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Walze, bestehend aus einer Achse mit aufgeschrumpftem Mantel Die Erfindung
_ bezieht sich auf Walzen, bei, denen ein Mantel mit härterer Arbeitsfläche auf
eine Achse aus weicherem, elastischeremWerkstoff aufgeschrumpft ist. Solche Walzen,
werden z. B. in Walzwerken der Eisen-, Metall- und der Gummiindustrie und auch in
der Farben- und der Papierindustrie benutzt.
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DieErfindung besteht darin, daß die vorzugsweise aus weichem Stahl
bestehende Achse am einen Mantelende mit einem Begrenzungsbund versehen ist und
in geringem Abstand von diesem mit einem G.ege!nbund versehen ist, der nur so hoch
ist, daß der Mantel in der Aufziehhitze noch über ihn hinweggeht. In der Mantelbohrung
ist eine dein Gegenbunddurchmesser gegenüber tiefere Ringnut zugeordnet, :deren
Breite ein dem Abstand der einander zugekehrten Kanten :der beidzn Bunde entsprechendes
Ausdehnungsspiel zuläßt. Nach der Erfindung kann aber auch,die Achse statt mit dem
niedrigem Gegenbund mit .einer entsprechenden Nut und dafür die Bohrung dies Mantels
mit einem in diese Nut eingreifenden, ihr gegenüber niedrigeren und schmäleren Vorsprung
versehen sein-Es ist schon vorgeschlagen, worden, bei solchen Walzen bei vollkommen
.glatter Mantelbohrung im. der Mitte der auf einer Seite durch einen Anlagebund
begrenzten Sitzfläche für den Mantel über etwa ein Drittel der Mantellänge an der
Achse eine bundartige Erhöhung vorzusehen und deren Durchmesser so .einzurichten,
daß über .dieser Erhöhung bei, abgekühltem Manteleine Schrumpfspannung auftritt,
die doppelt so hoch ist wie die an :den. übrigen Teilen, des Mantels, nämlich in
der Mitte etwa um z 50o kg/cm2, während sie an den Seiten nur etwa i2oo
kg /cm2 betragen s611. Nach diesem Vorschlag kann auch bei glatter Mantelbolirung
die. Sitzfläche der Achse, entsprechend baIlig ausgebildet werden oder bei glattem
Achsenballen die Bohrung des Mantels ballig, so daß die- Schrumpfspannung in .der
Mantelmitte einen Höchstwert hat und nach den beiden Enden zu auf etwa die Hälfte
desselben abnimmt. Schließlich soll auch nach dem gleichen Vorschlag noch der Achsenhallen,
in dex Mitte über etwa Bein Drittel der Mantellänge sein und die Mantelbohrung einen
solchen Durchmesser haben und mit einem solchen Vorsprung in der Mitte der Mantellänge
versehen sein können, daß nach dem. Erkalten des Mantels der mittlere Vorsprung
in dessen Bohrung
sich mit einer Schrumpfspannung in die Eindrehung
der Achse setzt, die doppelt so groß ist wie die Schrumpfspannung, mit der die beiden
Mantelenden auf dem Achsenballen aufsitzen. In diesem Falle muß die Eindrehung im
Achsenballen mindestens um so viel breiter sein als der Vorsprung in der Mantelbohrung,
als die Längenausdehnung des entsprechenden Teils der Mantellänge in der Schrumpfhitze
beträgt, und diesem Unterschied entsprechend besteht Bein Spiel zwischen den Schulbern
der Achsenrin.nut und des Vorsprungs in der Mantelbohrung.
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Das im Betrieb sehr gefährliche. Wandern des Mantels in axialer Richtung
und das Kriechen des Mantels um .die Achse sollen durch den besonders hohen Schrumpfdruck
in der Mitte der Mantellänge verhindert werden, das erstere dadurch, daß die :erhöhten
Stellen des Achsen.ballens bzw. der Mantelbohrung sich beim, Schrumpfen gewissermaßen.
in das andere Teil einschneiden und Schultern bilden, mit denen die Teile ineinander
verankert werden.
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Dieses Verfahren. ist nicht möglich bei Walzen., deren Mantel aus
Hartguß bestehen muß. Hartguß hat nicht die notwendige Wärmedehnung und Zähigkeit,
um Schrumpfspann.ungen von der vorgeschlagenen Höhe überhaupt entstelicn zu lassen
oder auszuhalten, auch nicht, um Spannungen zwischen Mitte und Enden des Mantels,
wie sie in diesem Vorschlag vorgesehen sind, -ohne Bruchgefahr ertragen zu können.
Er bat auch nicht die Eigenschaften, die notwendig -wären, damit :eln Vorsprung
des Achsballens sich in die Fläche der Manie boh runb einschneiden könnte. Der VarschJ.ag
bezog sich auf solche Walzen und ist auch nur bei solchen anwendbar, bei denen.
der Mantel aus einem härteren Stahl besteht als die Achse, aber immerhin aus Stahl,
bietet also keine Lösung des Problems, wie bei Mänteln aus sprödem Hartguß das Wandern
in der Achsrichtung verhütet werden kann.; denn auch die letztere Ausführungsart
dieses Vorschlags -würde zu keinem befriedigenden Ergebnis führen, weil bei großen
Mantellängen das notwendige Ausdehnungsspiel zwischen Schrumpfhitze und Betriebswärme
einen zu gral'aen Spielraum für axiales Wandern schen den einander zugeordneaen
Schultern bedingen würde.
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Anderseits muß damit gerechnet werden, daß beim betriebsmäßigen Wärmespiel
der Mantel infolge der Verschiedenheit der Erwärmung von Mantel und Achse in der
Achsrichtung kriechende Bewegungen auf der Achse ausführen, muß, die mit einer schabenden
Wirkung verbunden sind, so daß auch bei hohem Schrumpfdruck der Mantel sich mit
der Zeit auf der Achse so weit frei arbeiten wird, daß er, dem Wärmespiel und seitlichen
Arbeitsdrücken folgend, wandern kann. Dabei ist es unwahrscheinlich, daß die durch
die Vorschriften über die Abstufung der Schrumpfspannungen bedingte Höhe der Schrumpfbunde
genügen ,%-ürde. um das axiale Wandern des einmal locker gewordenen Mantels auf
die Dauer aufzuhalten.
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Die Erfindung geht -einen grundsätzlich anderen Web, um das Wandern
des Hartgußmantels nicht unbedingt zu verhindern, aber nach vorliegender Erfahrung
mit Sicherheit und dauernd auf ein sehr geringes Maß zu beschränken, indem der Schrumpfbund
sehr schmal gehalten und ganz nahe an den Begrenzungsbund am einen Mantelende belegt
-wird, so daß das Dehnungsmaß des zwischen den beiden Bunden liegenden Mantelteils
und damit auch das notwendigerweise frei zu gebende Wanderspiel sehr gering und
ferner die dem Schrumpfband zugeordnete Nut am anderen Teil so tief ist, daß der
Bund frei Bogt, also in seiner ganzen Höhe als Hindernis für axiales Wandern wirken
und diesem dauernd genügenden Widerstand entgegensetzen kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfinidung im Längsschnitt
dargestellt.
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Die Achse a ist auf der einen. Seite mit einem Begrenzungsbundb
für den Manteld versehen und in kurzem Abstand von dieseim noch mit einem Schrumpfbund
e, der so niedrig ist, daß der Mantel in Aufziehhitze über ihn hinweggeht und zur
Begrenzung der Mantelbewegung nach der anderen Seite dient. Diesem Schrumpfbund
ist eine Ringnut f in der Mantelbohrung zugeordnet, deren Breite ein Ausdehnungsspiel
von etwa 2 m;%m läßt. Für den Achsbund b ist eine genau passende Aussparung e in
der Mantelbohi-tu ig varge;sehen. Nach dem Aufziehen und Erkalten des Mantels liegt
dieser überall auf der Achse fest, außer im Bereich der Nut/ für den Schrumpfbund.
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Es versteht sich von selbst, daß die Achsea statt mit dem Schrumpfbunde
auch mit .einer Ringnut versehen werden könnte, der ein entsprechender Vorsprung
in der Mantelbohrung so zugeordnet -wäre, daß er nach dem Schrumpfen in sie mit
entsprechende, seitlichem und radialem Spiel eingreIfen würde.
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Die; Walze nach der Erfindung hat sich im Betrieb bewährt. Dia das
Wandern des Mantels infolge Erwärmung mir noch sehr Wring ist und die Ausdehnungsdrücke
praktisch gleich stark nach beiden Seiten wirken, genügt erfahrungsgemäß der niedrige
Schrumpfbund
zur des Mantels in der Achsrichtung. Dadurch wird auch das ;gefürchtete Sichlosarbeiten
und Drehen des Mantels auf :der Achse verhütet, zumal dem die Absetzung der Achse
entgegenwirkt.