DE4141250C2 - Rolle für Rollenherdöfen und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rolle für Rollenherdöfen, mit einem drehbaren Tragkörper, einer Mehrzahl von auf den Tragkör­ per aufgesetzten Tragscheiben und neben den Tragscheiben be­ findlichen wärmeisolierten Bereichen, in denen der Tragkörper jeweils von mindestens einer Isolierschicht aus Fasermaterial umgeben ist.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Wärmeiso­ lieren einer Rolle für Rollenherdöfen, wobei durch Aufspritzen eines Fasermaterials mindestens eine Isolierschicht erzeugt wird, die einen zu isolierenden Bereich eines Tragkörpers der Rolle umgibt.

Derartige Rollen haben sich in der Praxis bewährt. Die Wär­ meisolierung sorgt dafür, daß einerseits das Wärmebehandlungs­ gut nicht unzulässig gekühlt und andererseits der Tragkörper der Rolle nicht unzulässig erhitzt wird. Dabei kann der Trag­ körper vorzugsweise als innengekühltes Rohr ausgebildet sein.

Eine wesentliche Schwierigkeit liegt in der Befestigung und Halterung der aus Fasermaterial bestehenden Isolierung. Bei­ spielsweise aus der DE-PS 37 40 620 sowie auch aus der DE-OS 40 41 217 ist es bekannt, die Isolierschicht mit einem Mantel zu versehen, der das Fasermaterial schützt und zusammenhält. Dabei besteht die Gefahr, daß sich Zunder auf diesem Mantel festsetzt und bis zum Umfang der Tragrollen aufwächst. Dies kann dazu führen, daß das Wärmebehandlungsgut beschädigt wird. Eine min­ destens ebenso schwerwiegende Folge kann darin bestehen, daß der Mantel aufreißt, woraufhin sich das Fasermaterial ablöst. Die Rolle muß dann sofort ausgetauscht werden, da anderenfalls der Tragkörper überhitzt und zerstört wird.

Ferner beschreibt die nicht vorveröffentlichte Deutsche Pa­ tentanmeldung P 40 25 935.8 eine Rolle, bei der die zu isolie­ renden Bereiche des Tragkörpers mit einer vernadelten Faser­ matte umgeben werden, woraufhin auf diese Fasermatte ein Faser­ material aufgespritzt wird. Letzteres verbindet sich mit der Fasermatte. Als zusätzliche Halterung dienen Anker, die auf dem Tragkörper befestigt werden, die Fasermatte durchdringen und mit flächigen Klemmstücken in das aufgespritzte Fasermaterial eingreifen. Es wurde gefunden, daß diese Art der Isolierung den im Betrieb auftretenden Schwingungsbelastungen nicht standhält. Das Fasermaterial schlägt in zunehmendem Maße rings um dle An­ ker aus, beginnt zu zerbröckeln und löst sich schließlich ab. Auch hier sind sofortige Wartungsarbeiten erforderlich, um ei­ ner Zerstörung des Tragkörpers vorzubeugen.

Die DE-OS 27 22 937 beschreibt eine Rolle, die mit Isolier­ stoffhälften belegt ist. In die Isolierstoffhälften sind an den Stoßstellen Drähte eingearbeitet, die Ösen bilden. Weitere Drähte dienen dazu, durch die Ösen hindurchgesteckt zu werden und die Isolierstoffhälften miteinander zu verriegeln. Auch hier läßt die Stabilität der Isolierung zu wünschen übrig, ganz abgesehen davon, daß die Konstruktion kompliziert ist.

Ähnliche Verhältnisse finden sich unter anderen Einsatzbe­ dingungen, nämlich bei der Isolierung stationärer Rohre. In diesem Zusammenhang beschreibt die DE-OS 23 33 695 halbschalen­ förmige Isolierkörper, die in den Stoßbereich ein netzartiges Verstärkungsgerüst enthalten, welches dazu dient, die Halbscha­ len miteinander zu verbinden. Nach der US-PS 26 93 352 ist in die Rohrisolierung ein Maschenwerk aus Draht eingelegt. Diese Anordnungen mögen statischen Beanspruchungen genügen. Für dyna­ mische Beanspruchungen hingegen, wie sie bei Rollen für Rollen­ herdöfen auftreten, reicht ihre Festigkeit jedoch nicht aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einfacher Weise die Standfestigkeit der Rolle zu erhöhen und dadurch de­ ren Wartungsanfälligkeit zu vermindern, und zwar mit dem Zlel, die Häufigkeit der wartungsbedingten Rollenwechsel und den da­ mit verbundenen Kostenaufwand zu minimieren.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Rolle nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß in die Schicht aus Fasermaterial mindestens ein hitzebeständiges Seil eingebettet ist, das den Tragkörper in mehreren Windungen umschlingt.

Das Fasermaterial geht eine feste Bindung mit dem hitzebe­ ständigen Seil ein, wobei sich eine relativ große Kontaktfläche ergibt. Das Seil seinerseits ist dank der Mehrfachumschlingung des Tragkörpers fest mit diesem verbunden. Stoßbelastungen und Rüttelbewegungen, wie sie während des Betriebes auf die Trag­ scheiben einwirken und von diesen auf den Tragkörper übertragen werden, vermögen nicht, das Fasermaterial von dem hitzbeständi­ gen Seil abzutrennen oder zu zerbröckeln und von der Rolle ab­ zulösen. Es wurde gefunden, daß die Standzeiten der Rolle den Wartungsintervallen der Rollenherdöfen zumindest gleichkommen.

Die sichere Halterung des Seiles auf dem Tragkörper der Rolle kann dadurch unterstützt werden, daß das Seil durch Austrocknung schrumpft und auf diese Weise Umfangsspannungen in der Isolierschicht erzeugt. Das Fasermaterial alleine ist hierzu wegen der willkürlichen Orientierung der Fasern nicht in der Lage. Das Seil kann direkt auf dem Tragkörper der Rolle bzw. auf einer den Tragkörper überdeckenden Zwischenschicht aufliegen, wodurch die Verspannung zwischen dem Seil und dem Tragkörper in optimaler Weise wirksam wird. Andererseits be­ steht auch die Möglichkeit, das Seil derart in dem Fasermate­ rial einzubetten, daß es völlig von letzterem umschlossen wird. Dies führt zu einer extrem festen Bindung zwischen dem Seil und dem Fasermaterial. Unterstützt werden kann dieser Effekt durch eine möglichst grobe Struktur des Seiles, beispielsweise in Form eines Zopfes o. dgl.

Vorzugsweise bildet das Seil gegenläufig gewickelte Win­ dungsabschnitte, die sich in Axialrichtung des Tragkörpers an­ einander anschließen.

Ferner ist es vorteilhaft, daß das Seil im wesentlichen dle gesamte Dicke der Isolierschicht durchsetzt, um einen optimalen Halt zu gewährleisten, wobei es vorzugsweise mindestens zwei übereinander angeordnete Lagen bildet. Die unterste Lage dient dabei vor allem dem festen Anschluß des Seils an den Tragkörper der Rolle, wobei sie mit dem Tragkörper in Berührung stehen kann, während die andere Lage den gesamten Seilumfang für den Anschluß an das Fasermaterial zur Verfügung stellt. Ringspan­ nungen entstehen in beiden Lagen. Auch kann jede Lage aus ge­ genläufig gewickelten Windungsabschnitten bestehen. In jedem Falle ist es besonders vorteilhaft, wenn die Lagen gegenläufig gewickelt sind.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Seil an mindestens einer Stelle auf dem Tragkörper fixiert ist. Dies stellt eine zusätzliche Festigung der Verbindung zwischen der Isolierung und dem Tragkörper der Rolle dar. Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß die Fixierstelle im Abstand zu den beiden Seilenden liegt. Die beiden Seilstränge können hierbei sozusagen als doppelgängige Schraube gewickelt sein. Auch kön­ nen sie, beidseitig ausgehend von der Fixierstelle, gegenläufig gewickelte Windungsabschnitte bilden, sofern, wie es als Wei­ terbildung der Erfindung vorgeschlagen wird, die Fixierstelle im Abstand zu den beiden Enden des wärmeisolierten Bereichs liegt. Zur Fixierung des Seils auf dem Tragkörper dient vor­ zugsweise ein Spannband.

Als besonders vorteilhaft hat sich ein Seil erwiesen, das vorwiegend aus Isolierfasern besteht. In Weiterbildung der Er­ findung kann es mindestens einen hitzebeständigen Draht enthal­ ten, der die Seilfestigkeit unterstützt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zu Lösung der gestellten Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß in dem zu isolierenden Be­ reich mindestens ein hitzebeständiges Seil in mehreren Windun­ gen um den Tragkörper der Rolle herumgeschlungen und in die Isolierschicht eingebettet wird.

Dabei besteht die Möglichkeit, erst das Seil auf den Trag­ körper bzw. auf eine diesen umgebende Zwischenschicht zu wic­ keln und sodann das Fasermaterial aufzuspritzen. Das Seil kann jedoch auch in die Faserschicht hineingewickelt werden. Ferner besteht die Möglichkeit, beide Verfahrensabläufe miteinander zu kombinieren, d. h., eine erste Seillage auf den Tragkörper zu wickeln, sodann das Fasermaterial aufzuspritzen und schließlich eine oder mehrere Seillagen in die Fasermaterialschicht vor de­ ren Verfestigung hineinzuwickeln.

Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, das Wickeln des Seils gleichzeitig mit dem Aufspritzen des Faser­ materials durchzuführen. Es wurde gefunden, daß hierdurch ein besonders haltbarer Verbund entsteht.

Ein besonders einfacher Verfahrensablauf ergibt sich da­ durch, daß der Tragkörper während des Wickelns des Seils und des Aufspritzens des Fasermaterials gedreht wird. Hierzu bedarf es lediglich einer Drehvorrichtung sowie des Einsatzes zweier Arbeiter, von denen der eine den Seilstrang bzw. die Seil­ stränge hält, während der andere die Spritzpistole führt. Er­ sichtlich eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur für die Neuanfertigung von Rollen, sondern auch für die Ausbes­ serung oder Erneuerung der Isolierungen, wobei die erforder­ lichen Arbeiten vor Ort durchgeführt werden können.

Das Seil wird vorzugsweise zu Beginn des Wickelns an dem Tragkörper der Rolle fixiert, so daß sofort mit dem Aufspritzen des Fasermaterials begonnen werden kann. Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß das Seil etwa in seiner Mitte fixiert wird und daß die beiden Stränge des Seiles gleichzeitig gegenläufig ge­ wickelt werden. So entsteht, ausgehend von der Mitte des zu isolierenden Bereichs, Seillage auf Seillage, und zwar in ge­ genläufiger Wickelrichtung, wobei jede Lage aus zwei gegenläu­ figen Windungsabschnitten besteht. Es wurde gefunden, daß sich auf diese Weise ein Optimum an Verfahrensführung und standfe­ stem Endprodukt erzielen läßt.

Als erfindungswesentlich offenbart gelten auch solche Kom­ binationen der erfindungsgemäßen Merkmale, die von den vor­ stehend diskutierten Verknüpfungen abweichen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausfüh­ rungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Teil einer erfin­ dungsgemäßen Rolle;

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform in einer Dar­ stellung entsprechend Fig. 1;

Fig. 3 einen Grundriß eines Teil einer erfindungsge­ mäßen Rolle beim Aufbringen der Wärmeisolierung;

Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform in einer Dar­ stellung entsprechend Fig. 3.

Nach Fig. 1 weist die Rolle einen Tragkörper 1 auf, der hier die Form eines zylindrischen Rohres hat und innen gekühlt werden kann. Der Tragkörper 1 ist mit Tragscheiben 2 besetzt, auf denen das Wärmebehandlungsgut während des Transportes auf­ ruht. Die Tragscheiben 2 sind beispielsweise unter Zwischen­ schaltung von Halterungen mit dem Tragkörper 1 vorzugsweise drehfest verbunden. Zwischen den Tragscheiben befinden sich Isolierschichten 3 aus Fasermaterial, die dazu dienen, das Wär­ mebehandlungsgut vor örtlicher Abkühlung zu schützen und den Tragkörper 1 gegen übermäßige Hitzeeinwirkung abzuschirmen.

In jede Isolierschicht 3 ist ein hitzebeständiges Seil 4 eingebettet. Das Seil 4 ist in mehreren Windungen um den Trag­ körper 1 herumgeschlungen und sorgt dafür, daß die Isolier­ schicht 3 auch bei rauhem Betrieb fest mit dem Tragkörper 1 verbunden bleibt. Das Seil 4 schrumpft unter Wärmeeinwirkung und erzeugt Ringspannungen, die die Isolierschicht 3 gegen den Tragkörper 1 drücken. Die Verbindung zwischen dem Seil 4 und der aus Fasermaterial bestehenden Isolierschicht ist innig und großflächig.

Das Seil 4 seinerseits besteht ebenfalls aus Isolierfasern und enthält zur Erhöhung seiner Festigkeit einen Draht 5.

Gemäß Fig. 2 bildet das hitzebeständige Seil zwei Lagen, von denen die untere mit dem Tragkörper 1 in Berührung steht und dadurch eine sehr feste Verbindung zu letzterem herstellt. In der oberen Lage ist das Seil ringsum von Fasermaterial um­ schlossen, so daß dieses fest an dem Seil haften kann.

Die Lagen nach Fig. 2 sind gegenläufig gewickelt und werden von einem durchlaufenden Seilstrang gebildet. Dabei ist das Seil, wie durch einen Bügel 6 angedeutet, auf dem Tragkörper 1 fixiert.

Fig. 3 zeigt den Beginn des Herstellungsverfahrens. Das Seil 4 ist bereits mit seinem einen Ende mittels des Bügels 6 auf dem Tragkörper 1 der Rolle fixiert. Der Tragkörper 1 ist drehbar gehaltert und wird anschließend, wie durch einen Pfeil angedeutet, in Drehung versetzt. Gleichzeitig wird eine schema­ tisch wiedergegebene Spritzpistole 7 in Betrieb genommen, die das Fasermaterial auf den Tragkörper 1 aufspritzt, während sich die Windungen des Seiles bilden, und zwar letzteres in einer Orientierung, wie sie durch strichpunktierte Linien angedeutet ist. Die Spritzpistole 7 wird in Axialrichtung mitgeführt. Auf diese Weise entsteht eine erste Lage von Seilwindungen. Die nächste Lage wird gegenläufig gewickelt.

Im Gegensatz zu Fig. 3 ist das Seil gemäß Fig. 4 in seiner Mitte am Tragkörper 1 fixiert. Auch befindet sich die Fixier­ stelle ungefähr in der Mitte des zu isolierenden Bereichs zwi­ schen den beiden benachbarten Tragscheiben 2. Zur Fixierung dient hier ein Spannband 8. Wenn der Tragkörper 1 in Drehung versetzt und gleichzeitig das Fasermaterial aufgespritzt wird, entsteht eine Isolierschicht, in der das hitzebeständige Seil 4 rechts und links des Spannbandes gegenläufige Windungsab­ schnitte bildet, wie es durch strichpunktierte Linien angedeu­ tet ist. Am Ende jeder Lage kehrt sich die Windungsrichtung um, wobei die beiden Stränge des Seiles 4 auf der Höhe des Spann­ bandes 8 eine Kreuzungsstelle bilden. Auch hier sind also die einzelnen Lagen relativ zueinander gegenläufig gewickelt.

Insbesondere die Verfahrensführung gemäß Fig. 4 gestattet ein einfaches, rasches und wirksames Aufbringen und Befestigen der Isolierschicht aus Fasermaterial mit eingebetteten Seilwin­ dungen. Das Verfahren eignet sich ohne weiteres für Reparatur­ arbeiten vor Ort.

Im Rahmen der Erfindung sind durchaus Abwandlungsmöglich­ keiten gegeben. So kann der Tragkörper 1 anders als zylindrisch gestaltet sein, mit der Maßgabe, daß die Isolierschicht 3 den Umfang der Tragscheiben 2 nicht übersteigen darf. Die Isolier­ schicht muß nicht direkt auf den Tragkörper aufgespritzt wer­ den. Vielmehr kann eine Zwischenschicht Verwendung finden. Das Seil 4 kann aus einzelnen Abschnitten bestehen, wobei aller­ dings jeder Abschnitt den Tragkörper 1 mit mehreren Windungen umschließen muß. Die Oberfläche des Seiles sollte grob struktu­ riert sein, um eine gute Haftung des Fasermaterials zu ermög­ lichen. Besonders geeignet sind vor allem zopfförmige Seile. Das Aufspritzen des Fasermaterials kann nach dem Aufbringen der Seilwindungen, zumindest nach dem Aufbringen der ersten Lage der Seilwindungen erfolgen. Auch können die Seilwindungen oder zumindest die oberen Lagen der Seilwindungen in das aufge­ spritzte Fasermaterial hineingewickelt werden. Das Fasermate­ rial kann in angefeuchtetem Zustand aufgespritzt werden, sofern es sich beim Trocknen verfestigt. Auch kann es vorzugsweise ein aushärtendes Bindemittel enthalten. Schließlich kann das Seil an einer Mehrzahl von Punkten auf dem Tragkörper fixiert sein, um die Haftung weiter zu erhöhen und den Wickelvorgang zu er­ leichtern.

Claims (16)

1. Rolle für Rollenherdöfen, mit einem drehbaren Trag­ körper, einer Mehrzahl von auf den Tragkörper aufgesetzten Tragscheiben und neben den Tragscheiben befindlichen wärmeiso­ lierten Bereichen, in denen der Tragkörper jeweils von minde­ stens einer Isolierschicht aus Fasermaterial umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die Isolierschicht (3) aus Fasermaterial mindestens ein hitzebeständiges Seil (4) eingebettet ist, das den Tragkör­ per (1) in mehreren Windungen umschlingt.

2. Rolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil (4) gegenläufig gewickelte Windungsabschnitte bildet, die sich in Axialrichtung des Tragkörpers (1) aneinander anschlie­ ßen.

3. Rolle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil (4) im wesentlichen die gesamte Dicke der Isolier­ schicht (3) durchsetzt.

4. Rolle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil (4) mindestens zwei übereinander angeordnete Lagen bildet.

5. Rolle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen gegenläufig gewickelt sind.

6. Rolle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Seil (4) an mindestens einer Stelle auf dem Tragkörper (1) fixiert ist.

7. Rolle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierstelle im Abstand zu den beiden Seilenden liegt.

8. Rolle nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierstelle im Abstand zu den beiden Enden des wär­ meisolierten Bereichs liegt.

9. Rolle nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Seil (4) mittels eines Spannbandes (8) auf dem Tragkörper (1) fixiert ist.

10. Rolle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Seil (4) vorwiegend aus Isolierfasern be­ steht.

11. Rolle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil mindestens einen hitzebeständigen Draht enthält.

12. Verfahren zum Wärmeisolieren einer Rolle nach einem der Ansprüche 1 bis 11 für Rollenherdöfen, wobei durch Aufspritzen eines Fasermaterials mindestens eine Isolierschicht erzeugt wird, die einen zu isolierenden Bereich eines Tragkörpers der Rolle umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zu isolieren­ den Bereich mindestens ein hitzebeständiges Seil (4) in mehre­ ren Windungen um den Tragkörper (1) der Rolle herumgeschlungen und in die Isolierschicht (3) eingebettet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickeln des Seils (4) gleichzeitig mit dem Aufspritzen des Fasermaterials durchgeführt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (1) während des Wickelns des Seils (4) und des Aufspritzens des Fasermaterials gedreht wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil (4) zu Beginn des Wickelns an dem Tragkörper (1) der Rolle fixiert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil (4) etwa in seiner Mitte fixiert wird und daß die bei­ den Stränge des Seils gleichzeitig gegenläufig gewickelt wer­ den.