Prakt. Met. Sonderband 52 (2018) 271 
Jer fy oo = 0,75-E-a-AT = 0,75- 300000 [MPa] - 3,2 x 10°® [1/K]-AT[K] = 2,16-AT [MPa] 
N. Durch gie: 
or Das bedeutet, dass die thermischen Zugspannungen bei einer Temperaturdifferenz AT 
! Dies hy von 80°C bis zu ca. 173 MPa betragen können. 
Bras, J i 
| Som 2.) Fehlpassung durch thermische Dehnung 
® Der Spalt zwischen Nabe und Flansch beträgt max. 0,06 mm. Um diesen Spalt zu 
ite, schließen reicht bereits eine kleine Erwärmung aus. 
ad Waren; Wenn aber sehr hohe Klemmkréfte aufgebracht werden existiert zwischen Nabe und 
Walze kein Spalt (d. h. bei Raumtemperatur ist ein fixer Kontakt zwischen Nabe und 
Walze gegeben). Steigt die Temperatur der Verbundkonstruktion dehnt sich die 
(metallische) Nabe aufgrund des höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten von Stahl 
stärker als der Keramikteil aus und erzeugt Zugspannungen im Keramikteil. Der 
Unterschied der Wärmeausdehnungskoeffizienten der beiden Materialien beträgt ca. 13 x 
oN im ep 10® [1/K]. Bei einer Temperaturerhéhung um 100°C betragt die relative radiale Dehnung 
Be hy dann 13 x 10°. Wird vereinfachend angenommen, dass der Dehnungsunterschied je zur 
a rt Hälfte von der Nabe und der Walze aufgefangen wird, sind die Zugspannungen in der 
Das lal Walze in der Größenordnung von 300000 MPa x 13 x 10° x 0,5 = 195 MPa. 
in der Kon Ist die Klemmung der Walze durch den Klemmring nicht perfekt, würde zuerst der Spalt 
A Wir folgen zwischen Nabe und Walze durch die Wärmedehnung geschlossen werden. Um einen 
“I Spalt von 0,06 mm bei einem Innenradius von 68,5 mm zu schließen würde ein 
Temperaturanstieg von 0,06 [mm}/(68,5 [mm] x 13 x 10° [1/K]) = 67°C benötigt werden. 
Um einen gleich groBen Spalt zwischen dem Klemmring und der Walze zu schließen 
der We würde aufgrund des größeren Radius von 82 mm dagegen eine Temperaturänderung von 
cht im selbe bereits 56°C ausreichen. Um eine Zugspannung von 200 MPa zu erzeugen, wäre im Fall 
Wamu eines Spaltes zwischen Keramikteil und Stahlteil eine gréRere TemperaturerhGhung 
eta notwendig, als wenn sich die beiden Teile berühren. Ist der Spalt kleiner als 0,06 mm 
ren fir würde auch die Temperaturerhöhung, die nötig ist um den Spalt zu schließen, kleiner. 
3.) Mechanische Belastungen 
il. Die im Betrieb auf das Rollenpaar wirkenden Druckkräfte (max. 100 kN) führen in erster 
) WESWEGEN Linie dazu, dass die Walzen guten Kontakt mit der Nabe haben. Durch die mechanische 
al Belastung wird zwar eine Druckbeanspruchung in radialer Richtung erzeugt, es entstehen 
i aber keine Zugspannungen. Existiert ein Rollwiderstand durch das Walzgut dann 
entstehen Schubspannungen die ein Durchrutschen der Walze verursachen. aber keine 
hohen Zugspannungen erzeugen. 
4) Reibspannungen die durch das Durchrutschen wahrend des Betriebes verursacht 
werden 
Wahrend des Erwarmens der Verbundkonstruktion werden die Klemmkréfte geringer und 
verursachen ein noch starkeres Durchrutschen. Die Reibkréfte werden auf den Flansch 
aufgebracht was zu Scherbeanspruchungen zwischen dem geklemmten Bereich und der 
Walzenoberflache filhren kann. Allerdings wurden bei der fraktographischen Untersuchung 
keine Anzeichen für ein Versagen durch Scherkräfte gefunden. 
Diese Überlegungen zeigen dass die hohen Zugspannungen die für ein Versagen der 
Walze notwendig sind, nur durch einen hohen Temperaturgradienten zwischen der 
nen Wäre: Walzenoberfläche und dem Flansch der Walze und durch unterschiedliche thermische 
‚yannund fol Dehnung von Nabe und Walzenflansch entstehen können.