DE3100420A1

DE3100420A1 - Temperaturbestaendige rolle

Info

Publication number: DE3100420A1
Application number: DE19813100420
Authority: DE
Inventors: Robert John 48013 Bloomfield Hills Mich. Sukenik
Original assignee: New Hudson Corp
Current assignee: New Hudson Corp
Priority date: 1980-01-11
Filing date: 1981-01-09
Publication date: 1981-12-24
Also published as: FR2473676B3; FR2473676A1; US4352230A; GB2067728A

Description

Temperaturbeständige Rolle

Die Erfindung betrifft faserbeschichtete Rollen, wie sie bei der Herstellung von Glas, Aluminium, Stahl oder in anderen Industrien zum Fördern des Produktes durch eine Heizvorrichtung, eine Kühlvorrichtung, einen Trockner od.dgl. benutzt werden. Die Funktion der Rolle kann darin bestehen, das Produkt so zu bewegen, daß es keine unerwünschten Rattermarken od.dgl. erhält, einen thermischen Schockzustand zu vermeiden oder zu verhindern, daß das geförderte Material auf der Rollenoberfläche haftet.

Bei der Herstellung solcher Rollen wurde üblicherweise ein metallischer zylindrischer Dorn verwendet, auf dem Asbestscheiben angebracht, komprimiert und dann zum Zweck der Zentrierung maschinell bearbeitet wurden. Gesundheitsprobleme haben dazu geführt, daß Asbest durch andere Materialien wie z.B. Keramikfasern ersetzt wurde, die jedoch manchmal in unerwünschter Weise spröde sind. Aluminiumsilicatfasern stehen in Form von Faserplatten zur Verfügung, die durch ein Vliesverfahren hergestellt werden. "Kaowool" und "Fiberfrax" sind Warenzeichen solcher Aluminiumsilicatfasern. Die Fasern werden in Verbindung mit Bindemitteln aus z.B. der Aluminiumphosphat- und/oder Siliciumdioxid-Familie verwendet. Ein üblicherweise verwendetes Bindemittel, das ein kolloidales Siliciumdioxid-Gemisch ist, wird von der Dupont Company unter dem Warenzeichen "Ludox" verkauft.

Eines der Probleme, die entstehen, wenn eine Aluminiumsilicat-Faserplatte direkt an Stelle der Asbest-Faserplatte verwendet wird,

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besteht in einem Faserbruch, der durch die Sprödigkeit der trockenen Aluitiiniumsilicat-Faserplatte verursacht wird, wenn sie einer Kompression ausgesetzt wird. Bei höheren Temperaturen ist ein mit Ludox gebundenes Aluminiumsilicat-Faserprodukt auch einem Schrumpfvorgang ausgesetzt, der zur Folge haben kann, daß die Faserscheiben auf dem metallischen Dorn lose werden, was zu einer Relativbewegung und einer beschleunigten Faserbeschädigung führt.

Aus der ÜS-PS 3 763 563 ist eine Rolle mit einem metallischen Dorn und einer langen monolithischen Faserhülse bekannt. Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß die monolithische Faserhülse in allen Dimensionen schrumpft, wenn sie höheren Temperaturen ausgesetzt wird, wogegen der metallische Dorn sich ausdehnt. Wenn die Hülse in axialer Richtung schrumpft, während sich der metallische Dorn ausdehnt, kann die Hülse lose werden, und sich relativ zum Dorn drehen. Aufgrund von großen Umfangsspalten, die sich in zufälliger Verteilung bilden, kann sie brechen oder sich lösen. Diese "Spalte", die von einem Schrumpfen der Faser und einer axialen Expansion des Domes herrühren, können aus nur wenigen großen Spalten über der gesamten Stirnseite der Rollenbeschichtung bestehen. Große Spalte können ein vorzeitiges Versagen hervorrufen, indem die Ränder abbrechen, die Scheiben sich trennen und seitlich zusammenbrechen. Große Spalte können auch nachteilig im Hinblick auf ein Fördern des Produktes sein. Außerdem haben Biegekräfte aufgrund der keramikartigen Eigenschaften der verklebten Faserhülse praktisch keine Durchbiegung zur Folge, wogegen sich der metallische Dorn, auf dem die Faserhülse gelagert ist, sich durchbiegt. Die Folge ist, daß die keramische Hülse in ihrem mittleren

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Abschnitt "ausgewalzt" wird. Irgendwann hat dieses "Auswalzen" ein Brechen zur Folge, und die Hülse beginnt ,sich auf dem metallischen Dorn hin- und herzubewegen, was eine zusätzliche Abnutzung zur Folge hat. Ein völliges Versagen kann in relativ kurzer Zeit eintreten.

Zum Stand der Technik wird noch auf folgende, der Anmelderin bekannte Druckschriften hingewiesen:

US-PS 1 930 999

US-PS 2 300 528

US-PS 2 788 957

US-PS 3 306 254

US-PS 2 501 629

US-PS 1 883 183

US-PS 3 710 469

US-PS 3 853 525.

In der US-PS 1 930 999 ist die Rolle mit Asbestscheiben versehen, die durch eine Schraube 9 bzw. eine Mutter komprimiert werden.

In der US-PS 3 306 254 werden Scheiben 19 zwischen Stirnplatten mit einer Schraube 24 gehalten, die die Scheiben komprimieren.

In der US-PS 2 501 629 werden bei einer Rolle Zugstangen dazu verwendet, die Scheiben zusammenzuhalten, obgleich bei dieser Konstruktion eine äußere Hülse über den Scheiben liegt.

Die übrigen Druckschriften sind insofern von Interesse, als sie

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sich ebenfalls auf Rollen beziehen, bei denen Mittel zum Ausüben eines Enddruckes oder Scheiben auf einem Dorn vorgesehen sind. Die US-PS 3 815 197 der Anmelderin betrifft verschiedene Mittel zum Herstellen von Rollen. Die US-PS 3 224 927 offenbart die Herstellung eines anorganischen wärmeresistenten Fasermaterials, das Kationenstärke und kolloidales Siliciumdioxid enthält.

Durch die vorliegende Erfindung soll eine temperaturfeste Rolle geschaffen werden, bei der die oben beschriebenen Expansions- und Abnutzungsprobleme vermieden werden und die eine unterschiedliche Ausdehnung zwischen dem metallischen Dorn und der Hülse wie auch die oben erwähnten Durchbiegekräfte aufnehmen kann. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen .

Durch die vorliegende Erfindung werden an sich bekannte Materialien in neuartiger Weise verwendet, wodurch die Lebensdauer der Rolle erheblich vergrößert wird. Gemäß der Erfindung können die Komponenten der Hülse auf verschiedene Weisen an ihrer richtigen Stelle gehalten werden, während sie eine Relativbewegung zwischen dem Dorn und der Hülse, wie oben beschrieben, erlauben.

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene schematische Darstellung einer Möglichkeit zur Ausführung der Erfindung, die darin besteht, jeweils kurze zylindrische Baueinheiten

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(Scheibenpakete) getrennt an einem Dorn zu befestigen;

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht zur Darstellung einer zweiten Ausführungsmöglichkeit, die darin besteht, kurze zylindrische Baueinheiten (Scheibenpakete) auf einem Dorn gleitbar anzuordnen und einen stirnseitigen Druck zum Spielausgleich aufzubringen;

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei der ein externes Federsystem zum Spielausgleich für die Scheiben verwendet wird;

Fig. 4 eine vergrößerte fragmentarische Schnittansicht einer Rolle im Bereich des Kreises 4 der Fig. 3 zur Veranschaulichung der Metallfolieneinsätze zwischen den Scheiben;

Fig. 5 eine teilweise geschnittene Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei der die monolithischen Baueinheiten mit metallischen Stirnplatten versehen sind, die durch Schrauben zusammengehalten werden, die eine vorbestimmte Kompression ermöglichen und benachbarte Baueinheiten miteinander "verriegeln";

Fig. 6 eine vergrößerte fragmentarische Ansicht des durch den Kreis 6 bezeichneten Teils der Fig. 5;

Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 in Fig. 5, wobei Teile weggebrochen sind;

Fig. 8 einen Querschnitt einer anderen monolithischen Baueinheit, bei der ein expandiertes Metallrohr mit Stirnflanschen verwendet wird, die die Scheiben halten;

Fig. 9 eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der

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Erfindung, bei dem die monolithischen Baueinheiten getrennt an einem Dorn befestigt sind;

Fig. 10 eine vergrößerte fragmentarische Schnittansicht in dem mit 10 bezeichneten Bereich in Fig. 9;

Fig. 11 eine fragmentarische Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei der eine manuell verstellbare interne Einrichtung zum Spielausgleich vorgesehen ist;

Fig. 12 eine fragmentarische Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei dem ebenfalls eine interne Einrichtung zum Spielausgleich vorgesehen ist, die in diesem Fall jedoch federbelastet ist;

Fig. 13 eine fragmentarische Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels, bei dem eine durch Luft vorgespannte interne Einrichtung zum Spielausgleich vorgesehen ist;

Fig. 14 eine fragmentarische Schnittansicht einer anderen Ausführungsform der "Expansionsverbindungseinrichtung", bei dem metallische Abstandselemente in Verriegelungsnuten des Dornes einrasten.

Zwei grundsätzliche Möglichkeiten zum Ausführen der Erfindung sind in den Fig. 1 und 2 dargestellt. In Fig. 1 ist ein zylindrischer metallischer Dorn mit 11 bezeichnet, und kurze monolithische ringförmige Scheiben aus Aluminiumsilicat-Fasern mit 12 bezeichnet. Jede Scheibe bzw. kurze Gruppe von Scheiben ist bei 13 an dem metallischen Dorn 11 befestigt. Benachbarte Scheiben 12 sind zu kurzen Scheibenpaketen (Baueinheiten) miteinander verklebt, ausgenom-

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men an vorgegebenen Stellen, was eine Bewegung der monolithischen Baueinheiten relativ zueinander ermöglicht, wobei eine veränderlicher Zwischenraum 14 verbleibt. Dieses System kann als "Expansionsverbindungssystem" bezeichnet werden.

Da jede Baugruppe bzw. Scheibe 12 in axialer Richtung relativ kurz ist, sind die Spannungen, die von einer unterschiedlichen thermischen Expansion zwischen dem Dorn und den Scheiben herrühren, klein. Als Folge kann jede Baueinheit 12 ihren Klebezustand bezüglich des Dornes 11 beibehalten. Wenn sich der Dorn 11 axial ausdehnt, bewegen sich die Baueinheiten proportional voneinander weg, und der Dorn 11 weist eine Reihe von Zwischenräumen 14 relativ kleiner Abmessungen auf, die sich mit Abstand über der Länge des Dornes an jeder vorgegebenen Verbindungsstelle zwischen den monolithischen Baueinheiten erstrecken. Dieses System kann verwendet werden, wenn kleine Zwischenräume zwischen den monolithischen Baueinheiten hingenommen werden können, oder wenn aus irgendwelchen Gründen es nicht zweckmäßig ist, ein Spielausgleichssystem wie in Fig. 2 zu verwenden. Das Expansionsverbindungssystem kann auch verwendet werden, wenn die radiale Scheibenbeanspruchung aufgrund der Werkstücke relativ hoch ist und es daher schwierig wäre, eine axiale Relativbewegung zwischen dem Dorn und den Scheibenpaketen zu ermöglichen. Jedes monolithische Scheibenpaket 12 in dem Expansionsverbindungssystem kann am Dorn durch verschiedene Verfahren befestigt werden, z.B. durch Kleben oder durch eine mechanische Befestigung, wie weiter unten noch beschrieben wird.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Spielausgleichssystem werden ein Dorn

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15 und monolithische Scheibenpakete bzw. Scheiben 16 aus Fasern verwendet, die relativ kurz sind. Der Innendurchmesser 17 der Scheiben 16 kann entweder einen Abstand von der Dornoberfläche haben oder, falls er darauf gleitbar ist, mit einer abnutzungsbeständigen Oberfläche versehen sein. Eine Einrichtung zum axialen Spielausgleich, die in schematischer Weise durch eine Feder 18 dargestellt ist, übt - z.B. durch ein Bauteil 19 - eine konstante axiale Druckkraft auf die monolithischen Scheibenpakete aus. Diese sind mit Trennelementen durchsetzt oder mit ein Verkleben verhindernden Lösungsmitteln versehen, die schematisch bei 21 dargestellt sind. Diese Mittel können strukturelle Trennelemente wie z.B. metallische Teile, nicht-strukturelle Trennelemente wie z.B. Metallfolien oder chemische Substanzen bzw. Beschichtungen zum Verhindern eines Verklebens s_in. Bei dieser Ausführungsform, bei der strukturelle Trennelemente vorgesehen sind, kann ein Zwischenraum 22 zwischen dem Innendurchmesser 17 und dem metallischen Dorn 15 vorgesehen sein, so daß die Scheiben selbst sich nicht relativ zum metallischen Dorn 15 abnutzen. Jegliche Gleitberührung erfolgt zwischen den strukturellen Trennelementen und dem metallischen Dorn. Wenn nicht-strukturelle Trennelemente verwendet werden, sollte kein Zwischenraum zwischen den Scheiben und dem Dorn vorhanden sein, da die Abstützfunktion der Trennelemente nicht vorhanden ist.

Es werden nun die speziellen Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Rolle 23, die aus einem länglichen zylindrischen metallischen Dorn 24 und mehreren monolithischen Scheibenpaketen aus Scheiben 25 bestehen. Die Scheiben

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25 werden aus Aluminiumsilicatfasern hergestellt, und zwar beispielsweise durch ein Naßschichtverfahren, bei dem handelsübliche Bindemittel wie z.B. Ludox verwendet werden. Ringförmige Scheiben 25 werden in Naßzustand zusammengesetzt. Jede Scheibe kann zu einer einzelnen Baueinheit komprimiert werden, oder zu einer integrierten Baueinheit mit Trennelementen bzw. ein Verkleben verhindernden Beschichtungen, bis eine kleine Menge des Bindemittels aus der Baueinheit austritt. Es ist im allgemeinen wichtig, daß kein zu hoher Kompressionsdruck aufgebracht wird, der das Bindemittel aus den Fasern ausquetschen könnte und die Wirksamkeit der Endkonstruktion beeinträchtigen würde. Die Dicke der Scheiben liegt typischerweise zwischen 1/4 Zoll bis ungefähr 1 Zoll, wobei der Gewichtsanteil des Bindemittels bezogen auf das Gesamtgewicht der getrockneten Matrix im allgemeinen kleiner als 30 % ist.

Der Dorn 24 kann mit einem Lösemittel 26 beschichtet werden, z.B. einem Teflonstreifen, Polyäthylen, einem siliconartigen Material oder einer losen Oxidbeschichtung, die ein Haften der Scheiben am Dorn verhindern.

Die monolithischen Scheibenpakete 25 können an ihrem Innendurchmesser mit einem zusätzlichen Härtemittel 27 oder verschiedenen zementitartigen Materialien verstärkt werden, um den Fasern am Innendurchmesser eine erhöhte Festigkeit zu verleihen.

Trennelemente in Form von ringförmigen Scheiben 28 oder ein Kleben verhindernden Beschichtungen sind zwischen benachbarten Scheibenpaketen 25 vorgesehen. Diese Trennelemente verleihen der gesamten

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Anordnung ein vorgegebenes Expansionsverbindungsmuster. Durch Verwendung von monolithischen Faserelementen (Scheibenpaketen 25) kurzer Länge und dazwischenliegenden "Expansionsverbindungen" (Trennelementen 28) wird die eingangs erwähnte Auswirkung einer Durchbiegung zwischen dem Dorn und der Rollenbeschichtung ausgeschaltet. Statt einer sehr steifen keramischen Hülse auf dem relativ elastischen Dorn wirken die Scheibenpakete 25 wie Perlen in einer Kette, die sich bei einer Durchbiegung des Dornes relativ zueinander winkelig verschieben.

Nachdem die Scheibenpakete 25 auf dem Dorn 24 angeordnet worden sind, können sie getrocknet und durch Drehen oder eine andere spanabhebende Bearbeitung auf die richtigen Abmessungen gebracht werden, und weitere Beschichtungen aus Ludox, Aluminiumphosphat bzw. anderen Härtemitteln können dazu benutzt werden, eine höhere Konzentration des Bindemittels in der Nähe der Rollenoberfläche und eine entsprechende Verbesserung der Abriebfestigkeit zu erzielen. Mehrfache Schichten aus Bindemitteln können ein Schrumpfen der Scheibenoberfläche hervorrufen. Es kann daher zweckmäßig sein, irgendwelche Zwischenräume durch Aufbringen einer geringfügigen zusätzlichen Kompression zu schließen, nachdem die letzten Oberflächenbeschichtungen aus Bindemittel aufgebracht worden sind. In einigen Fällen ist es möglich, die Scheibenpakete 25 zu bearbeiten, ehe sie auf den Dorn 24 aufgebracht werden; das Zusammensetzen wird dann mit ausreichender Genauigkeit vorgenommen, um eine weitere Bearbeitung überflüssig zu machen.

Eine Welle 30 erstreckt sich durch die Rolle 23 und ist an gegen-

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überliegenden Enden durch Lager 31 und 32 gelagert. Der Dorn 24 verläuft, wie dargestellt, durch Wände 33 und 34 eines Ofens 35.

Ein Ring 36 ist am Dorn 24 unmittelbar innerhalb der Wand 34 befestigt, und ein gleitender Ring 37 ist auf dem Dorn 24 innerhalb der Wand 33 vorgesehen. Scheiben 25 sind zwischen diesen beiden Ringen 36,37 angeordnet. Eine Hülse 38 ist auf dem Dorn 24 gleitbar gelagert und erstreckt sich durch die Wand 33, wobei ein Ende an dem gleitenden Ring 37 angreift. Ein Feder-Ring 39 ist am anderen Ende der Hülse 38 befestigt, und ein weiterer hülsenförmiger Ring 41 ist auf dem Dorn 24 außerhalb des Rings 39 gleitbar gelagert. Eine luftgekühlte Schraubendruckfeder 42 ist zwischen den Ringen 39 und 41 angeordnet. Ein ortsfester Ring 43 ist außerhalb des Rings 41 am Dorn 24 befestigt und trägt Schrauben 44, die die axiale Lage des Rings 41 verstellen. Hierdurch läßt sich der Stirndruck, den die Feder 42 über den Ring 39 und die Hülse 38 auf den gleitenden Ring 37 und somit auf die Scheibenpakete 25 ausübt, verstellen. Alternativ hierzu kann der Ring 41 ortsfest angeordnet werden, und die Schrauben 44 sowie der Ring 43 werden dann weggelassen.

Im Betrieb hat eine wärmebedingte axiale Ausdehnung des Dorns 24 eine Gleitbewegung des Dorns bezüglich der Scheibenpakete 25 zur Folge; das Lösemittel, mit dem der Dorn beschichtet ist, verhindert jedoch jeglichen Schaden, der durch ein Haften der aus Fasern bestehenden Scheiben hervorgerufen werden könnte. Die Scheiben werden durch die Feder 42 dauernd zusammengehalten. Gleichzeitig sind die Scheiben gegen Abnutzung oder eine Beschädigung geschützt,

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die von Durchbiegung und Expansion hervorgerufen werden könnten.

Die Fig. 5,6 und 7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine Rolle 101 aus einem metallischen Dorn 102 und monolithischen Scheibenpaketen 103 besteht. Die Scheibenpakete 103 bestehen jeweils aus mehreren Scheiben 104, die an ihren entgegengesetzten Enden durch ein Paar ringförmiger metallischer Halteplatten 105,106 gehalten werden. Mehrere in Umfangsrichtung verteilte, mit Gewinde versehene Zugstangen 107 erstrecken sich zwischen den Halteplatten 105 und 106 durch die Scheiben 104 hindurch. Die Scheiben 104, die zwischen jedem Paar Halteplatten 105,106 komprimiert werden, bilden ein monolithisches Scheibenpaket. Gewöhnlich ist jede Zugstange 107 von einem rohrförmigen Abstandselement 108 umgeben, so daß durch Festziehen von Muttern 109 eine vorgegebene Abmessung hergestellt werden kann. Im Fall von Scheibenpaketen, die durch Zugstanden und Abstandselementen zusammengehalten werden, ist es zweckmäßig, die gesamte Kompression im Scheibenpaket stattfinden zu lassen und somit die hohen Werkzeugkosten zu vermeiden, die zum Komprimieren der Scheiben auf dem Dorn erforderlich sind.

Der Innendurchmesser der Scheiben 104 kann größer sein als der Außendurchmesser des Dorns, wogegen der Innendurchmesser der Halteplatten 105 und 106 mehr demjenigen des Dorns entspricht. Auf diese Weise bleiben die metallischen Halteplatten bei hohen Temperaturen an Ort und Stelle. Alternativ oder zusätzlich hierzu können auf dem Dorn 102 Drehsicherungs-Federn 111 vorgesehen werden, die in Federnuten der Halteplatten greifen. Zugstangen 107 erstrecken sich

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über Muttern 109 hinaus, wie bei 112 in Fig. 5 angedeutet, in Ausnehmungen 113 des benachbarten Scheibenpaketes 103 hinein. Die Scheibenpakete sind auf diese Weise gegen eine Relativdrehung gesichert. Zur Aufnahme der angrenzenden Köpfe 115 der Zugstangen 107 sind Löcher 114 vorgesehen. Ggf. kann zur Erhöhung der Festigkeit ein Bindemittel 116 am Innendurchmesser der Scheiben 104 aufgebracht werden. In der gleichen Weise kann eine Bindemittel-Beschichtung 117 als Härtemittel nach dem Trocknen und der spanabhebenden Bearbeitung auf den Außendurchmesser der Scheiben aufgebracht werden.

Der schmale Zwischenraum zwischen den Halteplatten 105,106 und dem Dorn, wie oben beschrieben, würde benutzt werden, wenn die Anordnung in einem "Expansionsverbindungssystem" entsprechend Fig. 1 eingesetzt werden soll. Im Falle des Spielausgleichssystems ist dagegen der Zwischenraum der Halteplatten relativ groß.

Bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht eine Rolle 201 aus einem metallischen Dorn 202 und einer Reihe von Scheibenpaketen 203. Jedes Scheibenpaket 203 besteht in diesem Fall aus Scheiben 204, die zwischen zwei mit Flanschen versehenen Platten

205 und 206 angeordnet sind. Die Platten 205,206 können aus perforiertem oder expandiertem Metall hergestellt sein und besitzen Hülsenabschnitte 207, die den Dorn 202 umgeben. Der Zwischenraum zwischen den Hülsenabschnitten 207 und dem Dorn 202 hängt davon ab, ob ein Spielausgleichssystem oder ein Expansionsverbindungssystem verwendet wird. Ein expandiertes oder perforiertes Metallrohr 208 erstreckt sich zwischen den Flanschen 207 der Platten 205,

206 und ist an ihnen befestigt. Die Scheiben 204 umgeben das Me-

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tallrohr 208. Die gesamte Anordnung besteht somit aus dem zylindrischen metallischen Dorn 202 und einer Gruppe von Zwischengliedern, die jeweils von den durch das Rohr 208 verbundenen Flanschen 205 und 206 gebildet werden. Jedes mit Flanschen versehene Scheibenpaket enthält eine kleine Gruppe von Scheiben 204 aus Aluminiumsilicatfasern, die mit einem Bindemittel behandelt wurden. Ggf. kann ein Verstärkungsbindemittel auf der Innenseite der Scheiben und des expandierten Metallrohres aufgebracht werden.

Bei dem in den Fig. 9 und 10 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Rolle mit 301, der metallische zylindrische Dorn mit 302 und die kurzen monolithischen Scheibenpakete mit 303 bezeichnet. Der Dorn 302 ist mit einer rauhen Oberfläche 304 versehen, die entweder durch einen Gewindeformvorgang, Sandblasen oder eine andere Art von Oberflächenaufrauhung erzeugt werden kann, um eine klebstoffhaltende Oberfläche zu bilden. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann ein expandiertes Metall 305 mit dem Dorn durch Heftschweißen verbunden werden, um eine "greifende" Oberfläche für den Faser-Klebstoff 306 zu bilden. Trennelemente 307 in Form von mechanischen Abstandhaltern oder chemischen Lösungsmitteln werden zwischen den Scheibenpaketen 303 eingesetzt. Der Klebstoff 306 verbindet somit die Scheibenpakete 303 mit dem Dorn 302. Das Ergebnis ist eine Konstruktion nach dem Expansionsverbindungssystem.

Fig. 11 zeigt eine Einrichtung zum axialen Spielausgleich, die manuell betätigt wird. Eine Rolle 401 besitzt einen metallischen Dorn 402 und aus Fasern bestehende Scheiben 403 mit Abstandselementen 404. Ein Ring 405 greift am einen Ende der Gruppe von Schei-

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ben an und ist auf dem Dorn 402 gleitbar. Ein Stößel 406 innerhalb des Dorns 402 greift an dem Ring 405 an und ist mit Fingern 407 versehen, die sich zu diesem Zweck durch Schlitze 408 erstrecken. Das Ende 409 des Dorns 402 stützt ein kleineres Rohr 411 mittels eines Adapters 412 ab. Eine Lagerhülse 413 wird von dem Rohr 411 getragen, und eine Mutter 414 ist am Ende der Lagerhülse 413 angeschweißt. Eine Schubstange in Form einer Verstellschraube 415 wirkt mit der Mutter 414 zusammen und ist bei 416 mit einer dazwischenliegenden Schubstange 417 drehbar verbunden. Die Schubstange 417 ist ihrerseits mit dem Stößel 406 verbunden. Ein Ring 418 kann am Ende der Schubstange 417 befestigt werden, um das Erfassen der Schubstange 406 zu erleichtern. Eine Drehbewegung der Schubstange 415 verstellt somit den Kompressionsdruck in den Scheiben 403.

Fig. 12 zeigt ein weiteres Ausführungsbexspiel einer Einrichtung zum Spielausgleich, die in diesem Fall federbelastet ist. Die mit 501 bezeichnete Einrichtung zum Spielausgleich weist eine Schubstange 502 auf, die mit einem Stößel (nicht gezeigt) in der gleichen Weise wie bei 406 im vorhergehenden Ausführungsbexspiel verbunden ist. Eine Verlängerung 503, die am Dorn (nicht gezeigt) befestigt ist, trägt zwei beabstandete Teile 504 und 505, die durch Zugstangen 506 verbunden sind. Eine Schraubendruckfeder 507 liegt an den Teilen 505 am einen Ende an. Das andere Ende liegt an einem Ring 508 an, der mit einer Verstellschraube 509 in Gewindeeingriff steht. Die Verstellschraube 509 besitzt ein Ende 511 verringerten Durchmessers, das innerhalb einer Ausnehmung 512 am Ende der Schubstange 502 sitzt. Der Druck der Feder 507, der durch die Teile 508,

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509 auf die Schubstange 502 einwirkt, erzeugt somit konstante Kompressionskräfte auf die Scheiben, um eine Expansion bzw. Kontraktion auszugleichen.

Fig. 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung 601 zum internen Spielausgleich. Eine Schubstange 602 ist wie zuvor an den Scheiben (nicht gezeigt) befestigt. Eine Verlängerung 603, die am Dorn befestigt ist, trägt zwei beabstandete Teile 604, 605, die durch Zugstangen 606 verbunden sind. Eine Membran 607 ist zwischen den Teilen 605 und einer Stange 608 verstellbarer Länge angeordnet. Die Stange 608 greift an der Schubstange 602 an. Die Membran 607 bildet eine geschlossene Kammer, so daß sie unter Druck gesetzt werden kann, um die auf die Scheiben ausgeübten Kompressionskräfte zv erhöhen oder zu verringern.

Fig. 14 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Expansionsverbindungssystems. Eine Rolle 701 weist einen zylindrischen Dorn 702 und kurze monolithische Scheibenpakete 703 aus Faserscheiben auf. Metallische Abstandselemente 704 sind zwischen jedem Paar benachbarter monolithischer Scheibenpakete angeordnet. Die metallischen Abstandselemente 704 besitzen gezogene Innendurchmesser-Abschnitte 705, die so ausgebildet sind, daß sie an den geeigneten Stellen zwischen benachbarten Scheibenpaketen 703 in ümfangsnuten 706 des Doms 702 einrasten. Statt der Rastnuten könnten entsprechende Sicherungen verwendet werden.

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•Jtf.

Leerseite

Claims

310042Q NEW HUDSON CORPORATION 57077 Pontiac Trail 7. Januar 1981 New Hudson, Mich.48165, USA Anwaltsakte M-5367 Patentansprüche

1. Temperaturbeständige Rolle, gekennzeichnet durch einen länglichen zylindrischen metallischen Dorn (11;15), eine Reihe relativ kurzer monolithischer hülsenförmiger Baueinheiten (12;16) auf dem Dorn, wobei jede Baueinheit aus Fasern der Gruppe Aluminiumsilicat, Glas oder Mineralwolle sowie einem Bindemittel hergestellt ist. Trennmittel (14,21) zum Trennen der Baueinheiten, wodurch eine Durchbiegung des Dorns durch eine relative Winkelverschiebung der Baueinheiten ermöglicht wird, und Haltemittel (13;22;38,42) , die die Baueinheiten auf dem Dorn halten, während sie eine Relativbewegung zwischen Dorn und Baueinheiten aufgrund einer Durchbiegung des Dorns und unterschiedlicher Wärmeexpansion ermöglichen.

2. Rolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennmittel aus strukturellen Abstandselementen (21) bestehen, die zwischen benachbarten monolithischen Baueinheiten angeordnet sind.

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3. Rolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandselemente (21) einen an den Dorndurchmesser angepaßten Innendurchmesser besitzen, um die Abstandselemente im Betrieb der Rolle mit dem Dorn zu verbinden.

4. Rolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennmittel aus nicht-strukturellen Abstandselementen bestehen, die zwischen benachbarten monolithischen Baueinheiten (16) eingesetzt sind.

5. Rolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennmittel aus ein Verkleben verhindernden Beschichtungen bestehen, die zwischen benachbarten monolithischen Baueinheiten eingesetzt sind.

6. Rolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennmittel (21) einen Innendurchmesser haben, der gegenüber dem Dorn (15) frei ist, und daß die Haltemittel (18;38,42) aus einer am einen Ende des Dorns (15) vorgesehenen Einrichtung (18;42) zum Spielausgleich bestehen, die eine axiale Kraft auf die Baueinheiten (12) bezüglich des Domes ausüben.

7. Rolle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn glatt ausgebildet und mit einem Lösemittel beschichtet ist, das ein Haften der Baueinheit am Dorn verhindert.

8. Rolle nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheiten auf ihrem Innendurchmesser mit einem verstärkenden

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Material (27) beschichtet sind.

9. Rolle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Spielausgleich eine Hülse (38) auf dem Dorn (30) und eine Schraubendruckfeder (42) aufweist, die eine axiale Kraft auf die Hülse (38) ausübt.

10.RoIIe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Spielausgleich einen auf dem Dorn (402) gleitbaren Ring (405) , einen internen Stößel (406) und eine Schubstange (417) aufweist, von denen der Stößel (406) mit dem Ring (405) durch Federnuten im Dorn zusammenwirkt und die Schubstange (417) am Stößel (406) angreift.

11.RoIIe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (417) an einer Schraube (415) angreift, die mit einer Verlängerung des Dorns (402) in Gewindeeingriff steht, so daß eine Drehbewegung der Schraube (415) die Kompression der Baueinheiten (403) ändert.

12.RoIIe nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Schraubendruckfeder (507) sowie eine Einrichtung zum Verbinden der Schraubendruckfeder (507) mit der Schubstange (417) und dem Dorn.

13.RoIIe nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine aufblasbare Membran (607) sowie Verbindungsmittel zum Verbinden der Membran (607) mit der Schubstange (602) und dem Dorn.

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14.RoIIe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die monolithischen Baueinheiten (104) jeweils aus einer Gruppe von Faser-Scheiben, strukturellen Halteplatten (105,106) an entgegengesetzten Enden der Gruppe sowie mehrere in Umfangsrichtung verteilten Zugstangen (107) bestehen, die die Stirnplatten (106) verbinden.

15.RoIIe nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch ein Bindemittel (116), das auf den Innenseiten der Faser-Scheiben aufgebracht wird.

16.RoIIe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zementitartiges Verstärkungsmittel, das auf der Innenseite der Baueinheiten aufgebracht wird.

17.RoIIe nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteplatten (105,106) aus Metall bestehen und so dicht auf dem Dorn (102) aufgebracht sind, daß sie die monolithischen Baueinheiten (104) im Betrieb der Rolle mit dem Dorn fest verbinden.

18.RoIIe nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen den Halteplatten (105,106) und dem Dorn (102) so groß ist, daß zwischen den Baueinheiten und dem Dorn (102) eine axiale Relativbewegung möglich ist, und daß eine Einrichtung zum axialen Spielausgleich die Baueinheiten in einer Richtung bezüglich des Dornes vorspannen.

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19.Rolle nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (102) mit einer Sicherungs-Feder (111) versehen ist,
die eine Drehsicherung zwischen den monolithischen Baueinheiten (104) und dem Dorn (102) darstellt.

20.RoIIe nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstangen (107) mit Gewinde versehen sind und auf den Zugstangen (107) Muttern (109) vorgesehen sind, um eine vorgegebene Kompression der Baueinheiten (104) zu erzielen.

21.RoIIe nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Zugstangen (107) Abstandselemente zum Festlegen der Kompression
vorgesehen sind.

22.RoIIe nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich mindestens eine Zugstange (107) für jede Baueinheit (104)
in eine Ausnehmung (114) in der benachbarten Baueinheit erstreckt, wodurch die Baueinheiten (104) gegen eine Relativdrehung gesichert sind.

23.RoIIe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Baueinheit ein löchriges metallisches Rohr (208) innerhalb einer Gruppe von Faser-Scheiben sowie mit Flanschen versehene Platten
(205,206) an den entgegengesetzten Enden der Gruppe von Faser-Scheiben aufweist, die an dem löchrigen Rohr (208) befestigt
sind.

24.RoIIe nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten

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(205,206) mit Paßsitz auf dem Dorn (202) sitzen, um die Baueinheiten im Betrieb mit dem Dorn (202) fest zu verbinden.

25.RoIIe nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Abschnitte der mit Flanschen versehenen Platten (205,206) bezüglich des Dornes (202) ausreichend frei sind, um eine relative Gleitbewegung dazwischen zu ermöglichen, und daß eine Einrichtung zum Spielausgleich zwischen dem Dorn und den Baueinheiten vorgesehen ist.

26.RoIIe nach Anspruch 23, 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Faser-Scheiben an ihrem Innendurchmesser mit einem Bindemittel verstärkt sind.

27.RoIIe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel aus einer getrennten Verklebung der Baueinheiten mit dem Dorn bestehen, wobei die Trennmittel zwischen benachbarten Baueinheiten angeordnet sind.

28.RoIIe nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (302) mit einer rauhen bzw. unebenen Oberfläche versehen ist.

29.RoIIe nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Baueinheiten (203) und der rauhen Oberfläche ein löchriges Rohr (208) vorgesehen ist, das mit den Baueinheiten durch eine Klebstoffschicht verbunden ist.

30.RoIIe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenn-

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mittel aus strukturellen Abstandselementen, die zwischen benachbarten Baueinheiten angeordnet sind, sowie einer Reihe von Nuten auf dem Dorn bestehen, wobei die AbStandselemente in die Nuten einrasten, um die Abstandselemente mit dem Dorn zu verriegeln.

31.RoIIe nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandselemente mit gezogenen Innendurchmessern versehen sind, die schmaler als der Durchmesser des Dornes sind.

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