DE3144268C2 - Hollow roll for friction mills - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft die Ausbildung und Herstellung einer Hohlwalze mit einer Walzenröhre aus Schalenhartguß und eingepreßten Achsschenkeln, insbesondere für Walzenreibmaschinen zur Feinzerkleinerung von Schokoladenmassen, Farbpasten sowie ähnlicher hochviskoser Verarbeitungsgüter. Aufgabe der Erfindung ist, eine flüssigkeitsdichte, Materialverdickungen vermeidende Verbindung der Walzenröhre mit den Achsschenkeln zu schaffen, die einen sicheren Festsitz der Achsschenkel und deren Aufnahme in Pendelrollenlager ermöglicht. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Walzenröhre an beiden Enden einen Bund und eine die Reiblänge begrenzende Phase aufweist und die Achsschenkel mit einem in die Walzenröhre eingepreßtem zylindrischen Ansatz versehen sind, wobei der größte Druchmesser der Achsschenkel sowie der Außendurchmesser der Bunde der Walzenröhre gleiche Größe besitzen und gemeinsam eine zylindrische Fläche bilden, auf der je ein Schrumpfring angeordnet ist, deren nach innen wirkende Radialkräfte größer als die nach außen wirkenden Kräfte der eingepreßten Achsschenkel sind.The invention relates to the design and manufacture of a hollow roller with a roller tube made of chilled cast iron and pressed-in stub axles, in particular for roller graters for the fine comminution of chocolate masses, color pastes and similar highly viscous processing goods. The object of the invention is to create a liquid-tight connection between the roller tube and the steering knuckles that avoids thickening of the material and that enables the steering knuckles to be securely seated and to be accommodated in spherical roller bearings. According to the invention it is provided that the roller tube has a collar and a phase limiting the friction length at both ends and the steering knuckles are provided with a cylindrical extension pressed into the roller tube, the largest diameter of the steering knuckles and the outer diameter of the collars of the roller tube being of the same size and together form a cylindrical surface on each of which a shrink ring is arranged, the inwardly acting radial forces of which are greater than the outwardly acting forces of the pressed-in steering knuckles.
Description
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Hohlwalze für Reibwalzwerke mit Wasserkühlung, insbesondere für Walzenreibmaschinen zur Feinzerkleinerung von Schokoladenmassen, Farbpasten sowie ähnlicher hochviskoser Verarbeitungsgüter, mit einer aus Schalenhariguß hergestellten dünnwandigen, zylindrischen Walzenröhre, in die als Achsschenkel ausgebildete, in Lagerzapfen auslaufende Seitenteile eingepreßt sind.The invention relates to a hollow roll for friction rolling mills with water cooling, in particular for Roller graters for fine grinding of chocolate masses, color pastes and similar highly viscous ones Processing goods with a thin-walled, cylindrical roller tube made from shell cast iron, are pressed into the formed as a steering knuckle, tapering in bearing journals side parts.
Es ist bekannt, daß an Reibwalzwerke dieser Art trotz auftretender Spannungsverformung der Walzen unter Belastung ein hoher Grad von Genauigkeit an den sich im Mikrometerbereich bewegenden Walzenspalt gestellt wird, um eine gleichmäßige Übertragung des Verarbeitungsgutes und eine hohe Leistung zu erzielen. Hierbei werden die Achsschenkel und deren Verbindung mit der Walzenröhre großen Zug- und Druckspannungen ausgesetzt. In bekannter Weise werden daher die Achsschenkel mit einer Vielzahl spezieller Dehnschrauben an die an der Walzenröhre angegossenen, als Innenflanschringe ausgeformten Gewinderinge angeschraubt. Bei dieser Befestigung der Achsschenkel an der Walzenröhre werden durch die erforderlichen Innenflanschrir.ge verschiedene ungünstige Faktoren wirksam, die insbesondere darin bestehen, daß bei der Abkühlung der Hartgußwalze sich im Bereich der angegossenen Innenflansche, hervorgerufen durch die Massenanhäufung, unterschiedliche Härtestrukturen bilden, die ohne einen speziellen Ballenschliff keine gleichmäßige Übertragung des Verarbeitungsgutes zulassen. Auch erfordert diese Art der Achsschenkelbefestigung mittels Schraubverbindung einen hohen Fertigungsaufwand und setzt die Anwendung von Hochleistungswerkzeugen bei der Herstellung der Gewindeverbindungen voraus. It is known that on friction rolling mills of this type despite occurring stress deformation of the rollers under Load placed a high degree of accuracy on the nip moving in the micrometer range in order to achieve a uniform transfer of the processing material and a high level of performance. Here, the stub axles and their connection with the roller tube are subject to great tensile and compressive stresses exposed. In a known manner, therefore, the steering knuckle with a large number of special expansion bolts screwed onto the threaded rings cast on the roller tube and shaped as inner flange rings. With this attachment of the stub axles to the roller tube, the required Innenflanschrir.ge various unfavorable factors are effective, in particular that in the The chilled cast iron roll cools down in the area of the cast-on inner flanges, caused by the accumulation of mass, form different hardness structures that would not be uniform without a special ball grind Allow transfer of processing goods. This type of steering knuckle also requires means of Screw connection a high manufacturing cost and implies the use of high-performance tools when making the threaded connections.
Für kleine Reibwalzenröhren sind das Aufschrumpfen der Stirnwände auf eine durchgehende Achse bekannt, indem die Nabenteile der kegelförmigen Stirnwände durch aufgezogene Schrumpfringe mit der Achse verbunden werden. Neben den hohen Herstellungskosten ist diese Befestigungsweise nicht geeignet, dauernd einen festen zentrischen Sitz der Walze zur Achse aufrechtzuerhalten. Nicht nur die Erschütterung unter Druck, sondern auch die Wärmedehnung lockern mit der Zeit den Sitz.The shrinking of the end walls onto a continuous axis is known for small distribution roller tubes. by the hub parts of the conical end walls by shrinking rings with the axis get connected. In addition to the high manufacturing costs, this type of fastening is not suitable for a long period of time to maintain a tight centric seat of the roller to the axis. Not just the shock below Pressure as well as thermal expansion loosen the seat over time.
Bei einer anderen üblichen Befestigungsart der Walzenröhre auf einer durchgehenden Achse sind die beiden Sitzflächen der Naben im Durchmesser unterschiedlich gehalten, um die Achse leicht einbringen und hydraulisch einpressen zu können. Diese Art der Befestigung setzt immer zwei Nabenwulstringe voraus, die den Spannungsverlauf in der Walzenröhre, bedingt durch den Massewulst, negativ beeinflussen, und sie ist nur bei kleinem Achsdurchmesser wirtschaftlich anwendbar. Another common way of mounting the roller tube on a continuous axis is the two Seat surfaces of the hubs kept different in diameter, easily insert around the axis and to be able to press in hydraulically. This type of fastening always requires two hub rings, which the tension curve in the roller tube, due to the mass bead, negatively affect, and it is Can only be used economically with a small axle diameter.
Ferner ist auch bekannt, Hochleistungs-Hartgußrohren nach modernen technologischen Erkenntnissen mit Hilfe des Schleudergußverfahrens herzustellen und in die Walzenröhren Achsschenkel einzupressen, die beim Einpressen in bezug auf Druck und Festsitz genau überwacht werden können. Zur Vermeidung schädlicher Nabenverdickung werden auch die Achsschenkel mit ausgepreßten großen Tuben versehen. Hei Anwendung dieser Preßverbindung treten jedoch sich nachteilig auf die mögliche Belastbarkeit auswirkende Schrumpfeigenspannungen in der Walzenröhre auf.It is also known, high-performance chilled cast iron pipes according to modern technological knowledge with the help of the centrifugal casting process and in Pressing in the roller tubes steering knuckles, which are precisely monitored during the pressing in with regard to pressure and tightness can be. To avoid damaging hub thickening, the steering knuckles are also pressed out large tubes provided. Hei application of this press connection, however, are disadvantageous possible load-bearing shrinkage internal stresses in the roller tube.
Die Erfindung bezweckt, eine Steigerung des Durchsatzes bei Walzenreibmaschinen durch den Einsatz von Walzenröhren aus Schalenhartguß ohne Innenflanschringe zu erreichen.The aim of the invention is to increase the throughput of roller reamers through the use of Roller tubes made of chilled cast iron can be reached without inner flange rings.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine flüssigkeitsdichte, Materialverdickungen vermeidende Verbindung der Walzenröhre mit den Achsschenkeln zu schaffen, die einen sicheren Festsitz der Achsschenkel und deren Aufnahme in Pendelrollenlager ermöglicht, ohne daß der Spannungsverlauf der Durchbiegung der Walzenröhre sowie eine gleichmäßige Abführung der funktionsbedingt anfallenden Wärmeenergie beeinflußt wird.The object of the invention is to provide a liquid-tight, material thickening avoiding connection of the Roller tube with the steering knuckles to create a secure fit of the steering knuckles and their Can be accommodated in spherical roller bearings without affecting the tension curve of the deflection of the roller tube as well as a uniform dissipation of the functionally occurring heat energy will.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Walzenröhre an beiden Enden einen Bund und eine die Reiblänge begrenzende Fase aufweist und die Achsschenkel mit einem in die Walzenröhre eingepreßten, als Paßfläche ausgebildeten zylindrischen Ansatz versehen sind, wobei der größte Durchmesser der Achsschenkel sowie der Außendurchmesser der Bunde der Walzenröhre gleiche Größe besitzen und gemeinsam eine zylindrische Fläche bilden, auf der je ein Schrumpfring angeordnet ist, deren nach innen wirkende Radialkräfte größer als die nach außen wirkenden Kräfte der eingepreßten Achsschenkel sind. In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Außendurchmesser der Schrumpfringe kleiner als der äußere Walzenröhrendurchmesser, jedoch gleich groß dem Durchmesser der Fasen ist. Ein weiteres Merkmal ist, daß dieAccording to the invention this is achieved in that the roller tube has a collar and a die at both ends Has bevel limiting the friction length and the steering knuckle with a pressed into the roller tube, designed as a mating surface cylindrical approach are provided, the largest diameter of the steering knuckle and the outer diameter of the collars of the roller tube have the same size and are common form a cylindrical surface, on each of which a shrink ring is arranged, whose inwardly acting radial forces are greater than the outward forces of the pressed-in steering knuckles. In the development of the Invention it is provided that the outer diameter of the shrink rings is smaller than the outer roller tube diameter, but is equal to the diameter of the chamfers. Another feature is that the
Schrumpfringe in ihrer Breite doppelt so lang wie die Bunde der Walzenröhre sind. Weiterhin ist vorgesehen, daß die Länge der zylindrischen Ansätze der Achsschenkel gleich der Länge der Bunde de- Walzenröhre sind. Zu der Erfindung gehört ferner, daß die Verbindung zwischen der Walzenröhre und den Achsschenkeln flüssigkeits- und gasdicht ausgebildet istShrink rings are twice as long in their width as the collars of the roller tube. It is also provided that that the length of the cylindrical lugs of the stub axles is equal to the length of the collar of the roller tube are. The invention also includes that the connection between the roller tube and the steering knuckles is liquid- and gas-tight
Gegenüber den bekannten Hohlwalzen für Reibwalzwerke bietet die erfindungsgemäße Achsschenkelbefestigung insbesondere den Vorteil, daß durch die relativ gleichmäßig wirkenden Radialkräfte der Schrumpfspannungen gleichmäßig am Umfang verteilte Teilspannungen erzeugt werden, die eine bessere Anpassung der Walzen und damit einen günstigen Übertragungseffekt sowie eine Erhöhung der Leistung der Walzenreibmaschine bei verbesserter Feinheit der verarbeiteten Masse ermöglichen.Compared to the known hollow rolls for friction mills, the steering knuckle fastening according to the invention offers in particular the advantage that the shrinkage stresses due to the relatively uniform radial forces Partial stresses distributed evenly around the circumference are generated, which allow better adaptation of the Rolling and thus a favorable transfer effect as well as an increase in the performance of the roller reaming machine with improved fineness of the processed mass.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In r>er Zeichnung zeigtThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In your drawing shows
F i g. 1 eine Hohlwalze mit eingepreßten Achsschenkeln und aufgezogenen Schrumpfringen teilweise geschnitten, F i g. 1 partially cut a hollow roller with pressed-in steering knuckles and shrink rings attached,
F i g. 2 als Einzelheit im größeren Maßstab eine Seite der Verbindung von Walzenröhre und Schrumpfring mit einem Achsschenkel im SchnittF i g. 2 as a detail on a larger scale, one side of the connection between the roller tube and the shrink ring with a stub axle in section
Wie F i g. 1 zeigt, besteht die Hohlwalze aus einer zylindrischen Walzenröhre 1 und aus den durch Preßsitze mit der Walzenröhre verbundenen, als Achsschenkel 2 ausgebildeten Seitenteilen, die in Lagerzapfen ausiaufen, wobei zur Kühlung der Hohlwalze ein Achsschenkel in bekannter Weise eine Längsbohrung 3 aufweist. An beiden Enden ist die Walzenröhre 1 mit einer Fase 4 und einem Bund 5 sowie an der Innenwandung mit glatten Bundflächen versehen. An den Bundflächen der Innenwandung der Walzenröhre 1 liegen die in die Walzenröhre eingepreßten und mit Paßflächen versehenen zylindrischen Ansätze 6 der Achsschenkel 2 spielfrei an und bilden mit dem Innendurchmesser der Walzenröhre den inneren Preßsitz. Die Außendurchmesser der Bunde 5 der Walzenröhre und der größte Außendurchmesser der Achsschenkel 2 besitzen einen gleich großen Durchmesser, auf den die Schrumpfringe 7 aufgezogen sind und gemeinsam die äußeren Preßsitze bilden. Aus F i g. 2 ist näher ersichtlich, daß der Außendurchmesser der aufgebrachten Schrumpfringe 7 kleiner als der Außendurchmesser der Walzenröhre 1 jedoch gleichgroß dem an diesen Walzenröhren üblichen, die Reiblänge begrenzenden Durchmesser der Fasen 4 ist. Die Breite der Schrumpfringe 7 ist so dimensioniert, daß sie der doppelten Länge der Bunde 5 der Wslzenröhre entsprechen. Zur Erzielung günstiger Belastungsverhältnisse für die Walzenröhre sind die Übermaße der inneren und äußeren Preßsitze so ausgelegt, daß die durch das Einpressen der Achsschenkel bzw. Aufschrumpfen der Schrumpfringe entstehenden Eigenspannungen der äußeren Preßsitze größer sind als die der inneren Preßsitze. Um eine vorteilhafte Stützwirkung für die Walzenröhre zu erwirken, besitzen die inneren Preßsitze die gleiche Länge wie die Bunde der Walzenröhre.Like F i g. 1 shows, the hollow roll consists of a cylindrical roll tube 1 and the press fits side parts connected to the roller tube, designed as stub axles 2, which run out in bearing journals, a steering knuckle having a longitudinal bore 3 in a known manner for cooling the hollow roller. At both ends, the roller tube 1 is provided with a bevel 4 and a collar 5 as well as with smooth surfaces on the inner wall Provided collar surfaces. On the collar surfaces of the inner wall of the roller tube 1 lie in the roller tube pressed-in and provided with mating surfaces cylindrical lugs 6 of the steering knuckle 2 play-free and form the inner press fit with the inner diameter of the roller tube. The outside diameter of the collars 5 of the roller tube and the largest outer diameter of the steering knuckle 2 have the same diameter, on which the shrink rings 7 are drawn and together form the outer press fits. the end F i g. 2 it can be seen in more detail that the outer diameter of the applied shrink rings 7 is smaller than the outer diameter of the roller tube 1, however, is the same size as that which is customary on these roller tubes, the friction length limiting diameter of the chamfers 4 is. The width of the shrink rings 7 is dimensioned so that they the double the length of the collars 5 of the cylinder tube. To achieve favorable loading conditions for the roller tube, the dimensions of the inner and outer press fits designed so that the by pressing the steering knuckle or shrinking the Shrink rings resulting internal stresses of the outer press fits are greater than those of the inner press fits. In order to achieve an advantageous supporting effect for the roller tube, the inner press seats have the same length as the collars of the roller tube.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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