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Walzenanordnung zum Walzen von Walzdraht
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Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Walzenanordnung zum Heißwalzen
eines Walzdrahts und ein Verfahren zum Zusammenbauen oder Zerlegen der Walzenanordnung.
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Gemäß Fig. 1 enthält eine herkömmliche Walzenanordnung eine Welle
10, eine Hülse 11 aus Sintermetall, die fest auf die Welle 10 gepaßt ist und eine
Ringnut 12 aufweist, eine an jeder Seite der Hülse auf die Welle 10 geschraubte
Spannmutter 13 zum Festhalten der Hülse 11, einen außerhalb jeder Spannmutter 13
mit Schrumpfsitz auf der Welle befestigten Dichtungsring 14, der Wasser, Zunder
und dergleichen am Eintreten in ein an jedem Ende der Welle befestigtes Lagergehäuse
hindert, und ein an jedem Ende der Welle im Lagergehäuse mit Schrumpfsitz befestigtes
Rollenlager 15. Eine auf diese Weise aufgebaute Walzenanordnung zum Walzen von Draht
und dergleichen wird für gewöhnlich als Hülsenwalze bezeichnet.
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Für die Hülsenwalze wird eine sehr hohe Genauigkeit benötigt, und
zwar nicht nur für die Herstellung der wesentlichen Teile, etwa der Hülse, der Welle
und der Spannmutter, sondern auch für die Technik des Zusammenbaus der Teile und
für die fertiggestellte Walzenanordnung selbst. Ist daher die Walzenanordnung einmal
vom Hersteller fertiggestellt, wird das Zerlegen der Walze weder durchgeführt noch
für nötig gehalten, solange im Betrieb keinerlei Störung auftritt.
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Eine auf diese Weise hergestellte Walzenanordnung ergibt beim praktischen
Betrieb keinen Nachteil, solange sie zur Herstellung großer Mengen in wenig Größenarten
angewendet wird. Jedoch muß bei der Herstellung kleiner Mengen in einer Vielzahl
von Größen eine große Anzahl von Hülsenwalzen
hergestellt werden,was
nicht nur die Verwendung verkompliziert, sondern auch eine große anfängliche Investition
ergibt.
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Daher sind Vorteile, wie die Verschleißfestigkeit der Hülsenwalze,
zum Teil ohne Bedeutung.
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Zur Verwendung bei kleinen Mengen in verschiedenen Größen ist die
aus Sintermetall bestehende Hülse mit mehr als zwei unterschiedlichen Ringnuten
versehen, von denen jede eine unterschiedliche Drahtgröße walzen kann. Wenn jedoch
die Walzmenge jedes Drahts nicht ausgeglichen wird, nimmt die Walzenverbrauchseinheit
(Walzenverschleißmenge je Walzmengeneinheit) stark zu. Daher ist diese Konstruktion
ebenfalls nicht durchführbar.
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Durch den oben angegebenen Grund besteht ein großer Bedarf an einer
Hülsenwalze, die am Ende vorn Benutzer leicht zerlegt und zusammengebaut werden
kann.
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Ein Hauptziel der Erfindung ist die Schaffung einer Hülsenwalze, die
die obigen Erfordernisse erfüllt.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens,
das ein leichtes Zusammenbauen und Zerlegen einer Hülsenwalze ermöglicht.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt einer Hülsenwalze nach dem Stand der Technik; Fig. 2 bis
4 Längsschnitte von Hülsenwalzen nach der Erfindung; Fig. 5 einen Querschnitt der
Hülsenwalze von Fig. 4;
Fig. 6 einen Querschnitt einer Hülsenwalze
mit einer Spanneinrichtung; Fig. 7 einen Querschnitt einer weiteren Spanneinrichtung.
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Gemäß Fig. 2 ist eine Welle 20 einer Hülsenwalze mit in axialem Abstand
voneinander befindlichen Gewinden 21 versehen. Zwischen den Gewinden ist ein leicht
konischer Umfang 22 ausgebildet.
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Ein axialer Kanal 23 erstreckt sich von einem Ende der Welle 20 zum
Mittelteil, während ein mit dem axialen Kanal 23 in Verbindung stehender radialer
Kanal 24 sich zum konischen Umfang 22 erstreckt. Es können mehrere mit dem Kanal
23 in Verbindung stehende Kanäle 24 vorgesehen werden. Auch kann der Kanal 23 mehrfach
ausgeführt sein.
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Auf dem konischen Umfang 22 der Welle 20 ist eine Hülse 30 aus Sintermetall
mit wenigstens einer Ringnut fest aufgepaßt.
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An jedem Ende der Hülse 30 ist ein Spannring 31 auf das jewellige
Gewinde 21 geschraubt. Gemäß Fig. 1 und 2 sind eine herkömmliche Spannmutter 13
und ein Dichtungsring 14 miteinander kombiniert zur Bildung des Spannrings 31 der
Erfindung.
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Selbstverständlich dient der äußere Endteil des Rings 31 als ein herkömmlicher
Dichtungsring.
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Außerhalb des Rings 31 ist an der Welle 20 ein Rollenlager 34 befestigt.
Dessen innere Laufbahn 35 ist durch Schrumpfsitz auf der Welle 20 befestigt.
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Zum leichten Außereingriffbringen des Rings 31 kann dessen Innendurchmesser
D geringfügig größer als der Außendurchmesser der inneren Laufbahn 35 gemacht werden,
die mit Schrumpfsitz auf der Welle 20 befestigt ist.
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Fig. 3 zeigt eine abgeänderte Hülsenwalze. Ein Bund 25 ist einstückig
um die Welle 20 herum ausgebildet. Ein einzelner Spannring 31 drückt die Hülse 30
gegen.den Bund 25. An der
Außenseite des Bundes 25 liegt ein herkömmlicher
Dichtungsring 14 an. Der EinlaB des Kanals 23 kann zum Außenumfang der Welle 20
an einer anderen Stelle als am konischen Umfang 22 offen sein.
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Gemäß Fig. 4 und 5 können ring- oder schraubenförmige Nuten 26 um
den konischen Umfang 22 herum angeordnet sein und in Verbindung mit dem Kanal 24
stehen. Wenn auch in der Zeichnung nicht dargestellt, kann eine solche r.ing- oder
schraubenförmige Nut am Innenumfang der Hülse 30 vorgesehen sein.
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Gemäß Fig. 4 können in jeder um die Welle 20 herum ausgebildeten Schulter
27 Ausnehmungen 28 vorgesehen sein, die mit Vorsprüngen 36 am Ende der inneren Laufbahn
35 des Lagers 34 in Eingriff gebracht werden können. Die Konstruktionen sind vorgesehen
zum Verhindern einer gegenseitigen Drehung zwischen der Welle 20 und der inneren
Laufbahn 35 aufgrund einer übermäßigen Belastung, Schwingung oder ungebräuchlichen
Schmierung während des Betriebs. Wie dargestellt, kann ferner zwischen der Hülse
30 und dem Ring 31 ein Befestigungsring 37 mit einer radial abgeschrägten Innenfläche
angeordnet werden, der gebrochene Teile der Hülse 30 am Zersplittern hindert, wenn
diese gelegentlich zerstört wird.
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Um sicherzustellen, daß die Spannringe 31 die Hülse 30 aus Sintermetall
festhalten, kann in jedem Ring 31 eine Spanneinrichtung vorgesehen werden. Gemäß
Fig. 6 ist der Ring 31 bei 38 geschlitzt und erstreckt sich eine Bohrung 39 durch
den Umfang des Rings und auch des Schlitzes 38. In die Bohrung 39 ist eine Schraube
40 eingesetzt, die den Ring 31 spannt.
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Gemäß Fig. 7 kann im Ring ein axialer Schlitz 41 mit J-formigem Querschnitt
vorgesehen werden zur Bildung eines zungenähnlichen Teils 42. In den Umfang des
Rings 31 ist eine Schraube 43 so radial geschraubt, daß ihr inneres Ende am zungenähnlichen
Teil 42 anstößt und dieses auf die Welle 20 drückt.
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Wenn auch nur zwei Beispiele oben erläutert wurden, können andere
Spanneinrichtungen verwendet werden.
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Gemäß der oben im einzelnen beschriebenen Walzenanordnung der Erfinduhg
wird beim Zusammenbau der Walze zuerst die Hülse 30 aus Sintermetall auf die Welle
20 an deren konischem Umfang 22 gesetzt. Dann wird die Hülse 30 kräftig zum Konus
22 gedrückt, während Uber die Kanäle 23 und 24 Flüssigkeitsdruck, etwa Öldruck,
aufgebracht wird. Wenn der Flüssigkeitsdruck erhöht wird, wird der Hülse 30 ein
Sitzen auf dem Konus 22 an der Stelle ermöglicht, an der es der Druck der Flüssigkeit
gestattet. In diesem Augenblick reicht ein Schub, der geringfügig größer als die
nur durch die Neigung des Konus 22 bedingte axiale Kraftkomponente ist, aus, um
die Hülse 30 so zu beaufschlagen, daß sie auf dem Konus 22 sitzt. Es wirkt keine
weitere Kraft, etwa die axiale Reibungskraftkomponente, auf die Hülse 30.
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Nachdem die Hülse in einer gegebenen Stellung aufgepaßt ist, wird
der Flüssigkeitsdruck entlastet. Auf diese Weise sitzt die Hülse unmittelbar und
fest auf dem konischen Umfang 22 der Welle 20.
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Im Gegensatz hierzu müßte bei der herkömmlichen Hülsenwalze eine größere
Kraft auf die Hülse ausgeübt werden, um die axiale Komponente der Reibungsgegenkraft
zu überwinden. Es ist somit unvermeidlich, daß am konischen Umfang 22 ein Kratzen
oder Abrieb erzeugt wird. Es ist ferner sehr schwierig, auf die Hülse einen gleichmäßigen
Druck auszuüben. Die Hülse kann daher manchmal brechen.
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Wenn ein Austausch der Hülse 30 erwünscht ist, werden die äußeren
Laufbahnen der Rollenlager 34 außer Eingriff gebracht.
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Die Ringe 31 werden dann von den Gewinden 21 gelöst und über die inneren
Laufbahnen 35 von der Welle 20 entfernt. Das Entfernen kann leicht ausgeführt werden,
da der Innendurchmesser des Rings 31 größer als der Außendurchmesser der inneren
Laufbahn
35 ist.
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Bei der herkömmlichen Walze erfordert jedoch das Entfernen der Lager
15 und der Dichtungsringe 14 (Fig. 1) ein Erhitzen der Walzenanordnung, da beide
Teile mit Schrumpfsitz an der Welle 10 befestigt sind. Das Erhitzen hat einen schlechten
Einfluß auf die Welle und auch auf die Lager und Dichtungsringe. Darüber hinaus
benötigt dies viel Arbeit und Zeit.
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Nach dem Entfernen der Ringe 31 muß die Hülse 30 gelöst werden. Hierzu
wird über die Kanäle 23 und 24 Flüssigkeitsdruck aufgebracht zur Bildung einer flüssigen
Schicht zwischen der Hülse 30 und dem konischen Umfang 22. Die Hülse 30 wird dann
leicht von der Welle abgezogen.
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Wie oben beschrieben, kann erfindungsgemäß die aus Sintermetall bestehende
Hülse leicht durch die Anwendung von Flüssigkeitsdruck durch den Kanal ausgetauscht
werden, der sich zum konischen Umfang erstreckt, auf den die Hülse fest aufgepaßt
ist.
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Ferner kann ein schnellerer und leichterer Austausch der Hülse durch
einen abgeänderten Spannring ausgeführt werden, der eine mit einem Dichtungsring
kombinierte Spannmutter und einen Innendurchmesser aufweist, der geringfügig größer
als der Außendurchmesser der inneren Laufbahn eines Rollenlagers ist.
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Die Konstruktionen ermöglichen ein leichtes Lösen des Spannrings ohne
Entfernen der inneren Laufbahn des Lagers, das durch Wärmeanwendung aufgeschrumpft
wurde, und ohne Entfernen eines Dichtungsrings, der bei der herkömmlichen Hülsenwalze
ebenfalls aufgeschrumpft wurde. Daher kann die Austauschfähigkeit merklicht verbessert
werden.
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Ferner können die Kosten für die Herstellung der verschiedenen Walzen
und der Lagerraum hierfür in hohem Maß eingespart werden.