DE4431563A1 - Verschleißfeste Oberflächenpanzerung für die Walzen von Hochdruck-Walzenpressen zur Druckzerkleinerung körnigen Gutes (Unterlagen zu P 44 44 337.4 gegeben) - Google Patents
Verschleißfeste Oberflächenpanzerung für die Walzen von Hochdruck-Walzenpressen zur Druckzerkleinerung körnigen Gutes (Unterlagen zu P 44 44 337.4 gegeben)Info
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Description
Die Erfindung betrifft eine verschleißfeste Oberflächenpanzerung für die
Walzen von Hochdruck-Walzenpressen zur Druckzerkleinerung körnigen
Gutes, mit einer Vielzahl von auf die Walzenoberfläche mit Abstand vonein
ander aufgeschweißten und nach außen vorstehenden Noppenbolzen, die
zwischen sich Taschen zur Aufnahme von zusammengepreßtem feinkörnigen
Gut bilden.
Bei Walzenbrechern und Walzenmühlen wird sprödes Mahlgut in den Wal
zenspalt, durch den die beiden drehbar gelagerten gegenläufig rotierbaren
Walzen voneinander getrennt sind, eingezogen und dort einer Druckzerklei
nerung unterworfen. Bekannt ist auch die sogenannte Gutbettzerkleinerung
im Walzenspalt einer Hochdruck-Walzenpresse, bei der die einzelnen Parti
kel des durch Reibung in den Walzenspalt eingezogenen Mahlgutes in einem
Gutbett, d. h. in einer zwischen den beiden Walzenoberflächen zusammen
gedrückten Materialschüttung bei Anwendung eines extrem hohen Druckes
gegenseitig zerquetscht werden. Es versteht sich, daß dabei die Walzen
oberflächen einer außerordentlich hohen Beanspruchung und einem hohen
Verschleiß ausgesetzt sind.
Es ist daher bekannt, die Oberflächen von Gutbettzerkleinerungs-Walzen
pressen dadurch verschleißfest zu machen, indem auf die Walzenoberflächen
eine Vielzahl von Profilen wie vorgefertigte stiftförmige Noppenbolzen auf
geschweißt wird, die mit einer so großen Höhe nach außen von der Walzen
oberfläche vorstehen und mit einem so engen Abstand voneinander angeord
net sind, daß im Betrieb der Walzenpresse die Zwischenräume bzw. Ta
schen zwischen den Noppenbolzen mit dem zusammengepreßten feinkörni
gen Gutmaterial ausgefüllt bleiben, welches einen autogenen Verschleiß
schutz für die Walzenoberflächen bildet (EP-A-0 443 195, Fig. 4 und 5).
Das Aufschweißen der Noppenbolzen kann dabei in fertigungstechnisch ein
facher Weise mit Hilfe einer sogenannten Bolzenschweißpistole durchge
führt werden, die über einen Hubmagnet den Bolzen vom Werkstück ab
hebt, wobei ein Lichtbogen entsteht, der das Bolzenende und den Grund
werkstoff aufschmilzt, wonach der Bolzen in das flüssige Schmelzbad ge
drückt wird. Die Noppenbolzen werden also ohne Schweißzusatz durch An
schmelzen der Stoßflächen und Anpressen verbunden. Das Aufschweißen
solcher vorgefertigter Noppenbolzen ist allerdings nur bei einem auf
schweißbaren Bolzenmaterial möglich. Daher ist die Standzeit solcher Nop
penbolzen angewendet bei den außerordentlich hoch beanspruchten Walzen
oberflächen von Gutbettzerkleinerungs-Walzenpressen begrenzt. Zur Erhö
hung der Bolzenfestigkeit ist auch schon vorgeschlagen worden (DE-A-
41 32 474 Fig. 6), die Noppenbolzen in Sackloch-Bohrungen des Walzen
körpers von Gutbettzerkleinerungs-Walzenpressen einzulagern, um sie igel
förmig aus den Bohrungen des Walzenkörpers herausragen zu lassen. Es ist
aber fertigungstechnisch verhältnismäßig aufwendig, die Noppenbolzen in
passende Sackloch-Bohrungen des Walzenkörpers einzupressen, einzu
schweißen, einzulöten, einzuschrauben, einzuschrumpfen oder mit einer
sonstigen Verbindungstechnik fest im Walzenkörper zu verankern. Außer
dem kann es Mühe machen, im Verschleißfall die Noppenbolzen aus ihren
Sackloch-Bohrungen wieder zu entfernen und durch neue Bolzen zu erset
zen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Walzen von Hochdruck-
Walzenpressen zur Druckzerkleinerung körnigen Gutes eine verschleißfeste
für den autogenen Verschleißschutz geeignete Oberflächenpanzerung mit
Noppenbolzen zu schaffen, die auch bei Einwirkung hoher Preßdruckbela
stungen ein hohes Standzeitvermögen aufweisen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Maßnahmen des Kenn
zeichnungsteils des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in
den Unteransprüchen angegeben.
Charakteristisch für die erfindungsgemäße Oberflächenpanzerung für die
Walzen von Hochdruck-Walzenpressen zur Druckzerkleinerung körnigen
Gutes ist, daß auf die Walzenoberfläche zweiteilige Noppenbolzen aufge
schweißt sind, wobei die Noppenbolzen jeweils aus einem radial inneren mit
der Walzenoberfläche gut verschweißbaren Bolzenteil und aus einem den
inneren Bolzenteil schützend abdeckenden radial äußeren härteren Bolzenteil
zusammengesetzt sind, welch letzterer aus einem Hartstoff besteht und stoff
schlüssig mit dem radial inneren Bolzenteil verbunden ist. Der radial äußere
Bolzenteil kann dabei mit Vorteil aus Hartmetall und/oder aus Keramikma
terial und/oder aus Hartschweißstoffen bestehen, und er weist eine Härte
von mehr als 52 HRC (Härteprüfung nach Rockwell C), insbesondere grö
ßer 58 HRC auf. Das sehr harte Material des radial äußeren Bolzenteils er
höht bei der erfindungsgemäßen rastergepanzerten Gutbettzerkleinerungs-
Rollenpressenwalze deren Standzeitvermögen.
Der radial äußere Bolzenteil kann mit dem radial inneren Bolzenteil durch
Reibungspreßschweißung oder Lichtbogenschweißung stoffschlüssig ver
bunden sein. Der radial äußere Bolzenteil kann aber auch pulvermetallur
gisch hergestellt und auf den radial inneren Bolzenteil stoffschlüssig aufge
sintert sein. In jedem Fall ist es fertigungstechnisch vorteilhaft, wenn der
radial äußere Bolzenteil und der radial innere Bolzenteil eine vorgefertigte
Einheit sind, die sich dann über den radial inneren Bolzenteil gut mit der
Walzenoberfläche verschweißen läßt. Fertigungsschritte wie Bohren, Ein
pressen von Noppenbolzen in Bohrungen etc. sind bei der erfindungsgemä
ßen Oberflächenpanzerung vermieden.
Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden anhand der
in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläu
tert.
Es zeigt:
Fig. 1 einen vorgefertigten erfindungsgemäßen zweiteiligen Nop
penbolzen für die Oberflächenpanzerung von Druckzerklei
nerungs-Pressenwalzen, und
Fig. 2 ausschnittsweise einen Vertikalschnitt quer zur Drehachse
einer erfindungsgemäßen rastergepanzerten Walzenpres
senwalze mit Einsatz der Noppenbolzen der Fig. 1.
Fig. 1 zeigt einen vorgefertigten zylindrischen zweiteiligen Noppenbolzen,
bevor dieser zur Oberflächenpanzerung der Gutbettzerkleinerungs-Hoch
druck-Walzenpressenwalze der Fig. 2 eingesetzt wird. Nach Fig. 2 besteht
die Pressenwalze aus einem Walzengrundkörper (10), mit dem ein den äuße
ren Umfangsbereich bildender Walzenmantel (11) lösbar verbunden
(verspannt) ist, auf dessen Oberfläche (12) eine Vielzahl von mit Abstand
voneinander angeordneter zweiteiliger Bolzen der Fig. 1 aufgeschweißt ist.
Der metallische Walzenmantel (11) kann aus einem in sich geschlossenen
Bandagenring bestehen oder aus einzelnen mit dem Walzengrundkörper (10)
lösbar verspannten Segmenten zusammengesetzt sein. Die zweiteiligen Nop
penbolzen können auch unmittelbar auf einen Walzenkörper (ohne Walzen
mantel) aufgeschweißt sein.
Nach Fig. 1 bestehen die vorgefertigten Noppenbolzen jeweils aus einem
radial inneren (unteren) mit der Walzenoberfläche (12) gut verschweißbaren
Bolzenteil (13) und aus einem den radial inneren Bolzenteil (13) schützend
abdeckenden radial äußeren härteren Bolzenteil (14), welch letzterer aus
Hartstoffen besteht und stoffschlüssig mit dem radial inneren Bolzenteil (13)
verbunden ist. Der radial äußere Bolzenteil (14) kann aus Hartmetall und/
oder Keramikmaterial bestehen oder z. B. auch pulvermetallurgisch herge
stellt und auf den radial inneren Bolzenteil (13) aufgesintert sein. Zur stoff
schlüssigen Verbindung des radial äußeren Bolzenteils (14) mit dem radial
inneren Bolzenteil (13) kann als Verbindungstechnik die Reibungspreß
schweißung mit Rotation wenigstens eines der Bolzenkörper, die Lichtbo
genschweißung, auch im Plasmalichtbogen etc. eingesetzt werden. Die
Trennfläche (15) zwischen unterem Bolzenteil (13) und oberem Bolzenteil
(14) muß nicht planparallel zur radial außen liegenden Oberfläche des Bol
zens liegen, sondern sie kann z. B. ähnlich wie die Unterfläche (16) des un
teren Bolzenteils (13) kegelmantelförmig ausgebildet sein. Die zweiteiligen
Noppenbolzen der Fig. 1 werden mit Vorteil im Bolzenschweißverfahren
auf die Walzenoberfläche (12) aufgeschweißt. Dazu wird der zweiteilige
Noppenbolzen in die Halterung einer Bolzenschweißpistole eingesetzt und
die Schweißpistole wird dann auf die Walzenoberfläche (12) aufgesetzt. Ein
in der Schweißpistole vorhandener Hubmagnet hebt dann den zweiteiligen
Noppenbolzen von der Walzenoberfläche (12) ab, wobei vermittels einer
Hubzündung ein Lichtbogen entsteht, der das untere Ende des radial inneren
(unteren) Bolzenteils (13) sowie die Walzenoberfläche (12) lokal auf
schmilzt. Danach wird der Hubmechanismus der Bolzenschweißpistole au
tomatisch abgeschaltet und der zweiteilige Bolzen mittels Federdruckes in
das flüssige Schmelzbad gepreßt, wodurch eine homogene feste Verbindung
zwischen der Walzenoberfläche (12) und dem Noppenbolzen entsteht, welch
letzterer infolge des schützenden radial äußeren Bolzenteils (14) großer
Härte ein hohes Standzeitvermögen aufweist. Der Hartstoff des radial äuße
ren Bolzenteils (14) weist dabei eine Härte von mehr als 52 HRC
(Härteprüfung nach Rockwell C), insbesondere größer 58 HRC auf.
Die Höhe der von der Walzenoberfläche (12) radial nach außen vorstehen
den Bolzen beträgt ca. größer 5 mm, z. B. 8 bis 10 mm, bei einem Bolzen
durchmesser von z. B. 15 mm. Benachbarte Noppenbolzen sind in einem so
engen Abstand voneinander von z. B. kleiner etwa 40 mm aufgeschweißt,
daß die zwischen den Bolzen gebildeten Zwischenräume bzw. Taschen im
Bereich der Walzenoberfläche (12) so eng sind, daß im Gutbettzerkleine
rungs-Betrieb der Pressenwalze diese Zwischenräume bzw. Taschen (17)
zwischen den Bolzen mit ein und demselben zusammengepreßten und durch
Gutbettzerkleinerung hervorgegangenen feinkörnigen, aber hochverdichteten
Gut ausgefüllt sind, welches während der Walzenumdrehungen in diesen
Taschen liegenbleibt, d. h. das in die Zwischenräume bzw. Taschen (17)
zwischen den Noppenbolzen von außen hineingepreßte und dort mit Sicher
heit verbleibende Gutmaterial bildet einen idealen autogenen Verschleiß
schutz. Im übrigen macht es keine Mühe, einzelne zweiteilige Noppenbol
zen, die von Haus aus ein hohes Standzeitvermögen garantieren, im Falle
ihrer Beschädigung oder ihres Verschleißes mittels Einsatzes einer Bolzen
schweißpistole durch neue vorgefertigte zweiteilige Noppenbolzen wieder zu
ersetzen.
Claims (8)
1. Oberflächenpanzerung für die Walzen von Hochdruck-Walzenpressen
zur Druckzerkleinerung körnigen Gutes, mit einer Vielzahl von auf die
Walzenoberfläche (12) mit Abstand voneinander aufgeschweißten und
nach außen vorstehenden Noppenbolzen, die zwischen sich Taschen
(17) zur Aufnahme von zusammengepreßtem feinkörnigen Gut bilden,
dadurch gekennzeichnet, daß die Noppenbolzen jeweils aus einem ra
dial inneren mit der Walzenoberfläche (12) gut verschweißbaren Bol
zenteil (13) und aus einem den radial inneren Bolzenteil schützend ab
deckenden radial äußeren härteren Bolzenteil (14) zusammengesetzt
sind, welch letzterer aus Hartstoffen besteht und stoffschlüssig mit dem
radial inneren Bolzenteil (13) verbunden ist.
2. Oberflächenpanzerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der radial äußere Bolzenteil (14) aus Hartmetall und/oder Keramikma
terial und/oder aus Hartschweißstoffen besteht.
3. Oberflächenpanzerung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Hartstoff des radial äußeren Bolzenteils (14) eine
Härte von mehr als 52 HRC (Härteprüfung nach Rockwell C), insbe
sondere größer 58 HRC aufweist.
4. Oberflächenpanzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß der radial äußere Bolzenteil (14) mit dem radial in
neren Bolzenteil (13) durch Reibungsschweißung oder Lichtbogen
schweißung oder Plattierungsschweißung wie z. B. Sprengplattieren
stoffschlüssig verbunden ist.
5. Oberflächenpanzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß der radial äußere Bolzenteil (14) pulvermetallurgisch
hergestellt und auf den radial inneren Bolzenteil (13) aufgesintert ist.
6. Oberflächenpanzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß der radial äußere Bolzenteil (14) und der radial in
nere Bolzenteil (13) pulvermetallurgisch einzeln oder gemeinsam her
gestellt sind, wobei in jedem Fall beide Teile zusammengesintert sind.
7. Oberflächenpanzerung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der radial äußere Bolzenteil (14) und der radial innere
Bolzenteil (13) eine vorgefertigte Einheit sind.
8. Oberflächenpanzerung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Walzenmantel (11), auf dessen Oberfläche (12) die
zweiteiligen Noppenbolzen (13, 14) aufgeschweißt sind, aus einem in
sich geschlossenen Bandagenring oder aus einzelnen mit dem Walzen
grundkörper lösbar verspannten Segmenten besteht.
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