DE2613683A1 - FLOW ROLLER FOR TRANSMISSION OF HIGH ELECTRICAL CURRENTS - Google Patents
FLOW ROLLER FOR TRANSMISSION OF HIGH ELECTRICAL CURRENTSInfo
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Description
Kabel- und Metallwerke Gut eho ffnungshü11 e Akti eng es e11s chaftKabel- und Metallwerke Gut eho opening corporation
2-I69 3O.O3.762-I69 3O.O3.76
Die Erfindung betrifft eine Stromleitwalze zur Übertragung hoher elektrischer Ströme, insbesondere auf durch eine elektrolytische Bandveredelungsanlage, durchlaufendes, bandförmiges Gut, bestehend aus einer hohlen Walze aus Stahl, zwei die Walze tragende mit Stromzuführungs- und/oder Stromableitungsorganen versehene Wellenzapfen, von denen mindestens einer mit einer längsaxialen Bohrung zur Zu- und/oder Abfuhr eines Kühlmittels versehen ist und einer sowohl auf die hohle Walze als auch auf die Wellenzapfen elektrolytisch aufgebrachten Außenhaut aus einem elektrisch gut leitenden Metall.The invention relates to a current conducting roller for the transmission of high electrical currents, in particular through an electrolytic one Strip processing line, continuous, strip-shaped product, consisting of a hollow steel roller, two die Roller bearing with power supply and / or power dissipation elements provided shaft journals, of which at least one with a longitudinal axial bore for the supply and / or removal of a Coolant is provided and one applied electrolytically to both the hollow roller and the shaft journals Outer skin made of a metal with good electrical conductivity.
Zur Übertragung hoher elektrischer Ströme etwa in der Größenordnung von $.000 bis 9.000 A von einer Speisequelle auf ein bandförmiges Gut, beispielsweise in Bandveredelungsanlagen, -wo das Band in einem Elektrolyten mit einem metallischen Niederschlag versehen werden soll, werden sogenannte Stromleitwalzen verwendet. Diese Stromleitwalzen bestehen·, im wesentlichen aus einem mä± einer mit einer Bohrung versehenen Welle angeordneten Walzenhohlkörper, zum Beispiel au· Stahl, dessen Außenfläche mit einem Kupferüberzug zur eigentlichen Stromleitung versehen ist. Durch die Bohrung in der Welle, wird eine Kühlflüssigkeit in das Innere des Walzenhohlkörpers befördert und beim Umlauf der Walze Mitgenommen. Die Verbindung des Walzenhohlkörpers mit der Welle geschieht über Ringscheiben, die sowohl mit der Welle als auch mit dem hohlen Walzenkörper mechanisch fest, beispielsweise durch Schweißen verbunden sind. Der so vorbereitete Körper wird anschließend in einem galvanischen Bad mit einer 10 bis 20 mm starken Kupferschicht versehen· So-called current conducting rollers are used to transmit high electrical currents in the order of magnitude of $, 000 to 9,000 A from a supply source to a strip-shaped material, for example in strip finishing systems, where the strip is to be provided with a metallic deposit in an electrolyte. This Stromleitwalzen · consist, essentially of a moderate ± a shaft provided with a bore arranged rolling hollow body, for example au · steel whose outer surface is provided with a copper coating for the actual power line. Through the bore in the shaft, a cooling liquid is conveyed into the interior of the roll and the hollow body during rotation of the roller taken along. The hollow roller body is connected to the shaft by means of ring disks which are mechanically firmly connected to both the shaft and the hollow roller body, for example by welding. The body prepared in this way is then provided with a 10 to 20 mm thick copper layer in an electroplating bath.
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Die Stromzufuhr geschieht über Stromzuführorgane, die an dem Wellenzapfen angreifen. Der Strom fließt dann über die Kupferaußenhaut bis auf die Mantelfläche des hohlen Walzenkörpers und von dort auf das zu beschichtende Metallband (OE-PS 288 104)The power is supplied via power supply elements that attack the shaft journal. The current then flows over the copper outer skin except for the outer surface of the hollow roller body and from there to the metal strip to be coated (OE-PS 288 104)
Obwohl diese Stromleitwalzenkonstruktion sich den auf den Markt erhältlichen Konstruktionen als überlegen erwiesen hat, weist sie dennoch einige Nachteile auf. So können nach längeren Betriebszeiten Achswellenbrüche im Bereich der Übergangszone zwischen Flansch und Welle auftreten, beispielsweise durch Überbelastung oder durch Spannungsrißkorrosion. Darüber hinaus können Undichtigkeiten im Bereich zwischen dem Stirnflansch und der Achswelle auftreten. Weiterhin kann, durch statische und dynamische Kräfte hervorgerufen, die Kupferschicht im Flanschbereich der Walze aufreißen. Außerdem ist es sehr schwierig, den Übergangsbereich zwischen dem Wellenzapfen und dem Flansch mit einer gleichmäßig starken Kupferschicht zu versehen.Although this current guide roller design has proven to be superior to the designs available on the market, it still has some disadvantages. Axle shaft fractures can occur in the transition zone between flange and shaft after longer periods of operation, for example due to overloading or stress corrosion cracking. In addition, leaks can occur in the area between the end flange and the axle shaft. Furthermore, caused by static and dynamic forces, the copper layer in the flange area of the roller can tear. In addition , it is very difficult to provide the transition area between the shaft journal and the flange with a uniformly thick copper layer.
Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine Stromleitwalze anzugeben, bei der die genannten Nachteile weitestgehend vermieden sind, die darüber hinaus wesentlich kostengünstiger hergestellt werden kann und die einen verbesserten Stromübergang durch eine homogenere Stromleitschicht gewährleisten soll.The invention is therefore based on the object of a current conducting roller specify in which the disadvantages mentioned are largely avoided, which are also much more cost-effective can be produced and which ensure an improved current transfer through a more homogeneous current conducting layer target.
Diese Aufgabe wird bei einer Stromleitwalze der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die Wellenzapfen aus Stahl bestehen und sich an ihrem einen Ende flanschartig erweitern, daß die Flansche in die hohle Walze eingeschrumpft sind, daß der Übergang zwischen dem zylindrischen Teil von Wellenzapfen zum Flansch gekrümmt verläfift und daß auf den zylindrischen Teil der Wellenzapfen eine Buchse aus dem elektrisch gut leitenden Material aufgeschrumpft ist. Dadurch, daß Wellenzapfen und Stirnabschluß für den Walzenkörper einteilig ausgebildet sind, entfallen nunmehr undichte Stellen am Übergang zwischenThis object is achieved in a current conducting roller of the type mentioned in that the shaft journals are made of steel and expand like a flange at one end, that the flanges are shrunk into the hollow roller, that the transition between the cylindrical part of shaft journal to flange is curved Verläfift and that a bushing made of the electrically conductive material is shrunk onto the cylindrical part of the shaft journal. Due to the fact that the shaft journal and the end cap for the roller body are formed in one piece, there are now no leaks at the transition between
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den Wellenzapfen und dem Stirnflächenabschluß für den hohlen Walzenkörper. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist darin zu sehen, daß die Welle nicht mehr durchgehend ist und somit der gesamte Hohlraum zu Kühlzwecken verwendet werdin kann. Obwohl durch die Schrumpfverbindung zwischen dem Flansch und dem hohlen Walzenkörper die Dichtigkeit an diesem Übergang als sehr gut besLchnet werden, muß, ist dieser Bereich zusätzlich verschweißt. Die Schweißnahttiefe sollte dabei ca. 4 mm betragen.the shaft journal and the end face termination for the hollow roller body. Another major benefit is in it too see that the shaft is no longer continuous and thus the entire cavity can be used for cooling purposes. Although due to the shrink fit between the flange and The tightness of the hollow roller body at this transition can be assessed as very good, if this area has to be additionally welded. The weld seam depth should be approx. 4 mm.
Zur Herstellung einer aolchen Stromkeitwalze hat sich ein Verfahren als besonders zweckeäßig erwiesen, bei dem zunächst auf die Plansche der Wellenzapfen eine hohle Walze in an sich bekannter Weise aufgeschrumpft und ggf. die Walze mit dem Flansch flüssigkeitsdicht verschweißt, daß auf jeden Wellenzapfen eine hohlzylindrische Buchse aus einem elektrisch gut leitenden Metall aufgeschrumpft und anschließend sowohl die Mantelfläche der Walze als auch die Wellenzapfen mit ihren Flanscl?nin einen galvanischen Prozeß mit der Außenhaut aus elektrisch gut leitendem Metall beschichtet wird. Das Aufschrumpfen der Büchse auf die Wellenzapfen dient dazu, auf diese einen verstärkten Kupferquerschnitt aufzubringenA process has proven to be particularly useful for the production of such a current roller, in which a hollow roller is first shrunk onto the surface of the shaft journal in a known manner and, if necessary, the roller is welded to the flange in a liquid-tight manner, so that a hollow cylindrical bushing is made on each shaft journal an electrically conductive metal and then both the outer surface of the roller and the shaft journals with their Flanscl? n is coated in a galvanic process with the outer skin made of electrically good conductive metal. The purpose of shrinking the bushing onto the shaft journal is to apply a reinforced copper cross-section to it
Die Erfindung ist anhand eine« in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeipeels näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to an embodiment example shown schematically in the figure.
Die Stromleitwalze gemäß der Lehre der Erfindung besteht aus dem Walzenhohlkörper 1 aus Stahl, in den die Wellenzapfen 2 und 3 mit ihren flanschartigen Erweiterungen 4 und 5 eingeschrumpft sind. Die Flansch? 4 und 5 sind mit den Walzenhohlkörper 1 bei 6 verschweißt, und zwar nit einer Schweißnahttiefe von mindesten· 4 nm. Zur Zu- bsw. Abfuhr von Kühlmittel dienen die in den Wellenzapfen 2 und 3 vorgesehenen Bohrungen 7 und 8. Auf die Wellenzapfen 2 und 3 aufgeschrumpft sind Büchsen 9 und 10 aus Kupfer, die für den nötigen Leitungsquer schnitt sorgen sollen. Die*so vorbereitete Wal«β wird inThe current conducting roller according to the teaching of the invention consists of the hollow roller body 1 made of steel, into which the shaft journals 2 and 3 with their flange-like extensions 4 and 5 are shrunk. The flange? 4 and 5 are welded to the hollow roller body 1 at 6, specifically with a weld seam depth of at least 4 nm. Removal of coolant The holes 7 and 8 provided in the shaft journals 2 and 3 are used. The shaft journals 2 and 3 are shrunk onto them Bushes 9 and 10 made of copper, which should ensure the necessary line cross-section. The whale prepared in this way is used in
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einem galvanischen Prozeß mit einer Atißenhaut 11 aus Elektrolyikupfer versehen, die sich von den Fellenzapfen 2 und 3 über die Flansche 4 und 5 bis auf die Mantelfläche des Hohlen Valzenkörpers 1 erstreckt. Damit die Schichtdicke der Kupferaußenhaut Ii im Bereich der Flansche 4 und 5 schnell und in genügender Stärke aufgebracht werden kann, ist der Übergeag von den Wellenzapfen 2 und 3 zum hohlen Walzenkörper 1 gekrümmt ·a galvanic process with an outer skin 11 made of electrolytic copper provided, which extend from the fur cones 2 and 3 via the flanges 4 and 5 to the outer surface of the hollow Valzenkörpers 1 extends. So that the layer thickness of the copper outer skin Ii can be applied quickly and in sufficient strength in the area of the flanges 4 and 5, is the Übergeag curved from the shaft journals 2 and 3 to the hollow roller body 1 ·
Auf die Außenhaut 11 im Bereich der Mantelfläche des Walzenhohlkörpere 1 kann in einem nachgeschalteten Prozeß noch eine nicht mehr dargestellte Hartchromschicht aufgebracht werden.On the outer skin 11 in the area of the lateral surface of the hollow roller body 1, a hard chrome layer (not shown) can be applied in a subsequent process will.
Die Erfindung ist anwendbar auf Stromleitwalzen, wie in der Figur dargestellt, bei denen der gesamte Innenraum des WaI-zenhohlkörpers zur Führung eines Kühlmittels vorgesehen ist, sie ist aber ebenso anwendbar bei Stromleitwalzen, bei denen zwischen der Mant elf lache des WalzenhoMkörpers 1 und der Außenhaut 11 wendelförmig verlaufende Kühlkanäle vorgesehen sind, die über ein Rohrstück mit den Bohrungen 7 und 8 in den Wellenzapfen 2 und 3 verbunden sind.The invention is applicable to current guide rollers, as in FIG Figure shown in which the entire interior of the roller hollow body is provided for guiding a coolant, but it can also be used for conductive rollers in which between the shell eleven puddles of the WalzenhoMkörpers 1 and the Outer skin 11 helically extending cooling channels are provided which are connected to the bores 7 and 8 in the shaft journals 2 and 3 via a piece of pipe.
Die erfxndun$»gemäße Stromleitwalze zeichnet sich gegenüber der eingangs beschriebenen Stroatleitwäze durch eine Reihe von Vorteilen aus. Sc, läßt sich die Stronleitwdze statisch und dynastisch konstruktiv wesentlich günstiger auslegen. Achswellenbrüche im Bereich des Übergangs zwischen den Wellenzapfen. 2 und 3 und den Flanschen h und 5 können ausgeschlossen werden. Der fertigungstechnische Aufwand ist bedeutend geringer und risikoloear. Dur^h die großen Übergaxigsradien zwischen den Wellenzapfen 2 'und 3 und den Flanschen 4 und 5 kenn die gewünschte Schichtdicke der Außenhaut Ii wsaantiich schneller erreicht werden, d.l^. die StroiiLeit- -- .Ixen kommen in einer wesentlich kürzeren Zeit gefertigt Undichtigkeiten zwischen den Wellenrapfen 2 und 3The current conducting roller according to the invention is distinguished by a number of advantages compared to the static conducting roller described at the beginning. Sc, the static and dynastic structural design of the stream guide can be made much more favorable. Axle shaft breaks in the area of the transition between the shaft journals. 2 and 3 and the flanges h and 5 can be excluded. The manufacturing effort is significantly lower and risk-free. Because of the large over-axis radii between the shaft journals 2 'and 3 and the flanges 4 and 5, the desired layer thickness of the outer skin can be reached faster, dl ^. the StroiiLeit- .Ixen come in a much shorter time. Leakages between the corrugated lugs 2 and 3
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und den Flanschen k und 5 sind ausgeschlossen, so daß die Elektrolytflüssigkeit nicht mehr in das Innere des Walzenhohlkörpers gelangen kann. Weiterhin entfällt das durch statische und dynamische Kräfte hervorgerufene umlaufende Aufreißen der Kupferschicht im Flanschbereich der Stromleitwalze. and the flanges k and 5 are excluded, so that the electrolyte liquid can no longer get into the interior of the hollow roller body. Furthermore, the circumferential tearing of the copper layer in the flange area of the current conducting roller caused by static and dynamic forces is no longer necessary.
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Claims (3)
auch auf die Wellenzapfen elektrolytisch aufgebrachten
Außenhaut aus einem elektrisch gut leitenden Metall, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenzapfen (2,3) aus Stahl bestehen und sich an ihrem einen Ende flanschartig erweitern, daß die Plansche (4,5) in die hohle Walze (l) eingeschrumpft sind, daß der Übergang zwischen dem zylindri schen Teil von Wellenzapfen (2,3) zum Flansch (4,5) gekrümmt verläuft und daß auf den zylindrischen Teil der
Wellenzapfen (2,3) eine Büchse (9,10) aus dem elektrisch
gut leitenden Material aufgochrumpft ist. 1. Conductor roll for the transmission of high electrical currents, in particular on strip-shaped material passing through an electrolytic! Saal a bore is provided for the supply and discharge of a coolant and one on both the hollow roller
also applied electrolytically to the shaft journals
Outer skin made of a metal with good electrical conductivity, characterized in that the shaft journals (2, 3) are made of steel and widen like a flange at one end, so that the planes (4, 5) are shrunk into the hollow roller (1), that the transition between the cylindri's part of the shaft journal (2,3) to the flange (4,5) is curved and that on the cylindrical part of the
Shaft journal (2,3) a bushing (9,10) from the electrical
good conductive material is shrunk on.
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