SE528850C2 - Vals samt distansring med kraftöverförande ändyta - Google Patents

Description

20 25 30 528 850 mellan ringarna vara kraftfulla, dvs förmá överföra vridmoment utan att ringarna slirar relativt varandra.

Teknikens ståndpunkt Vid tidigare kända kombivalsar (se exempelvis US 5735788 och US 6685611) är sàväl valsringarna som distans- eller mellanringarna utformade med ändytor, som utbreder sig radiellt hela vägen fràn insidan till utsidan, dvs från valsaxelns mantelyta till den enskilda ringens utvändiga cylinderyta. Detta faktum har emellertid visat sig vara menligt för friktionsförbandens förmåga att överföra stora vridmoment mellan ringarna. Sålunda innebär den beskrivna utformningen att kraftöverföringen sker i en zon belägen ungefär mitt emellan distansringens insida och utsida, dvs så nära valsaxelns mantelyta respektive centrumaxel som möjligt.

Dessutom blir yttrycket i gränssnitten mellan kontaktytorna relativt làgt i och med att kontaktytorna är jämförelSeViS stora. Av dessa skäl kan inträffa att ringarna slirar relativt varandra, nagot som i sin tur kan leda till produktionsavbrott och i värsta fall valshaverier.

Uppfinningens syften och särdrag Föreliggande uppfinning tar sikte pà att undanröja ovannämnda brister hos tidigare kända kombivalsar och skapa en förbättrad vals. Ett primärt syfte med uppfinningen är därför att skapa en kombivals vid vilken stora vridmoment kan överföras mellan närbelägna ringar via friktionsförband, som pà ett tillförlitligt sätt motverkar slirning mellan ringarna.

Med andra ord tar uppfinningen sikte pà att skapa kraftfulla och effektiva friktionsförband mellan ringarna i valsen. Det är även ett syfte att åstadkomma de förbättrade friktions- förbanden med enkla medel och pä ett sätt som till och med kan vara materialbesparande. 10 15 20 25 30 528 850 Enligt uppfinningen nås åtminstone det primära syftet medelst de särdrag, som är angivna i det självständiga patentkravets l kännetecknande del. Fördelaktiga utföranden av den uppfinningsenliga valsen är vidare angivna i de osjälvständiga kraven 2-6.

I en annan aspekt hänför sig uppfinningen även till en ring som sådan, i synnerhet en distansring. Särdragen hos denna ring framgår av det självständiga patentkrävêfi 7- Kort beskrivning av bifogade ritningar På ritningarna är: Fig 1 en delvis skuren längdvy genom en kombivals enligt uppfinningen, Fig 2 en förstorad detalj A i fig l, Fig 3 en perspektivvy av en i valsen ingående distansring enligt uppfinningen, och Fig 4 en detaljsektion, som schematiskt åskådliggör ett alternativt utförande av uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföranden av uppfinningen I fig 1 visas en vals, vilken inbegriper en valsaxel 1, tre valsringar 2, och tre distansringar eller mellanringar 3. Valsaxeln 1 har en rotationssymmetrisk grundform, som definieras av en central geometrisk axel C. I praktiken tillverkas valsaxeln genom svarvning av ett ämne, som roteras kring axeln C.

Satsen av ringar 2, 3 hålls på plats mellan en fast stoppring 4, som i exemplet utgörs av en svarvad, ringformig ansats, och en låsmutter 5 vid axelns motsatta ände. Denna låsmutter har en invändig gänga (ej synlig), som kan dras fast i en utvändig gänga pá valsaxeln. Mellan låsmuttern 5 och den första valsringen 2 finns i detta fall även en dynamisk fjäder 6. Denna átskiljs fràn låsmuttern via en spännring 7. I 10 15 20 25 30 528 850 làsmuttern finns dessutom ett antal periferiskt àtskilda ställdon 8 med vilkas hjälp fjäderkraften i fjädern 6 kan regleras eller efterjusteras.

I exemplet tänkes valsringarna 2 bestå av massiv härdmetall, medan distansringarna 3 består av en segare eller mjukare metall, t ex stàl. Varje enskild valsring 2 är avgränsad av dels utvändiga och invändiga cylinderytor 9, 10 dels motsatta ändytor 12, vilka var för sig är plana 0Ch utbreder sig i rät vinkel mot rotationsaxeln C. Varje dylik ändyta 12 begränsas utát av en cirkulär begränsningskant eller kantlinje 13 och inàt av en inre, likaledes cirkulär kantlinje 14.

Pá analogt sätt avgränsas den enskilda distansringen (se fig 3) av en utvändig cylinderyta 11, som definierar ringens ytterdiameter, en invändig cylinderyta 10, som definierar ringens innerdiameter, samt tvà motsatta plana ändytor 15 ,vilka utbreder sig i rät vinkel mot centrumaxeln C.

Sá lángt den visade valsen hittills beskrivits är densamma i allt väsentligt tidigare känd, dock med undantag för distansringarnas 3 utformning. Vid tidigare kända distansringar har de plana ändytorna 15 sträckt sig radiellt hela vägen fràn den invändiga cylinderytan 10 till den utvändiga cylinderytan 11. Med andra ord har distansringarna haft samma allmänna utformning, som den till höger i fig 1 visade ringen 7.

Nytt och utmärkande för uppfinningen är att den enskilda ändytan 15 pà distansringen 3 utformats så att ytans inre begränsningskant eller -linje 17 är större än valsaxelns ytterdiameter (som i exemplet enligt fig 4 överensstämmer med ringens innerdiameter). Pä så sätt reduceras ändytans 15 totala area för en given ytterdiameter, varigenom yttrycket mot en närbelägen valsring ökas. Dessutom flyttas ytans kraftöverföringszon (dvs en tänkt cirkellinje mitt emellan 10 15 20 25 30 528 850 begränsningslinjerna 16 och 17) ut i jämförelse m0tSVaIande kraftöverföringszoner vid tidigare kända distansringar. Med andra ord ökar den effektiva momentarmen, sådan denna bestäms av det radiella avståndet mellan centrumaxeln C och nämnda kraftöverföringszon.

I det i fig 1, 2 och 3 visade exemplet har den eftersträvade reduceringen av ändkontaktytans 15 area åstadkommits genom att ringen utformats med dels en yttre kransdel 18, vilken har en tjocklek - räknad såsom avståndet mellan de motsatta ändytorna 15 - som är större än tjockleken hos en inre kransdel 19, i vilken det av cylinderytan 10 avgränsade hålet i ringen är utformat. Med hjälp av denna innerkransdel 19 bibehålls dístansringens förmåga att centreras, då den träds på valsaxeln 1. Såsom framgår av fig 3 har ytterkransdelen 18 en radiell utbredning (det radiella avståndet R1 mellan begränsningslinjerna 16, 17), som är mindre än innerkransdelens radiella utbredning, sådan denna .representeras av det radiella avståndet R2 mellan begränsningslinjen 17 och hålkantytan 10. I praktiken kan R1 uppgå till 50-80%, lämpligen 60~70% av R2.

I fig 4 visas ett alternativt utförande av en vals vid vilken distansringen 3A saknar den centrerande innerkransdelen enligt det ovan beskrivna utförandet. I detta fall utbreder sig sålunda en rotationssymmetrisk hålkantyta 10A direkt mellan ändytornas 15 inre, cirkulära begränsningskanter 17. Eventuell centrering av denna distansring kan antingen ske med hjälp av utvändigt applicerade centreringsdon, eller med hjälp av en inre, ringformig kärna av annat material, t ex cellplast, trä eller liknande.

I gränssnitten mellan valsringarnas 2 och distansringarnas 3 ändytor kan appliceras skikt av ett stort antal, lämpligen likformigt fördelade korn av ett material, som är hårdare än det hårdaste materialet i någon av ringarna. 10 15 20 528 850 Därest valsringarna är tillverkade av hàrdmetall kan användas exempelvis korn av diamant, kubisk bornitrid, keramik eller liknande. Kornen bör ha en storlek som är åtminstone nà90t större än de mikroskopiska ojämnheter, som bestämer kontaktytornas ytfinhet. Dà valsringarna och distansringarna pressas emot varandra med full kraft, kommer kornen att tränga in i respektive ändyta och i hög grad öka friktionen mellan ytorna. Dylika korn försvarar ej i nämnvärd grad ringarflas àtsärande från varandra. I praktiken kan kornen ingå i en pasta eller annan trögflytande fluid, som kan penSläS På distansringarnas jämförelsevis smala, ringformiga ändkontaktytor. Alternativt kan kornen appliceras med pläteringsteknik.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Uppfinningen är ej begränsad blott till de ovan beskrivna och pà ritningarna visade utförandena. Sålunda är det tänkbart att utforma den radiellt reducerade ändkontaktytan pá en valsring, istället för pà just en distansring, ehuru det exemplifierade utförandet föredras i praktiken.

Claims (7)

10 15 20 528 850 Patentkrav

1. Vals innefattande dels en valsaxel (l) med en rotationssymmetrisk grundform, som definieras av en central geometrisk axel (C), dels ett antal pà valsaxeln (l) m0fltefaåe ringar (2, 3), som uppvisar tvà plana ändytor (12, 15). Vilka var för sig utbreder sig mellan yttre och inre, cirkulära begränsningskanter (13, l4 respektive 16, 17), 0Ch tjänar såsom friktionskontaktytor för överföring av vridmoment mot närbelägna ringar, kânnetecknad av att åtminstone den ena ändytan (15) i en ring är begränsad av en innerkant (17), Värs diameter är större än valsaxelns (1) ytterdiameter-

2. Vals enligt krav 1, kännetecknad av att sagda änåytä (15) ingår i en distansring (3) och är ansatt mot en ändyta pà en valsring (2).

3. Vals enligt krav 1 eller 2, kånnetecknad av att ringens báda motsatta ändytor (15) begränSäS äV inflerkänter, vilkas diametrar är större än valsaxelns ytterdiameter.

4. Vals enligt krav 2 eller 3, kännetecknfiå av att distansringen (3) inbegriper en yttre kransdel (18), vilken har en axiell tjocklek - räknad såsom avståndet mellan de motsatta ändytorna (15) - som är större än tjockleken hos en inre kransdel (19), vilken uppvisar en invändig, rotationssymetrisk begränsningsyta eller hàlkantyta (10), vars diameter överensstämer med valsaxelns diameter.

5. Vals enligt krav 4, kännetecknad av att det radiella avståndet (Rl) mellan den enskilda ändytans (15) yttre och inre begränsningskanter (16, 17), är mindre än det radiella avståndet (R2) mellan den inre begränsningskanten (17) 0Ch hàlkantytan (lO). 10 15 528 850

6. Vals enligt något av kraven 1-3, kännßteëkflfld av att mellan de båda ändytornas (15) inre begränsningßkäfltef (17) utbreder sig en rotationssymmetrisk yta, som bildar en invändig begränsníngsyta eller hàlkantyta och har en diameter, som är lika stor som, eller föga mindre än, de inre begränsningskanternas diameter.

7. Distansring för valsar, uppvisande dels utvändiga och invändiga, rotationssymmetriska begränsningSYt0rf dels två axiant anamma och fran varandra vända, plana ändytor (15), vilka utbreder sig mellan yttre och inre, cirkulära begränsningskanter (16, 17), och tjänar såsom kraftöverförande friktionskontaktytor mot andra i en vals ingående ringar, kânnetecknad av att den enskilda, kraftöverförande ändytan (15) är begränsad av en innerkant (17), vars diameter är större än ringens innerdiameter, sådan denna bestäms av den invändiga begränsningsytan (10).