-
Aufgebaute Walze für Vierfachwalzwerke und Verfahren zu deren Herstellung
Die Erfindung betrifft eine aufgebaute Walze für Vierfachwalzwerke, bestehend aus
einem Kern und einer aufgeschrumpften Hülse sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
-
In Vierfachwalzveierken wird zuerst im allgeq
| melnüne ausser bei besonderen fäll®ne eina
faste Stütz- |
| walze verwandet. Wenn ihr Durchmesser @Ich aufgrund |
wiederholter Abschleifungen der Oberfläche verringert hat, dann
wird sie oft in Form einer "aufgebauten" Walze wieder verwendet, wobei sie als Kern
dient, auf dem eine Hülse aufgeschrumpft wird. Bei solchen wieder gebrauchsfähig
gemachten, aufgebautem Walzen ergeben sich im Gegensatz zu massiven Walzen oftmals
Deformationen, und zwar aufgrund von übermässigen Belastungen, die sich bei einem
ungleichmässigen Walzen ergeben, wodurch die Walze oftmals brauchbar wird, wenn
die Deformation Über einen gewissen Grenzwert hinausgeht. Auch ergibt die Aufschrumpfung
Restspannungen in der Längs- und Tangentialrichtung (d.h. Ringspannungen) zur Achse
der Walze, wodurch die Ermüdungsbeständigkeit und die Widerstandsfähigkeit gegenüber
einem Abblättern der Oberfläche bei einer solchen Walze verschlechtert wird.
-
Die Ursache der Deformation der Walze liegt weitgehend in einem Schlupf
zwischen der Oberfläche des Kerns und der aufgeschrumpften Hülse, so dass die Deformation
vermieden werden kann, wenn ein Auftreten eines solchen Schlupfs verhindert wird.
-
Auch kann eine Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen Abblättern
der Oberfläche der Walze dadurch erreicht werden, dass die Restspannungen der Aufschrumpfung
herabgesetzt werden, und'aus diesem Grunde ist es nötig, das Schrumpfverhältnis
so klein wie möglich zu machen. Wenn_es jedoch zu klein gemacht wird, dann
werden die Reibungskräfte zwischen der Hülse und dem Kern herabgesetzt, was wiederum
die Deformationsbeßtdigkeit verschlechtert.
-
Wenn andererseits das Schrumpfverhältnis zu grose g®va2hlt wird, wenn
ale® die Hülse vor dem Aufschrumpfen
bei höheren Temperaturen
ausgedehnt wird, dann-erzeugt die Kontraktionskraft der Hülse bei Abkühlen derselben
auf dem Kern einen ungleichmässigen_Griff, was zur Ausbildung grosser Restspannungen
führt, was wiederum eine Verschlechterung der Deformationsbeständigkeit und weiterhin
der Widerstandsfähigkeit gegen Abblättern der Oberfläche zur Folge hat.
-
Der-vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aufgebaute
Walze der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine verbesserte Widerstandsfähigkeit
gegen Abblättern der Oberfläche besitzt., ohne dass die Deformationsbeständigkeit
der Walze beim Gebrauch beeinträchtigt wird.
-
Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass sich in der
Schrumpffuge zwischen der äusseren " Oberfläche des Kerns und der inneren Oberfläche
der Hülse in an sich bekannter Weise eine Klebstoffschicht befindet. Die Herstellung
einer solchen Walze erfolgt zweckmässig derart, dass das Hülsen-Kern-Schrumpfverhältnis
so klein wie möglich gemacht wird und eine Schicht eines Klebstoffs zwischen die
bei der Aufschrumpfung in Berührung kommenden Oberflächen gelegt wird.
-
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform
im folgenden näher erläutert: Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch diese Ausführungsform.
-
Fig. 2 ist ein Diagramm, welches@die in verschiedenen Walzentypen
auftretenden Verformungen darstellt, wenn sie belastet werden.
Der
Innenradius der Hülse 1, die auf den Kern 2 aufgeschrumpft werden soll, wird kleiner
gemacht als der Aussenradius des Kerns 2, und zwar derart, dass das Schrumpfverhältnis
so klein ist, dass kein Schlupf oder kein Kriechen zwischen den Oberflächen stattfindet.
Das genannte'Schrumpfverhältnis wird beispielsweise mit o,2/looo bis o,6/iooo ausgewählt,
obwohl es in Abhängigkeit von der Walzengrösse, der Walzenbelastung und den Gebrauchsbedingungen
der Walzen verändert werden kann. Beim Aufschrumpfen wird eine Kleb-Stoffschicht
dazwischen gelegt. Erfindungsgemäss kann dadurch, dass das Schrumpfverhältnis zwischen
Hülse und Kern herabgesetzt wird, die Restspannung verringert und die Widerstandsfähigkeit
gegen Abblättern der Oberfläche verbessert werden, und weiterhin kann der Klebstoff
3 während der Rufschrumpfung aufgrund der niedrigen Erhitzungstemperatur der Hülse
1 (wegen der Herabsetzung des Schrumpfverhältnisses) im flüssigen Zustand gehalten
werden.
-
Der Schmiereffekt des Klebstoffs 3 erlaubt dabei eine glatte axiale
Bewegung der Hülse, wodurch es möglich ist, die axialen Restspannungen, die sonst
beiti Abkühlen der Hülse gebildet werden, zu beseitigen. Weiterhin widersteht die
fertige aufgebaute Walze aufgrund der durch die Verfestigung des Klebstoffs
3 veranlassten Haftung
der Hülse 1 auf dem Kern 2 ausreichend
den Scherkräf-
ten, die an den zusammengeschrumpften Oberflächen
bei
einer ungleichmässigen Walzung auftreten. Das folgende Beispiel dient
zur Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, aber es
wird darauf hingewiesen, dass diesen Beispiel in keiner Weine
den Bereich
derErfindung einschränken soll.
In diesem Beispiel wird zur
Herstellung einer aufgebauten Stützwalze mit einem Schrumpfverhältnis von 0,3/looo
eine aus Schmiedestahl angefertigte Hülse wärmebehandelt, so dass sie abnutzungsbeständig
wird und andere Eigenschaften erhält.
-
Nachdem die Hülse koaxial oberhalb des Kerns gehalten worden ist,
wird erstere in einem elektrischen Ofen, der' sie gleichmässig umgibt, auf
16o0 C erhitzt, wobei ein Temperaturabfall in der Hülse von ungefähr 16 bis
2o0 C nach der Entnahme aus dem Ofen bis zur Aufschrumpfung in Rechnung gestellt
wird.
-
Vor der Aufbringung eines starken Klebstoffs werden ölige Bestandteile
und Schmutz von der Schrumpfoberfläche des Kerns mit einem.Lösungsmittel, wie z.B.
Trichloräthylen, entfernt, worauf der Klebstoff mit einer Bürste oder einer Spritze
aufgetragen wird. Die innere Oberfläche der aus dem elektrischen Ofen entnommenen
Hülse wird mit Sandpapier und einem Tuch gereinigt. Nach dieser Reinigungsoperation
wird die Hülse, nachdem ihr unteres Ende sorgfältig mit dem oberen Ende des Kerns
ausgerichtet worden ist, rasch in einem Arbeitsgang in die vorbestimmte Aufschrumpflage
gebracht.
-
Figur 2 zeigt Belastungs-Verformungs-Kurven. Es wurden Vergleiche
der Schlupfbeginnbelastung durchgeführt, indem eine Belastung an zwei Modellwalzen
der Aufbautype (l40 mm Durchmesser, Zoo mm Länge, 2o mm HUsendicke, hergestellt
mit zwei unterschiedlichen Sohrumpfverhältnissen), eine massive Modellwalze der
gleichen Abmessungen und eine aufgebaute Walze gemäss der Erfindung der gleichen
Abmessungen angelegt wurde. Die Kurvenzeigen, dass die Schlupfbeginnbelaetung um
so niedriger ist, je niedriger dan Schrumpfverhältnis tat. Jedoch
verhindert
die erfindungsgemässe Aufbringung eines Klebstoffs auf die zusammengeschrumpften
Oberflächen das Auftreten eines Schlupfs zwischen der Hülse und dem Kern, so dass
also eine grössere Sehlupfbeginnbelastung als bei grossen Schrumpfverhältnissen
erzielt wird. Es ist also ersichtlich, dass die erfindungsgemäss aufgebaute Walze
ein ähnliches Verhalten besitzt wie eine massive Walze. Die Erfindung wurde oben
anhand des Falles erklärt, bei dem die Hülse zwecks Aufschrumpfung erhitzt wird.
Die Erfindung kann aber auch in der Weise durchgeführt werden, dass der Kern abgekühlt
oder die Hülse erhitzt und der Kern abgekühlt wird.