpasten sowie ähnlicher hochviskoser Verarbeitungsgüter mit einer aus Schalenhartguss hergestellten dünnwandigen zylindrischen Walzenröhre, in die als Achsschenkel ausgebildete, in Lagerzapfen auslaufende Seitenteile eingepresst sind. The invention relates to a hollow roller for friction rolling mills with water cooling, in particular for roller grinders for the fine comminution of chocolate masses, color pastes and similar highly viscous processing goods with a thin-walled cylindrical roller tube made of hard cast shell, into which side parts which are designed as steering knuckles and are tapered into bearing journals are pressed.

Es ist bekannt, dass an Reibwalzwerke dieser Art trotz auftretender Spannungsverformung der Walzen unter Belastung ein hoher Grad von Genauigkeit an den sich im Mikrometerbereich bewegenden Walzenspalt gestellt wird, um eine gleichmässige Masseübertragung und hohe Leistung zu erzielen. Hierbei werden die Achsschenkel und deren Verbindung mit der Walzenröhre grossen Zug- und Druckspannungen ausgesetzt. It is known that in friction rolling mills of this type, despite the stress deformation of the rolls under load, a high degree of accuracy is placed on the roll gap moving in the micrometer range in order to achieve uniform mass transfer and high performance. Here, the steering knuckle and its connection to the roller tube are exposed to large tensile and compressive stresses.

In bekannter Weise werden daher die Achsschenkel mit einer Vielzahl spezieller Dehnschrauben an die an der Walzenröhre angegossenen, als Innenflanschringe ausgeformten Gewinderinge angeschraubt. Bei dieser Befestigung der Achsschenkel an der Walzenröhre werden durch die erforderlichen Innenflanschringe verschiedene ungünstige Faktoren wirksam, die insbesondere darin bestehen, dass bei der Abkühlung der Hartgusswalze sich im Bereich der angegossenen Innenflansche, hervorgerufen durch die Masseanhäufung, unterschiedliche Härtestrukturen bilden, die ohne einen speziellen Ballenschliff keine gleichmässige Übertragung des Verarbeitungsgutes zulassen. Auch erfordert diese Art der Achsschenkelbefestigung mittels Schraubverbindung einen hohen Fertigungsaufwand und setzt die Anwendung von Hochleistungswerkzeugen bei der Herstellung der Gewindeverbindungen voraus. In a known manner, the steering knuckles are therefore screwed with a large number of special expansion screws to the threaded rings molded onto the roller tube and formed as inner flange rings. With this fastening of the steering knuckle to the roller tube, various unfavorable factors become effective due to the required inner flange rings, which in particular consist in the fact that when the chilled cast iron roller cools, different hardness structures are formed in the area of the cast-on inner flanges, caused by the mass accumulation, which do not require a special bale grinding do not allow an even transfer of the processed goods. This type of steering knuckle attachment by means of a screw connection also requires a high manufacturing effort and requires the use of high-performance tools in the production of the threaded connections.

Für kleine Reibwalzenröhren sind das Aufschrumpfen der Stirnwände auf eine durchgehende Achse bekannt, indem die Nebenteile der kegelförmigen Stirnwände durch aufgezogene Schrumpfringe mit der Achse verbunden werden. Neben den hohen Herstellungskosten ist diese Befestigungsweise nicht geeignet, dauernd einen festen zentrischen Sitz der Walze zur Achse aufrechtzuerhalten. Nicht nur die Erschütterung unter Druck, sondern auch die Wärmedehnung lockern mit der Zeit den Sitz. For small friction roller tubes, the shrinking of the end walls onto a continuous axis is known in that the secondary parts of the conical end walls are connected to the axis by means of shrink rings. In addition to the high manufacturing costs, this type of fastening is not suitable for maintaining a permanent, central fit of the roller with the axis. Not only the shock under pressure, but also the thermal expansion loosen the seat over time.

Bei einer anderen üblichen Befestigungsart der Walzenröhre auf einer durchgehenden Achse sind die beiden Sitzflächen der Naben im Durchmesser unterschiedlich gehalten, um die Achse leicht einbringen und hydraulisch einpressen zu können. Diese Art der Befestigung setzt immer zwei Na-benwulstringe voraus, die den Spannungsverlauf in der Walzenröhre, bedingt durch den Massewulst, negativ beeinflussen und ist nur bei kleinem Achsdurchmesser wirtschaftlich anwendbar. In another conventional method of fastening the roller tube on a continuous axle, the two seat surfaces of the hubs are held differently in diameter in order to be able to insert the axle easily and to press it in hydraulically. This type of attachment always requires two hub rings that negatively influence the tension curve in the roller tube due to the bulge and can only be used economically with a small axle diameter.

Ferner ist auch bekannt, Hochleistungs-Hartgussröhren nach modernen technologischen Erkenntnissen mit Hilfe des Schleudergussverfahrens herzustellen und in die Walzenröhren Achsschenkel einzupressen, die beim Einpressen in bezug auf Druck und Festsitz genau überwacht werden können. Zur Vermeidung schädlicher Nabenverdickung werden auch die Achsschenkel mit ausgepressten grossen Tuben versehen. Bei Anwendung dieser Pressverbindung treten jedoch, sich nachteilig auf die mögliche Belastbarkeit auswirkende Schrumpfeigenspannungen in der Walzenröhre auf. Furthermore, it is also known to manufacture high-performance chilled cast iron pipes according to modern technological knowledge with the aid of the centrifugal casting process and to press steering knuckles into the roller pipes, which can be precisely monitored with regard to pressure and tight fit during the pressing in. In order to avoid harmful hub thickening, the steering knuckles are also provided with pressed-out large tubes. When using this press connection, however, shrinkage residual stresses in the roller tube, which have an adverse effect on the possible load capacity, occur.

Die Erfindung bezweckt, eine Steigerung des Durchsatzes bei Walzenreibmaschinen, durch den Einsatz von Walzenröhren aus Schalenhartguss ohne Innenflanschringe, zu erreichen. The invention aims to increase the throughput in roller grinders by using roller tubes made of chilled cast iron without inner flange rings.

Aufgabe derErflndung ist es, eine flüssigkeitsdichte, Materialverdickungen vermeidende Verbindung der Walzenröhre mit den Achsschenkeln zu schaffen, die einen sicheren Festsitz der Achsschenkel und deren Aufnahme in Pendelrollenlager ermöglicht, ohne dass der Spannungsverlauf der Durchbiegung der Walzenröhre sowie eine gleichmässige Abführung der funktionsbedingt anfallenden Wärmeenergie beeinflusst wird. It is the task of the invention to create a liquid-tight connection of the roller tube with the steering knuckles, which prevents thickening of the material, which enables the steering knuckle to be securely seated and accommodated in spherical roller bearings without influencing the stress curve of the bending of the roller tube and evenly dissipating the functionally generated heat energy .

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Walzenröhre an beiden Enden einen Bund und eine die Reiblänge begrenzende Fase aufweist und die Achsschenkel mit einem in die Walzenröhre eingepressten, als Passfläche ausgebildeten, zylindrischen Ansatz versehen sind, wobei der grösste Durchmesser der Achsschenkel sowie der Aussendurchmesser der Bunde der Walzenröhre gleiche Grösse besitzen und gemeinsam eine zylindrische Fläche bilden, auf der je ein Schrumpfring angeordnet ist, deren nach innen wirkende Radialkräfte grösser als die nach aussen wirkenden Kräfte der eingepressten Achsschenkel sind. In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Aussendurchmesser der Schrumpfringe kleiner als der äussere Walzenröhrendurchmesser, jedoch gleich gross dem Durchmesser der Fasen ist. Ein weiteres Merkmal ist, dass die Schrumpfringe in ihrer Breite doppelt so lang wie die Bunde der Walzenröhre sind. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Länge der zylindrischen Ansätze der Achsschenkel gleich der Länge der Bunde der Walzenröhre sind. Zu der Erfindung gehört ferner, dass die Verbindung zwischen der Walzenröhre und den Achsschenkeln flüssigkeits- und gasdicht ausgebildet ist. According to the invention, this is achieved in that the roller tube has a collar and a bevel that limits the length of friction at both ends, and the steering knuckles are provided with a cylindrical shoulder that is pressed into the roller tube and is designed as a mating surface, the largest diameter of the steering knuckle and the outside diameter of the Bundles of the roller tube have the same size and together form a cylindrical surface, on each of which a shrink ring is arranged, the inward radial forces of which are greater than the outward forces of the pressed-in steering knuckles. In an embodiment of the invention it is provided that the outer diameter of the shrink rings is smaller than the outer roller tube diameter, but the same size as the diameter of the chamfers. Another feature is that the width of the shrink rings is twice as long as the bundles of the roller tube. It is further provided that the length of the cylindrical lugs of the steering knuckles is equal to the length of the bundles of the roller tube. It is also part of the invention that the connection between the roller tube and the steering knuckles is liquid and gas tight.

Gegenüber den bekannten Hohlwalzen für Reibwalzwerke bietet die erfindungsgemässe Achsschenkelbefestigung insbesondere den Vorteil, dass durch die relativ gleichmässig wirkenden Radialkräfte der Schrumpfspannungen gleichmässig am Umfang verteilte Teilspannungen erzeugt werden, die eine bessere Anpassung der Walzen und damit einen günstigen Übertragungseffekt sowie eine Erhöhung der Leistung Compared to the known hollow rollers for friction rolling mills, the steering knuckle attachment according to the invention has the particular advantage that partial stresses that are evenly distributed around the circumference are generated by the relatively uniformly acting radial forces of the shrinkage stresses, which improve the adjustment of the rollers and thus a favorable transmission effect and an increase in performance

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der Walzenreibmaschine bei verbesserter Feinheit der verarbeiteten Masse ermöglichen. enable the roller grinder with improved fineness of the processed mass.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen: The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing:

Fig. 1 eine Hohlwalze mit eingepressten Achsschenkeln und aufgezogenen Schrumpfringen teilweise geschnitten Fig. 1 partially cut a hollow roller with pressed-in steering knuckles and drawn shrink rings

Fig. 2 als Einzelheit im grösseren Massstab eine Seite der Verbindung von Walzenröhre und Schrumpfring mit einem Achsschenkel im Schnitt Fig. 2 as a detail on a larger scale one side of the connection of the roller tube and shrink ring with a steering knuckle in section

Wie Fig. 1 zeigt, besteht die Hohlwalze aus einer zylindrischen Walzenröhre 1 und aus den durch Presssitze mit der Walzenröhre verbundenen, als Achsschenkel 2 ausgebildeten Seitenteilen, die in Lagerzapfen auslaufen, wobei zur Kühlung der Hohlwalze ein Achsschenkel in bekannter Weise eine Längsbohrung 3 aufweist. An beiden Enden ist die Walzenröhre mit einer Fase 4 und einem Bund 5 sowie an der Innenwandung mit glatten Bundflächen versehen. An den Bundflächen der Innenwandung der Walzenröhre liegen die in die Walzenröhre eingepressten und mit Passflächen versehenen zylindrischen Ansätze 6 der Achsschenkel spielfrei an und bilden mit dem Innendurchmesser der Walzenröhre den inneren Presssitz. Die Aussendurchmesser der Bunde der Walzenröhre und der grösste Aussendurchmesser der Achsschenkel besitzen einen gleichgrossen Durchmesser, auf den die Schrumpfringe 7 aufgezogen sind und gemeinsam die äusseren Presssitze bilden. Aus Fig. 2 ist näher ersichtlich, dass der Aussendurchmesser der aufgebrachten Schrumpfringe 7 kleiner als der Aussendurchmesser der Walzenröhre 1 jedoch gleichgross dem an diesen Walzenröhren üblichen, die Reiblänge begrenzenden Durchmesser der Fasen 4 ist. Die Breite der Schrumpfringe 7 ist so dimensioniert, dass sie der doppelten Länge der Bunde 5 der Walzenröhre entsprechen. Zur Erzielung günstiger Belastungsverhältnisse für die Walzenröhre sind die Übermasse der inneren und äusseren Presssitze so ausgelegt, dass die durch das Einpressen der Achsschenkel bzw. Aufschrumpfen der Schrumpfringe entstehenden Eigenspannungen der äusseren Presssitze grösser sind als die der inneren Presssitze. Um eine vorteilhafte Stützwirkung für die Walzenröhre zu erwirken, besitzen die inneren Presssitze die gleiche Länge wie die Bunde der Walzenröhre. As shown in FIG. 1, the hollow roller consists of a cylindrical roller tube 1 and of the side parts, which are connected to the roller tube by press fits and are designed as steering knuckles 2, which end in bearing journals, with a steering knuckle having a longitudinal bore 3 in a known manner for cooling the hollow roller. The roller tube is provided with a chamfer 4 and a collar 5 at both ends and with smooth collar surfaces on the inner wall. On the collar surfaces of the inner wall of the roller tube, the cylindrical lugs 6 of the steering knuckles, which are pressed into the roller tube and provided with mating surfaces, rest without play and form the inner interference fit with the inner diameter of the roller tube. The outside diameter of the bundles of the roller tube and the largest outside diameter of the steering knuckle have an equally large diameter, onto which the shrink rings 7 are mounted and together form the outer press fits. From FIG. 2 it can be seen in more detail that the outer diameter of the applied shrink rings 7 is smaller than the outer diameter of the roller tube 1, but is of the same size as the diameter of the chamfers 4 which is usual on these roller tubes and limits the length of friction. The width of the shrink rings 7 is dimensioned such that they correspond to twice the length of the bundles 5 of the roller tube. In order to achieve favorable load conditions for the roller tube, the excess dimensions of the inner and outer press seats are designed so that the internal stresses of the outer press seats resulting from the pressing in of the steering knuckles or shrinking on of the shrink rings are greater than those of the inner press seats. In order to achieve an advantageous support effect for the roller tube, the inner press seats have the same length as the bundles of the roller tube.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims (5)

654 222 PATENTANSPRÜCHE654 222 PATENT CLAIMS 1. Hohlwalze für Reibwalzwerke mit Wasserkühlung mit einer aus Schalenhartguss hergestellten dünnwandigen zylindrischen Walzenröhre, in die als Achsschenkel ausgebildete, in Lagerzapfen auslaufende Seitenteile eingepresst sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenröhre (1) an beiden Enden einen Bund (5) und eine die Reiblänge begrenzende Fase (4) aufweist und die Achsschenkel (2) mit einem in die Walzenröhre eingepressten, als Passfläche ausgebildeten zylindrischen Ansatz (6) versehen sind, wobei der grösste Durchmesser der Achsschenkel (2) sowie der Aussendurch-messer der Bunde (5) der Walzenröhre gleiche Grösse besitzen und gemeinsam eine zylindrische Fläche bilden, auf der je ein Schrumpfring (7) angeordnet ist, deren nach innen wirkende Radialkräfte grösser als die nach aussen wirkenden Kräfte der eingepressten Achsschenkel sind. 1.Hollow roller for friction rolling mills with water cooling with a thin-walled cylindrical roller tube made of chilled cast iron, into which side parts which are designed as steering knuckles and which end in bearing journals are pressed, characterized in that the roller tube (1) has a collar (5) and a friction length at both ends limiting bevel (4) and the steering knuckles (2) are provided with a cylindrical shoulder (6) pressed into the roller tube and designed as a mating surface, the largest diameter of the steering knuckle (2) and the outside diameter of the collars (5) The roller tube has the same size and together form a cylindrical surface, on each of which a shrink ring (7) is arranged, the inward radial forces of which are greater than the outward forces of the pressed-in steering knuckles. 2. Hohlwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser der Schrumpfringe (7) kleiner als der äussere Walzenröhrendurchmesser jedoch gleich gross dem Durchmesser der Fasen (4) ist. 2. Hollow roller according to claim 1, characterized in that the outer diameter of the shrink rings (7) is smaller than the outer roller tube diameter but the same size as the diameter of the chamfers (4). 3. Hohlwalze nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrumpfringe (7) in ihrer Breite doppelt so lang wie die Bunde (5) der Walzenröhre sind. 3. Hollow roller according to claims 1 and 2, characterized in that the shrink rings (7) are twice as long in width as the bundles (5) of the roller tube. 4. Hohlwalze nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der zylindrischen Ansätze (6) der Achsschenkel gleich der Länge der Bunde (5) der Walzenröhre sind. 4. Hollow roller according to claims 1 to 3, characterized in that the length of the cylindrical lugs (6) of the steering knuckle are equal to the length of the bundles (5) of the roller tube. 5. Hohlwalze nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Walzenröhre (1) und den Achsschenkeln (2) flüssigkeits- und gasdicht ausgebildet ist. 5. Hollow roller according to claims 1 to 4, characterized in that the connection between the roller tube (1) and the steering knuckle (2) is liquid and gas-tight.