DE3724168C2 - Hochbelasteter, einsatzgehärteter mit weichem Kern versehener Außenring einer wälzgelagerten Stützrolle eines Walzwerks - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hochbelasteten Ring nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Aus der DE 29 07 247 A1 ist ein Gruppenkaltwalzwerk bekannt, das mit wälzge­ lagerten Stützrollen versehen ist, um die Durchbiegung der Walzen zu verhin­ dern. Die Stützrollen sind auf der Rückseite der Walzen angeordnet und müs­ sen sehr hohe Radialkräfte übertragen. Die Stützrollen werden gleichzeitig als Außenringe der Wälzlager verwendet und sind somit einer zweifachen Wälz­ beanspruchung ausgesetzt, nämlich am Außenumfang der Walze und in der Bohrung den Rollen. Wegen der hohen Beanspruchung sind diese Stützrol­ len/Außenringe einsatzgehärtet, wodurch sich über ihrem gesamten Umfang eine Schicht mit für die Beanspruchung ausreichender Härte ergibt. Der Kern bleibt weich, damit die Bruchgefahr reduziert wird. Beobachtungen haben er­ geben, daß diese Außenringe wegen der hohen Belastung bei gleichzeitig meist hohen Temperaturen plastisch verformt werden, und zwar in der Weise, daß sich im mittleren Bereich ein größerer Durchmesser ergibt, d. h. der Ring wird im Querschnitt oval. Dadurch wird auch die zunächst zylindrische Lauf­ bahn konkav und es ergibt sich für die Rollen eine ungleichmäßige Lastvertei­ lung an den Berührstellen zwischen den Rollen und dem Außenring. Dies führt zum lokalen Überschreiten der Streckgrenze, wodurch achsparallele Anrisse am Laufbahnrand entstehen, die zu Ringbrüchen führen können.

Aus der US-PS 2 259 325 ist es weiterhin bekannt, einen Laufring mit einer Härteschicht zu versehen, die über die Ringbreite bis zur Ringmitte einen kon­ kaven Verlauf aufweist. Das Problem der Ovalverformung und der ungleich­ mäßigen Lastverteilung wird dadurch noch vergrößert.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung die Ringe so zu verbessern, daß auch nach längerer Laufzeit trotz hoher Belastung zylindrische Bohrungs- und Mantelflä­ chen beibehalten werden.

Die Lösung dieser Aufgabe wird im Patentanspruch 1 dargelegt.

Das Ziel wird demnach mit sehr einfachen Mitteln erreicht. Es ist nämlich nur nötig, eine Härtung der Stirnseite des Ringes mit den üblichen bekannten Mit­ teln zu vermeiden. Dadurch wird in diesen Bereichen die formversteifende Härteschicht vermieden. Daher bleiben auch bei sehr hoher Belastung die etwa zylindrischen Bohrungs- und Mantelflächen erhalten, denn in den weichen Randbereichen wird die Verformung in gleicher Weise eintreten wie im Mittel­ bereich, da nunmehr die versteifende Wirkung der einsatzgehärteten Stirnflä­ chen fehlt. Da also die Laufbahn zylindrisch bleibt, werden auch die Rollen gleichmäßig belastet, die Spannungskonzentrationen mit Anrissen vermieden und die Funktionsfähigkeit der gesamten Stützrolle wesentlich verbessert.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die nicht gehärteten Stirnseiten des Ringes profiliert. Solche Profile in Form von Nuten, die z. B. für die An­ bringung von Haltescheiben oder Dichtungen erforderlich sind, können daher in einfacher Weise im weichen Metall hergestellt werden. Oft wird dadurch auch der Einbau dieser Teile erleichtert.

Die ungehärteten, profilierten Stirnseiten haben gegenüber den entsprechend profilierten aber gehärteten Stirnseiten außerdem noch den Vorteil, daß sie in diesem Bereich weniger spröde sowie kerbunempfindlicher und damit stabiler sind.

Die Erfindung wird anhand von drei Figuren dargestellt:

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stützrolle mit glatten Stirnseiten.

Fig. 2 zeigt eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Stützrolle mit profi­ lierten Stirnseiten.

Fig. 3 zeigt den Außenring einer Stützrolle nach dem Stand der Technik.

Stützrollen von Walzwerken bestehen, wie aus Fig. 1 hervorgeht, aus einen Innenring 1, zwei Reihen von Rollen 2 mit nicht gezeigten Käfigen und dem Außenring 3.

Erfindungsgemäß wird der Außenring 3 nur im Bereich seiner Bohrungsfläche 7 und seiner Mantelfläche 8 einsatzgehärtet, während die Stirnseiten 9 unge­ härtet bleiben. Unter Erwärmung und Belastung ergibt sich dann die mit dün­ nen Strichen angedeutete Querschnittsform 10 des Außenrings 3. Die Lauf­ bahn 7′ bleibt dabei zylindrisch, wodurch die erwünschte gleichmäßige Lastverteilung auf die Rollen 2 erhalten bleibt.

In Fig. 2 wird eine der Fig. 1 ähnliche Ausführung gezeigt. Hier sind in ab­ weichender Weise die ungehärteten Stirnseiten 9 des Außenrings 3 mit einem Profil versehen, das die Form einer radial nach innen offenen Nut 12 besitzt. In diese leicht herstellbare Nuten 12 können Halte- oder Dichtungsringe einge­ bracht und dort befestigt werden.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführung nach dem Stand der Technik ist der Außenring 3 einsatzgehärtet und besitzt an allen Außenflächen etwa gleich dicke, gehärtete Schichten 4, während der Kern 5 weich bleibt. Die Betriebs­ bedingungen bewirken nun, daß sich der Außenring 3 oval verformt. Dadurch wird auch die Laufbahn 5′ des Außenrings 3 konkav und es treten insbeson­ dere im Bereich 6 der äußeren Stirnseiten der Rollen 2 unzulässig hohe Kan­ tenspannungen auf, die zum Lagerausfall führen.

Claims (2)

1. Hochbelasteter, einsatzgehärteter, mit weichem Kern versehener Außenring einer wälzgelagerten Stützrolle eines Walzwerks, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten (9) des Außenrings (3) ungehärtet sind und die Bohrungsfläche (7) und die Mantelfläche (8) über die gesamte Ringbreite eine in Härte und Tiefe gleichmäßige einsatzgehärtete Schicht aufweisen.

2. Außenring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtgehärteten Stirnseiten (9) des Außenringes (3) ein Profil in Form einer radial nach innen offenen Nut (12) besitzen.