DE69103162T2 - METHOD FOR COATING A WORKPIECE AND RECEIVED PRODUCT. - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ummanteln von Rollen als einem Verbundmaterial, die zur Unterstützung und zum Transport von fortlaufenden Materialbahnen geringer Stärke und großer Breite dienen.The present invention relates to a method for covering rolls as a composite material which serve to support and transport continuous material webs of low thickness and large width.
Es hat sich auf zahlreichen Anwendungsgebieten als notwendig erwiesen, Ummantelungen auf den Grundkörpern von Bauteilen aus einem Verbundmaterial vorzusehen.In numerous areas of application it has proven necessary to provide sheaths on the base bodies of components made of a composite material.
So ist es häufig erwünscht, Bauteile auf der Grundlage von Kunststoffmaterialien oder synthetischen Materialien aufgrund ihres geringen Gewichtes und ihrer Abmessungsstabilität zu verwenden, wobei es dann notwendig ist, schließlich auf den Grundbauelementen Ummantelungen anzuordnen, die bestimmte mechanische Eigenschaften und/oder eine höhere Oberflächenbeständigkeit und/oder Bearbeitbarkeit zeigen.It is often desirable to use components based on plastic or synthetic materials due to their low weight and dimensional stability, and it is then necessary to finally arrange sheaths on the basic components that have certain mechanical properties and/or a higher surface resistance and/or workability.
Ein Problem tritt beispielsweise dann auf, wenn Rollen hergestellt werden, die zum Transportieren von fortlaufenden Materialbahnen mit großer Breite der oben genannten Art benutzt werden.A problem arises, for example, when producing rolls that are used to transport continuous webs of material with a large width of the type mentioned above.
Es sind zahlreiche Versuche unternommen worden, dieses Problem zu überwinden.Numerous attempts have been made to overcome this problem.
Ein Versuch besteht beispielsweise darin, Ummantelungen mittels eines galvanischen Überzugs zu verwirklichen. Dieses Verfahren ist aber im allgemeinen nicht zufriedenstellend. Ein galvanischer Überzug zeigt nämlich im allgemeinen keine ausreichende Kohäsion mit dem Grundkörper.One attempt, for example, is to create sheaths using a galvanic coating. However, this method is generally not satisfactory. A galvanic coating generally does not show sufficient cohesion with the base body.
Man hat gleichfalls versucht, Ummantelungen durch Spritzen, beispielsweise durch Spritzen von Karbid oder eines keramischen Materials auszubilden. Derartige Spritzverfahren sind gleichfalls nicht vollständig zufriedenstellend.Attempts have also been made to form coatings by spraying, for example by spraying carbide or a ceramic material. Such spraying processes are also not entirely satisfactory.
Es ist auch vorgeschlagen worden, den Grundkörper und ein Mantelstück getrennt herzustellen und danach den Grundkörper in das Mantelstück zu pressen. Dieses Verfahren ist gleichfalls nicht vollständig zufriedenstellend.It has also been proposed to manufacture the base body and a shell piece separately and then to press the base body into the shell piece. This method is also not entirely satisfactory.
Man hat auch bereits vorgeschlagen, ein Verfahren der Wärmedehnung anzuwenden. Das heißt genauer, daß man vorgeschlagen hat, ein äußeres Mantelteil zu erwärmen, damit sich dieses ausdehnt, und danach den Grundkörper in das gedehnte Mantelteil einzuführen und dieses abkühlen zu lassen, damit es sich auf den Grundkörper zusammenzieht. Dieses technische Verfahren ist gleichfalls nicht vollständig zufriedenstellend.It has also been proposed to use a thermal expansion method. More precisely, it has been proposed to heat an outer shell part so that it expands and then to insert the base body into the expanded shell part and to allow the latter to cool so that it contracts onto the base body. This technical process is also not entirely satisfactory.
Die vorliegende Erfindung hat somit zum Ziel, ein neues Verfahren vorzuschlagen, das die oben genannten Probleme beseitigt.The present invention therefore aims to propose a new process which eliminates the above-mentioned problems.
Dieses Ziel wird gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Verfahren zum Ummanteln von Rollen für die Unterstützung und den Transport von fortlaufenden Materialbahnen geringer Stärke und großer Breite, welche einen Grundkörper aus einem Verbundmaterial umfassen, das aus einem Harz und Fasergemisch gebildet ist, gelöst, welches die folgenden Schritte umfaßt:This object is achieved according to the present invention with a method for wrapping rolls for supporting and transporting continuous webs of material of low thickness and large width, which comprise a base body made of a composite material formed from a resin and fiber mixture, which comprises the following steps:
i) Separates Herstellen der zu ummantelnden Rolle aus dem Verbundmaterial in Form eines rohrförmigen Körpers und eines äußeren Mantelstückes aus Metall mit Abmessungen und Toleranzen jeweils, die deren Verbindung erlauben,i) Separate manufacture of the roll to be covered from the composite material in the form of a tubular body and an outer metal casing piece with dimensions and tolerances each allowing their connection,
ii) Zusammenfügen der zu ummantelnden Rolle und des Mantelstücks in ihrer jeweiligen Verwendungsposition und Einführen eines Ziehdorns in die zu ummantelnde Rolle und anschließendii) assembling the roll to be wrapped and the cover piece in their respective use positions and inserting a drawing mandrel into the roll to be wrapped and then
iii) Kaltziehen des Mantelstückes auf der zu ummantelnden Rolle in einem reduzierenden Ziehring.iii) Cold drawing of the jacket piece on the roll to be coated in a reducing drawing ring.
Versuche, die von der Anmelderin mit dem oben genannten Verfahren durchgeführt werden, haben vollständig zufriedenstellende Ergebnisse gezeigt. Sie haben es ermöglicht, ein Produkt zu erhalten, das eine perfekte Kohäsion zwischen der zu ummantelnden Rolle und dem Mantelstück zeigt.Tests carried out by the Applicant using the above-mentioned process have shown completely satisfactory results. They have made it possible to obtain a product showing perfect cohesion between the roll to be covered and the covering piece.
Vorzugsweise wird das Mantelstück ein erstes Mal gezogen, bevor es auf dem zu ummantelnden Bauteil angeordnet wird. In diesem Fall ist der oben genannte Schritt iii) ein Nachziehschritt.Preferably, the jacket piece is drawn a first time before it is placed on the component to be coated. In this case, step iii) mentioned above is a redrawing step.
Die AU-A-62790 betrifft ein Verfahren zum Herstellen von ummantelten Produkten, das darin besteht, daßAU-A-62790 relates to a method for producing coated products, which consists in
- ein äußeres Rohr aus Metall auf einem Metallkern angeordnet wird (indem beispielsweise eine Metallfolie auf den Kern gewickelt wird),- an outer metal tube is placed on a metal core (for example by winding a metal foil on the core),
- die in dieser Weise erhaltene Anordnung gezogen wird,- the arrangement thus obtained is drawn,
- diese Anordnung erwärmt wird und dann- this arrangement is heated and then
- das Produkt warmformen gelassen wird.- the product is allowed to thermoform.
Die US-A-3 156 042 betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines doppelwandigen Rohres, das darin besteht, daßUS-A-3 156 042 relates to a method for producing a double-walled pipe, which consists in
- ein inneres Metallrohr in einem äußeren Metallrohr angeordnet wird,- an inner metal tube is placed in an outer metal tube,
- ein Lötmaterial im Zwischenraum zwischen den beiden Rohren angeordnet wird,- a soldering material is placed in the space between the two pipes,
- die Rohre auf die Schmelztemperatur des Lötmaterials erwärmt werden und- the pipes are heated to the melting temperature of the soldering material and
- ein internes Ziehen mittels einer Kugel erfolgt.- an internal pulling is done by means of a ball.
Diese beiden Druckschriften betreffen Verfahren zur Metall- Metallummantelung und nicht zur Ummantelung eines Verbundmaterials mit einem Metall. Darüber hinaus sehen beide Druckschriften Schritte der Erwärmung vor, so daß ihre Lehre nicht auf Rollen aus einem Verbundmaterial anwendbar ist.These two documents relate to processes for metal-to-metal coating and not to coating a composite material with a metal. In addition, both documents provide for heating steps, so that their teaching is not applicable to rolls made of a composite material.
Weitere charakteristische Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden sich aus der Beschreibung im einzelnen ergeben, die im folgenden anhand der zugehörigen Zeichnungen erfolgt, die nicht beschränkende Beispiele darstellen und in denenFurther characteristics, objects and advantages of the present invention will become apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings, which are given as non-limiting examples and in which
- Fig. 1 eine schematische Axialschnittansicht eines Bauteils gemäß der vorliegenden Erfindung während des Arbeitsvorganges iii) zeigt, bei dem ein äußeres Mantelstück auf einem zu ummantelnden Bauteil gezogen wird,- Fig. 1 shows a schematic axial sectional view of a component according to the present invention during the operation iii) in which an outer casing piece is drawn on a component to be covered,
- Fig. 2 in einer schematischen Querschnittsansicht einen Grundkörper gemäß eines anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.- Fig. 2 shows a schematic cross-sectional view of a base body according to another embodiment of the present invention.
In Fig. 1 erkennt man ein langgestrecktes Bauteil mit konstantem Querschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung, das einen Grundkörper 10 aus einem Verbundmaterial und ein äußeres Mantelstück 12 umfaßt.In Fig. 1 you can see an elongated component with constant cross-section according to the present invention, comprising a base body 10 made of a composite material and an outer jacket piece 12.
Der Grundkörper 10 ist rohrförmig und auf einer Achse 11 zentriert. Der Grundkörper 10 zeigt einen um die Achse 11 rotationszylindrischen Querschnitt.The base body 10 is tubular and centered on an axis 11. The base body 10 has a cross-section that is rotationally cylindrical around the axis 11.
Wie es im vorhergehenden angegeben wurde, besteht im Fall der vorliegenden Erfindung der Grundkörper 10 aus einem Verbundmaterial, beispielsweise aus einem Gemisch aus einem Harz und Glasfasern oder Kohlenstoffasern.As stated above, in the case of the present invention, the base body 10 is made of a composite material, for example a mixture of a resin and glass fibers or carbon fibers.
Gemäß der Darstellung von Fig. 1 ist das Mantelstück 12 ein äußeres Mantelstück. Es wird getrennt vom Grundkörper 10 hergestellt. Die Abmessungen und Toleranzen sind so gewählt, daß ein Aufbringen des äußeren Mantelstücks 12 auf den Grundkörper 10 ohne besonderen Arbeitsvorgang möglich ist. Das Mantelstück 12 kann nach einem geeigneten herkömmlichen Verfahren hergestellt werden. Es kann aus einem Material bestehen, das kaltgezogen werden kann, wie es beispielsweise nichtrostender Stahl, Kohlenstof fstahl, Kupfer, Aluminium oder irgend ein anderes äquivalentes Material ist. Das Mantelstück 12 wird im typischen Fall durch Walzen, Schweißen und anschließendes Ziehen gebildet. Es kann auch durch maschinelle Bearbeitung und Ziehen oder einfach durch eine maschinelle Bearbeitung hergestellt werden.As shown in Fig. 1, the shell piece 12 is an outer shell piece. It is manufactured separately from the base body 10. The dimensions and tolerances are selected so that the outer shell piece 12 can be applied to the base body 10 without any special machining. The shell piece 12 can be manufactured by any suitable conventional process. It can be made of a material that can be cold drawn, such as stainless steel, carbon steel, copper, aluminum or any other equivalent material. The shell piece 12 is typically formed by rolling, welding and then drawing. It can also be manufactured by machining and drawing or simply by machining.
In typischer Weise liegt die Stärke des Mantelstücks 12 in der Größenordnung von 1 mm bis 5/10 mm.Typically, the thickness of the jacket piece 12 is in the order of 1 mm to 5/10 mm.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nach dem Zusammensetzen des Grundkörpers 10 und des Mantelstücks 12 das letztere einem Kaltzieharbeitsvorgang iii) unterworfen. Das heißt im einzelnen, daß der Arbeitsvorgang iii) ein Nachziehen ist, wenn das Mantelstück 12 bereits einem vorhergehenden Ziehen vor dem Anordnen auf dem Grundkörper 10 unterworfen wurde. Man erkennt in der zugehörigen Fig. 1 einen Ziehdorn 20, der in den Grundkörper 10 eingeführt ist, sowie einen reduzierenden Ziehring 30. Weiterhin erkennt man in Fig. 1 eine Scheibe 14, die quer zur Achse 11 verläuft und provisorisch an das äußere Mantelstück 12 auf der Höhe seines vorderen Endes geschweißt ist und mit der das Mantelstück im reduzierenden Ziehring 30 sitzt. Die Scheibe 14 dient als Stempel für den Ziehdorn 20. Der Dorn 20 kommt somit zur Anlage an der Scheibe 14 während des Kaltzieharbeitsvorganges iii). Die Scheibe 14 kann auch als Kolben eines Kreislaufes eines Fluides vorzugsweise eines Öls unter hohem Druck 40 dienen, das in einen internen Kanal 22 des Ziehdornes 20 nach der Durchführung des Zieharbeitsvorganges iii) eingeführt wird, um das Bauteil 10 und den Dorn 20 zu trennen.According to the present invention, after the assembly of the base body 10 and the casing piece 12, the latter is subjected to a cold drawing operation iii). In detail, this means that the operation iii) is a redrawing if the casing piece 12 has already been subjected to a previous drawing before being arranged on the base body 10. In the associated Fig. 1, one can see a drawing mandrel 20 which is inserted into the base body 10, as well as a reducing drawing ring 30. Furthermore, in Fig. 1 one can see a disk 14 which is transverse to the Axis 11 and is temporarily welded to the outer casing piece 12 at the level of its front end and with which the casing piece is seated in the reducing drawing ring 30. The disc 14 serves as a punch for the drawing mandrel 20. The mandrel 20 thus comes to bear against the disc 14 during the cold drawing operation iii). The disc 14 can also serve as a piston of a circuit of a fluid, preferably an oil under high pressure 40, which is introduced into an internal channel 22 of the drawing mandrel 20 after the drawing operation iii) has been carried out in order to separate the component 10 and the mandrel 20.
Der reduzierende Ziehring 30 und der Ziehdorn 20 bestehen aus einem geeigneten klassischen Material. Der reduzierende Ziehring 30 besteht vorzugsweise aus Karbid.The reducing drawing ring 30 and the drawing mandrel 20 are made of a suitable conventional material. The reducing drawing ring 30 is preferably made of carbide.
Das Kaltziehverfahren ist ein an sich klassisches Verfahren und wird im folgenden nicht mehr im einzelnen beschrieben.The cold drawing process is a classic process in itself and will not be described in detail below.
Gemäß eines vorteilhaften Markmals der vorliegenden Erfindung wird der Kaltzieharbeitsvorgang des Mantelstücks 12 auf dem Grundkörper 10 durch eine zusätzliche Leimung zwischen dem Mantelstück 12 und dem Grundkörper 10 ergänzt. Dazu reicht es aus, den Grundkörper 10 oder das Mantelstück 12 oder beide vor dem Zieharbeitsvorgang iii) mit Leim zu bestreichen.According to an advantageous feature of the present invention, the cold drawing process of the casing piece 12 on the base body 10 is supplemented by an additional gluing between the casing piece 12 and the base body 10. For this purpose, it is sufficient to coat the base body 10 or the casing piece 12 or both with glue before the drawing process iii).
Man kann das Mantelstück 12 oder den Grundkörper 10 auf der gesamten Oberfläche mit Leim bestreichen.The casing piece 12 or the base body 10 can be coated with glue over the entire surface.
Man kann indessen auch nur eine örtliche Leimung vorsehen.However, it is also possible to provide only local gluing.
Wie es schematisch in Fig. 2 dargestellt ist, kann beispielsweise eine örtliche Leimung in Längsrillen 16 vorgesehen werden, die in der Außenfläche des Grundkörpers 10 ausgebildet sind.As shown schematically in Fig. 2, for example, local gluing can be provided in longitudinal grooves 16 which are formed in the outer surface of the base body 10.
In dem Fall, in dem der Zieharbeitsvorgang iii) durch eine Leimung ergänzt ist, ist es bevorzugt, einen Dichtungsring am vorderen Ende zwischen dem Grundkörper 10 und dem Mantelstück 12 vorzusehen, über den dieses im reduzierenden Ziehring 30 sitzt, um einen Austritt von Leim zwischen diesen Bauteilen zu vermeiden.In the case where the drawing operation iii) is supplemented by gluing, it is preferable to provide a sealing ring at the front end between the base body 10 and the jacket piece 12, via which the latter sits in the reducing drawing ring 30, in order to avoid any leakage of glue between these components.
Die oben beschriebene Fig. 1 zeigt den Kaltzieh- oder Kaltnachzieh-Arbeitsvorgang, der dazu dient, einen äußeren Mantel 12 auf einem Grundkörper 10 zu befestigen, um Halterollen für fortlaufende Materialbahnen großer Breite herzustellen.Fig. 1 described above shows the cold drawing or cold redrawing operation used to attach an outer shell 12 to a base body 10 in order to produce holding rolls for continuous large width webs of material.
Im Fall von Rollen, die zum Unterstützen und zum Transportieren von fortlaufenden glatten und luftdichten Materialbahnen dienen, hat die Anmelderin manchmal die Bildung von Luftkissen zwischen den Rollen und den Materialbahnen festgestellt.In the case of rollers used to support and transport continuous smooth and airtight webs of material, the applicant has sometimes observed the formation of air cushions between the rollers and the webs of material.
Um diese Luftkissen zu unterdrücken, schlägt die Anmelderin vor, in den Rollen Längsrillen vorzusehen, die zur Belüftung dienen.In order to suppress these air cushions, the applicant proposes to provide longitudinal grooves in the rollers to provide ventilation.
Diese Längsrillen werden vorzugsweise mit Hilfe eines Nachzieharbeitsvorganges am Mantelstück 12 mittels eines Ziehringes ausgebildet, der interne Rippen aufweist, die den gewünschten Rillen komplementär sind.These longitudinal grooves are preferably formed by a drawing operation on the shell piece 12 by means of a drawing ring having internal ribs complementary to the desired grooves.
Die genannte Scheibe 14 kann wie ein Stempel für den Ziehdorn im Verlauf dieses erneuten Ziehvorganges verwandt werden.The said disc 14 can be used as a punch for the drawing mandrel during this renewed drawing process.
Die vorliegende Erfindung kann insbesondere bei der Ummantelung von Bauteilen mit großer Länge von im typischen Fall einigen Metern und erheblichem Durchmesser im typischen Fall von einigen 100 mm Verwendung finden.The present invention can be used in particular for the encasing of components with a long length, typically several meters, and a considerable diameter, typically several 100 mm.
Es versteht sich, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, die oben beschrieben wurde, sondern alle mit ihrem Grundgedanken konform gehenden Ausbildungsformen umfaßt.It is understood that the present invention is not limited to the specific embodiments described above, but encompasses all embodiments consistent with its basic idea.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |