DE4022768C2 - Rollengangrolle und deren Verwendung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rollgangrolle zum Fördern und Leiten eines Werkstückes durch einen Aufwärmofen, der Wellen enthält, deren Ende in Lagern drehbar abgestützt sind.

Es ist bekannt, zur Abstützung einer Vielzahl von unterschiedlich geformten Werkstücken, z. B. von Stangen oder Platten während ihrer Erhitzung rollenartig ausgebildete Herde zu benutzen. Schwere Metallplatten werden in der Weise erhitzt, daß sie durch hintereinander angeordnete Öfen oder in Tandemform angeordnete Heizzonen innerhalb eines oder mehrerer Öfen gefördert werden. Die Erwärmung erfolgt aus unterschiedlichen Gründen, denen gemeinsam ist, daß die Öfen auf eine gleichförmige Temperatur erhitzte Werkstücke liefern müssen. Die Temperatur, auf die die Werkstücke erhitzt werden, hängt von der besonderen Bearbeitung oder Behandlung ab; sie liegt im allgemeinen oberhalb der kritischen Temperatur des Metalls, wobei häufig Temperaturen von 1.000°C und darüber gefordert werden.

Zum Stande der Technik gehören Beheizungsöfen mit wassergekühlten Gleitschienen zum Abstützen der Werkstücke während der. Erwärmung. Die damit erzielten Ergebnisse sind unbefriedigend, weil sogenannte Kaltstellen überall da auftreten, wo das Werkstück auf der Unterlage aufliegt. Dies ist in besonderem Maße dann nachteilig, wenn die Werkstücke im Anschluß an die Erhitzung abgeschreckt, gewalzt, gerichtet oder einer anderen Behandlung zugeführt werden sollen, bei denen das Metall verformt wird. Es sind ferner Ofenherde bekannt, bei denen Rollen benutzt werden, um die Werkstücke abzustützen. Diese Rollen sind insofern in besonderer Weise ausgebildet als an den Enden des legierten Rohres, das den Rollenkörper bildet, Zapfen vorgesehen sind. Die Temperatur der Rollen erhöht sich während der Erhitzung praktisch in gleichem Maße wie die des aufliegenden Werkstückes.

Eine verbesserte Ausführungsform derartiger Rollen ist aus der US-PS 3 860 387 bekannt. Die Rolle besteht aus einer mittleren, sich in axialer Richtung erstreckenden, mit einer Flüssigkeit gekühlten Welle, die von einer äußeren rohrförmigen Hülse umgeben ist, die mit dem zu erhitzenden Werkstück in Berührung kommt. Zwischen dem äußeren Umfang der Welle und dem inneren Umfang der Hülse ist ein Zwischenraum vorgesehen, in dem bogenförmige Segmente angeordnet sind, die dazu dienen, die Hülse auf der Welle abzustützen, ohne daß eine große Wärmemenge von der heißen äußeren Hülse zu der mit Flüssigkeit gekühlten Welle übertragen wird. Die bogenförmigen Elemente sind also so ausgebildet, daß sie die äußere heiße Hülse, die eine Temperatur von wenigstens 1.000°C annehmen kann und die innere sehr viel kühlere flüssigkeitsgekühlte Welle ausreichend abstützen, so daß diese nicht wie ein Kühlkörper wirkt und Kaltstellen auf dem äußeren Umfang der ringförmigen Hülse erzeugt, die sich nachteilig auf die Eigenschaften des zu erhitzenden Werkstückes auswirken würden. Derartige Rollen sind zweckmäßig, um nicht gewünschte Kaltstellen auf den Werkstücken, die in dem Ofen erhitzt werden, zu vermeiden. Die bekannten Rollen enthalten jedoch keine Mittel, um ein platten- oder tafelförmiges Werkstück, wenn es den Ofen durchläuft, positiv zu führen oder zu ziehen. Ohne derartige Führungseinrichtungen besteht die Gefahr, daß das Werkstück an die Wände des Ofens anstößt oder sich sogar in dem Ofen verklemmt. Dabei kann es zu Beschädigungen des Werkstückes und/oder des Ofens kommen, was häufig dazu führt, daß der Ofen abgeschaltet werden muß, um das Werkstück entfernen zu können. Derartige Stillstände, die, wenn Wartungs- und Reparaturarbeiten an dem beschädigten Ofen durchgeführt werden müssen, häufig von Längerer Dauer sind, wirken sich äußerst nachteilig aus, so daß zur positiven Führung des Werkstückes durch den Ofen entsprechende Einrichtungen allgemein für erforderlich gehalten werden.

Zusätzliche Führungsmittel verursachen jedoch unerwünschte Kosten, einen erhöhten Wärmeverlust und einen komplizierteren Aufbau des Ofens. Selbst wenn der Ofen mit Führungseinrichtungen ausgerüstet ist, ist die Konstruktion bezüglich der Stärke der Werkstücke nur begrenzt einsetzbar, da sie in wirtschaftlicher Weise nur für verhältnismäßig dicke Werkstücke mit einem hohen Grad an struktureller Beständigkeit benutzt werden kann, d. h. für Werkstücke, die während der Behandlung in dem Ofen nicht zu weich und dadurch bei der Berührung mit den Führungsmitteln beschädigt werden. Auf der anderen Seite ist allgemein eine umso intensivere Wärmebehandlung erforderlich, je größer die Stärke des Werkstückes ist, um das Werkstück auf eine Endstärke zu reduzieren, insbesondere dann, wenn das Werkstück zu einem dünnen aufgewickelten Stahlband verformt werden soll. Aus naheliegenden Gründen erhöht die Verringerung der Stärke des Werkstückes durch Walzen die Herstellungskosten und die Zeit, die zur Herstellung des Endproduktes erforderlich ist.

Es ist ferner bekannt, biegsame Rollen zur Führung eines Metallbandes zu benutzen, wenn dieses durch verschiedene nicht erwärmte Behandlungsstufen einer Produktionsanlage gefördert wird. Derartige Rollgänge benötigen vorteilhafterweise keine zusätzlichen Einrichtungen zum Führen der Werkstücke, sind jedoch unbrauchbar für die Verwendung in einem Aufwärmofen, da sie aus Materialien hergestellt werden, die unter der extremen Hitzeeinwirkung, wie sie in Öfen vorliegt, erheblich beschädigt, wenn nicht sogar zerstört werden. Beispiele für derartige Bandrollgänge mit Selbstzentrierung sind in den US-Patenten 2 592 581, 2 660 429, 2 720 692 und 2 772 879 beschrieben. Alle Druckschriften mit Ausnahme der US-PS 2 660 429 betreffen Rollgänge aus Gummi, Leder, Gewebe oder einem anderen nachgiebigen Material, das bei der hohen Temperatur von 1.000°C, die in den Aufwärmöfen eines Walzwerkes vorliegt, zerstört würde. In dem US-Patent 2 660 429 wird eine Ausführungsform einer Rollgangrolle beschrieben, die eine Reihe von in axialem Abstand voneinander angeordneten Rippen enthält, die gegenüber einer Welle vorstehen. Wenn ein derartiger Rollgang der Hitze, die innerhalb eines Aufwärmofens herrscht, und dem konstanten Gewicht der metallischen Werkstücke unterworfen wird, würden die seitlich nicht unterstützten vorstehenden Rippen ebenso wie die Welle selbst einer beschleunigten Kriechdehnung und einem bleibenden Verzug unterliegen. Es besteht somit ein Bedarf für einen biegsamen Förder- und Führungsrollgang, der in Aufwärmöfen verwendbar ist und die oben erwähnten Nachteile, insbesondere das Auftreten von unerwünschten Kaltstellen an der Oberfläche des erhitzten Werkstückes vermeidet, während gleichzeitig, ohne daß zusätzliche Führungsmittel benötigt werden, dünne, biegsame und breite Werkstücke mit geringer strukturellen Beständigkeit, die bisher nicht in befriedigender Weise behandelt werden konnten, positiv durch den Ofen geführt werden. Mit einem derartigen Rollenförderer, insbesondere für dünne, kontinuierlich gegossene Platten oder Bänder, wird eine erhebliche Einsparung an Kosten und Zeit bei der Herstellung des Endproduktes erzielt. Dies führt darüber hinaus zu einer Vereinfachung und gänzlichen Umgestaltung der bekannten Förderer und damit zu einer Verringerung der Kosten für den Bau von Kaltwalzwerken, da eine Anzahl von Vorwalzstraßen und/oder Fertigstraßen, die zur Bearbeitung des Werkstückes bis auf die Endproduktstärke erforderlich waren, entfallen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rollgang so auszubilden, daß Werkstücke, insbesondere Werkstücke mit geringer struktureller Beständigkeit durch einen Ofen gefördert werden können, ohne daß zusätzliche Führungsmittel notwendig sind. Dabei sollen bei einfachem Aufbau störende Kaltstellen an der Oberfläche der erhitzten Werkstücke beim Durchgang durch den Ofen vermieden und gleichzeitig eine Kosten- und Zeiteinsparung für die Herstellung des Fertigproduktes erzielt werden.

Diese Aufgabe ist durch Anspruch 1 gelöst.

Die nur bezüglich der Neuheit zu berücksichtigende EP 0 345 147 A1 offenbart eine Rollgangrolle, die sich von der Rollgangrolle gemäß Anspruch 1 wie folgt unterscheidet:

• - der felgenartige Kranz ist nicht durchgehend sondern durch radiale Einschnitte unterbrochen;
• - der Ort der Verschweißung der Nabenteile mit der Welle ist nicht definiert.

Bei einem Rollgang für den Einsatz in einem Aufwärmofen für metallische Werkstücke mit erfindungsgemäß gestalteten Rollgangrollen bestehen die einzelnen Rollen des Rollgangs aus einer langgestreckten Welle aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Rohren, die mit Öffnungen zum Durchleiten eines Kühlmittels versehen sind, die sich in axialer Richtung der Welle erstrecken. Um die Welle herum ist ferner eine Anzahl von im Abstand voneinander angeordneten radähnlichen Stützvorrichtungen befestigt, die Naben oder Kerne enthalten, die aus nasenartigen Abschnitten, die mit dem äußeren konzentrischen Rohr verschweißt sind und Kopfstücken bestehen, die sich in axialer Richtung frei gegenüber dem äußeren konzentrischen Rohr ausdehnen können. Längs des äußeren konzentrischen Rohres sind zwischen und außerhalb der radähnlichen Werkstücke Packungen von parallel angeordneten aneinanderstoßenden Ringen oder Scheiben angebracht, die aus thermisch isolierendem Material bestehen. Die erfindungsgemäß ausgebildeten Rollen eines Rollganges biegen sich unter dem Gewicht der darauf aufliegenden Werkstücke durch, so daß sie eine parabolische Form annehmen können, um die Werkstücke bei ihrem Durchgang durch den Ofen positiv zu führen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer kontinuierlichen Gießeinrichtung und einem Walzwerk mit einem Ofen, in dem der erfindungsgemäße Rollgang benutzt wird,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht durch eine Rolle des Rollganges,

Fig. 3 einen Teilschnitt der auf Fig. 2 dargestellten Rolle in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3A einen der Fig. 3 entsprechenden Teilschnitt, der die Anbringung der radartigen Abstützungen an einer Rolle zeigt,

Fig. 4 eine Ansicht der radartigen Abstützung entsprechend der Linie IV-IV der Fig. 3, bei der aus Gründen der Übersicht einige Elemente fortgelassen wurden,

Fig. 5 eine schematische Darstellung, die die versetzte Anordnung der radartigen Abstützungen zeigt, die in Längsrichtung der Rollen des Rollganges angeordnet sind,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Rolle des Rollganges und deren parabolische Gestalt, die sie unter dem Gewicht eines dünnen, breiten, aufliegenden metallischen Werkstückes einnimmt und

Fig. 7 eine der Fig. 6 entsprechende schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zur Verbesserung der Führung des Werkstückes durch den Ofen.

In Fig. 1 ist eine bevorzugte Anwendung des Rollganges gemäß vorliegender Erfindung dargestellt. Sie zeigt eine kontinuierliche Gießanlage (2) mit einer Gießwanne (4) zur Aufnahme einer Metallschmelze (6) und einem Absperrhahn (8) für die Zuteilung der gewünschten Menge der Metallschmelze (6) aus der Gießwanne (2). Während sich der Absperrhahn (6) innerhalb der Gießwanne (4) in der angehobenen Stellung befindet, kann eine bestimmte Menge (10) der Metallschmelze (6) durch Schwerkraft in die mit Wasser gekühlte hin- und herschwingende Form (12) fließen. In der Form (12) beginnt die Metallschmelze (6) sich zu verfestigen. Ein Paar Gammastrahlerzeuger (14) wird auf einer Seite der Schwingform (12) angeordnet und sendet Gammastrahlen durch die Form. Die Gammastrahlen werden durch Empfänger (16) aufgefangen, die das gewünschte Niveau der Metallschmelze (6), das in der Form (12) aufrechterhalten werden soll, bestimmen und steuern.

Das Metall tritt dann aus der Form (12) aus und gelangt in einen ersten geradlinigen Abschnitt (18) einer Zone (20), in der eine Kühlung durch Besprühen mit Wasser erfolgt. Der gerade Abschnitt (18) ist an der Form (12) angebracht und schwingt mit dieser zusammen. Unterhalb des geraden Abschnittes (18) befindet sich ein getrennter stationärer kurvenförmig verlaufender Abschnitt (22) der Kühlzone (20). Wenn das Metall die Kühlzone (20) passiert, wird es mittels Sprüheinrichtungen (26) mit Wasser besprüht. Die Sprüheinrichtungen befinden sich auf der gesamten Länge der Kühlzone (20). Das Metall, das durch Gießen die Form eines Bandes "S" erhält, tritt ruhig in den geraden Abschnitt (18) ein und folgt dann der Biegung des kurvenförmig verlaufenden Abschnittes (22), wobei es mit einer Vielzahl von sich gegenüberliegenden Paaren von Rollen (26) in Berührung ist, die über die gesamte Länge der Kühlzone (20) vorgesehen sind.

Wenn das Band "S" die kontinuierliche Gießeinrichtung (2) verläßt, hat es vorzugsweise eine Stärke "t₁" von etwa 3,8 bis 6,35 cm und eine Breite von etwa 90 bis 165 cm. Das Band "S" läuft dann durch eine erste fliegende Schere (28) und gelangt im Anschluß daran in einen Ofen (10), der eine zwischen 150 und 245 m liegende Länge hat. Das verhältnismäßig dünne Band "S" wird, wenn es auf die im Ofen herrschende Arbeitstemperatur, die üblicherweise bei etwa 1.220°C liegt, ganz weich und bildsam. Es kann in diesem weichen Zustand nicht mit üblichen Führungsmitteln durch den Ofen (30) geleitet werden, die das Band durch Bildung von Rillen, Kratzern oder Rissen oder durch Stauchen infolge auftretender Berührungen beschädigen würden. Aus diesem Grunde wird das Band "S" mit Hilfe einer Vielzahl von angetriebenen Rollen "R" durch den Ofen (30) transportiert und geführt, die später im einzelnen beschrieben werden und in der Lage sind, längs ihrer Drehachsen eine parabolische Gestalt einzunehmen, wenn sie dem Gewicht des Bandes unterworfen sind. Das erhitzte und erweichte Band biegt sich über seine Breite durch, paßt sich der parabolischen Form der Transportrollen "R" an und wird schonend, jedoch zwangsläufig ausschließlich durch die konstruktive Ausbildung der Transportrollen durch den Ofen geführt. Auf diese Weise kann auf irgendwelche weitere Führungseinrichtungen, die das Band "S" beschädigen könnten, verzichtet werden. Diese Situation ist deutlich in Fig. 6 dargestellt.

Wenn das Band "S" den Ofen (30) verläßt, durchläuft es eine zweite fliegende Schere (32) und gelangt dann zu einer Fertigstraße (34). Die Walzstraße (34) besteht aus mehreren Quarto-Walzgerüsten, von denen jedes Stützwalzen (36) und Arbeitswalzen (38) enthält. In der Fertigstraße (34) wird das Band von einer Stärke von etwa 3,8 bis 6,35 cm auf eine Stärke "t₂" von etwa 25 mm bis etwa 1,5 cm heruntergewalzt. Die Scheren (28) und (32) ermöglichen es, das Band während des normalen Arbeitsganges entsprechend der Coilgröße für die weitere Behandlung zu trennen.

Die Anzahl der Walzgerüste, die in der Fertigstraße (34) verwendet werden, kann in Abhängigkeit von der Stärke des gegossenen Bandes und der gewünschten Endwalzstärke des Bandes variiert werden.

Von der Fertigstraße (34) wird das Band einem Auslaufgang (40) zugeführt, der angetriebene Transportwalzen (42) hat. Mit dem Auslaufgang (40) sind mehrere Wassersprüheinrichtungen (44) verbunden, die für die Schlußkühlung des Bandes "S" sorgen, bevor dieses mit einer üblichen mit einem Klappdorn (48) versehenen Wickelmaschine (46) aufgewickelt wird.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Rollgangrollen "R" gemäß vorliegender Erfindung, die insbesondere für einen Ofen (30) der in Fig. 1 dargestellten Art Verwendung finden.

Die Rollen "R" enthalten unter anderem eine Welle (50), die an entgegengesetzten Enden durch Öffnungen tritt, die in entgegengesetzt gerichteten Seitenwänden (52 u. 54) des Ofens (30) vorgesehen sind. Die Welle besteht aus einem inneren rohrförmigen Teil (56), das von einem Außenrohr (58) umgeben ist. Der äußere Durchmesser des inneren rohrförmigen Teils (56) ist geringer als der Innendurchmesser des Außenrohres (58), so daß ein ringförmiger Flüssigkeitsdurchgang (70) zwischen den rohrförmigen Teilen (56 u. 58) gebildet wird, wie es weiter unten im einzelnen beschrieben ist.

An beiden Enden und außerhalb der Seitenwände (52 u. 54) ist die Welle drehbar in Lagerböcken (60 bzw. 62) gelagert. An einem ersten Ende ist die Welle (50) mit einer drehbaren Flüssigkeitskupplung (64) verbunden. Durch die Welle (50) wird über die drehbare Kupplung (64) ein Kühlmittel im Kreislauf geführt. Der drehbaren Kupplung (64) wird ein unter Druck stehendes Kühlmittel von einer nicht dargestellten Quelle durch die Eintrittsleitung (65) zugeführt, von wo das Kühlmittel einem inneren Flüssigkeitsdurchgang (66) (Fig. 4) des inneren rohrförmigen Teils (56) zugeführt wird. Das Kühlmittel durchläuft den inneren Durchgang (66), bis es an einen Stopfen (68) gelangt, der ausreichend, z. B. durch Aufschrauben oder Aufschweißen an dem anderen Ende des Außenrohres (58) befestigt ist. Das Kühlmittel wird beim Auftreffen auf den Stopfen (68) umgelenkt und fließt in umgekehrter Richtung durch den Durchgang (70), die Drehkupplung (64) und von dort über die Abzugsleitung (72) zu benachbarten Rollen und über eine Trommelbohrung zurück zur Kühlmittelquelle. Durch ein derartiges Kühlsystem kann in Verbindung mit einer weiteren, später beschriebenen konstruktiven Ausbildung die Welle (50) in vorteilhafter Weise gekühlt werden, ohne daß ein Absinken der Temperatur auftritt und unerwünschte kalte Stellen am Umfang der Rollen "R" auftreten, die sich nachteilig auf die metallurgischen Eigenschaften des erhitzten Werkstückes auswirken würden. Darüber hinaus wird die konstruktive Beständigkeit der Welle (50) durch den Kühleffekt des Kühlmittels aufrechterhalten, insbesondere widersteht die Welle einer beschleunigten Kriechdehnung und einem beschleunigten Durchhängen was gleichzeitig durch das Gewicht des Bandes "S" und die hohe Temperatur innerhalb des Ofens (30) hervorgerufen wird.

Wie vorstehend erwähnt, ist das zweite Ende der Welle (50) mit einem Stopfen (68) versehen. Der Stopfen ist Teil einer drehbaren Welle (74), die in dem Lager (62) abgestützt ist. Das dem Stopfen (68) entgegengesetzte Ende der Welle (74) ist an einer biegsamen Kupplung (76) angebracht, die ihrerseits mit der Antriebswelle eines Untersetzungsgetriebes oder Vorgeleges (78) verbunden ist. Das Getriebe (78) wird mittels eines Motors (80) angetrieben. Die Verwendung eines Motors (80) und eines Untersetzungsgetriebe (78) für jede Rolle ermöglichen es, die Drehgeschwindigkeit der einzelnen Rollen "R" in gewünschtem Maß zu verändern, um die Fördergeschwindigkeit des Bandes "S" bei seinem Weg durch den Ofen (30) fortschreitend zu erhöhen, so daß das Band den Ofen mit einer Geschwindigkeit verlassen kann, die ausreichend ist, um in die Fertigstraße (34) einzutreten und in ihr behandelt zu werden.

Wie sich aus Fig. 2 und insbesondere aus Fig. 3 ergibt, sind mehrere (vorzugsweise vier) Abstützungen für das Werkstück vorgesehen, die aus im Abstand angeordneten radartigen Stützvorrichtungen (82) bestehen, die aus in der Wärme formbeständigem und hitzebeständigem Material bestehen und an das Außenrohr (58) der Welle (50) angeschweißt werden. Die Stützvorrichtungen (82) bestehen vorzugsweise aus thermisch formbeständigen Legierungen, z. B. Kobalt, Aluminium, Eisen, Nickel, Nioblegierungen, rostfreiem Stahl oder dergleichen, um den Wärmeübergang auf die Welle (50) so gering wie möglich zu halten. Die Stützvorrichtungen (82) enthalten innen angeordnete Naben aus mehreren winklig im Abstand voneinander angeordneten Kernen (84), die aus nasenartigen Abschnitten (86) und Kopfabschnitten (88) bestehen, die durch eine Ausnehmung oder einen Spalt (85) voneinander getrennt sind, der sich in Längsrichtung der Welle (50) erstreckt. Die im Abstand voneinander angeordneten nasenartigen Abschnitte und Kopfabschnitte und der Zwischenraum zwischen den Kernen (84) dient dazu, den Metall-auf-Metall-Kontakt und damit auch den Wärmefluß zur Welle (50) so gering wie möglich zu halten. Aus Fig. 3A ergibt sich, daß nur eine kurze Schweißnaht (87) auf beiden Seiten der nasenartigen Abschnitte (86) etwa 75% der Länge der Abschnitte mit dem Außenrohr (58) verbindet, während die Kopfabschnitte (88) nicht mit dem Außenrohr verbunden sind und sich in bezug auf das Außenrohr (58) in Abhängigkeit von und infolge der unterschiedlichen Ausdehnung verschieben können, die durch das relativ große Wärmegefälle in den Rollen "R" und den Durchbiegeeffekt infolge des Gewichtes des Bandes "S" auf die Rollen "R" hervorgerufen wird. Wie sich sehr deutlich aus den Fig. 6 und 7 ergibt, nehmen die Rollen "R" unter dem Gewicht eines auf ihnen aufliegenden Bandes "S" eine parabolische Form an. Von jedem Kern (84) erstreckt sich eine Rippe (90) radial nach außen. Die Rippen (90) sind winkelig durch einen offenen Raum (92) voneinander getrennt. Zusammen mit dem minimalen Kontakt des Kerns (84) mit der rohrförmigen Welle (50) dient der reduzierte Querschnitt der Rippen infolge der offenen Räume (92) ferner dazu, den Wärmefluß zu der mit Wasser gekühlten Welle (58) über die Kerne (84) zu verringern und zu erschweren. Der segmentartige Aufbau der Kerne und das extrem geringe Volumen der Schweißnaht (87) verringern den metallischen Bereich, über den die Wärme auf die Welle (50) übertragen wird, noch mehr. Dies führt dazu, daß die maximale Oberflächentemperatur der Oberflächen der radartigen Stützvorrichtungen kalte Stellen auf dem Band "S" vermeidet. An den am weitesten außen liegenden Stellen divergieren die Rippen (90) und bilden eine durchgehende ringförmige Abstützung für einen äußeren das Werkstück abstützenden Kranz (94), dessen Oberfläche (95) das Werkstück, z. B. ein Band "S" berührt. Die Gestalt der Stützvorrichtung und deren besondere Befestigung sorgen für einen minimalen Wärmeverlust und eine minimale thermische Beanspruchung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der maximalen Oberflächentemperatur an ihrem äußerem Umfang.

Die Fig. 2 und 3 zeigen, daß in, zwischen und außerhalb der Stützvorrichtungen (82) längs der Welle (50) Packungen von laminaren, aneinanderstoßenden, biegsamen Scheiben (96) vorgesehen sind, die vorzugsweise aus einem wärmeisolierenden keramischen Fasermaterial, Asbest, feuerfesten Stoffen oder dergleichen bestehen.

Die Scheiben (96) sind vorzugsweise so ausgebildet, daß ihr Durchmesser etwas geringer ist als der größte Durchmesser des Kranzes (94). Die Befestigung der Packungen der Scheiben (96) zwischen den Stützvorrichtungen (82) erfolgt durch Metallstangen (98), die durch die Scheiben (96) hindurchtreten. Die Stangen (98) sind durch Öffnungen (100) geführt, die in den Rippen (90) vorgesehen sind und an ihren Enden mit umgebogenen Abschnitten (102) versehen, die sich gegen die Rippen (90) legen und die Packungen der Scheiben (96) an den Stützvorrichtungen (82) verankern. Loses Material (103) aus keramischen Fasern wird auf beiden Seiten der Rippen (90) der Räder an den Stellen angebracht, an denen die Metallstangen (98) durch die Rippen hindurchtreten, vorzugsweise an den Öffnungen (100). Das keramische Material (103) wird durch die Montage der Scheiben (96) so weit zusammengedrückt, daß es praktisch die gleiche Breite hat wie der Kranz (94). Auf diese Weise entsteht eine praktisch ebene Oberfläche auf beiden Seiten der Rippen (90), was dazu führt, daß die Lage der Scheiben (90) praktisch parallel zur Richtung der Stützvorrichtungen (82) verläuft. Die Packungen der Scheiben (96) außerhalb der Stützvorrichtungen (82), insbesondere die Scheiben (96), die am dichtesten an den Wandungen (52 u. 54) des Ofens (30) liegen, werden durch Unterlegscheiben (104) gehalten, die an dem Außenrohr (58) der Welle (50) angeschweißt werden. In den Wandungen (52 u. 54) des Ofens sind Ausnehmungen (106) vorgesehen, die eine Ausdehnung der Welle (50) in radialer Richtung zulassen. Als Alternative zu den Scheiben (96) kann auch vergießbares, feuerfestes Material zwischen den einzelnen Stützvorrichtungen (82) verwendet werden, um die Rollen "R" zu isolieren.

Es ergibt sich, daß durch die Anordnung von im Abstand angeordneten radartigen Stützvorrichtungen (82) ein begrenzter Oberflächenkontakt zwischen den Rollen "R" und dem Band "S" erreicht wird. Dieser begrenzte Kontakt reduziert das Auftreten von unerwünschten kalten Stellen durch die Rollen "R" auf dem Band "S". Kaltstellen werden darüber hinaus durch die Packungen der Isolierscheiben (96) verhindert, die sich längs des Abschnittes der Welle (50) zwischen den Wandungen (52 u. 54) des Ofens erstrecken, da sie vermeiden, daß sich die Temperatur der gekühlten Welle (50) nachteilig auf das Band "S" auswirkt. Umgekehrt verhindern die Isolierscheiben (96), daß sich die Wärme des Ofens und/oder des Bandes nachteilig auf die gekühlte Welle (50) auswirkt. Gleichzeitig werden Wärmeverluste an die wassergekühlten Oberflächen vermieden. Darüber hinaus dient die enge und dichte Packung der Scheiben (96) längs der Welle (50) dazu, die Rippen (90) seitlich abzustützen und deren Formänderung unter der Einwirkung von Belastungen durch das Gewicht des Bandes "S" in Verbindung mit der großen Wärme des Ofens zu verhindern.

Wie sich aus Fig. 5 ergibt, sind die radartigen Abstützungen (82) benachbarter Rollen "R" versetzt zueinander angeordnet. Auch dadurch werden kalte Stellen an dem erwärmten Band "S" vermieden, indem die Berührung zwischen der Oberfläche (95) des Kranzes (94) und dem Band "S" diskontinuierlich und kurzzeitig erfolgt. Die Verringerung der Berührungszeit zwischen den Abstützungen (82) und einem gegebenen Abschnitt des Bandes "S" reduziert ferner die Wahrscheinlichkeit, daß die Abstützungen (82) als Kühlkörper wirken und kalte Stellen auf dem erhitzten Band hervorrufen.

In Fig. 6 ist in etwas übertriebener Weise die Durchbiegung der Transportrollen "R" unter dem Gewicht des erhitzten Bandes "S" dargestellt. Gleichzeitig soll gezeigt werden, wie die Transportrollen in axialer Richtung eine parabolische Form annehmen und das Band "S" positiv führen, wenn es den Ofen (30) passiert, ohne daß irgendwelche zusätzlichen Führungsmittel benötigt werden. Die Lager (60 u. 62) stellen sicher, daß die äußersten Enden der Welle (50) sich in einem Winkel "A", der bis zu 4° betragen kann, aus der Horizontalen in Abhängigkeit von dem Gewicht, das durch das Band "S" auf die Transportrollen "R" ausgeübt wird, nach oben biegen können. Die Öffnungen in den Wandungen (52 u. 54) des Ofens (30) sind ausreichend groß, um eine derartige Durchbiegung der Enden der Transportrollen "R" zuzulassen. Da das Band "S" wie oben erwähnt verhältnismäßig dünn ist, z. B. eine Stärke von etwa 3,8 bis 6,35 cm hat, wird es ganz weich und verformbar und hängt über seine Breite entsprechend der parabolischen Gestalt der Transportrollen durch, wenn es in dem Ofen (30) auf die Arbeitstemperatur erwärmt wird. Das Durchsacken der Vielzahl der Transportrollen "R" und damit des Bandes "S" führt zu einer Selbstzentrierung und schonenden Führung des Bandes "S" längs der Transportrollen während des Durchgangs durch den Ofen (30), ohne daß irgendwelche weiteren Führungsmittel innerhalb des Ofens erforderlich sind, die das erweichte Band beschädigen könnten.

Aus Fig. 7 ergibt sich, daß die Zentrierung des Bandes "S" auf den Rollen "R" falls gewünscht dadurch verstärkt werden kann, daß Stützvorrichtungen (82) mit geringerem Durchmesser im mittleren Bereich der Welle und mit größerem Durchmesser im Bereich der Enden der Welle vorgesehen werden.

Die Gestalt der Rollen "R", insbesondere der radartigen Stützvorrichtungen, hat erhebliche Vorteile. Die Verwendung von nicht durchgehenden Rippen vermeidet Verluste durch Wärmeleitung von der Oberfläche der Rollen. Die äußere Oberfläche der Rollen ist, da die Wärme nicht sofort abgeleitet werden kann, heißer und weniger geeignet, das Band zu kühlen. Die heißere äußere Oberfläche der Stützvorrichtungen führt zu einer übermäßig hohen thermischen Beanspruchung infolge des hohen Ausdehnungsgrades des Materials, das zu ihrer Herstellung verwendet wird. Derartige thermische Beanspruchungen werden durch die Gestalt und die Anbringung an der Welle (50) ausgeglichen. Die nasenartige Anbringung an der mit Wasser gekühlten Welle ermöglicht eine Durchbiegung in der Befestigung, durch die die thermische Beanspruchung verringert wird. Die begrenzte Schweiß- und Berührungsoberfläche an der mit Wasser gekühlten Welle reduziert ferner den Wärmeverlust und unterstützt die Verringerung der Beanspruchung.

Claims (12)

1. Rollgangrolle zum Fördern und Leiten eines Werkstückes durch einen Aufwärmofen, der Wellen enthält, deren Ende in Lagern drehbar abgestützt sind, umfassend:
radartig ausgebildete Stützvorrichtungen (82), die in Längsrichtung der Welle (50) im Abstand voneinander an deren äußerem Umfang befestigt sind, wobei die in radialer Richtung am weitesten außen liegenden Oberflächen (95) der radartigen Stützvorrichtungen als Abstützung für das Werkstück dienen, während dieses durch den Aufwärmofen geführt wird, die radartigen Stützvorrichtungen aus einer Nabe bestehen, die über Rippen (90) mit einem felgenartigen, durchgehenden Kranz (94) in Verbindung steht, die Rippen durch offene Räume (92) voneinander getrennt sind, um ihre Querschnittsfläche zu verringern und damit den Wärmefluß von dem Kranz zu der Nabe zu erschweren, und die Nabe aus mehreren winklig im Abstand voneinander angeordneten Kernen (84) besteht, die einen nasenartigen Abschnitt (86) und einen Kopfabschnitt (88) umfassen,
eine Schweißnaht (87), die ausschließlich die nasenartigen Abschnitte (86) mit der Welle verbindet, so daß die Kopfabschnitte (88) sich in bezug auf die Welle infolge unterschiedlicher Ausdehnung und beim Durchbiegen der Welle verschieben können,
Mittel (96) zum thermischen Isolieren der Welle (50), die im wesentlichen die gesamten Abschnitte der Welle zwischen benachbarten radartigen Stützvorrichtungen und diesen und den Wandlungen (52, 54) des Ofens bedecken und
Einrichtung zum Drehen der Welle.

2. Rollgangrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (50) sich in axialer Richtung erstreckende Durchgänge für ein Kühlmittel enthält und daß die Kühlmitteldurchgänge mit Einrichtungen zum Umwälzen des Kühlmittels durch die Durchgänge versehen sind.

3. Rollgangrolle nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle aus einem inneren Rohr (56) und einem Außenrohr (58) besteht, das konzentrisch um das Innenrohr angeordnet ist.

4. Rollgangrolle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmitteldurchgang aus einem inneren innerhalb des inneren Rohres (56) liegenden Durchgang und einem ringförmigen Kühlmitteldurchgang (70) zwischen dem inneren Rohr und dem Außenrohr besteht.

5. Rollgangrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum thermischen Isolieren der Welle aus Packungen von laminaren aneinanderstoßenden Scheiben (96) aus thermisch isolierendem Material bestehen.

6. Rollgangrolle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (96) einen kleineren Durchmesser haben als die radartigen Stützvorrichtungen (82).

7. Rollgangrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißnaht (87) Seitenteile der nasenartigen Abschnitte (86) mit der Welle (50) verbindet.

8. Rollgangrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die nasenartigen Abschnitte (86) und die Kopfabschnitte (88) der Kerne (84) durch eine Ausnehmung (85) voneinander getrennt sind, die sich in Längsrichtung der Welle (50) erstreckt.

9. Rollgangrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (62) zur drehbaren Abstützung der Welle so ausgebildet sind, daß sie eine begrenzte Biegung der Wellenenden zulassen, wenn sich die Welle (50) unter dem Gewicht eines aufliegenden Werkstückes zu einer parabolischen Form durchbiegt und daß Einrichtungen zum Drehen der Welle, die einen Motor (80) und biegsame Kupplungen (76) enthalten, die zwischen der Welle und dem Motor angeordnet sind und mit der Welle verbundene Abstützungen für das Werkstück vorgesehen sind, die das Werkstück auf dem Rollgang zentrieren und durch den Ofen leiten, wenn die Welle sich dreht und sich infolge des Gewichtes des Werkstückes durchbiegt.

10. Rollgangrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die radartig ausgebildeten Stützvorrichtungen (82) einen unterschiedlichen Durchmesser haben, wobei die Stützvorrichtungen mit dem kleineren Durchmesser im mittleren Bereich der Welle (50) und die Stützvorrichtungen mit dem größeren Durchmesser im Bereich der Enden der Welle angeordnet sind.

11. Verwendung der Rollen nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zum Aufbau eines Rollganges zum Fördern und Leiten eines Werkstückes durch einen Aufwärmofen, bei dem eine Vielzahl von parallel zueinander und im Abstand voneinander angeordnete Rollen, deren Achsen quer zur Förderrichtung verlaufen, in Längsrichtung des Ofens angeordnet sind.

12. Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die radartig ausgebildeten Stützvorrichtungen (82) zweier benachbarter Rollen "R" versetzt zueinander angeordnet sind.