DE102012110158B3 - Gear blank for bearing rotary drum, has annular binding and radially extending bar which are joined together with friction welds - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Laufring zur Lagerung einer Drehtrommel, wobei der Laufring einen Durchmesser von wenigstens 3 m aufweist und sich aus wenigstens einer Ringbandage und wenigstens einem sich radial erstreckenden Steg zusammensetzt, sodass sich ein T-, L- oder U-förmiger Querschnitt ergibt. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Zahnkranzrohling mit einem Durchmesser von wenigstens 3 m, der sich aus wenigstens einer Ringbandage und wenigstens einem sich radial erstreckenden Steg zusammensetzt, sodass sich ein T-, L- oder U-förmiger Querschnitt ergibt.The invention relates to a race for mounting a rotary drum, wherein the raceway has a diameter of at least 3 m and is composed of at least one annular bandage and at least one radially extending web, so that a T, L or U-shaped cross-section results. Furthermore, the invention relates to a sprocket blank with a diameter of at least 3 m, which is composed of at least one annular bandage and at least one radially extending web, so that a T, L or U-shaped cross-section results.
Laufringe werden beispielsweise bei umfanggelagerten Kugelmühlen oder anderen Drehtrommeln eingesetzt, wobei eine Gleitschuhlagerung zur Anwendung kommt, die Lagersegmente aufweist, auf denen sich der Laufring der Drehtrommel abstützt. Zwischen Lagersegment und Laufring wird hydrostatisch oder hydrodynamisch ein Schmierfilm aufgebaut. Die Laufringe weisen zu diesem Zweck auf Ihre Außenseite eine fein bearbeitete zylindrische Oberfläche auf.Running rings are used, for example, in peripheral ball mills or other rotary drums, with a Gleitschuhlagerung is used, which has bearing segments on which the race of the rotary drum is supported. Between hydrostatic and hydrodynamic a lubricating film is built up between bearing segment and raceway. The races have a finely machined cylindrical surface on the outside for this purpose.
Die im Querschnitt üblicherweise T-förmig ausgebildeten Laufringe bestehen aus einer umlaufenden Bandage und einem Steg, die mit umlaufenden Schweißnähten verbunden sind. Die Erstellung dieser Schweißnähte ist jedoch sehr zeitintensiv und erfordert einen hohen Fertigungsaufwand sowie eine genaue Temperaturführung. Da die miteinander zu verbindenden Teile vorgewärmt werden müssen, ist zudem ein hoher Energieeinsatz erforderlich.The cross-sectionally usually T-shaped races consist of a rotating bandage and a web, which are connected to circumferential welds. The preparation of these welds, however, is very time consuming and requires a high production cost and an accurate temperature control. Since the parts to be joined must be preheated, a high energy input is also required.
Große Zahnkranzrohlinge erfordern beim Zusammenfügen von radialem Steg und Ringbandage einen sehr ähnlichen Aufwand. Anstelle der fein bearbeiteten zylindrischen Umfangsfläche sind beim Zahnkranzrohling auf der dem Steg gegenüberliegenden Seite der Ringbandage Zähne vorgesehen.Large sprocket blanks require a very similar effort when joining radial web and ring bandage. Instead of the finely machined cylindrical peripheral surface teeth are provided at the sprocket blank on the opposite side of the web of the annular bandage.
Aus der
Durch die
Aus der
http://www.bechteler.com/02_pages/01_referate/reibschweissen/reibschweissen.html berichtet schließlich über ein Praxisseminar „Das Reibschweissen” an der FH Augsburg. Hiernach ist bei Stahl die zu verschweißende Bauteilgeometrie bei Vollquerschnitten auf 250 mm und bei Hohlquerschnitten auf 900 mm (bei 6 mm Wanddicke) begrenzt.http://www.bechteler.com/02_pages/01_referate/reibschweissen/reibschweissen.html Finally reports on a practical seminar "The Reibschweissen" at the FH Augsburg. According to this, in the case of steel, the component geometry to be welded is limited to 250 mm for full cross sections and to 900 mm (for 6 mm wall thickness) for hollow cross sections.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den Fertigungsaufwand von Laufringen oder Zahnkranzrohlingen mit einem Durchmesser von wenigstens 3 m, insbesondere hinsichtlich der Fertigungszeiten, deutlich zu reduzieren.The invention is based on the object, the manufacturing cost of races or sprocket blanks with a diameter of at least 3 m, especially in terms of manufacturing times to reduce significantly.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst, indem die wenigstens eine Ringbandage und der wenigstens eine Steg mit einer Reibschweißverbindung miteinander verbunden sind.According to the invention, this object is achieved by the features of
Das Verfahren der Reibschweißung ist zwar bei kleineren rotationssymmetrischen Teilen hinlänglich bekannt, wurde jedoch noch nie bei der Fertigung von großen Laufringen oder Zahnkranzrohlingen eingesetzt. Die ansonsten bei einer Schweißnahtverbindung notwendigen Vorbereitungen, wie spanabhebende Bearbeitung der Einzelteile oder eine Vorwärmung der zu verbindenden Teile sind durch die Reibschweißverbindung nicht mehr erforderlich, sodass die Fertigungszeiten für derart große Laufringe und Zahnkranzrohlinge von mehreren Wochen auf wenige Minuten verringert werden. Weiterhin ergibt sich eine signifikante Energieersparnis durch den Wegfall der Vorwärmung der Schweißnaht. Außerdem können für die Ringbandage und Stege und unterschiedliche Materialien, wie beispielsweise Verschleisswerkstoffe, schmiedbare Stähle, Werkstoffe mit unterschiedlichen Härten oder Festigkeiten oder Legierungsbestandteilen eingesetzt werden, die mit herkömmlicher Schweißtechnik nicht verschweißt werden können.Although the method of friction welding is well known in smaller rotationally symmetrical parts, it has never been used in the manufacture of large races or sprocket blanks. The otherwise necessary in a weld joint preparations, such as machining of the individual parts or preheating the parts to be joined are no longer required by the Reibschweißverbindung, so that the production times for such large races and sprocket blanks from several weeks to a few minutes are reduced. Furthermore, there is a significant energy savings by eliminating the preheating of the weld. In addition, for the annular bandage and webs and different materials, such as wear materials, malleable steels, materials with different hardnesses or strengths or alloy components can be used, which can not be welded with conventional welding technology.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung betragen die Wandstärken von Ringbandage und Steg 25 bis 300 mm. Zur Vermeidung von Spannungsspitzen kann an der Verbindungsstelle von Ringbandage und Steg eine umlaufende Hinterdrehung oder eine umlaufende Schweißnaht angebracht werden.According to a further embodiment of the invention, the wall thicknesses of ring bandage and web are 25 to 300 mm. To avoid voltage peaks, a circumferential rear turn or a peripheral weld seam can be attached to the joint of the ring bandage and the bridge.
Je nach Anwendung kann sich der Steg darüber hinaus von der Ringbandage radial nach innen oder außen erstrecken. Bei Laufringen wird der Steg üblicherweise auf der Innenseite angebracht. Bei Zahnkranzrohlingen sind beide Varianten denkbar, um innen- bzw. außenverzahnte Zahnräder zu fertigen. Depending on the application, the bridge may also extend radially inwardly or outwardly from the annular bandage. For races, the bridge is usually mounted on the inside. When toothed ring blanks both variants are conceivable to manufacture internal or external gears.
Bei einem L-förmigen Querschnitt kann der Steg auf einer axialen Stirnseite der Ringbandage befestigt sein. Bei einem U-förmigen Querschnitt sind an beiden axialen Stirnseiten radial erstreckende Stege durch Reibschweißung angebracht. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Ringbandage auch aus zwei Teilen bestehen, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Steges mit diesem reibverschweißt sind.In the case of an L-shaped cross section, the web can be fastened on an axial end face of the annular bandage. In a U-shaped cross-section radially extending webs are attached by friction welding on both axial end faces. According to a further embodiment, the annular bandage may also consist of two parts, which are each friction-welded on opposite sides of the web with this.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Verbindungsstelle an Ringbandage und Steg konisch ausgebildet. Dadurch ergibt sich beim Reibschweißvorgang eine automatische Zentrierung.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the connection point to ring bandage and web are conical. This results in the friction welding an automatic centering.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden im Folgenden anhand einiger in der Zeichnung veranschaulicher Ausführungsbeispiele näher erläutert.Further advantages and embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to some exemplary embodiments illustrated in the drawing.
In der Zeichnung zeigenIn the drawing show
Es ist zu beachten, dass die Zeichnungen nicht maßstabsgetreu sind, so sind insbesondere die Durchmesser von Steg und Ringbandage stark verkürzt dargestellt. Die dargestellten Laufringe bzw. Zahnkranzrohlinge haben beispielsweise einen Durchmesser von 3 bis 14 m. Die Wandstärken der Ringbandagen und Stege können insbesondere 25 und 300 mm betragen.It should be noted that the drawings are not to scale, so in particular the diameters of web and ring bandage are shown greatly shortened. The illustrated races or sprocket blanks, for example, have a diameter of 3 to 14 m. The wall thicknesses of the ring bandages and webs can be in particular 25 and 300 mm.
Der in
Zur Vermeidung von Spannungsspitzen kann zwischen Ringbandage
Im Ausführungsbeispiel gemäß
Das Ausführungsbeispiel gemäß
In
Die Außenumfangsflächen der bisher beschriebenen Ringbandagen werden in geeigneter Weise bearbeitet, um mit einer Gleitschuhlagerung, wie sie beispielsweise bei umfangsgelagerten Kugelmühlen bekannt ist, zusammenwirken zu können.The outer peripheral surfaces of the previously described annular bandages are processed in a suitable manner, in order to be able to interact with a Gleitschuhlagerung, as it is known, for example, in circumferentially mounted ball mills.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß
Natürlich ist es im Rahmen der Erfindung auch denkbar, dass die Planscheibe
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