DE7639338U - Führungsrolle zum Walzen - Google Patents
Führungsrolle zum WalzenInfo
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Description
PATENTANWALT DR. HANS-GUNYHER' EGGEST,""DIPLOMCHEMIKER)
8 KÖLN 81, OBERLANDER UFER 90 [^
Köln, den 21. Sept. 1976 221
Uqihe-Carbone, 54, avenue Rhin-et-Danube, 381oo Grenoble
(Frankreich)
Die vorliegende Erfindung betrifft Führungsrollen zum Warmwalzen
von langgestreckten metallurgischen Erzeugnissen.
Zum Warmwalzen von metallurgischen Produkten wie Drähten oder Stangen mit irgendeinem runden, ovalen, hexagonalen,
quadratischen Querschnitt oder dergleichen verwendet man am Eintritt der Walzgerüste leer laufende Führungsrollen. Diese
Führungsrollen werden gewöhnlich paarweise angeordnet, um eine Führung zu bilden.
Diese Führungsrollen drehen sich mit sehr großer Geschwindigkeit und werden beträchtlichen mechanischen und thermischen
Belastungen unterworfen, die durch die Abkühlung noch vergrößert werden. In Drahtstraßen können beispielsweise die
geführten Drähte Temperaturen in der Größenordnung von 11oo°C und Ziehgeschwindigkeiten von 9o m/s erreichen, was
am Eintritt von Walzgerüsten mit sehr großer Geschwindigkeit
wie den Endgerüsten Rotationsgeschwindigkeiten entspricht, die 25. ο U/min erreichen oder überschreiten können. Diese
Führung ollen werden als Leerlaufrollen montiert, d.h. ohne Antrieb,, wobei sie bei jedem Durchgang des gewalzten Drahtes
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extrem großen Geschwindigkeitsänderungen unterwerfen werden.
Diese Arbeitsbedingungen führen zu einem beträchtlichen Verschleiss sowohl physikalisch chemischer Art als auch durch
Abrieb. Diese FührungsroJ.len, die aus Stahl oder Guss hergestellt
und selbst mit harten Auftragslegierungen auf Kobaltbasis beschichtet sind, weisen eine meistens ungenügende
Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung auf. Es wurden daher Führungsrollen aus sehr hartem Material wie harten Carbiden
auf der Basis von Wolframcarbid hergestellt. Jedoch führte die Verwendung dieser Materialien zu schweren Führungsrollen,
die daher ein größeres Trägheitsmoment aufweisen. Die Stabilisationszeit bei der Rotation wird zu lang und führt zu
einem Gleiten zwischen der Führungsrolle und dem geführten Material, wodurch sowohl eine beschleunigte Zerstörung der
Führungsrolle und überhaupt der mit der Achse verbundenen Bauteile wie der Lager oder Rollen, als auch Fehler beim
Walzen hervorgerufen werden. Andere harte und feuerfeste Materialien wie Metallkeramik auf der Basis von Carbiden, Nitriden,
Carbonitriden, metallischen Boriden und/oder Metalloxiden wurden verwendet, jedoch sind diese Materialien offenbar
sehr schwierig durch Schmieden, Kaltverformen oder spanabhebende Bearbeitung zu formen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Führungsrolle
zu schaffen, bei der diese Nachteile vermieden und die Lebensdauer beträchtlich vergrößert wird, so daß
die Ausfallzeiten beim Walzen reduziert und die Qualität des gewalzten Produktes nicht beeinträchtigt wird.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine Führungsrolle zum
Warmwalzen lang gestreckter metallurgischer Erzeugnisse, die einen hohlen Rollenkörper aufweist, in dem die feste Rotationsachse
und die Lager angeordnet sind, sowie einen Ring, der am Rollenkörper fest ist und eine Auskehlung für den
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Kontakt mit dem Walzerzeugnis aufweist, wobei der Rollenkörper aus einem leicht durch bekannte Verformungstechniken,
insbesondere durch Bearbeitung mit einem Werkzeug zu handhabenden Material hergestellt ist, während der Ring aus einem
harten und feuerfesten Material besteht, das zu der Gruppe gehört, die aus Carbiden, Nitriden, Carbonitriden und
metallischen Boriden und keramischen Materialien auf der Basis von Metalloxid oder von metallischen Metall-Oxid-Mischungen
besteht.
Um die Nachteile zu vermeiden, die mit einer Führungsrolle erhöhtem Gewicht verbunden sind, wird der Ro]lenkörper vorzugsweise
aus einem Material mit geringer Dichte, beispielsweise mit geringerer Dichte als diejenige von Stählen hergestellt.
Dieses Material muß ausreichende Eigenschaften besitzen, um die Montage und das Halten der Lager sicherzustellen
und ein leichtes Formen durch bekannte Formungstechniken wie Schmieden, Kaltverformen, Gießen und bearbeiten
mit einem Werkzeug in solcher Weise ermöglichen, daß sich keine übermäßigen Fabrikationskosten ergeben.
Daher wird der Rollenkörper vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das zu der Gruppe von Aluminium, Magnesium,
Titan und Legierungen auf der Basis eines dieser Elemente besteht.
Die Verbindung zwischen dem Rollenkörper und dem Ring kann auf sehr verschiedene Weisen sichergestellt werden. Die Verbindungen
können durch Hartlöten, Verkleben, Schrauben, Aufschrumpfen oder Einfassen vorgenommen werden. Eine Mitnahme
des Rings durch den Rollenkörper kann beispielsweise aufgrund einer Verzahnung durch Einschnitte auf wenigstens
einer der Kontaktflächen vorgesehen werden. Jedenfalls darf die Art der Verbindung keine Versprödung des Rings hervorrufen
und muß das Auftreten von Zugbeanspruchungen oder von Scherkräften vermeiden.
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Eine bevorzugte Verbindungsform zwischen dem Ring und dem
Rollenkörper besteht darin, daß der Rollenkörper zwei Schultern aufweist, die den Ring umfassen.
Zum weiteren Vermindern des Auftretens plötzlicher Geschwindigkeitsänderungen
und der mit dem Trägheitsmoment verbundenen Effekte ist es zusätzlich möglich, eine Rotationsbewegung
der Führungsrolle abgesehen von der gesamten Mitnahme durch das gewalzte Erzeugnis hervorzurufen oder zu unterhalten.
In diesem Fall weist die Führungsrolle ein Antriebsmittel auf, das wenigstens teilweise mit einer der Stirnflächen
der Führungsrolle verbunden ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht dieses Antriebsmittel
darin, daß wenigstens eine der Stirnflächen der Rolle Schaufeln aufweist f die durch einen Fluidstrahl in Rotation
in der Weise wie bei einer hydraulischen oder pneumatischen Turbine versetzt werden. Diese Schaufeln können
entsprechend den Turbinenschaufeln sehr verschiedene Formen aufweisen. Sie können aufgesetzt oder einstückig mit dem
Rollenkörper oder dem Ring entsprechend der Geometrie.der Führungsrolle geformt sein.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren s:ur Herstellung
einer Führungsrolle, bei der der Ring zwischen zwei Schultern eines Rollenkörpers eingesetzt ist und die gegebenenfalls
Schaufeln auf wenigstens einer der Stirnflächen aufweist, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Nabe gebildet
wird, die an einem ihrer Enden mit einer Schulter mit einem Durchmesser versehen ist, der sehr wenig kleiner als
derjenige des Rings ist, auf der Nabe der Ring montiert wird, der vorher auf einer seiner Seitenflächen mit einer Rastung
versehen wurde, die zweite Schulter durch Schmieden oder Kaltverformen gebildet und das Innere der Nabe in der Weise
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kalt kalibriert wird, daß ein radiales Spiel zwischen der Nabe und dem Ring beseitigt wird.
Dieses Verfahren schließt eine thermische Behandlung nicht aus.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den beigefügten Abbildungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
Die Figuren 1 und 2 stellen einen Schnitt durch die Rotationsachse
bzw. eine Seitenansicht einer erfxndungsgemäßen Führungsrolle dar.
Die Führungsrolle besitzt eine Rotationsachse 1 und einen Rollenkörper 2 aus leichtem Material,, in dessen Inneren
Sitze 3, 4 für Kugellager eingearbeitet sind. Die Führungsrolle besitzt Stirnflächen 5 und 6 sowie einen Ring 7 aus
Carbid oder einem anderen harten Material. Der Ring 7 besitzt eine Auskehlung 8-, die die Führung des zu walzenden Erzeugnisses
ermöglicht. Der Rollenkörper 2 umfasst zwei Schultern 9, 1o, zwischen denen der Ring 7 eingeschlossen ist.
Die Seitenfläche 5 des Rollenkörpers 2 besitzt Schaufeln
in Form von Turbinenschaufeln, die mit einem Fluidstrahl beaufschlagt werden, der den Antrieb der Rolle unabhängig
von irgendeinem Durchgang des zu walzenden Erzeugnisses sicherstellt.
Zum Herstellen einer derartigen Führungsrolle geht man von einer Nabe aus, die eine zylindrische Schulter besitzt und
aus einer leichten Legierung mit einem Durchmesser D besteht, der geringfügig unterhalb desjenigen des Rings liegt.
nnonooe
(ΌΟΌΟΟΌ Zb.UD.77
Dann bildet man durch Kaltverformen die Stirnfläche 5 in der Weise, daß die Schulter 9 und gegebenenfalls ebenso die Schaufeln 11 geformt werden.
Der Ring 7, der vorher mit einer Rastung versehen wurde, wird
auf einer der Seitenflächen montiert, bis er gegen Schulter 9 in Anschlag kommt. Schließlich bildet man durch Kaltverformen
die zweite Stirnfläche 6 des Rollenkörpers. Der Ring 7 befindet sich dann zwischen Schultern 9 und 1o eingeschlossen
und seitlich des Rollenkörpers 2 aufgrund des Eindringens der Rastung in die entsprechende Schulter des Rollenkörpers fest
angeordnet. Danach wird eine Kugelkaltkalibrierung des Inneren des Rollenkörpers vorgenommen, wodurch das radiale Spiel zwischen dem Ring und dem Rollenkörper beseitigt und der Rollenkörper und der Ring radial fest miteinander verbunden werden.
Aus dem nachfolgenden Beispiel ergeben sich die Vorteile einer erfindungsgemäßen Führungsrolle.
Es wurde eine Führungsrolle hergestellt, die einen Rollenkörper aus einer leichten Legierung des Typs AZ 8 GU und einen
Ring aufwies, der auf einer Seitenfläche eine Rastung besaß und aus Wolframcarbid bestand. Diese Führungsrolle hatte
eine Länge von 3o mm und einen äußeren Durchmesser von 56 mm. Ihr Gewicht einschließlich Lager betrug 29o g. Die gleiche
Führungsrolle gänzlich aus Wolframcarbid bestehend würde ein Gewicht von 45o g aufweisen.
Die Führungsrolle wies auf einer ihrer Stirnflächen 12 Schaufeln auf, die durch einen Luftstrahl beaufschlagt wurden,
wobei der Luftdruck 6oo bar betrug. Die Rotationsgeschwindigkeit von 2o.ooo U/min, die stroboskopisch gemessen wurde,
wurde in 23 see beginnend bei der Geschwindigkeit Null erreicht.
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Claims (4)
1. Führungsrolle zum Warmwalzen von langgestreckten metallurgischen
Erzeugnissen, gekennzeichnet durch einen hohlen drehbaren Rollenkörper (2), in dem die Rotationsachse und die Lager
angeordnet sind, und durch einen Ring (7), der fest auf dem Rollenkörper (2) sitzt und eine Auskehlung (8) zum Kontakt
mit dem zu walzenden Erzeugnis aufweist, wobei der Rollenkörper (2) aus einem Material mit einer Dichte, die
geringer als diejenige von Stahl ist, besteht, während der Ring (7) aus einem harten und feuerfesten Material aus der
Gruppe, die aus den Carbiden, Nitriden, Carbonitriden und metallischen Boriden und keramischen Werkstoffen auf der
Basis von Metalloxiden oder metallischen Metall-Oxid-Mischungen gebildet wird, besteht.
2. Führungsrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Rollenkörper (2) aus einem Material aus der Gruppe, die durch Al, Mg, Ti und den Legierungen auf der Basis eines
dieser Elemente gebildet wird, besteht.
3. Führungsrolle nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung, die wenigstens teilweise mit wenigstens
einer der Stirnseiten der Führungsrolle verbunden ist.
4. Führungsrolle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Stirnseiten Schaufeln aufweist, die durch
einen Fluidstrahl in Rotation versetzbar sind.
. —
71 r\ Gr\Y"(\ C?h Q 1 ViTg A
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