VORGEFERTIGTE LAGERGEHÄUSE (PATRONEN)
EINIGE ANMERKUNGEN ZUR AUTOMATISCHEN SELBSTAUSRICHTUNG ALLER KOMPONENTEN INNERHALB DER SCHWEIßSTAHLROLLE
EINLEITUNG
Im Rahmen traditioneller Fertigungsmethoden für Schweißstahl-Förderbandrollen wurden bisher in der Regel zwei leere Pressstahl-Lagergehäuse an zwei gegenüberliegende Enden des Rollenrohrs angeschweißt. Abgeschlossen wurde der Fertigungsprozess dann durch mehrere anschließende Montageverfahren.
Mit der Einführung des vorgefertigten Lagergehäuses (Patrone) haben sich sowohl unsere Kunden in Großbritannien als auch unsere Kunden im Ausland von dieser Vorgehensweise abgewandt, da die exklusive Verwendung leerer Lagergehäuse nicht mehr als optimales Verfahren angesehen wird. Nachstehend finden Sie einige Erklärungen darüber, wie diese neue technische Entwicklung den Fertigungsprozess von Schweißstahl-Rollen bedeutend verbessert hat.
1. ROLLENAUSFÄLLE IM FELD
Wie alle Rollenhersteller aus eigener Erfahrung wissen, ist die axiale Verschiebung eine Hauptursache von Rollenausfällen im Feld. Die Verschiebung der Mittelachsen der Rollenwelle – in Bezug auf die Mittelachse der Rolle an sich – führt zu einer unerwünschten exzentrischen Drehbewegung der Rolle um ihre Mittelachse. Diese Achsenverschiebung kann auch bedeuten, dass die Mittelachsen der Rollenlager an den gegenüberliegenden Enden der Rollenwelle zwangsweise verschoben werden. An Förderbandsystemen können derartige Probleme folgende Konsequenzen
haben:
- Unerwünschte harmonische Schwingung des Förderbands – was wiederum zu weiteren Problemen wie Verschüttung, ungleichmäßigem Bandverschleiß usw. führt.
- Ungesteuerte Vorspannung des Lagers, Lagerverschleiß, Überhitzung des Lagers, usw. Eine Kombination all dieser Auswirkungen führt entweder zu einem schnellen Ausfall der Rolle (im schlimmsten Fall) oder einer signifikanten Verkürzung der Lebensdauer der Rolle (im besten Fall).
Die Einführung des vorgefertigten Lagergehäuses (Patrone) und die Auswirkungen, die diese Entwicklung auf den Herstellungsprozess von Rollen hatte, haben dieses Problem für die Rollenhersteller weitgehend minimiert.
2. STEUERUNG DER ACHSENAUSRICHTUNG
Bisher wurde zu Beginn des Rollenmontageprozesses, der das Anschweißen der zwei leeren Pressstahl-Lagergehäuse an die gegenüberliegenden Enden des Rollenrohrs umfasste, das primäre Positionierungsverfahren zur Wahrung der Achselausrichtung der Rolle von zwei massiven, zentralen Spanndornen gesteuert, die in die beiden Werkzeugbestückungssätze der Schweißvorrichtung eingebaut waren.
Diese beiden Werkzeugbestückungssätze wurden an die gegenüberliegenden Köpfe einer konventionellen Rollen-Schweißmaschine befestigt (wobei jeder zentrale Spanndorn zusammen mit seinem entsprechenden, externen Werkzeugbestückungselement wirkt), die zur Ausrichtung der Mittelachse des Rollenrohrs eingesetzt wird.
VORGEFERTIGTE LAGERGEHÄUSEPATRONEN – EINIGE ANMERKUNGEN ZUR AUTOMATISCHEN ACHSENSELBSTAUSRICHTUNG VON ROLLENKOMPONENTEN
Jene zentralen Spanndorne wurden bisher entwickelt, um eine genaue Verbindung mit den leeren, gepressten Bohrungen der beiden Stahlgehäuse zu ermöglichen – mit dem Hauptziel, die beiden Mittelachsen der Gehäuse genau auf die Mittelachse des Rollenrohrs auszurichten.
(Nehmen Sie jedoch bitte Bezug auf unser informelles Arbeitspapier mit dem Titel „PressstahlRollenlagergehäuse – Die Unmöglichkeiten, einen perfekten Kreis zu pressen!“) Mit der Einführung der Patrone hat sich dieser kritische Kontrollpunkt nun auf die Mittelachse der Rollenwelle selbst verschoben.
Der Spanndorn mit seiner massiven Mitte wurde aktualisiert und schließt nun eine präzisionsgefertigte Buchse zur Aufnahme des Wellenüberstands ein, der von den Endflächen der vorgefertigten und vorgeschmierten Rolle herausragt.
3. NEU – VORMONTIERTE UND GESCHMIERTE ROLLE – VOR DEM SCHWEIßEN
Für Rollenhersteller, die nicht bereits Kunden von CCI Ltd sind, sollten wir erklären, dass die Rolle bereits vollkommen montiert und geschmiert ist, bevor der Schweißzyklus stattfindet. Dies bedeutet, dass, sobald Hersteller die neue Reihe vorgefertigter Lagergehäuse / Patronen zur Fertigung ihres Rollensortiments verwenden, sich ihr eigener Fertigungsprozess bedeutend verändern wird.
4. WIE UND WARUM ES FUNKTIONIERT
Der Rollenhersteller hat die Enden der Rollenwelle präzisionsgefertigt. Mit Hilfe von maschineller Bearbeitung oder Schleifen entsteht ein Wellendurchmesser mit einer Toleranz von wenigen Mikron, der der Bohrung bzw. dem Innendurchmesser des jeweiligen Lagers entspricht. So entstehen die beiden Lagerstühle an beiden Enden der Rollenwelle.
Auch die Hohlbuchsen in den zwei gegenüberliegenden zentralen Spanndornen der neuen Ausführung der Schweißmaschinen-Kopfbestückung sind sehr genau bearbeitet, um überaus präzise Innendurchmesser zu erzielen, die bis auf wenige Mikron auf die Außendurchmesser der beiden vorgefertigten Enden der Rollenwelle abgestimmt sind.
Darüber hinaus sind die beiden Mittelachsen der beiden gegenüberliegenden zentralen Spanndorne sehr genau aufeinander ausgerichtet, um die Mittelachse der Rollen-Schweißmaschine (heutzutage werden dafür generell Laser benutzt), wenn die Schweißmaschine tatsächlich installiert ist.
Die Lagergehäusepatrone wurde hinsichtlich der Achsenausrichtung ebenfalls präzisionsgefertigt. Zum Beispiel: enge Konzentrizität und Exzentrizität der Flansche um die Mittelachse der Komponente sind kritische Aspekte des Patronendesigns.
Wenn also die Werkzeugbestückung an den beiden gegenüberliegenden Köpfen der DoppelkopfRollen-Schweißmaschine alle Komponenten an der Maschine vor Beginn des Schweißzyklus einspannt, gewährleisten die engen Toleranzen der Innendurchmesser der beiden zentralen Spanndorne, die mit den eng tolerierten Außendurchmessern der Wellenüberstände verbunden sind, automatisch, dass alle Rollenkomponenten automatisch auf die Mittelachse der Rollenwelle ausgerichtet werden.
VORGEFERTIGTE LAGERGEHÄUSEPATRONEN – EINIGE ANMERKUNGEN ZUR AUTOMATISCHEN ACHSENSELBSTAUSRICHTUNG VON ROLLENKOMPONENTEN
d.h. Die beiden gegenüberliegenden externen Kopfbestückungssätze haben die Mittelachse des Rollenrohrs automatisch auf die Mittelachse der Rollenschweißmaschine ausgerichtet – wobei die Werkzeugbstückung mit der Buchsenmitte gleichzeitig automatisch die Mittelachse der Rollenwelle und damit auch die Mittelachse der beiden Rollenlager auf die Mittelachse der Rollenschweißmaschine ausgerichtet hat.
Daher kann man nun sagen, dass der Prozess der Ausrichtung aller Mittelachsen aller Bestandteile innerhalb der Rolle nicht nur automatisch abläuft – sondern was noch wichtiger ist – automatisch präziser gesteuert wird – im Vergleich zu früheren Montagemethoden.
5. MONTAGE JETZT AUTOMATISCH GESTEUERT
Anders gesagt ist das Montageverfahren mittels Schweißmaschine nun das letzte Montageverfahren innerhalb des wesentlich verkürzten Rollenherstellungsprozesses und stellt automatisch sicher, dass die Mittelachsen aller Rollenkomponenten, d.h. Welle, Lager, Rohr automatisch auf die Mittelachse der Schweißmaschine selbst ausgerichtet werden.
Dies hat zwar nicht alle Probleme des Rollenherstellers gelöst – d.h. es bleiben immer noch die handelsüblichen Toleranzen des Rollenrohrherstellers in Bezug auf Geradheit, Ovalität, Wanddicke, etc. – und die strenge Kontrolle von Bearbeitungstoleranzen in der Fertigung, etc. – doch wir können sagen, dass der Rollenhersteller bei der Rollenachsenausrichtung jetzt nicht mehr so stark auf Vermutungen angewiesen ist.
Dies kann wiederum in Bezug auf die Wiederholbarkeit der Qualität und bei der Beschleunigung des Herstellungsprozesses nur hilfreich sein und hat als positiver Nebeneffekt außerdem eine Reduktion der Gemeinkosten pro Einheit für jede hergestellte Rolle zur Folge.
6. WEITERE ANMERKUNGEN
Dies bedeutet auch, dass die Abmessungen / Toleranzen der Lagerbohrungen und die Abmessungen / Toleranzen des Gehäuseflanschdurchmessers bei der Positionierung während des Schweißprozesses nicht mehr von primärer Bedeutung sind.
Wenn die zentrale Schweißkopfbestückung die Wellenüberstände aufnimmt und die Patronen gegen die gegenüberliegenden Außenflächen des Rollenrohrs drückt – sind folgende Effekte zu beobachten:-
- Durch Lokalisierung über die Mittelachse der Rollenwelle wurde der Abstand zwischen dem Flansch-Außendurchmesser der Patrone und entweder dem Innendurchmesser der in das Rohrende gefrästen Nut oder alternativ dem Außendurchmesser der planbearbeiteten Enden des Rollenrohrs selbst im Durchschnitt ermittelt.
- Die Schweißwulst füllt diesen Raum während des Schweißzyklus vollständig aus – unabhängig von einer präzisen Platzierung des Flansch Außendurchmessers gegen das Ende des Rollenrohrs.
