DE4032615C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen einer verschleißfesten Panzerung auf die Walzenstirnseiten von Walzenpressen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen einer verschleißfesten Panzerung auf die Stirnseiten-Randbereiche von Walzen für Walzenmaschinen, insbesondere für Hochdruck-Walzenpressen zur Druckzer­ kleinerung körnigen Gutes, durch Ausfüllen einer im Wal­ zenstirnseitenrand ausgebildeten ringschulterartigen Aus­ nehmung mit metallischen Schweißlagen.

Bei Walzenbrechern und Walzenmühlen wird sprödes Mahlgut in den Walzenspalt eingezogen und dort einer Druckzer­ kleinerung unterworfen. Bekannt ist auch die sogenannte Gutbettzerkleinerung im Walzenspalt einer Hochdruck-Wal­ zenpresse, bei der die einzelnen Partikel des durch Rei­ bung in den Walzenspalt eingezogenen Mahlgutes in einem Gutbett, d. h. in einer zwischen den beiden Walzenober­ flächen zusammengedrückten Materialschüttung bei Anwen­ dung eines extrem hohen Druckes gegenseitig zerquetscht werden. Es versteht sich, daß dabei die Walzenoberflächen einer außerordentlich hohen abrasiven Beanspruchung aus­ gesetzt sind, und zwar nicht nur die zylindrischen Wal­ zenoberflächen, sondern auch die Stirnseiten-Peripherie­ bereiche der Walzen, weil zur seitlichen Begrenzung des Walzenspaltes zur Verhinderung des seitlichen Austretens des Mahlgutes Stirnbleche angeordnet sind, welche die Stirnseiten-Randbereiche der Walzen abdecken. Man hat da­ her bisher nicht nur die zylindrische Oberfläche der Walze durch aufgeschweißte metallische Schichten gepan­ zert, sondern auch die Stirnseiten-Randbereiche der Walze. Dazu wurde z. B. in die beiden Stirnkanten des Walzengrundkörpers je eine radial nach außen und zur Stirnseite hin offene ringschulterartige Ausnehmung ge­ dreht, die dann bei horizontal liegender Walzenachse und ohne seitliche Schmelzbadabstützung mit metallischen, verschleißfesten Schweißlagen ausgefüllt worden ist. Die Oberfläche der walzenstirnseitig aufgeschweißten Panzer­ schicht, die aufgrund der Zwangslagenschweißposition zunächst uneben ist, muß aber zum Zwecke des Zusammenwir­ kens mit den den Walzenspalt seitlich begrenzenden Stirn­ blechen glatt sein, was durch zeit- und kostenaufwendiges Abschleifen der gepanzerten Stirnringfläche ermöglicht worden ist.

Eine weitere Methode, um im walzenstirnseitigen Randbe­ reich eine verschleißfeste Panzerung zu schaffen, ist in der DE-OS 38 40 696 beschrieben. Danach wird ganz in der Nähe der Walzenstirnseite eine Ringnut in den Walzen­ grundkörper eingedreht und mit metallischen Schweißlagen ausgefüllt. Abschließend werden dann die Walzenstirnsei­ ten in ihrem Randbereich spanabhebend bis kurz vor Errei­ chen der Ringnut abgedreht, so daß eine aus dem Walzen­ grundwerkstoff bestehende sehr dünne äußere Begrenzungs­ wand der Ringnut stehen bleibt. Diese wird dann beim Be­ trieb der so gepanzerten Walze z. B. in einer Hochdruck- Walzenpresse zur Gutbettzerkleinerung spröden Mahlgutes abgerieben, bis walzenstirnseitig die harte verschleiß­ feste Panzerung mit einer dann glatten Oberfläche zum Vorschein kommt. Auch diese bekannte Walzenstirnseiten­ panzerung ist verhältnismäßig aufwendig hergestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Walzen von Walzenmaschinen, insbesondere von Hochdruck-Walzen­ pressen im walzenstirnseitigen Randbereich eine ver­ schleißfeste Stirnflächenpanzerung zu schaffen, die nach ihrer Fertigstellung ohne mechanische Nacharbeit glatt ist und die doch in wirtschaftlicher Weise mit einfachen technischen Mitteln auf die Stirnflächen des Walzengrund­ körpers einwandfrei aufbringbar ist.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 und vorrichtungsmäßig mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 3 gelöst.

Die erfindungsgemäß hergestellte Walzenstirnseitenpanze­ rung benötigt zu ihrer Herstellung keine in der Nähe der Walzenstirnseite gelegene in den Walzengrundkörper einge­ arbeitete Ringnut, sondern nur eine radial nach außen hin offene ringschulterartige Ausnehmung des Walzengrundkör­ pers, d. h. eine Ringschulter, die von Haus aus in der Walzenstirnseite eingeformt sein kann, z. B. beim Gießen oder Walzen des Walzengrundkörpers, oder die vergleichs­ weise einfach durch spanabhebende Bearbeitung (Abdrehen) des Walzenstirnseitenrandes hergestellt werden kann. Er­ findungsgemäß wird dann zum Aufbringen der verschleiß­ festen Panzerung die ringschulterartige Ausnehmung des mit seiner Achse etwa horizontal gelegten Walzengrundkör­ pers in ihrem oberen Bereich durch eine sich wenigstens über einen Teil des Walzenumfangs erstreckende, in wal­ zenaxialer und radialer Richtung nachstellbare und sich mit der Walze nicht mitdrehende Gleitbacke zu einem nach oben offenen Ringnutabschnitt eingegrenzt. Der so par­ tiell gebildete Ringnutabschnitt wird dann während des langsamen Drehens der Walze mit metallischen verschleiß­ festen Schweißlagen ausgefüllt. Die Höhe der Gleitbacke, welche eine seitliche Begrenzungswand der partiell gebil­ deten Ringnut zur Schweißschmelzbadformung darstellt, ist vergleichsweise niedrig und nur so groß, daß eine ausrei­ chende Zugänglichkeit des Auftragsschweißbrenners, z. B. Maschinenschweißbrenners zum Nut- bzw. Schweißgrund gege­ ben ist. Dadurch soll ein sicheres Aufschmelzen der dar­ unter liegenden Materialfläche sowie eine sichere Ring­ nutflankenerfassung gewährleistet sein. Die niedrig ge­ baute Gleitbacke läßt gute Positioniermöglichkeiten des Schweißbrenners zu, der seinerseits ohne Behinderung durch die Gleitbacke höhenverstellbar und/oder seitenver­ stellbar sowie auch schwenkbar angeordnet werden kann, um die Auftragsschweißlagen optimal übereinander aufbringen zu können.

Erfindungsgemäß wird die Gleitbacke beim nacheinander er­ folgenden Auftragsschweißen der einzelnen Schweißlagen (z. B. bei der Kombination von metallischen Pufferwerk­ stofflagen und metallischen Panzerwerkstofflagen) in wal­ zenaxialer und/oder radialer Richtung nach außen derart nachgestellt, bis die Walzenstirnseitenpanzerung ihre ge­ wünschte volle Breite und Höhe erhalten hat, d. h. bis die ringschulterartige Ausnehmung ausgefüllt ist. Die fertig aufgebaute erfindungsgemäße Walzenstirnseitenpan­ zerung ist stirnseitig wegen der schmelzbadformenden Funktion der Gleitbacke außen glatt, so daß ein mechani­ sches Nachbearbeiten der gepanzerten Walzenstirnseite entfällt. Der Einsatz der Gleitbacke, die zur Erhöhung ihrer Standzeit mit Vorteil gekühlt ist, begünstigt auch das möglichst eigenspannungsarme Heranschrumpfen der nacheinander aufgeschweißten ringförmigen Schweißlagen an die zu panzernde Walzenstirnwand. Insgesamt ist die er­ findungsgemäße Walzenstirnseitenpanzerung durch ein hohes Standzeitvermögen gekennzeichnet und sie ist doch mit einfachen Mitteln wirtschaftlich herstellbar.

Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden anhand des in den Figuren schematisch dargestell­ ten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 ausschnittsweise im Längsschnitt eine Wal­ zenstirnseite mit Ringschulter beim erfin­ dungsgemäßen Aufbau der verschleißfesten Panzerung auf den Stirnseiten-Randbereich, und

Fig. 2 die Stirnansicht von rechts auf die Stirn­ seite der Walze der Fig. 1.

Der mit seiner Drehachse etwa horizontal liegende Walzen­ grundkörper (10) der Fig. 1 hat eine radial nach außen und zur Walzenstirnseite (11) hin (auch an der gegenüber­ liegenden Walzenstirnseite) zunächst offene ringschulter­ artige Ausnehmung (12), die in ihrem oberen Bereich durch eine sich wenigstens über einen Teil des Walzenumfangs erstreckende vergleichsweise niedrig gebaute Gleitbacke (13) zu einem nach oben offenen Ringnutabschnitt einge­ grenzt wird. Die Unterseite der Gleitbacke (13) kann an die zylindrische Außenkontur der Ringschulter (14) des Walzengrundkörpers (10) angepaßt sein, wie insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen ist. In den zwischen der Walzen­ ringschulter und der Gleitbacke (13) gebildeten Ring­ nutabschnitt ragt von oben ein Schweißbrenner (15) hin­ ein, mittels dem die partiell gebildete Ringnut bei einer schweißtechnisch geeigneten Drehgeschwindigkeit der Walze mit metallischen verschleißfesten Auftragsschweißlagen ausgefüllt wird. Dabei dreht sich die Gleitbacke (13) nicht mit. Die auf diese Weise ringförmig aufgebauten Auftragsschweißschichten können z. B. aus zunächst dukti­ len metallischen Pufferwerkstofflagen (16) und nachfol­ genden harten metallischen verschleißfesten Panzerwerk­ stofflagen (17) aufgebaut sein. Die Pufferwerkstofflagen (16) können aus einem ferritischen Werkstoff und die Pan­ zerwerkstofflagen (17) können aus einer metallischen Legierung mit Hartstoffen im Gefüge, z. B. Karbiden und/oder Sonderkarbiden bestehen.

Die Ringflächen können unter Einsatz der Gleitbacke sowohl mit dem Metallschutzgasschweißverfahren als auch mit Unterpulverschweißverfahren mit Draht- oder Bandelek­ troden (Füllband) aufgebracht werden. Diese Verfahrens­ technik läßt sich dadurch sowohl in der Werkstattferti­ gung als auch auf der Baustelle (Regenerieren) vorteil­ haft einsetzen.

Der Rücksprung (a) der Ringschulter (14) kann z. B. mini­ mal 6 bis 8 mm betragen, die Tiefe (b) der Ringschulter (14) ist prinzipiell beliebig. Erfindungsgemäß werden beim Aufbau der Panzerung die Gleitbacke (13) sowie der Schweißbrenner (15) mit immer dicker und höher werdenden Walzenstirnseitenpanzerung in walzenaxialer und radialer Richtung nach außen nachgestellt, d. h. sowohl die Gleit­ backe (13) als auch der Schweißbrenner (15) sind höhen­ verstellbar und seitenverstellbar, in Fig. 1 gezeigt durch die rechtwinkelig zueinander stehenden Pfeile. In Fig. 1 ist ein entsprechender Positioniersupport mit Be­ zugsziffer (18) schematisch angezeigt. Es besteht auch die Möglichkeit, die Positioniereinrichtung (18) noch mit einem Schwenkmechanismus auszustatten, damit der Schweiß­ brenner (15) gegebenenfalls auch noch axiale Pendelbewe­ gungen ausführen kann. Die Positioniereinrichtungen für den Auftragsschweißbrenner (15)/die Gleitbacke (13) können vorteilhafterweise mit nicht dargestellten Senso­ ren zur Feststellung des Abstandes zwischen dem Auftrags­ schweißbrenner (15)/der Gleitbacke (13) und den Auftragsschweißlagen (16 bzw. 17) in Wirkverbindung stehen. Die Auftragsschweißung kann beispielsweise auch durch den Einsatz einer Lichtbogenhöhen- und -seiten­ steuerung, taktiler Annäherungsschalter oder dergleichen vollmechanisiert durchgeführt werden. Die Gleitbacke (13) ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 wassergekühlt, wobei mit (19, 20) die Kühlwasserein- und -austrittskanäle angezeigt sind.

Durch die Beschreibung dieses Ausführungsbeispieles der Erfindung wird deutlich, daß die erfindungsgemäße Walzen­ stirnseitenpanzerung mit einfachen technischen Mitteln aufbringbar ist und daß die fertig aufgebaute Stirnsei­ tenpanzerung außen glatt ist und keinerlei Nachbearbei­ tung mehr bedarf.

Claims (6)

1. Verfahren zum Aufbringen einer verschleißfesten Pan­ zerung auf die Stirnseiten-Randbereiche von Walzen für Walzenmaschinen, insbesondere für Hochdruck-Wal­ zenpressen zur Druckzerkleinerung körnigen Gutes, durch Ausfüllen einer im Walzenstirnseitenrand aus­ gebildeten ringschulterartigen Ausnehmung mit metal­ lischen Schweißlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die radial nach außen und zur Walzenstirnseite (11) hin zunächst offene ringschulterartige Ausnehmung (12) des Walzengrundkörpers (10) in ihrem oberen Bereich durch eine sich wenigstens über einen Teil des Walzenumfangs erstreckende, in walzenaxialer und/oder radialer Richtung nachstellbare und sich mit der Walze nicht mitdrehende Gleitbacke (13) zu einem nach oben offenen Ringnutabschnitt eingegrenzt wird, und daß dann die so partiell gebildete Ringnut während des Drehens der Walze (10) mit metallischen verschleißfesten Schweißlagen (16, 17) kontinuier­ lich ausgefüllt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufbau der Panzerung die den Ringnutab­ schnitt eingrenzende Gleitbacke (13) sowie gegebe­ nenfalls auch der die Schweißlagen bildende Schweiß­ brenner (15) nach außen in walzenaxialer und/oder walzenradialer Richtung bewegt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Gleitbacke (13), deren Unterseite an die zylindri­ sche Außenkontur der walzenstirnseitigen Ringschul­ ter (14) des Walzengrundkörpers (10) angepaßt ist, und durch einen die metallischen Auftragsschweißla­ gen bildenden Schweißbrenner (15), der von oben in den zwischen Walzenringschulter und Gleitbacke ge­ bildeten Ringnutabschnitt hineinragt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Gleitbacke (13) als auch der Schweiß­ brenner (15) über Positioniereinrichtungen verstell­ bar angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtungen mit Sensoren zur Feststellung des Abstandes zwischen dem Auftrags­ schweißbrenner (15)/der Gleitbacke (13) und den Auftragsschweißlagen (17) in Wirkverbindung stehen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbacke (13) ge­ kühlt, insbesondere wassergekühlt ist.