DE19504044A1

DE19504044A1 - Hitzefeste Transportrolle für Durchlauföfen

Info

Publication number: DE19504044A1
Application number: DE19504044A
Authority: DE
Inventors: Volker Krasselt; Hans-Joachim Feulner
Original assignee: Promat GmbH
Current assignee: Promat GmbH
Priority date: 1994-03-05
Filing date: 1995-02-08
Publication date: 1995-09-07
Also published as: DE9403748U1

Description

Die Erfindung betrifft eine hitzefeste Transportrolle für Durchlauföfen, mit ei ner von innen gekühlten Welle, auf deren Mantelfläche eine Vielzahl zylindri scher Scheiben aus Faserkeramik angeordnet ist, und mit Druckerzeugungs einrichtungen, die die Scheiben mit einem axial gerichteten Spanndruck beauf schlagen.

Transportrollen dieser Art finden in Durchlauföfen insbesondere der Glasindu strie und der Metallurgie Anwendung. Hierbei wird besonderer Wert auf einen schonenden Transport der auf Erweichungstemperatur befindlichen Glastafeln bzw. Bleche gelegt, wobei insbesondere Beschädigungen der sehr empfindli chen Oberflächen durch die Transportrollen vermieden werden müssen.

Bekannt sind Transportrollen für Durchlauföfen, die aus einzelnen Asbestze mentscheiben zusammengesetzt sind. Hierzu werden die ringförmig gestalte ten Asbestzementscheiben, deren Dicke zwischen 1 und 10 mm beträgt, auf eine Welle aufgesteckt, anschließend mit einer Preßeinrichtung sehr stark verdichtet und durch Endplatten sowie Metallfedern auf Spannung gehalten. Hierbei werden ganz enorme Preßdrücke verwendet, die durchaus mehr als 20 MP betragen können, wodurch die Asbestzementscheiben deutlich kompri miert werden. Die damit einhergehende Verdichtung der Scheiben ist erforder lich, um deren Abriebfestigkeit zu verbessern.

Infolge des inzwischen in vielen Ländern geltenden Verwendungsverbotes für Asbestfasern sind in der Vergangenheit vielfach Versuche angestellt worden, Asbest durch andere mineralische Fasern zu ersetzen, wie z. B. Glas-, Mine ralwoll- oder Keramikfasern. Allen diesen Fasern ist als wesentlicher Unter schied gegenüber dem Asbest zu eigen, daß sie jeweils aus unverzweigten Einzelfasern aufgebaut sind, die sich in Längsrichtung nicht aufspalten und ferner einen dickeren Faserdurchmesser als die Asbestfaser aufweisen. Diese Eigenschaften der Ersatzfasern beeinträchtigen leider deren Einsatzverhalten als Gefügearmierung. Die Lebensdauer der Ersatzmaterialien ist deutlich gerin ger als die Lebensdauer des früher verwendeten Asbests, so daß es in der Praxis zu einem starken Anstieg der Betriebs- und Reparaturkosten derartiger Durchlauföfen gekommen ist. Da es hinsichtlich der Eigenschaften keine wirk lich gleichwertige Ersatzfaser zum Asbest gibt, können die aus der Praxis be kannten Nachteile der Ersatzfasern nur durch Verbesserungen im Bereich der konstruktiven Maßnahmen ausgeglichen werden.

Es hat sich herausgestellt, daß der häufig beobachtete schnelle Verschleiß der Ersatzfasern auf deren ungenügende Beständigkeit gegen Temperaturschocks und auf die zu hohe Schwindung zurückzuführen ist. Diese Nachteile sind im Falle der Verwendung von Scheiben aus Faserkeramik auf deren notwendige hohe Verdichtung zurückzuführen. Die aus einer Vielzahl derartiger Scheiben zusammengesetzte Transportrolle verhält sich im wesentlichen wie eine kom pakte und damit starre Keramik, was sich nachteilig auf das Verhalten bei Temperaturschocks sowie auf die absolute Schwindung auswirkt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine aus zylindri schen Scheiben aus Faserkeramik aufgebaute Transportrolle für Durchlauföfen zu schaffen, die ein besseres Temperaturschockverhalten und damit eine län gere Lebensdauer aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Transportrolle der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß die einzelnen Scheiben aus einer sich im wesentlichen starr verhaltenden Keramik bestehen und in regelmäßigen Ab ständen Pufferschichten vorgesehen sind, die ein im Vergleich zu den starren Scheiben elastisches Druckverhalten aufweisen.

Bei einer in dieser Weise aufgebauten Transportrolle dienen die Scheiben aus sich im wesentlichen starr verhaltender Keramik der mechanischen Stabilisie rung des Verbundes. Sie sorgen ferner dafür, daß die Abrasivkräfte keinen zu großen Abtrag an den Transportrollen bewirken. Die in regelmäßigen Abstän den vorgesehenen Pufferschichten hingegen wirken als elastische Spannungs puffer zwischen den starren Scheiben aus Keramik, so daß vorhandene Gefü gespannungen oder Gefügerisse nicht von Scheibe zu Scheibe übertragen werden können. Infolge der in regelmäßigen Abständen angeordneten Puffer schichten verhalten sich die Scheiben trotz der starken Druckbeaufschlagung nicht wie eine kompakte, starre Keramikmasse, sondern ihr Verhalten ent spricht dem einer Vielzahl von Einzelscheiben, die über elastische Elemente miteinander verbunden sind. Temperaturschocks können von diesen Trans portrollen wesentlich besser ausgeglichen werden, als dies bei den bekannten Transportrollen der Fall ist. Die erfindungsgemäßen Transportrollen sind daher im Betrieb insgesamt dauerhafter.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden die Puffer schichten durch Scheiben gebildet, die sich aus elastischen Keramikfasern zu sammensetzen und im Wechsel mit den starren Scheiben auf der Welle ange ordnet sind. Als Pufferschicht kann dabei gemäß einer ersten Variante eine genadelte Keramikfasermatte zur Anwendung kommen. Gemäß einer zweiten Variante besteht die Pufferschicht aus einer vakuumgeformten Keramikfaser platte. Gemäß einer dritten Variante schließlich wird vorgeschlagen, als Puf ferschicht ein Vakuumformteil aus Keramikfaser zu verwenden.

Ferner wird vorgeschlagen, daß die Pufferschicht aus Keramikfasern auf Basis von Aluminiumsilikat, Zirkon, Mullit, SiC oder MgO zusammengesetzt ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Puffer schichten durch dünne Drahtnetzscheiben gebildet, die im Wechsel mit den starren Scheiben auf der Welle angeordnet sind. In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn die dünnen Drahtnetzscheiben eine Armierung bilden, die infolge des Spanndrucks teilweise in das Gefüge der starren Scheiben eindringt. Mit Erzeugung des Spanndrucks werden hierbei die Drahtnetzscheiben in situ in die Scheiben aus Faserkeramik eingedrückt, so daß eine teilweise Armierung des Fasermaterials eintritt.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Transportrolle ist durch Stahl, vorzugs weise hochhitzebeständigem Chromnickelstahl, als Material für die Drahtnetz scheiben gekennzeichnet.

Schließlich wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß die Maschenweite des verwendeten Drahtnetzgewebes zwischen 0,05 und 10 mm beträgt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand auf der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. In der Zeich nung zeigen:

Fig. 1 in einer teilweise geschnittenen Ansicht eine an eine Wasserkühlung angeschlossene Transportrolle für Durchlauföfen gemäß einer ersten Ausführungsvariante und

Fig. 2 in einer teilweise geschnittenen Ansicht eine an eine Wasserkühlung angeschlossene Transportrolle für Durchlauföfen gemäß einer zwei ten Ausführungsvariante.

Die in Fig. 1 dargestellte Transportrolle findet in Durchlauföfen Verwendung, und dient dort z. B. dem Transport stark erhitzter Glasscheiben. Die Glasschei ben liegen hierbei auf der äußeren Mantelfläche 1 der aus Gründen der Über sicht stark verkürzt dargestellten Transportrolle auf. Die Transportrolle setzt sich aus einer Hohlwelle 2 sowie einer Vielzahl darauf angeordneter, zylindri scher und gelochter Scheiben 3, 4 zusammen. An den beiden äußersten Scheiben liegt jeweils eine Endplatte 5 an, die mittels starker Federn 6 gegen einander verspannt sind. Der durch die Federn 6 aufgebrachte Spanndruck kann bis zu 20 MP betragen.

Die Hohlwelle 2 dient der Wasserkühlung der Transportrolle und wird zu die sem Zweck während des Betriebes des Ofens von einer Kühlwasserströmung 7 durchflossen.

Der von den Federn 6 auf die Endplatten 5 übertragene Spanndruck überträgt sich auf die zwischen den Endplatten 5 auf der Mantelfläche der Hohlwelle 2 angeordneten Scheiben 3, 4, so daß diese einem sehr hohen Preßdruck ausge setzt sind. Der Aufbau der einzelnen Scheiben 3, 4 ist hierbei unterschiedlich: Jede zweite Scheibe 3 besteht aus einer sich auch unter Druckeinwirkung im wesentlichen starr verhaltenden Faserkeramik. Ein geeigneter Aufbau dieser Faserkeramik ist nachfolgend einschließlich der bevorzugten Anteile wiederge geben:

Jede dazwischen angeordnete Scheibe 4 hingegen dient als Pufferschicht und ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 als elastische Keramikfaser auf gebaut. Diese kann als genadelte Keramikfasermatte, als vakuumgeformte Ke ramikfaserplatte oder als Vakuumformteil aus Keramikfaser aufgebaut sein. Als keramische Basis können dienen Aluminiumsilikatfasern, Zirkonfasern, Mullitfasern, SiC-Fasern, MgO-Fasern, aber auch Glas-, SiO₂- und Mineralwoll fasern.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Aufbau der Transportrolle dient die aus den druckfesten Scheiben 3 aufgebaute Faserkeramik der mechanischen Stabilisie rung, wobei sie im wesentlichen den abrasiven Abtrag der Transportrolle in Grenzen hält. Die dazwischen angeordneten Scheiben 4 aus elastischer Kera mikfaser hingegen wirken als Spannungspuffer zwischen den starren Scheiben 3, wodurch vorhandene Gefügespannungen und Gefügerisse nicht von Schei be 3 zu Scheibe 3 übertragen werden.

Bei der Ausführungsvariante gemäß Fig. 2 wird, abweichend von der Variante nach Fig. 1, die jeweils zwischen den starren Scheiben 3 angeordnete Puffer schicht nicht durch eine elastische Keramikfaser, sondern durch jeweils eine dünne Drahtnetzscheibe 8 gebildet. Bei der Verdichtung der Transportrolle durch die Kraft der beiden Federn 6 werden sämtliche Drahtnetzscheiben 8 in situ in die jeweils benachbarten Scheiben 3 aus Faserkeramik eingedrückt, so daß in diesen Bereichen eine Armierung der Faserkeramik stattfindet. Eine zu sätzliche Armierung der Faserkeramik kann vorgenommen werden, indem die Scheiben 3 zusätzlich durch dünne Stahlfasern bewehrt werden.

Als Material für die Drahtnetzscheiben 8 kommen in erster Linie Stähle, und insbesondere hochhitzebeständige Chromnickelstähle, in Betracht. Der Durch messer der Einzeldrähte kann, je nach Durchmesser der Transportrolle, zwi schen 0,2 und 1,0 mm betragen. Die Maschenweite der Drahtnetzscheiben 8 liegt vorzugsweise im Bereich 0,05 und 10,0 mm.

Bezugszeichenliste

1 äußere Mantelfläche
2 Hohlwelle
3 starre Keramikscheibe
4 elastische Keramikscheibe
5 Endplatte
6 Feder
7 Kühlwasserströmung
8 Drahtnetzscheibe

Claims

1. Hitzefeste Transportrolle für Durchlauföfen, mit einer von innen gekühlten Welle, auf deren Mantelfläche eine Vielzahl zylindrischer Scheiben aus Faserkeramik angeordnet ist, und mit Druckerzeugungseinrichtungen, die die Scheiben mit einem axial gerichteten Spanndruck beaufschlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Scheiben (3) aus einer sich im wesentlichen starr ver haltenden Keramik bestehen und in regelmäßigen Abständen Puffer schichten (4, 8) vorgesehen sind, die ein im Vergleich zu den starren Scheiben (3) elastisches Druckverhalten aufweisen.

2. Transportrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Puf ferschichten durch Scheiben (4) gebildet werden, die sich aus elastischen Keramikfasern zusammensetzen und im Wechsel mit den starren Schei ben (3) auf der Welle (2) angeordnet sind.

3. Transportrolle nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine genadelte Keramikfasermatte als Pufferschicht.

4. Transportrolle nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine vakuumgeformte Keramikfaserplatte als Pufferschicht.

5. Transportrolle nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Vakuumformteil aus Keramikfaser als Pufferschicht.

6. Transportrolle nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß die Pufferschicht aus Keramikfasern auf Basis von Aluminiumsi likat, Zirkon, Mullit, SiC oder MgO zusammengesetzt ist.

7. Transportrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Puf ferschichten durch dünne Drahtnetzscheiben (8) gebildet werden, die im Wechsel mit den starren Scheiben (3) auf der Welle (2) angeordnet sind.

8. Transportrolle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dün nen Drahtnetzscheiben (8) eine Armierung bilden, die infolge des Spann drucks teilweise in das Gefüge der starren Scheiben (3) eindringt.

9. Transportrolle nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, gekennzeichnet durch Stahl, vorzugsweise hochhitzebeständigem Chromnickelstahl, als Material für die Drahtnetzscheiben (8).

10. Transportrolle nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch eine Maschenweite des verwendeten Drahtnetzgewebes zwischen 0,05 und 10 mm.