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Rolle für Rollenlager. Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Rolle
für Rollenlager, die widerstandsfähiger und haltbarer als die bis jetzt bekannten
Lagerrollen ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Rollen.
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Die neue Rolle kennzeichnet sich im wesentlichen dadurch, daß die
Fasern ihres Metalles schraubenförmig verlaufen.
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Es ist eine den Sachverständigen allgemein bekannte und erkannte Tatsache,
daß das Material einer gegossenen, gerollten oder gezogenen Stahlstange anisotiopisch
ist, d. h. verschiedene Eigenschaften in der Längs- und Ouenichtung aufweist. Dies
wird für gewöhnlich dein Umstand zugeschiieben, daß das Material in der Längsrichtung
der Stange verläuft, und zwar infolge der Behandlung, welcher das Material beim
Gießen, Rollen, oder Ziehen ausgesetzt wird. In solchem Material sind längslaufende
Einmengungen sowie Zonen oder Gebiete wechselnder Zusammensetzung, sogenannte Fasern,
vorhanden. Diese Fasern können nicht durch die Wäxmebehandlungsverfahren, die gegenwärtig
im Gebrauch sind, beseitigt werden. Sie bedeuten Schwächungslinien der Stange, die
in dem aus der Stange hergestellten Erzeugnis zurückbleiben.
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In der Heistellung von Rollen für Rollenlager ist es allgemein gebräuchlich,
Stangen oder Draht als Ausgangsmaterial .für die Rollen zu verwenden. Der Einfachheit
wegen wird in dieser Beschreibung das Wort »Stange« als allgemeine Bezeichnung des
Rollenwerkstücke benutzt.
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Die Stange wird in die für die Rollen geeignete Längen zerlegt, die
so abgeschnittenen Stücke werden termisch behandelt, geschliffen und poliert, wobei
die Achse der fertigen Rolle der Achse der Stange im wesentlichen entspricht und
das in oder in der Nähe der Oberfläche der fertigen Rolle befindliche Material dasselbe
ist, welches in oder in der Nähe der Oberfläche der Stange lag. Das fertige Erzeugnis
weist demnach die oben angegebenen, längslaufenden Schwächungslinien auf. In Rollenlagern
wird die augenblickliche Belastung der Rolle längs der Erzeugenden verteilt und
hieraus folgt, da.ß die größten Beanspruchungen längs derselben Linien wie die Schwächungen
zusammengedrängt sind. Auf dieser Tatsache bei uht wahrscheinlich der Umstand, daß
Rollen für solche Lager häufig nach längslaufenden Ebenen bersten, die sich von
der Oberfläche aus gegen die Achse I erstrecken. Dies ist sowohl während tatsächlicher
Betriebsverhältnisse als auch in andauernden Laboratoriumsversuchen festgestellt
worden.
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Beim Versuche des Erfinders, die angegebenen Nachteile zu beseitigen,
hat es sich herausgestellt, daß es praktisch möglich ist, Rollen herzustellen, in
welchen die Richtung der Fasern der Rolle die Längsrichtung der Rolle oder die Linien
kreuzen, längs welcher der augenblickliche Druck wirkt. Dieser Zweck wird gemäß
der Erfindung dadurch erreicht, daß die Stange, aus welcher die Rolle herzustellen
ist, um ihre eigene Achse verdreht wird. Die Größe der Verdrehung der Stange hängt
von der Art des Materials, der Ebenheit oder Unebenheit der Oberfläche der Stange,
dem Durchmesser der -Stange, dem Maße; in welchem der Duichmesser der Stange beim
Fertigherstellen der Rolle herabzusetzen ist, sowie von der beabsichtigten Verwendung
der fertigen Rolle ab. Als wesentlicher Hinweis für den Fachmann mag erwähnt werden,
daß die Verdrehung eine derartige sein soll, daß die querlaufende Richtung der Fasern
im Metall an oder in der Nähe der Oberfläche der Rolle sich nachweisen läßt. Die
gleichen Bedingungen wie oben angegeben nebst die
örtlichen Verhältnisse
bei der in Betracht kommenden Werkstatt sind für die Temperatur ausschlaggebend,
bei welcher die Verdrehung erfolgen soll, indem die Verdrehung bewerlzstelligt werden
kann, wenn die Stange heiß oder kalt ist. Sie läßt sich ausführen, wenn die Stange
nach dem Austritt aus der Walze noch heiß ist, oder es kann auch die Stange zwecks
ihrer Verdrehung besonders erhitzt werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
sowie das Verfahren zur Herstellung derselben veranschaulicht.
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Abb. = ist eine Seitenansicht der Rolle.
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Abb. 2 stellt eine verdrehte Stange dar, von welcher die Rolle abgeschnitten
werden soll. Abb. 3 zeigt einen Teil einer Stange vor der Verdrehung.
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Abb. q. ist eine schematische Endansicht einer geplatzten Rolle.
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Die genaue Gestalt der fertig hergestellten Rolle hängt von der beabsichtigten
Verwendung der Rolle sowie von der Gestalt der Laufringe ab, mit welchen die Rolle
zusammenwirken soll. Zwecks Vereinfachung der Beschreibung ist in Abb. i eine zylinderförmige
Rolle 5 dargestellt. Die gestrichelte Linie 6, die im wesentlichen parallel zur
Achse der Rolle verläuft, stellt eine gegebene Berührungslinie der Rolle mit den
Laufringen dar. Die punktierten Linien stellen die Verteilungslinien der Metallfasern
insbesondere an oder in der Nähe der Oberfläche der fertigen Rolle dar. Es ist ohne
weiteres ersichtlich; daß diese Linien die genannte, gegebene Berührungslinie kreuzen.
In Abb. 4 bezeichnet zo einen Riß einer Rolle 50, in der die Metallfasern im wesentlichen
parallel zur Achse verlaufen und in der die Ebene des Risses eine radiale Richtung
aufweist. Bei der Rolle gemäß der Erfindung kreuzt die Richtung der Metallfasern
die gewöhnlichen Rißlinien, so daß jedes Bestreben eines Risses sich in einer radialen
Ebene zu verbreiten, sich nicht von einem Ende der Rolle nach dem. anderen erstrecken
kann, und in der Tat kann ein solches Bestreben überhaupt nicht vorhanden sein.
Eine stoßweise Belastung, die bei einer gewöhnlichen Rolle eine Quetschbelastung
ist, indem sie mit der Faserrichtung und der Rißlinie zusammenfällt, hat keine Wirkung
auf die Rolle gemäß dieser Erfindung, weil sie quer zu der Faserrichtung angebracht
wird.
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Ein geeignetes Verfahren zur Herstellung der neuen Rolle besteht darin,
daß als Ausgangsmaterial eine Stange 8 derartiger Länge und Dicke benutzt wird,
daß sie die Bearbeitung in der Fertigherstellung der Rolle zuläßt. Ein Teil einer
solchen Stange ist in Abb. 3 dargestellt, wo die Längsfasern der Stange durch die
punktierten Linien g angedeutet sind. Die Stange wird dann um ihre Längsachse verdreht,
was bei irgendeiner geeigneten Temperatur der Umgebung, und zwar in den meisten
Fällen bei gewöhnlicher Lufttemperatur vor sich gehen kann. Die Verdrehung der Stange
um ihre Achse hat zur Folge, daß die Metallfasern srhraubenförinig zu liegen kommen,
wie durch die punktierten Linien 7o der Stange 8o in Abb. 2 angedeutet ist. Der
Durchmesser dieser Stange wird dann auf das richtige Maß herabgesetzt, entweder
vor oder nach Ausglühen der Stange. Die Stange wird dann in für die herzustellenden
Rollen entsprechende Längen abgeschnitten. Diese Rollen werden fertiggearbeitet,
gehärtet, angelassen, geschliffen und poliert. Ein Beispiel des dadurch erhaltenen
Enderzeugnisses ist in Abb. r dargestellt und besteht aus einer Rolle 5 mit einer
festen ununterbrochenen Fläche, wobei die Metallfasern dieser Fläche oder in der
Nähe dieser Fläche schraubenförmig verlaufen; wie durch die Linien 7 angedeutet
ist, und falls die Rolle genügende Länge hat, wird die gegebene Berührungslinie
mehrmals durch diese Schraubenlinien gekreuzt.
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Zu bemerken ist, daß innerhalb der Tragweite der Ansprüche Abweichungen
von der dargestellten Form der Rolle je nach den Anforderungen vorgenommen werden
können, sowie daß ferner Änderungen ausgeführt werden, um besonderen Anforderungen
an den Erfindungsgegenstand zu entsprechen; auch in bezug auf die Herstellung können
Änderungen vorgenommen werden, ohne daß man vom Wesen der Erfindung abweicht.