BE1020873A3 - Rol, rolkern en rolhuls voor het industrieel coaten van vlakke of gebogen metalen oppervlakken. - Google Patents

Description

ROL, ROLKERN EN ROLHULS VOOR HET INDUSTRIEEL COATEN VAN VLAKKE OF GEBOGEN METALEN OPPERVLAKKEN

TECHNISCH DOMEIN

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een verbeterde rol, rolkern en rolhuls voor het industrieel coaten van vlakke of gebogen metalen oppervlakken.

ACHTERGROND

Dergelijke rollen worden gebruikt in veeleisende industriële omgevingen waar ze onderhevig zijn aan langdurig gebruik en hoge lasten en spanningen. Ze hebben diverse toepassingen, waaronder het doseren en aanbrengen van coatings (bijvoorbeeld verf, lak).

Voor het coaten van vlakke of gebogen metalen oppervlakken wordt doorgaans een zware rol gebruikt, welke een holle, metalen rolkern omvat. Door aan de mantel van deze rolkern een hoge luchtdruk te voorzien via luchtgaten, kan een hierdoor geëxpandeerde rolhuls over de rolkern geschoven worden.

Deze beschermende rolhuls is bij langdurig gebruik onderhevig aan corrosie, temperatuurverschillen en andere slijtage-gerelateerde factoren. Doordat deze rolhuls op de rolkern kan af- en opgeschoven worden, dient niet de gehele rol hersteld of vervangen te worden, maar laat dit toe enkel de rolhuls te verwisselen.

Document US2004/0214701A1 maakt een dergelijke rol bekend voor het aanbrengen van verf of lak op metalen sheets. Om deze rol kan een rolhuls worden aangebracht en verwisseld door het gebruik van luchtdruk door openingen (aan de uiteinden van de rol) van de rol. Deze rolhuls kan bestaan uit een cilindrische of buisvormig gedeelte van rubber of PU.

Er is nood aan een snellere uitwisselbaarheid van rolhulzen bij deze gekende rollen, rolkernen en rolhulzen. Tevens is er nood aan een meer robuuste en duurzame rol, rolkern en rolhuls. De onderhavige uitvinding heeft een verbeterde rol, rolkern en rolhuls voor het industrieel coaten van vlakke of gebogen metalen oppervlakken als voorwerp die een oplossing biedt voor minstens één van voornoemde nadelen bij bekende rollen.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

In een eerste aspect betreft de uitvinding een rol voor het industrieel coaten van vlakke of gebogen metalen oppervlakken, waarbij de rol is voorzien van: - een stijve cilindrische holle rolkern o aan zijn uiteinden voorzien van lager-astappen; o aan zijn mantel voorzien van luchtkanalen, geschikt voor het uitzetten van een rolhuls middels een druk aangelegd binnen de genoemde rolkern; - een uitwisselbare rolhuls in een gelijke dikte radiaal op het buitenoppervlak van de rolkern, waarbij de verhouding van de diameter van de rolkern ten opzichte van de lengte van de rolkern gelegen is bij voorkeur tussen 0.02 en 0.50, meer bij voorkeur tussen 0.04 en 0.2, meest bij voorkeur tussen 0.05 en 0.15, zoals beschreven in conclusie 1 van de onderhavige uitvinding.

Deze verhouding laat toe de rolkern aan één uiteinde vrijdragend op te stellen. Hierdoor kan het verwisselen van een rolhuls, op een vrij eenvoudige en snelle manier bewerkstelligd worden terwijl één uiteinde van de rolkern vrij hangt en het andere uiteinde de rolkern draagt. Ook biedt dit een meer robuuste en duurzame rolkern.

In een tweede aspect betreft de uitvinding een rolkern voor het gebruik in een rol zoals beschreven in conclusie 13 van de onderhavige uitvinding.

In een derde aspect betreft de uitvinding een rolhuls voor het gebruik in een rol zoals beschreven in conclusie 14 van de onderhavige uitvinding.

Verdere voorkeursvormen worden uitgewerkt in de deelconclusies.

BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN

De bijhorende figuren 1, 2, 3a en 3b tonen voorkeursuitvoeringen van de uitvinding.

Figuur 1 is een driedimensionale voorstelling in perspectief van een rolkern.

Figuur 2 is een driedimensionale voorstelling in perspectief van een rol.

Figuur 3a toont een axiaal doorsnedeaanzicht van een rol.

Figuur 3b toont een radiaal doorsnedeaanzicht van een rol.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING

"Een", "de" en "het" refereren in dit document naar zowel het enkelvoud als het meervoud tenzij de context duidelijk anders veronderstelt. Bijvoorbeeld, "een buidel" betekent een of meer dan een buidel.

De termen "omvatten", "omvattende", "bestaan uit", "bestaande uit", "voorzien van", "bevatten", "bevattende", "behelzen", "behelzende", "inhouden", "inhoudende" zijn synoniemen en zijn inclusieve of open termen die de aanwezigheid van wat volgt aanduiden, en die de aanwezigheid niet uitsluiten of beletten van andere componenten, kenmerken, elementen, leden, stappen, gekend uit of beschreven in de stand der techniek.

Het citeren van numerieke intervallen door de eindpunten omvat alle gehele getallen, breuken en/of reële getallen tussen de eindpunten, deze eindpunten inbegrepen.

Tenzij anders gedefinieerd hebben alle termen die gebruikt worden in de beschrijving van de uitvinding, ook technische en wetenschappelijke termen, de betekenis zoals ze algemeen begrepen worden door de vakman in het technisch veld van de uitvinding.

In wat volgt, wordt de uitvinding beschreven a.d.h.v. niet-limiterende voorbeelden die de uitvinding illustreren, en die niet bedoeld zijn of geïnterpreteerd mogen worden om de omvang van de uitvinding te limiteren.

In een eerste aspect betreft de uitvinding een rol voor het industrieel coaten van vlakke of gebogen metalen oppervlakken, waarbij de rol is voorzien van: - een stijve cilindrische holle rolkern o aan zijn uiteinden voorzien van lager-astappen; o aan zijn mantel voorzien van luchtkanalen, geschikt voor het uitzetten van een rothuis middels een druk aangelegd binnen de genoemde rol kern; - een uitwisselbare rolhuls o in een gelijke dikte radiaal op het buitenoppervlak van de rolkern, waarbij de verhouding van de diameter van de rolkern ten opzichte van de lengte van de rolkern gelegen is bij voorkeur tussen 0.02 en 0.50, meer bij voorkeur tussen 0.04 en 0.2, meest bij voorkeur tussen 0.05 en 0.15.

Onder de term "industrieel coaten van vlakke of gebogen metalen oppervlakken" wordt in onderhavige uitvinding tevens technieken bedoeld zoals haspelcoating ('coil coating') of tegengestelde coating ('reverse coating').

Met de term haspelcoating wordt in onderhavige uitvinding een verregaand geautomatiseerd continu proces bedoeld voor het coaten van metaal voor fabricage. Hierbij wordt een haspel met metaal afgewikkeld, waarbij zowel de boven- als de onderzijde worden schoongemaakt en chemisch behandeld. Er wordt een grondlaag aangebracht en gehard in de oven, een toplaag wordt aangebracht en gehard in de oven en daarna wordt het metaal opnieuw opgewikkeld en verpakt voor transport. Omdat het metaal met dit proces in één continugang kan worden afgewerkt, is de keuze hoe het metaal wordt gecoat en welke types coating men gebruikt bijzonder ruim. Hierbij kunnen organische en anorganische stoffen, zoals polyesters, epoxyharsen, vinyl, plastisols, acrylaten, watergedragen emulsies, fluorkoolstoffen, droge smeermiddelen, combinaties van behandeling en primer gebruikt worden. Voorgelakt metaal kan tevens bedrukt, gestreept en gehamerd worden om speciale effecten te verkrijgen.

Met de term "tegengestelde coating" wordt in onderhavige uitvinding een coatingtechniek bedoeld waarbij de rotatierichting van de rol tegengesteld is aan de schuifrichting van de te coaten oppervlakken.

Door deze verhouding van de diameter van de rolkern ten opzichte van de lengte van de rolkern, wordt een zelfdragende rolkern aan één uiteinde mogelijk. De rolhuls kan op een snellere en weinig gecompliceerde wijze van de rolkern geschoven worden mits toepassing van luchtdruk. Typisch zorgt de druk komende uit de genoemde luchtkanalen dat een rolhuls die over de rolhuls wordt geschoven, uitzet en bijgevolg een grotere diameter krijgt. Hierdoor is het mogelijk de rolhuls over de rolkern te schuiven en de rolkern te bemantelen. Wanneer de rolhuls over de rolkern is geschoven en de druk wordt verlaagd, krimpt de rolhuls en zet deze zich vast op de rolkern. Om deze rolhuls te verwijderen wordt terug de luchtdruk opgevoerd, waardoor de rolhuls uitzet en zo gemakkelijk van de rolkern kan worden afgeschoven. De rolkern is terug ontmanteld. De zelfdragende capaciteit van de rolkern wanneer deze aan één uiteinde vrij hangt, bevordert de snelheid tot dit verwisselen van een rolhuls over de rolkern door de vrije ruimte rond het vrij hangende uiteinde.

Dit maakt het mogelijk om verschillende coatingtechnieken te implementeren met eenzelfde rolkern. Immers, rolhulzen kunnen specifiek geoptimaliseerd zijn voor welbepaalde toepassingen. Verschillende kleurcoatings kunnen worden bewerkstelligd middels één rolkern, waarbij rolhulzen er worden op geschoven corresponderend met de aparte kleurcoatings. Slechts één rolkern kan op deze manier dienen voor verschillende coatingkleuren, coati ng breedte en coatingtechnieken. Dit bespaart het verwisselen en transporteren van rollen of rolkernen. Dit leidt tot een veel kosteneffectiever en economischer coaten van vlakke of gebogen metalen oppervlakken.

Dit biedt de gebruiker het voordeel dat hij zeer snel kan veranderen van coatingkleur, -tekening en/of-oppervlakte.

Ook dient de gebruiker een beduidend lagere investering te doen. Zo worden enkel verwisselbare rolhulzen geïmplementeerd in plaats van bijvoorbeeld volle lakrollen bij 'lakwalsen' wat een grote investeringskost vergt van de gebruiker en waarbij één aparte rol noodzakelijk is per bepaalde tekening en/of oppervlakte.

Ook een meer robuuste en duurzame rolkern wordt bewerkstelligd.

Typisch worden de lager-astappen middels klembussen gemonteerd op lagers.

Deze lagers zijn elk gelegen in een lagerhuis, waarbij het eerste lagerhuis vast is opgesteld op het machineframe en waarbij het tweede lagerhuis vlot monteerbaar en demonteerbaar is opgesteld op het machineframe. Bij voorkeur wordt aan dit uiteinde de rolkern vrijdragend opgesteld na demontage van het tweede lagerhuis. Doordat het tweede lagerhuis vlot demonteerbaar is, kan de rolhuls vlot worden verwisseld. Daarna wordt het tweede lagerhuis snel terug gemonteerd op het machineframe.

Typisch is een dergelijke rol of rolkern geschikt lineaire snelheden te behalen tussen 10 tot 1000 m/min. Gangbaar is een continue werktemperatuur tot 50°C.

Typisch is een dergelijke rol of rolkern geschikt om coatingdiktes te behalen gelegen tussen 0,002mm en 0,500 mm. Deze diktes variëren afhankelijk van de specifieke coating, als van het aantal aangebrachte lagen.

In een voorkeursvorm van de uitvinding is de lengte van.de rolkern gelegen bij voorkeur tussen lOOOmm en 3500mm, meer bij voorkeur tussen 2000mm en 3500mm, meest bij voorkeur tussen 2500mm en 3000mm. Het is mogelijk om oppervlakken van verschillende breedte te coaten. Typisch is deze breedte gelegen tussen 500 en 3500mm.

In een voorkeursvorm van de uitvinding is de diameter van de rolkern gelegen tussen lOOmm en 500mm, bij voorkeur tussen 150mm en 400mm, meer bij voorkeur tussen 180mm en 300mm.

Dit laat een gegarandeerde omwentelingsnauwkeurigheid toe. Dit is voordelig in bijvoorbeeld in decortoepassingen.

In een voorkeursvorm van de uitvinding is de genoemde druk bij bemantelen gelegen tussen 5 en 20 bar, bij voorkeur tussen 8 en 18 bar, meer bij voorkeur tussen 10 en 15 bar.

In een voorkeursvorm van de uitvinding is de rolkern vervaardigd uit metaal, bij voorkeur aluminium of staal.

In een voorkeursvorm van de uitvinding is de rolkern geschikt voor een lineaire belasting gelegen tussen 5 en 350 N/cm.

In een voorkeursvorm van de uitvinding is de rolhuls conisch of taps toelopend opgebouwd.

Doordat aan het ene uiteinde van de rolhuls de binnendiameter groter is dan aan het andere uiteinde, maakt dit mogelijk dat de rolhuls initieel eenvoudig en snel over het vrije uiteinde van de rolkern kan worden geschoven. De kleinere binnendiameter aan het andere vrije uiteinde zorgt dat een vaste aansluiting met de rolkern wordt bewerkstelligd.

In een voorkeursvorm van de uitvinding is de rolhuls conisch opgebouwd, waarbij de coniciteit is gelegen bij voorkeur tussen 0,10mm en 0,50mm per 1000 mm lengte, meer bij voorkeur ongeveer 0,25mm per 1000 mm lengte.

Met de term "coniciteit" wordt in onderhavige uitvinding de diameterafwijking van de rolhuls bedoeld over een bepaalde lengte van de rolhuls.

In een voorkeursvorm van de uitvinding omvat de rolhuls een rolhulsdrager en een rolhulsbekleding, welke rolhulsbekleding diametraal rond de rolhulsdrager is voorzien.

In een geprefereerde voorkeursvorm van de uitvinding omvat de rolhulsbekleding polyurethaan, isopreen isobutyleen copolymeer, nitril butadieen rubber, chloropreen, EPDM, chloor-sulfo-rubbers, polyester polymeer, siliconen, fluorocarbon elastomeer of rubber, bij voorkeur polyurethaan.

In een geprefereerde voorkeursvorm van de uitvinding is de hardheid van de rolhulsbekleding gelegen tussen 5 tot 120 Shore A, bij voorkeur tussen 20 tot 100 Shore A, meer bij voorkeur tussen 30 en 80 Shore A.

In een geprefereerde voorkeursvorm van de uitvinding is de rolhulsdrager epoxyhars of vinylesterhars omvat.

In een geprefereerde voorkeursvorm van de uitvinding is de dikte van de rolhulsdrager gelegen is bij voorkeur tussen lmm en 20mm, meer bij voorkeur tussen 2mm en 10mm meest bij voorkeur tussen 3mm en 6mm. Dit biedt een voldoende stevigheid samen met een voldoende expansie van de rolhuls onder invloed van druk.

In een geprefereerde voorkeursvorm van de uitvinding is de rolhulsdrager versterkt met glasvezels of koolstofvezels, waarbij de genoemde vezels een lineaire massa omvatten bij voorkeur gelegen tussen 1000 en 3000 TEX, meer bij voorkeur tussen 1200 en 2400 TEX.

In een geprefereerde voorkeursvorm van de uitvinding is de rolhulsdrager elektrisch isolerend of geleidend. Dit is van belang bij antistatische coatingtoepassingen.

In een geprefereerde voorkeursvorm van de uitvinding is de rolhulsdrager een glasvezel weefsel met een dichtheid gelegen bij voorkeur tussen 100 en 350 gr/m2, meer bij voorkeur tussen 40 en 300gr/m2.

In een meer geprefereerde voorkeursvorm omvat de rolhulsdrager een glastemperatuur Tg gelegen tussen 90 en 150°C.

In een voorkeursvorm van de uitvinding is de rolhuls voorzien van één of meerdere positioneringslabels.

Met de term "positioneringslabel" wordt in onderhavige uitvinding een aanduiding bedoeld welke de richting bekendmaken waarin de overeenkomstige rolhuls over een rolkern dient geschoven te worden. Dit is bijvoorbeeld praktisch indien een rolhuls een conische vorm omvat. Zo dient eerst het uiteinde met de grootste diameter over de rolkern worden geschoven. Dit levert eenvoudig uitwisselen op samen een tijdsvoordeel.

In een voorkeursvorm van de uitvinding is de rolkern en/of rolhuls geschikt voor toepassing in solvent of watergebaseerde media.

In een tweede aspect betreft de uitvinding een rolkern voor het gebruik in een rol volgens onderhavige uitvinding. In een derde aspect betreft de uitvinding een rolhuls voor het gebruik in een rol volgens onderhavige uitvinding.

FIGUREN

Figuur 1 toont een rol (1), waarbij de rol (1) is voorzien van een stijve cilindrische rolkern (2) aan zijn uiteinden voorzien van lager-astappen (4,6). Deze rol (1) is geschikt voor het industrieel coaten van vlakke of gebogen metalen oppervlakken. De rolkern (2) is hol en aan het uiteinde van een lager-astap (4), welke is voorzien van een luchttoevoeropening (5). De mantel van de rolkern (2) is voorzien van luchtkanalen (10), welke geschikt zijn om luchtdruk te voorzien aan het inwendige van een rolhuls die over de rolkern (2) wordt geschoven. Deze luchtdruk wordt voorzien via de luchttoevoeropening (5) in het holle inwendige van de rolkern (2) . naar de luchtgaten (10).

Figuur 2 toont de rol (1) uit Figuur 1 waarbij een uitwisselbare rolhuls (3) is aangebracht op de mantel van de rolkern (2). Deze rolhuls (3) is in een gelijke dikte radiaal op het buitenoppervlak van de rolkern (2) voorzien.

Figuur 3a toont de doorsnede volgens de as van de rol (1) uit Figuur 2. De rol (1) heeft een totale roldiameter (D), welke de som is van de diameter (Dl) van de rolkern en de radiale dikte (D2) van de rolhuls (3). De rol (1) heeft een lengte (L). Volgens de onderhavige uitvinding is de verhouding van de diameter (Dl) van de rolkern (2) ten opzichte van de lengte (I) van de rolkern (2) gelegen bij voorkeur tussen 0.02 en 0.50, meer bij voorkeur tussen 0.04 en 0.2 en meest bij voorkeur tussen 0.05 en 0.15. Figuur 3b toont een doorsnede loodrecht op de as van deze rol (1).

Claims (15)

1. Rol (1) voor het industrieel coaten van vlakke of gebogen metalen oppervlakken, waarbij de rol (1) is voorzien van: - een stijve cilindrische holle rolkern (2) o aan zijn uiteinden voorzien van lager-astappen (4,6); o aan zijn mantel voorzien van luchtkanalen (10), geschikt voor het uitzetten van een rolhuls (3) middels een druk aangelegd binnen de genoemde rolkern (2); - een uitwisselbare rolhuls (3) o in een gelijke dikte radiaal op het buitenoppervlak van de rolkern (2), met het kenmerk, dat de verhouding van de diameter (Dl) van de rolkern (2) ten opzichte van de lengte (L) van de rolkern (2) gelegen is bij voorkeur tussen 0.02 en 0.50, meer bij voorkeur tussen 0.04 en 0.2, meest bij voorkeur tussen 0.05 en 0.15.

2. Rol (1) volgens voorgaande conclusie 1, met het kenmerk, dat de lengte (L) van de rolkern (2) is gelegen bij voorkeur tussen 1000mm en 3500mm, meer bij voorkeur tussen 2000mm en 3500mm, meest bij voorkeur tussen 2500mm en 3000mm.

3. Rol (1) volgens één der voorgaande conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat de diameter (Dl) van de rolkern (2) gelegen is tussen lOOmm en 500mm, bij voorkeur tussen 150mm en 400mm, meer bij voorkeur tussen 180mm en 300mm.

4. Rol (1) volgens één der voorgaande conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de genoemde druk bij bemantelen gelegen is tussen 5 en 20 bar, bij voorkeur tussen 8 en 18 bar, meer bij voorkeur tussen 10 en 15 bar.

5. Rol (1) volgens één der voorgaande conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de rolkern (2) vervaardigd is uit metaal, bij voorkeur aluminium of staal.

6. Rol (1) volgens één der voorgaande conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de rolkern (2) geschikt is voor een lineaire belasting gelegen tussen 5 en 350 N/cm.

7. Rol (1) volgens één der voorgaande conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de rolhuls (3) conisch of taps toelopend is opgebouwd.

8. Rol (1) volgens één der voorgaande conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de rolhuls (3) een rolhulsdrager en een rol hulsbekleding omvat, welke rolhulsbekleding diametraal rond de rolhulsdrager is voorzien.

9. Rol (1) volgens voorgaande conclusie 8, met het kenmerk, dat de rolhulsbekleding polyurethaan, isopreen isobutyleen copolymeer, nitril butadieen rubber, chloropreen, EPDM, chloor-sulfo-rubbers, polyester polymeer, siliconen, fluorocarbon elastomeer of rubber omvat, bij voorkeur polyurethaan omvat.

10. Rol (1) volgens één der voorgaande conclusies 8 of 9, met het kenmerk, dat de hardheid van de rolhulsbekleding is gelegen tussen 5 tot 120 Shore A, bij voorkeur tussen 20 tot 100 Shore A, meer bij voorkeur tussen 30 en 80 Shore A.

11. Rol (1) volgens één der voorgaande conclusies 8-10, met het kenmerk, dat de rolhulsdrager epoxyhars of vinylesterhars omvat.

12. Rol (1) volgens één der voorgaande conclusies 8-11, met het kenmerk, dat de dikte van de rolhulsdrager gelegen is bij voorkeur tussen lmm en 20mm, meer bij voorkeur tussen 2mm en lOmm meest bij voorkeur tussen 3mm en 6mm.

13. Rol (1) volgens één der voorgaande conclusies 1-12, met het kenmerk, dat de rolhuls (3) is voorzien van één of meerdere positioneringslabels.

14. Rolkern (2) voor het gebruik in een rol (1) volgens één der voorgaande conclusies 1-13.

15. Rolhuls (3) voor het gebruik in een rol (1) volgens één der voorgaande conclusies 1-13.