DE3038628A1 - Walzscheibe - Google Patents

Description

Essen, den 10.10.1980 PZ 3246 Fö/gl

THYSSEN INDUSTRIE AG

Am Thyssenhaus 1

4300 Essen 1

XO Walzscheibe

Die Erfindung betrifft eine Walzscheibe für das Walzen von Profilen,

Rohren und Rundmaterial. Derartige Walzscheiben arbeiten zu zweit,

■ häufig auch zu dritt mit einem gegenseitigen Winkel 120° gegeneinander

.^;ΐ· 15 und formen das Profil zwischen ihren entsprechend ausgebildeten Stirnflächen. Die dabei auftretende Belastung ist hoch, was zu kurzen Standzeiten führt. Wegen der nicht unerheblichen, zum Teil stoßweise auftretenden Beanspruchung auch in axialer Richtung muß mit verhältnis-■ . mäßig zähen Materialien für die Walzscheiben gearbeitet werden, die

] 20 bezüglich ihres Verschleißverhaltens nicht günstig liegen. Bei einem

'* Verschleiß der formgebenden Fläche der Walzscheiben können diese noch

einige Male nachgedreht werden; dann muß die restliche Walzscheibe, da bei nochmaligem überarbeiten der Durchmesser zu klein würde, verschrottet werden.

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j Die Aufgabe der Erfindung wird darin gesehen, eine Walzscheibe zu

( entwickeln, die eine hohe Standzeit aufweist und die nach mehrfachem

Nacharbeiten nicht verschrottet werden muß, sondern aufgearbeitet werden kann.

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Diese Aufgabe wird bei einer Walzscheibe obiger Gattung dadurch gelöst, daß die Walzscheibe mehrteilig aus mindestens zwei konzentrischen Ringen, einem inneren Trag- und einem äußeren Arbeitsring aufgebaut

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ist, die aneinander angepaßte, gegenseitige Anlageflächen aufweisen und daß die beiden Ringe mit einem engen Klebspalt miteinander verklebt sind.

Der erfindungsgemäße, mehrteilige Aufbau ermöglicht durch das Zusammenwirken der einzelnen Merkmale, die Walzscheibe verschleißfester und langlebiger zu machen, durch weitgehend freie Wahl des Materials für den Arbeitsring diesen an verschiedene Bedingungen hinsichtlich des zu walzenden Materials anzupassen, ohne daß die Bruchempfindlichkeit steigt. Er beseitigt die Beschränkung auf zähe Materialien der bekannten, einteiligen Walzscheiben. Der Tragring kann aus zähem Material gefertigt werden und der äußere Arbeitsring aus verschleißfesten, spröderen Materialien. Die gegenseitige Anpassung von Trag- und Arbeitsring ermöglicht zusammen mit der Verklebung mit engem Klebspalt einen so festen Verbund, daß sowohl die nicht unerheblichen radialen Walzkräfte, als auch die tangential en und Kräfte in Achsrichtung von der Verbindung aufgenommen werden. Der enge Klebspalt sorgt dabei dafür, daß die Rückstellkräfte des Klebstoffs schon nach sehr geringfügiger Verschiebung voll wirksam werden. Die Standzeit der Walzscheibe wird erhöht. Wenn nach mehrmaligem Nacharbeiten der Walzscheibendurchmesser zu klein geworden ist, kann durch schnelles Erwärmen des Arbeitsrings, gegebenenfalls unter gleichzeitigem Kühlen des Tragrings, der Arbeitsring abgezogen und. durch einen neuen ersetzt werden. Auf diese Weise werden nur die verschlissenen Teile der Walzscheibe verschrottet.

Im einzelnen kann die Erfindung wie folgt vorteilhaft ausgestaltet sein.

Eine besonders sichere Verbindung zwischen dem Tragring und dem Arbeitsring kann dadurch verwirklicht werden, daß die Verbindung zwischen dem Tragring und dem Arbeitsring durch Klebschrumpfen hergestellt ist. Durch die Klebschrumpfung, bei der der Tragring vor dem Zusammenbau einen geringfügig größeren Durchmesser hat als der Innendurchmesser des Arbeitsrings, entsteht nur ein minimaler Klebspalt und dadurch eine sehr starre Verbindung. Außerdem wirkt die Einspan-

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nung des Tragrings durch den Arbeitsring klemmend, wobei man wegen der unterstützenden Wirkung durch die Klebung durch entsprechende Wahl der Durchmesser von Trag- und Arbeitsring die Zugspannungen im Arbeitsring geringer halten kann als bei reinen Schrumpfverbindungen. Das gibt die' Freizügigkeit, für den Arbeitsring härtere bzw. durchvergütete und damit verschleißfestere Materialien trotz deren größerer Sprödigkeit zu wählen. Die nur sehr geringe Schichtdicke der Klebstoffschicht beim Klebschrumpfen führt zu einem nur sehr geringen Wärmeübergangswiderstand zwischen dem Arbeitsring und dem Tragring und damit zu einer guten Wärmeabfuhr vom Arbeitsring über den Tragring und die diesen haltende Walzenachse. Dadurch entstehen nur geringfügige Temperaturunterschiede beim Walzen zwischen dem Arbeitsring und dem Tragring, was den festen Verbund zwischen beiden auch bei .temperaturmäßiger Belastung fördert.

Ein günstiges Maß für den Schrumpf, bei dem einerseits eine genügende Flächenpressung-erreicht wird und andererseits das Auftreten zu hoher, den Arbeitsring gefährdender Zugspannungen in diesem vermieden wird, wird dadurch eingestellt, daß der Außendurchmesser des Tragrings um 0,1 bis 0,4 o/oo größer ist als der Innendurchmesser des Arbeitsrings vor dessen Aufrücken auf den Tragring.

Je nach dem Einsatzzweck ist auch eine Befestigung des Arbeitsrings auf dem Tragring ohne Schrumpfen durch eine reine Klebung tragbar. In dieser Ausführungsform empfiehlt die Erfindung, daß der Außendurchmesser des Tragrings um rd. 0,20 bis 0,50 mm kleiner ist als der Innendurchmesser des Arbeitsrings. Dabei ergeben sich Klebspalte zwisehen 0,10 bis 0,25 mm. Besonders günstig sind Klebspalte zwischen 0,15 und 0,20 mm.

Dabei ist es vorteilhaft, daß die Anlageflächen des Tragrings und des Arbeitsrings aufgerauht sind. Dadurch wird die Festigkeit der Verbindung wesentlich gesteigert. Beim Zusammenfügen des Tragrings und des Arbeitsrings sorgt die Aufrauhung dafür, daß der Klebstoff nicht abgeschert wird, sondern ^Ί'η dem Spalt eingetragen wird; außerdem wirkt die Oberflächenvergrößerung, die eine Vergrößerung der von der Scherkraft beim Arbeiten der Walzen beaufschlagten Fläche darstellt, im - 4 -

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Sinne einer Verminderung der spezifischen Scherkraft. Als vorteilhaft hat sich eine Rauhtiefe von 100 bis 150 μπι, insbesondere von 120 bis 130 pm erwiesen. Bei dieser Ausführungsart der Erfindung ist das Abnehmen des verschlissenen Arbeitsrings leichter als bei der Ausführung mit Klebschrumpfung.

Hinsichtlich der Scherzugfestigkeit, der Verformbarkeit und der Alterungsbeständigkeit eignet sich ein silicon-phenol-modifizierter Zweikomponenten-Epoxidkleber besonders gut.

Auch Einkomponentenkleber auf Epoxidbasis mit Phenolharz oder NyTonharzzugabe sind bezüglich der Scherzugfestigkeit, der Verformbarkeit . und der Alterungsbeständigkeit bestens geeignet; schwieriger ist bei diesen Klebstoffen die Aushärtung, die nur unter Wärme von 100 bis 150° C unter entsprechendem Anpreßdruck befriedigend erfolgt. Dadurch ist dieser Klebstoff besonders geeignet für das Klebschrumpfen, wenn der Arbeitsring zum Aufziehen erwärmt wird. Die Wärme bringt die notwendige Erwärmung des Klebstoffs, das Zusammenziehen bei der Abkühlung den Anpreßdruck.

Eine gute Zentrierung und genau fluchtende Ausrichtung der Achsen des Tragrings und des Arbeitsrings werden dadurch erreicht, daß die gegenseitigen Anlageflächen des Tragrings und des Arbeitsrings im wesentlichen Zylinderflächen sind und'eine der Zylinderflächen am Rand einen Flanschvorsprung und die andere ZyIinderflache am entsprechenden Rand eine dem Flansch angepaßte Nut aufweist. Von der Bear- _:, beitung her einfacher ist die Ausführungsart, bei der der Tragring einen Flansch hat und die Nut im Arbeitsring angebracht ist.

In einer anderen Ausführung weist die Anlagefläche des Tragrings einen zentralen zylindrischen, einen anschließenden kegel stumpfmantelförmigen und einen daran anschließenden kreisringförmigen Abschnitt auf, ein Sicherungsring eine innere, dem Tragring angepaßte zylindrische Fläche und eine äußere Kegel Stumpfmantelfläche, und der Arbeitsring ist der zylindrischen, der kegelmantel- und oer kreisringförmigen Fläche des Tragrings und der Kegel stumpfmantel fache des Sicherungs-

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ringes angepaßt. Der Sicherungsring ist dann mit dem Tragring verschraubt. Eine derartige Walzscheibe hat selbst nach Zerstörung des

] 5 Verbandes zwischen dem Tragring und dem Arbeitsring wegen der Unver-

ί lierbarkeit und der räumlichen Fixierung des Arbeitsrings gute Not

laufeigenschaften.

Der Tragring kann aus einem normalen Baustahl, etwa St 37 bestehen, der gute Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften hat, da der Stahl nicht auf Verschleiß beansprucht wird.

Man kann auch abgedrehte Walzscheiben für den Tragring nehmen, was sich vor allem dann empfiehlt, wenn alte, sonst der Verschrottung zuzuführende Walzscheiben zur Verfügung stehen.

j Für den Arbeitsring eignen sich sowohl herkömmliche Walzenqualitäten

wie Indefinite, GGG (Sphäroguß) oder Hartguß.

Bei stärkeren bis hohen Beanspruchungen empfiehlt die Erfindung für

den Arbeitsring hochlegierte, durchvergütete Qualitäten wie z.B.

j Schnellstahl, mit Lcgierungsanteilon bis zu 60 %, gegebenenfalls sogar

Hartmetal1. ·

Bei geringeren Beanspruchungen können aus Wirtschaftlichkeitsgründen • für den Arbeitsring auch normale Baustähle eingesetzt werden.

■

Im folgenden wird anhand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der

Erfindung erläutert. Es zeigen im einzelnen ' 30 Fig. 1 eine Walzscheibe im Schnitt,
■i Fig. 2 eine andere Ausführungsform der Walzscheibe im Schnitt.

\ Die Walzscheibe für das Walzen von Profilen nach Fig. 1 ist aus zwei.

konzentrischen Ringen, einem inneren Tragring 1 und einem äußeren Arbeitsring 2 aufgebaut. Der Tragring 1 und der Arbeitsring 2 weisen aneinander angepaßte, gegenseitige Anlageflächen 3, 4 auf und zwar Zylinderflächen 3 auf ^Hem Tragring 1 und 4 auf dem Arbeitsring 2. Die Zylinderfläche 3 hat am Rande einen Flanschvorsprung 5 und die

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ZyIinderfläche 4 eine dem Flansch angepaßte Nut 6. Der Durchmesser des Tragrings 1 ist 0,3 o/oo größer als der Innendurchmesser des Arbeitsrings 2. Die Anlageflächen des Arbeitsrings 2 und des Tragrings 1 sind auf eine Rauhigkeit von 15 bis 20 μπι geschliffen worden. Zum | Aufziehen ist der Arbeitsring 2 erwärmt worden, der Tragring 1 mit silicon-phenol-modifiziertem Zwei komponenten-Epoxidkleber dünn bestrichen und die Teile ineinander gefügt worden.

Bei der Ausführungsart nach Figur 2 weist die Anlagefläche des Tragrings 1 einen zentralen zylindrischen Abschnitt 7, einen anschließenden Kegelstumpfmantelabschnitt 8 und einen daran anschließenden kreisringförmigen Abschnitt-9 auf. Ein Sicherungsring 10 hat eine innere, dem Tragring 1 angepaßte Zylinderfläche 11 und eine äußere Kegelstumpf- « mantelflache 12. Der Arbeitsring 2 ist der zylindrischen Fläche 7, der kegelmantelförmigen Fläche 8 und der kreisringförmigen Fläche 9 des Tragrings und der Kegel Stumpfmantelfläche 12 des Sicherungsringes 10 angepaßt. Der Sicherungsring 10 ist durch eine Schraube 13 mit dem |.

Tragring 1 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Tragring 1 und dem Arbeitsring 2 ist, wie oben zu Figur 1 beschrieben, ausgeführt. Diese · insgesamt aus 3 Ringen aufgebaute Walzscheibe ist längere Zeit in L der Produktion eingesetzt worden, wobei die Klebschrumpfverbindung ' [ zwischen dem Tragring 1 und dem Arbeitsring 2 durchgehalten hat, der

Sicherungsring 10 also nicht in Funktion treten mußte. :

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   ' ⁵ (ly^Walzscne-i^{be f}ür das Walzen von Profilen, Rohren und Rundmaterial, ? dadurch gekennzeichnet,

   ; daß die Walzscheibe mehrteilig aus mindestens zwei konzentrischen

   * Ringen, einem inneren Tragring (1) und einem äußeren Arbeitsring (2)

   aufgebaut ist,

   10 die aneinander angepaßte, gegenseitige Anlageflächen (3,4,7 bis 9, i 11,12) aufweisen,

   und daß die beiden Ringe mit einem engen Klebspalt miteinander

   ¹ verklebt sind.

   15 2. Walzscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver- A bindung zwischen dem Tragring (1) und dem Arbeitsring (2) durch

   Klebschrumpfen hergestellt ist.

   i 3. Walzscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außen-

   20 durchmesser des Tragrings (1) um 0,1 bis 0,4 o/oo größer ist als "] der Innendurchmesser des Arbeitsrings (2) vor dessen Aufdrücken

   ⁴ auf den Tragring (1).

   ^; 4. Walzscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außen-

   25 durchmesser des Tragrings (1) um rd. 0,20 bis 0,50 mm kleiner ist als der Innendurchmesser des Arbeitsrings (2).

   5. Walzscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen (3,4) des Tragrings (1) und des Arbeitsrings (2) aufgerauht

   30 sind.

   6. Walzscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauhtiefe 100 bis 150 μηι beträgt.

   35 7. Walzscheibe nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekenn ζ ei. chnet, daß der Klebstoff ein silicon-phenol-modifizierter Zweikoniponenten-Epoxidkleber ist.

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   8. Walzscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein Einkomponentenkleber auf Epoxidbasis mit Phenol harz- oder Nylonharzzugabe ist.

   9. Walzscheibe nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die gegenseitigen Anlageflächen des Tragrings (1) und des Arbeitsrinqs (2) im wesentlichen Zylinderflächen (3,4) sind und eine der Zylinderflächen (3) am Rand einen Flanschvorsprung (5) und die andere Zylinderfläche (4) am entsprechenden Rand eine dem Flansch (5) angepaßte Nut (6) aufweist.

   10. Walzscheibe nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragring (1) aus Baustahl gefertigt ist. .

   11. Walzscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragring (1) aus einer abgedrehten Altwalze besteht.

   12. Walzscheibe nach einem der obigen Ansprüche, dadurch' gekennzeichnet , daß der Arbeitsring (2) aus einem leichtlegierten CrNi-Stahl, z.B. Indefinite besteht.

   13. Walzscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsring (2) aus Sphäroguß besteht.

   14. Walzscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsring (2) aus Hartguß besteht.

   15. Walzscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsring (2) aus Schnellstahl oder ähnlichen bis zu 60 % legierten Stählen besteht.

   16. Walzscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsring (2) aus Hartmetall besteht.