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Die Erfindung betrifft eine Hülse zum Lagern einer Keramikrolle in einem Rollenherdofen, ein Set umfassend eine Keramikrolle für einen Rollenherdofen und eine solche Hülse, sowie ein Verfahren zum Montieren einer solchen Hülse an einer Keramikrolle.
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Es ist bekannt, Bauteile insbesondere aus Stahl in einem Rollenherdofen zu erwärmen. Dazu können die Bauteile über eine Vielzahl von Rollen durch den Rollenherdofen bewegt werden. Die Rollen sind dabei oft aus Keramik gebildet, um den hohen Temperaturen in dem Rollenherdofen standhalten zu können.
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Es sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, die Rollen eines Rollenherdofens zu lagern. Problematisch ist dabei oft die Verbindung zwischen der Rolle aus Keramik und einem Lagerungselement aus Stahl. Da Stahl einen deutlich größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als Keramik hat, reduziert sich bei der hohen Betriebstemperatur einer solchen Rollenherdofenanlage das Übermaß der Passung einer kraftschlüssigen Verbindung, sofern die Metallhülse von außen auf der Keramik sitzt. In der Folge reduziert sich die Vorspannung und damit die Fähigkeit, das Antriebsdrehmoment zu übertragen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend vom beschriebenen Stand der Technik eine Hülse bereitzustellen, mit der eine Keramikrolle in einem Rollenherdofen auch bei hoher Temperatur hinreichend kraftschlüssig gelagert werden kann. Zudem soll ein Set aus einer solchen Hülse und einer Keramikrolle sowie ein Verfahren zum Montieren einer solchen Hülse an einer Keramikrolle vorgestellt werden.
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Diese Aufgaben werden gelöst mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die in den Ansprüchen und in der Beschreibung dargestellten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar.
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Erfindungsgemäß wird eine Hülse zum Lagern einer Keramikrolle in einem Rollenherdofen vorgestellt. Die Hülse weist eine Aufnahme für ein Ende der Keramikrolle auf, wobei die Aufnahme von einer Mantelwand umgeben ist, wobei die Mantelwand in axialer Richtung einen Taillenabschnitt und einen darin liegenden Klemmabschnitt aufweist, wobei eine Wandstärke der Mantelwand in dem Taillenabschnitt kleiner ist als in der Umgebung des Taillenabschnitts, und wobei eine Querschnittsfläche der Aufnahme in dem Klemmabschnitt kleiner ist als in der Umgebung des Klemmabschnitts.
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Die Hülse ist dazu bestimmt und eingerichtet, eine Keramikrolle in einem Rollenherdofen zu lagern. Bei der Keramikrolle handelt es sich vorzugsweise um eine von vielen Keramikrollen, die in dem Rollenherdofen angeordnet sind und zum Transport von Bauteilen durch den Rollenherdofen bestimmt sind. Mit dem Rollenherdofen können Bauteile, insbesondere aus Stahl, thermisch behandelt werden, beispielsweise zum Presshärten. Der Rollenherdofen ist vorzugsweise zur thermischen Behandlung von Bauteilen insbesondere für Kraftfahrzeuge ausgebildet.
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Die Keramikrolle kann über zwei der Hülsen in dem Rollenherdofen gelagert werden. Bevorzugt wird die Keramikrolle an ihren beiden Enden über eine jeweilige Hülse gelagert. Vorzugsweise sind diese beiden Hülsen identisch ausgebildet. Um die Keramikrolle zu lagern, werden die Enden der Keramikrolle in die jeweilige Aufnahme der Hülsen eingeführt. Im Betrieb ist die Hülse kraftschlüssig mit der Keramikrolle verbunden. Die Hülse ist vorzugsweise formschlüssig mit einer Antriebs- und Lagereinrichtung verbunden, beispielsweise über eine Sechskantpassung. Der mit der Hülse verbundene Teil der Antriebs- und Lagereinrichtung ist drehbar in dem übrigen Teil der Antriebs- und Lagereinrichtung gehalten. Dieser übrige Teil ist stationär. Die Hülse stellt insoweit einen Adapter zwischen der Antriebs- und Lagereinrichtung einerseits und der Keramikrolle andererseits dar. Durch die Hülse erhält die Keramikrolle also einen Anschluss, über den die Keramikrolle mit der Antriebs- und Lagereinrichtung verbunden werden kann.
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Zur Beschreibung der Hülse sind zwei axiale Abschnitte der Mantelwand definiert: der Taillenabschnitt und der Klemmabschnitt. Der Klemmabschnitt liegt innerhalb des Taillenabschnitts. Das bedeutet, dass der Klemmabschnitt weder einseitig noch beidseitig über den Taillenabschnitt hinausragt und auch nicht mit dem Taillenabschnitt übereinstimmt. Die Mantelwand weist neben dem Taillenabschnitt und dem Klemmabschnitt vorzugsweise weitere axiale Abschnitte auf. So ist es insbesondere bevorzugt, dass der Taillenabschnitt von den Stirnseiten der Aufnahme beabstandet angeordnet ist. Der Taillenabschnitt und der Klemmabschnitt sind durch die im Folgenden beschriebenen Bedingungen definiert. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, dass der Taillenabschnitt und der Klemmabschnitt als solche zu erkennen sind. Insbesondere ist es möglich, dass verschiedene Abschnitte als Taillenabschnitt identifiziert werden können und/oder dass verschiedene Abschnitte als Klemmabschnitt identifiziert werden können. Es genügt, dass ein Abschnitt als Taillenabschnitt identifiziert werden kann und dass ein Abschnitt als Klemmabschnitt identifiziert werden kann - auf alternativ mögliche Zuweisungen der Abschnitte kommt es nicht an.
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Der Taillenabschnitt ist dadurch definiert, dass in diesem die Wandstärke der Mantelwand kleiner ist als in der Umgebung des Taillenabschnitts. Das bedeutet, dass die Wandstärke der Mantelwand in dem Taillenabschnitt verringert ist. Auch wenn dies bevorzugt ist, muss die Wandstärke der Mantelwand im Taillenabschnitt nicht konstant sein. Auch außerhalb des Taillenabschnitts ist es bevorzugt, aber nicht notwendig, dass die Wandstärke der Mantelwand konstant ist. Der Ausdruck „konstant“ bezieht sich in beiden Aussagen darauf, dass die Wandstärke bei Betrachtung entlang der axialen Richtung unverändert bleibt.
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Da der Taillenabschnitt axial definiert ist, sind unter der „Umgebung des Taillenabschnitts“ die Abschnitte der Mantelwand zu verstehen, die axial an den Taillenabschnitt anschließen. Auch in diesen Abschnitten muss die Wandstärke der Mantelwand nicht konstant sein. Als Wandstärke der Mantelwand in der „Umgebung des Taillenabschnitts“ ist die Wandstärke der Mantelwand an den Rändern des Taillenabschnitts maßgeblich. Diese Ränder werden nicht als Teil des Taillenabschnitts betrachtet.
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Bei Betrachtung in Umfangsrichtung ist die Wandstärke vorzugsweise konstant, was insbesondere für die gesamte Mantelwand gilt. Sofern die Wandstärke in Umfangsrichtung variieren sollte, kommt als Taillenabschnitt jeder axiale Abschnitt der Mantelwand in Betracht, für den über zumindest einen Teil des Umfangs der Mantelwand die Bedingung erfüllt ist, dass die Wandstärke der Mantelwand in diesem Abschnitt kleiner ist als in der Umgebung dieses Abschnitts. Vorzugsweise ist im Taillenabschnitt über den gesamten Umfang der Mantelwand die Bedingung erfüllt, dass die Wandstärke der Mantelwand in dem Taillenabschnitt kleiner ist als in der Umgebung des Taillenabschnitts. Da ein axialer Abschnitt betrachtet wird, ist auch die „Umgebung dieses Abschnitts“ in axialer Richtung definiert. Daher ist nur die Umgebung des Abschnitts an der jeweiligen Stelle in Umfangsrichtung maßgeblich.
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Im Taillenabschnitt liegt die Wandstärke der Mantelwand vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 1,0 mm. In der Umgebung des Taillenabschnitts liegt die Wandstärke der Mantelwand vorzugsweise im Bereich von 1 bis 2 mm.
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Der Klemmabschnitt ist dadurch definiert, dass in diesem die Querschnittsfläche der Aufnahme kleiner ist als in der Umgebung des Klemmabschnitts. Die Querschnittsfläche der Aufnahme gibt die Fläche der zweidimensionalen Ausdehnung der Aufnahme bei Betrachtung senkrecht zur Achse der Aufnahme an. Die Aufnahme ist der Raum, der von der Mantelwand umgeben ist. Die Querschnittsfläche der Aufnahme ist also bei Betrachtung senkrecht zur Achse der Mantelwand die Fläche, die durch die Innenseite der Mantelwand begrenzt ist. Dass die Querschnittsfläche der Aufnahme im Klemmabschnitt kleiner ist als in der Umgebung des Klemmabschnitts, bedeutet, dass die Querschnittsfläche der Aufnahme in dem Klemmabschnitt verringert ist. Auch wenn dies bevorzugt ist, muss die Querschnittsfläche der Aufnahme im Klemmabschnitt nicht konstant sein. Auch außerhalb des Klemmabschnitts ist es bevorzugt, aber nicht notwendig, dass die Querschnittsfläche der Aufnahme konstant ist. Der Ausdruck „konstant“ bezieht sich in beiden Aussagen darauf, dass die Querschnittsfläche bei Betrachtung entlang der axialen Richtung unverändert bleibt.
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Da der Klemmabschnitt axial definiert ist, sind unter der „Umgebung des Klemmabschnitts“ die Abschnitte der Mantelwand zu verstehen, die axial an den Klemmabschnitt anschließen. Auch in diesen Abschnitten muss die Querschnittsfläche der Aufnahme nicht konstant sein. Als Querschnittsfläche der Aufnahme in der „Umgebung des Klemmabschnitts“ ist die Querschnittsfläche der Aufnahme an den Rändern des Klemmabschnitts maßgeblich. Diese Ränder werden nicht als Teil des Klemmabschnitts betrachtet.
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Ist die Aufnahme zylinderförmig ausgebildet, ist der Durchmesser der Aufnahme im Klemmabschnitt geringer als in der Umgebung des Klemmabschnitts. Allerdings ist es nicht erforderlich, dass die Aufnahme exakt zylinderförmig ausgebildet ist. Es ist sogar bevorzugt, dass die Aufnahme jedenfalls im Klemmabschnitt gegenüber einer Zylinderform verformt ist. Um diese Möglichkeit zu betonen, wird der Begriff des Durchmessers - der sich gemäß der mathematischen Definition auf einen kreisförmigen Querschnitt bezieht - nicht für eine derartig verformte Aufnahme verwendet. Stattdessen sei der Abstand der Innenseite der Mantelwand von der Achse der Mantelwand betrachtet. Dieser Abstand entspricht bei einer zylinderförmigen Aufnahme deren Radius. Dass die Querschnittsfläche der Aufnahme im Klemmabschnitt kleiner als in der Umgebung des Klemmabschnitts ist, kann insbesondere dadurch erfüllt sein, dass der Abstand der Innenseite der Mantelwand von der Achse der Mantelwand in dem Klemmabschnitt kleiner ist als in der Umgebung des Klemmabschnitts.
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Bei Betrachtung in Umfangsrichtung muss der Abstand der Innenseite der Mantelwand von der Achse der Mantelwand nicht konstant sein. Insoweit kann die Mantelwand von einer rotationssymmetrischen Form abweichen. Variiert der Abstand der Innenseite der Mantelwand von der Achse der Mantelwand in Umfangsrichtung, kommt als Klemmabschnitt jeder axiale Abschnitt der Mantelwand in Betracht, für den der Abstand der Innenseite der Mantelwand von der Achse der Mantelwand im kleiner ist als in der Umgebung dieses Abschnitts. Das Mittel bezieht sich dabei auf eine Ebene senkrecht zur Achse der Mantelwand. Vorzugsweise ist im Klemmabschnitt über den gesamten Umfang der Mantelwand die Bedingung erfüllt, dass der Abstand der Innenseite der Mantelwand von der Achse der Mantelwand in dem Klemmabschnitt kleiner ist als in der Umgebung des Klemmabschnitts. Da ein axialer Abschnitt betrachtet wird, ist auch die „Umgebung dieses Abschnitts“ in axialer Richtung definiert. Daher ist nur die Umgebung des Abschnitts an der jeweiligen Stelle in Umfangsrichtung maßgeblich.
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Der Abstand der Innenseite der Mantelwand von der Achse der Mantelwand liegt in der Umgebung des Klemmabschnitts vorzugsweise im Bereich von 24 bis 100 mm. Vorzugsweise ist der Abstand der Innenseite der Mantelwand von der Achse der Mantelwand im Klemmabschnitt um 0,15 bis 1,00 mm kleiner als in der Umgebung des Klemmabschnitts. Es genügt also eine vergleichsweise sehr kleine Verformung der Mantelwand.
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Mit der Hülse kann eine Keramikrolle in einem Rollenherdofen auch bei hoher Temperatur besonders zuverlässig gelagert werden. Durch die plastische Verformung des Klemmabschnitts bei der Herstellung der Hülsen ergibt sich eine verringerte Querschnittsfläche im Klemmabschnitt. Bei der Montage der Hülse wird diese Querschnittsfläche elastisch so aufgeweitet, dass der minimale Abstand der Innenseite der Mantelwand von der Achse der Mantelwand im Klemmabschnitt der resultierenden Querschnittsfläche der Keramikrolle entspricht. Die dabei entstehende Radialkraft zwischen Keramikrolle und Hülse ist so hoch, dass ein Antriebsmoment über die Hülse kraftschlüssig auf die Keramikrolle übertragen werden kann. Dabei ist es bevorzugt, dass die Radialkraft nicht höher als der von der Keramikrolle zu ertragende Wert ist. Es hat sich herausgestellt, dass die Radialkraft durch die beschriebene Ausgestaltung der Hülse auch bei hohen Temperaturen und trotz des durch die unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten der Hülse und der Keramikrolle verringerten Übermaßes ausreichend hoch für eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Hülse und der Keramikrolle ist. Die Elastizität des Klemmabschnitts ist vorzugsweise so ausgelegt, dass es in keinem Betriebszustand zu einer bleibenden, also plastischen, Verformung des Klemmabschnitts kommt.
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Die Mantelwand ist vorzugsweise in Umfangsrichtung geschlossen. Das gilt zumindest für einen axialen Abschnitt, insbesondere zumindest für den Taillenabschnitt und/oder für den Klemmabschnitt. Besonders bevorzugt ist die Mantelwand vollständig geschlossen. Öffnungen an den Stirnseiten sind keine Öffnungen in der Mantelwand. Insbesondere weist die Mantelwand keine axialen Schlitze auf. Eine derartige Ausgestaltung könnte vorgesehen sein, um die unterschiedliche Ausdehnung der Keramikrolle und der Hülse über eine damit erreichbare Federwirkung zu kompensieren. Da die Steifigkeit der Hülse bei dieser Konstruktion aber sehr eingeschränkt ist, lässt sich eine erforderliche Vorspannung bei dieser Konstruktion nur in einem sehr begrenzten Bereich aufrecht erhalten. Aufgrund der Ausgestaltung insbesondere mit dem Taillenabschnitt und dem Klemmabschnitt sind derartige Schlitze nicht erforderlich. Folglich kann auf die Schlitze verzichtet werden und so die Stabilität der Hülse und der Verbindung zur Keramikrolle erhöht werden. Zudem wird die Herstellung vereinfacht, weil keine Schlitze erzeugt werden müssen und insoweit ein Herstellungsschritt entfällt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Hülse beträgt die Wandstärke der Mantelwand in dem Taillenabschnitt 20 bis 60 % der Wandstärke der Mantelwand in der Umgebung des Taillenabschnitts.
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Es hat sich herausgestellt, dass dadurch einerseits der beschriebene Vorteil der verringerten Wandstärke erreicht werden kann und dass andererseits die Mantelwand auch im Taillenabschnitt hinreichend stabil ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Hülse ist die Querschnittsfläche der Aufnahme in dem Klemmabschnitt um 0,03 bis 0,3 % kleiner als in der Umgebung des Klemmabschnitts.
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Es hat sich herausgestellt, dass dadurch einerseits der beschriebene Vorteil der verringerten Querschnittsfläche erreicht werden kann und dass andererseits die Hülse auf die Keramikrolle gepresst werden kann, ohne die Keramikrolle zu beschädigen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Hülse beträgt eine axiale Ausdehnung des Klemmabschnitts mindestens 70 % einer axialen Ausdehnung des Taillenabschnitts.
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Insbesondere ist es bevorzugt, dass die axiale Ausdehnung des Klemmabschnitts zwischen 70 % und 90 % einer axialen Ausdehnung des Taillenabschnitts beträgt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Hülse hat der Taillenabschnitt eine axiale Ausdehnung im Bereich von 40 bis 80 % einer axialen Ausdehnung der Aufnahme.
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Es hat sich herausgestellt, dass dadurch einerseits der beschriebene Vorteil der verringerten Wandstärke erreicht werden kann und dass andererseits die Mantelwand hinreichend stabil ist.
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Als ein weiterer Aspekt der Erfindung wird ein Set vorgestellt, welches eine Keramikrolle für einen Rollenherdofen und eine Hülse zum Lagern der Keramikrolle in dem Rollenherdofen umfasst. Die Hülse weist eine Aufnahme für ein Ende der Keramikrolle auf, wobei die Aufnahme von einer Mantelwand umgeben ist, wobei die Mantelwand in axialer Richtung einen Taillenabschnitt und einen in diesem liegenden Klemmabschnitt aufweist, wobei eine Wandstärke der Mantelwand in dem Taillenabschnitt kleiner ist als in der Umgebung des Taillenabschnitts, und wobei eine Querschnittsfläche der Aufnahme nur in dem Klemmabschnitt kleiner ist als eine Querschnittsfläche des Endes der Keramikrolle.
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Die beschriebenen besonderen Vorteile und Ausgestaltungsmerkmale der Hülse sind auf das Set anwendbar und übertragbar, und umgekehrt. Die Hülse des Sets ist vorzugsweise wie die zuvor beschriebene Hülse ausgebildet. Die Hülse ist bei dem Set nicht auf die Keramikrolle aufgepresst. Gleichwohl ist die Hülse aber dazu bestimmt und eingerichtet, auf die Keramikrolle gepresst zu werden. Vorzugsweise umfasst das Set zwei Hülsen. In dem Fall kann auf jedes Ende der Keramikrolle jeweils eine der Hülsen aufgepresst werden.
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Die Querschnittsfläche der Aufnahme ist in dem Klemmabschnitt insoweit kleiner als in der Umgebung des Klemmabschnitts, als dass die Querschnittsfläche der Aufnahme nur in dem Klemmabschnitt kleiner ist als die Querschnittsfläche des Endes der Keramikrolle. Die Querschnittsfläche des Endes der Keramikrolle ist die Fläche, die die Außenseite der Keramikrolle bei Betrachtung in senkrecht zur Achse der Keramikrolle am Ende der Keramikrolle abdeckt. Das Ende der Keramikrolle ist der Teil der Keramikrolle, der von der Hülse aufgenommen wird. Sofern die Querschnittsfläche der Keramikrolle an deren Ende nicht konstant sein sollte, ist ein Durchschnitt maßgeblich. Außerhalb des Klemmabschnitts ist die Querschnittsfläche der Aufnahme also gleich oder größer als die Querschnittsfläche des Endes der Keramikrolle. Ist die Hülse auf die Keramikrolle gepresst, wird die Hülse also insbesondere über den Klemmabschnitt an der Keramikrolle gehalten. Dies ist eine Klemmverbindung, was die Bezeichnung Klemmabschnitt begründet.
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Als ein weiterer Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Montieren einer Hülse an einer Keramikrolle für einen Rollenherdofen vorgestellt. Die Hülse ist zum Lagern der Keramikrolle in dem Rollenherdofen ausgebildet, wobei die Hülse eine Aufnahme für ein Ende der Keramikrolle aufweist, wobei die Aufnahme von einer Mantelwand umgeben ist, wobei die Mantelwand in axialer Richtung einen Taillenabschnitt aufweist, wobei eine Wandstärke der Mantelwand in dem Taillenabschnitt kleiner ist als in der Umgebung des Taillenabschnitts, und wobei das Verfahren umfasst:
- a) radiales Pressen der Hülse in einem in dem Taillenabschnitt liegenden Klemmabschnitt, wobei an mindestens drei Stellen der Mantelwand mit einer jeweiligen radial nach innen weisenden Kraft auf die Mantelwand eingewirkt wird,
- b) axiales Pressen der Hülse auf das Ende der Keramikrolle.
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Die beschriebenen besonderen Vorteile und Ausgestaltungsmerkmale der Hülse und des Sets sind auf das Verfahren anwendbar und übertragbar, und umgekehrt. Die beschriebene Hülse, insbesondere die Hülse des beschriebenen Sets, wird vorzugsweise durch Schritt a) des Verfahrens erhalten. Nach Schritt a) ist die Hülse vorzugsweise wie die beschriebene Hülse ausgebildet, insbesondere wie die Hülse des beschriebenen Sets. Schritt b) des Verfahrens kann entsprechend mit der beschriebenen Hülse und insbesondere mit dem beschriebenen Set durchgeführt werden. Schritt b) wird vorzugsweise mit einer Vorrichtung zum axialen Pressen der Hülse auf das Ende der Keramikrolle durchgeführt. Die Vorrichtung weist vorzugsweise einen hydraulischen Antrieb auf, um die für das axiale Pressen erforderliche Kraft aufzubringen. Das Verfahren wird vorzugsweise für jede Keramikrolle zweimal durchgeführt, indem an jedes Ende der Keramikrolle eine jeweilige Hülse aufgepresst wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Querschnittsfläche der Aufnahme in dem Klemmabschnitt durch Schritt b) kleiner als die Querschnittsfläche des Endes der Keramikrolle.
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Die Aufnahme hat also zunächst eine Querschnittsfläche, die größer oder gleich der Querschnittsfläche des Endes der Keramikrolle ist. Vorzugsweise ist die Querschnittsfläche der Aufnahme über die gesamte Aufnahme hinweg konstant. Insbesondere ist der Querschnitt der Aufnahme über die gesamte Aufnahme hinweg vorzugsweise kreisförmig. Entsprechendes gilt für das Ende der Rolle. Durch das radiale Pressen in Schritt a) wird die Querschnittsfläche der Aufnahme im Klemmabschnitt verringert und dadurch kleiner als die Querschnittsfläche des Endes der Keramikrolle. Außerhalb des Klemmabschnitts bleibt die Querschnittsfläche der Aufnahme aber größer oder gleich der Querschnittsfläche des Endes der Keramikrolle.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Hülse in Schritt b) mit mindestens drei Pressbacken gepresst, die sich umfänglich jeweils über einen Winkelbereich von 10 bis 60° der Mantelwand erstrecken und/oder die sich axial jeweils über mindestens 80 % des Taillenabschnitts der Mantelwand erstrecken.
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Vorzugsweise werden genau drei Pressbacken verwendet. Durch jede der Pressbacken kann eine jeweilige radial nach innen weisende Kraft auf die Mantelwand ausgeübt werden. Die Pressbacken sind vorzugsweise an die Mantelwand angepasst geformt. Durch die über den Umfang der Mantelwand vorzugsweise gleichmäßig verteilt angeordneten Pressbacken wird die Mantelwand beispielsweise ausgehend von einer Zylinderform verformt.
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Bevorzugt wird die Hülse in Schritt b) mit mindestens drei Pressbacken gepresst, die sich umfänglich jeweils über einen Winkelbereich von 10 bis 60° der Mantelwand erstrecken und die sich axial jeweils über mindestens 80 % des Taillenabschnitts der Mantelwand erstrecken.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel, auf das die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Es zeigen:
- 1: eine schematische Schnittdarstellung eines Rollenherdofens mit einer Keramikrolle, die über zwei erfindungsgemäße Hülsen gelagert ist,
- 2: eine schematische Vergrößerung eines Teils von 1,
- 3: eine Schnittdarstellung der Hülse aus 2,
- 4: eine seitliche Darstellung der Hülse aus 2 und 3,
- 5: eine Querschnittsdarstellung der Hülse aus 2 bis 4,
- 6: eine Querschnittsdarstellung eines Teils einer Hülse vor dem radialen Pressen mit einer Pressbacke.
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1 zeigt einen Rollenherdofen 1 mit einer Vielzahl von Keramikrollen 2, von denen eine zu erkennen ist. Die Keramikrolle 2 ist an ihren beiden Enden 5 über eine jeweilige erfindungsgemäße Hülse 3 mit einer jeweiligen (nur angedeuteten) Antriebs- und Lagerungseinrichtung 10 verbunden und insoweit über die Hülsen 3 gelagert. Gestrichelt eingezeichnet ist der Teil von 1, der in 2 vergrößert dargestellt ist.
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An 2 ist zu erkennen, dass das Ende der Keramikrolle 2 in eine Aufnahme 4 der Hülse 3 aufgenommen ist. Die Aufnahme 4 ist von einer Mantelwand 6 umgeben. Diese ist hier vereinfacht mit konstantem Innen- und Außenradius gezeigt. Zwischen der Keramikrolle 2 und der Hülse 3 ist ein Spalt eingezeichnet. Dies dient lediglich der Verdeutlichung in der Darstellung. Tatsächlich steht die Keramikrolle jedenfalls umfänglich mit zumindest einem Teil der Mantelwand 6 in Kontakt. Auch in 2 ist die Antriebs- und Lagerungseinrichtung 10 angedeutet.
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3 zeigt eine detaillierte und maßstabsgetreue Schnittdarstellung der Hülse 3 aus 1 und 2 vor der Montage an der Keramikrolle 2. Zu erkennen ist an 3, dass die Aufnahme 4 von einer Mantelwand 6 umgeben ist, wobei die Mantelwand 6 in axialer Richtung einen Taillenabschnitt 7 und einen darin liegenden Klemmabschnitt 8 aufweist. Eine Wandstärke d der Mantelwand 6 ist im Taillenabschnitt 7 kleiner als in der Umgebung des Taillenabschnitts 7. Eine Querschnittsfläche der Aufnahme 4 ist in dem Klemmabschnitt 8 kleiner als in der Umgebung des Klemmabschnitts 8. Diese Abweichung ist allerdings zu gering um in der Darstellung der 3 erkannt werden zu können. Die verringerte Querschnittsfläche wurde durch Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht, wonach die Hülse 3 in dem Klemmabschnitt 8 radial gepresst wird, wobei an mindestens drei Stellen der Mantelwand 6 mit einer jeweiligen radial nach innen weisenden Kraft auf die Mantelwand 6 eingewirkt wird.
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Die Hülse 3 kann mit Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens an der Keramikrolle 2 montiert werden, um in den Rollenherdofen 1 aus 1 und 2 eingesetzt zu werden. Dazu wird die Hülse 3 axial auf das Ende 5 der Keramikrolle 2 gepresst und insoweit kraftschlüssig mit der Keramikrolle 2 verbunden.
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Eingezeichnet sind weiterhin eine axiale Ausdehnung lT des Taillenabschnitts 7 sowie eine axiale Ausdehnung lK des Klemmabschnitts 8. Zudem ist eine axiale Ausdehnung lA der Aufnahme 4 eingezeichnet.
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Weiterhin ist ein Innensechskant 11 zu erkennen, über den die Hülse 3 formschlüssig mit der Antriebs- und Lagerungseinrichtung 10 verbunden werden kann.
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4 zeigt eine seitliche Darstellung der in den 2 und 3 gezeigten Hülse 3. 5 zeigt eine Querschnittsdarstellung dieser Hülse 3.
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6 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Teils einer Hülse 3 vor dem radialen Pressen gemäß Schritt b). Durch das radiale Pressen kann aus der gezeigten Hülse 3 die Hülse 3 aus den 2 bis 5 erhalten werden. Vor dem radialen Pressen hat die Mantelwand 6 eine zylindrische Form. Durch das radiale Pressen wird die Mantelwand 6 leicht verformt. Mit Ri,1 und Ri,2 sind zwei Abstände der Innenseite der Mantelwand 6 von der (außerhalb des Ausschnitts der 6 liegenden) Achse der Mantelwand 6 bezeichnet. Zudem ist mit Ra ein Abstand der Außenseite der Mantelwand 6 von der (außerhalb des Ausschnitts der 6 liegenden) Achse der Mantelwand 6 bezeichnet. In der gezeigten Situation vor dem radialen Pressen ist Rt,1 = Ri,2. Das radiale Pressen kann unter anderem mit einer Pressbacke 9 erfolgen. Vorzugsweise erfolgt das Pressen mit mindestens drei Pressbacken, die wie die gezeigte Pressbacke 9 ausgebildet sind und die gleichmäßig über den Umfang der Hülse 3 verteilt angeordnet sind. Durch das radiale Pressen wird Ri,2 aufgrund der Anordnung der Pressbacke 9 stärker beeinflusst als Ri,1 . Die Wandstärke bleibt beim radialen Pressen unverändert.
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Mit der Hülse 3 kann eine Keramikrolle 2 in einem Rollenherdofen 1 auch bei hoher Temperatur besonders zuverlässig gelagert werden. Das ist möglich, indem die Hülse 3 bei der Herstellung im Klemmabschnitt 8 eine verringerte Querschnittsfläche erhält. Wird die Hülse 3 axial auf das Ende 5 einer Keramikrolle 2 gepresst, bewirkt die verringerte Querschnittsfläche im Klemmabschnitt 8 eine elastische Kraft, durch welche die Hülse 3 auf der Keramikrolle 2 gehalten wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rollenherdofen
- 2
- Keramikrolle
- 3
- Hülse
- 4
- Aufnahme
- 5
- Ende
- 6
- Mantelwand
- 7
- Taillenabschnitt
- 8
- Klemmabschnitt
- 9
- Pressbacke
- 10
- Antriebs- und Lagerungseinrichtung
- 11
- Innensechskant
- d
- Wandstärke
- lT
- axiale Ausdehnung des Taillenabschnitts
- lK
- axiale Ausdehnung des Klemmabschnitts
- lA
- axiale Ausdehnung der Aufnahme
- Ri,1
- innerer Abstand vor dem radialen Pressen
- Ri,2
- innerer Abstand vor dem radialen Pressen
- Ra
- äußerer Abstand vor dem radialen Pressen
