BE1027278B1 - Rolkern en applicatorrol met verwisselbare rolhuls - Google Patents

Abstract

In een eerste aspect betreft de uitvinding een rolkern met een buisvormige draagwand die zich conisch verbredend uitstrekt. De rolkern is aangepast voor ontvangst van een verwisselbare rolhuls die onder luchtdruk eromheen kan worden gespannen. In het bijzonder omvat de rolkern een inwendige luchtverdeelkamer die ringvormig door een binnenoppervlak van de draagwand wordt begrensd, en die via een inwendig wanddeel wordt begrensd tot een kleiner deelvolume van het inwendig rolvolume. In verdere aspecten betreft de uitvinding een applicatorrol, een werkwijze voor het monteren en demonteren van rolhulzen, en een werkwijze voor het vervaardigen van rolkernen.

Description

ROLKERN EN APPLICATORROL MET VERWI SSELBARE ROLHULS

TECHNISCH DOMEIN De uitvinding heeft betrekking op applicatorrollen voor laktoepassingen, met een conische rolkern en met een verwisselbare rolhuls. Verder heeft de uitvinding nog betrekking op de vervaardiging van zulke rollen, en op het industrieel gebruik van deze rollen voor laktoepassingen, bijvoorbeeld voor het aanbrengen van vernissen op metalen platen, en optioneel ook op houten platen.

STAND VAN DE TECHNIEK Op zich zijn applicatorrollen met verwisselbare rolhulzen gekend uit de stand van de techniek. Zowel cilindrisch als conisch verlopende rolkernen en rolhulzen zijn gekend. NL 7 707 402 (Strachan & Henshaw), bijvoorbeeld, beschrijft een drukrol met een rolkern en een losneembare drukmantel, voor gebruik in de rotogravure. De rolkern, enerzijds, bezit een conisch verlopend buitenoppervlak. Dat voorziet openingen die dienen als uitlaten voor perslucht. De drukmantel, anderzijds, heeft een binnenoppervlak dat eveneens conisch verloopt, en dat een klempassing vormt met het buitenoppervlak van de rolkern. Deze klempassing wordt veroorzaakt door een voorspanning van de drukmantel, t.o.v. de rolkern. In ontspannen toestand kan de losse drukmantel daardoor slechts gedeeltelijk over de rolkern worden geschoven, waarbij het weliswaar de genoemde openingen afdekt. Wanneer perslucht vanuit het rolvolume doorheen de openingen wordt gedwongen, gaat de drukmantel radiaal uitzetten. Een luchtlaagje laat nu toe om de uitgezette drukmantel tot volledig over de rolkern te verglijden. Wanneer vervolgens de druk opnieuw wordt verlaagd, krimpt de rolhuls, en zet deze zich klemmend vast op de rolkern. De rolhuls kan pas worden verwijderd wanneer de luchtdruk terug wordt opgevoerd. Verder beschrijft DE 103 03 386 (Böttcher) nog een applicatorrol voor het aanbrengen van vernissen op metalen platen. Deze omvat een holle rolkern en een rolhuls, beide cilindrisch van vorm. Met een dergelijke, cilindrische vormgeving is het noodzakelijk om extra luchtuitlaten te voorzien, nabij het uiteinde van de rolkern.

Slechts vanaf dit uiteinde kan de losse rolhuls dan over de rolkern worden gebracht. Bovendien stelden de uitvinders vast dat de klempassing bij cilindrische rolkernen en rolhulzen ondermaats is voor de beoogde toepassingen.

Een aantal belangrijke eigenschappen van applicatorrollen met verwisselbare rolhulzen zijn hun eenvoudige maar robuuste ontwerp, hun duurzaamheid, de klemming van de rolhuls op de rolkern, de productiekost, de efficiëntie van het productieproces en het gebruiksgemak. Verder zijn de totale massa en het traagheidsmoment bij voorkeur zo klein mogelijk. Het gaat immers om onderdelen die met een hoge frequentie moeten kunnen roteren. Wat de duurzaamheid betreft, is het verder van belang dat de rolkern niet of slechts beperkt afslijt en aanlaat. Onder andere mag er geen vernis tot tussen de rolkern en rolhuls kunnen doordringen. Bij voorkeur kunnen de rolhulzen ook zeer soepel worden gemonteerd en gedemonteerd, en bij voorkeur is de luchtinvoer eenvoudig toegankelijk.

Bovendien houden de gekende ontwerpen onvoldoende rekening met mechanische stevigheid en veiligheid, met oog op de sterk verhoogde luchtdruk bij montage en demontage van de rolhulzen.

De huidige uitvinding tracht een optimaal compromis te vinden tussen deze soms onderling contrasterende ontwerpcriteria.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING In een eerste aspect betreft de uitvinding een rolkern volgens conclusie 1. Als belangrijk voordeel wordt het volume van de luchtverdeelkamer beperkt, via een inwendig wanddeel dat in het rolvolume is voorzien. Daardoor komt bij gebruik slechts een beperkt volume onder luchtdruk te staan (bv. Voor het monteren/demonteren van rolhulzen). Er bouwt zich dus slechts een kleinere — drukenergie op. Dit heeft belangrijke voordelen wat betreft de veiligheid. Ook zijn er overwegingen wat betreft de totale massa en het traagheidsmoment van de rolkern. Verder voorziet de uitvinding nog een applicatorrol (tweede aspect), een werkwijze volgens conclusie 13, voor het monteren en demonteren van rolhulzen (derde aspect), en een werkwijze volgens conclusie 15, voor het vervaardigen van een rolkern (vierde aspect).

BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN Figuren 1A-B tonen een vereenvoudigd aanzicht op, en een vereenvoudigde langsdoorsnede van een rolkern volgens een te verkiezen uitvoeringsvorm van de uitvinding. Figuren 2A-C tonen rolkernen volgens een aantal alternatieve uitvoeringsvormen. Telkens is de luchtverdeelkamer binnen het inwendig rolvolume gelegen. Figuren 3A-B illustreren, op schematische wijze, de montage van een losse rolhuls over een rolkern, volgens een mogelijke uitvoeringsvorm. Figuren 4A-D tonen tot slot, op schematische wijze, de vervaardiging van een rolkern volgens een mogelijke uitvoeringsvorm van de uitvinding.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING De uitvinding betreft een rolkern, een applicatorrol, een werkwijze voor het monteren en demonteren van verwisselbare rolhulzen, en een werkwijze voor het vervaardigen van rolkernen. 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. Voor een betere beoordeling van de beschrijving van de uitvinding, worden de volgende termen expliciet uitgelegd. “Een”, “de” en “het” refereren in dit document naar zowel het enkelvoud als het meervoud tenzij de context duidelijk anders veronderstelt. Bijvoorbeeld, “een segment” betekent een of meer dan een segment. Wanneer “ongeveer” in dit document gebruikt wordt bij een meetbare grootheid, een parameter, een tijdsduur of moment, en dergelijke, dan worden variaties bedoeld van +/-20% of minder, bij voorkeur +/-10% of minder, meer bij voorkeur +/-5% of minder, nog meer bij voorkeur +/-1% of minder, en zelfs nog meer bij voorkeur +/-

0.1% of minder dan en van de geciteerde waarde, voor zoverre zulke variaties van toepassing zijn in de beschreven uitvinding. Hier moet echter wel onder verstaan worden dat de waarde van de grootheid waarbij de term “ongeveer” gebruikt wordt, zelf specifiek wordt bekendgemaakt.

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. In een eerste aspect betreft de uitvinding een rolkern omvattende een buisvormige draagwand met een buitenoppervlak dat zich conisch verbredend uitstrekt, vanaf een smaller uiteinde tot aan een breder uiteinde, welke rolkern aan beide uiteinden is voorzien van een dwarse eindflens voor gelagerde bevestiging via een as of astap, welke rolkern verder een luchtinvoer voorziet, aangepast voor invoer van perslucht tot een inwendige luchtverdeelkamer die in verbinding staat met twee of meerdere, uitwaartse luchtuitlaten doorheen de draagwand, en welke rolkern daarbij is aangepast voor ontvangst van een verwisselbare rolhuls die onder luchtdruk omheen de draagwand kan worden gespannen, - waarbij de luchtverdeelkamer is gelegen binnen een inwendig rolvolume dat zich binnen de draagwand en tussen de eindflenzen uitstrekt, en - waarbij de luchtverdeelkamer minstens ter hoogte van de luchtuitlaten ringvormig door de draagwand wordt begrensd. In het bijzonder omvat de rolkern minstens één inwendig wanddeel, welk wanddeel in het inwendig rolvolume is gepositioneerd, en welk wanddeel de luchtverdeelkamer verder begrenst tot een kleiner, luchtdicht afgesloten deelvolume van het inwendig rolvolume. Samen met een bijpassende rolhuls kan zo’n rolkern tot een applicatorrol worden gecombineerd. Bij voorkeur is deze applicatorrol speciaal aangepast voor het industrieel coaten van vlakke en/of gebogen oppervlakken. Een mogelijke toepassing is het vernissen van metalen blikmateriaal in de metaalverpakkingsindustrie. In dergelijke toepassingen wordt er veelal een hoge druk op de applicatorrol

> BE2019/5319 uitgeoefend. Bij voorkeur kan de rolkern dus weerstaan aan relatief hoge lijnladingen (bv. 30 kg/cm of meer). Echter is de uitvinding hier niet toe gelimiteerd. Een aantal mogelijke uitvoeringsvormen worden meer in detail getoond in de figuren, en meer in detail beschreven bij de beschrijving van de figuren. In elk geval geldt als eerste belangrijk kenmerk dat de rolkern geen zwaar inwendig blok voorziet — in tegenstelling tot NL 7 707 402 - om afzonderlijke luchtkanalen te vormen die perslucht tot aan de luchtuitlaten geleiden. Zo wordt bespaard op totale massa en traagheidsmoment. Veeleer vormt de rolkern een luchtverdeelkamer die door de draagwand zelf wordt begrensd. De luchtverdeelkamer sluit dus automatisch aan op alle luchtuitlaten die daar ringvormig zijn gegroepeerd. Algemeen kan het traagheidsmoment van een ontwerp worden beperkt door massa op grotere afstand van een centrale rotatieas in dat object te vermijden. Voor de rolkern is dus voordelig dat de structuur van de draagwand zelf wordt benut om de luchtverdeelkamer ringvormig te begrenzen, ter hoogte van de luchtuitlaten. De ingevoerde perslucht kan zich dan bijvoorbeeld ringvormig langsheen het binnenoppervlak van de draagwand verspreiden. Er wordt geen bijkomende structuur voorzien om lucht tot aan de luchtuitlaten te begeleiden. Bij voorkeur vertrekken de luchtuitlaten rechtstreeks vanuit de luchtverdeelkamer, doorheen de buisvormige draagwand. Ten tweede zijn applicatorrollen voor industriële laktoepassingen doorgaans een stuk groter dan applicatorrollen voor gebruik in de rotogravure flexodruk. I.h.b. is het inwendig rolvolume dus groter. Wanneer zo’n volledig rolvolume onder luchtdruk wordt gebracht - zoals het geval is bij DE 103 03 386, zal zich daarin een grote drukenergie opbouwen. Dit kan tot gevaarlijke situaties leiden. In de pneumatische techniek is het algemeen erkend dat er speciale veiligheidsmaatregelen moeten worden getroffen bij een maximale drukenergie van 200 bar.L of hoger. Anderzijds mag een maximale drukenergie van 50 bar.L of lager als ongevaarlijk worden beschouwd. Zie bijvoorbeeld de Europese richtlijn voor drukapparatuur (2014/68/EU). In elk geval is het voordelig dat het volume van de luchtverdeelkamer via één of meerdere, inwendige wanddelen wordt beperkt. Daarbij bezet de luchtverdeelkamer slechts een kleiner deelvolume dat onder luchtdruk kan komen te staan. De totaal opgebouwde drukenergie ligt daarbij lager.

Het “(inwendig) rolvolume”, zoals hierin vernoemd, duidt op het referentievolume dat zich uitstrekt binnen de buisvormige draagwand en tussen de eindflenzen. Slechts

° BE2019/5319 een kleiner deel van het rolvolume wordt bezet door de luchtverdeelkamer. Bij voorkeur wordt het rolvolume d.m.v. minstens één inwendig wanddeel opgedeeld in de luchtverdeelkamer en minstens één verdere kamer.

Doorheen dit document wordt ook gesproken van “luchtuitlaten”, “perslucht” en “luchtdruk”. Uiteraard is de uitvinding niet gelimiteerd tot het gebruik van één welbepaald type gas of gasmengsel. Bij voorkeur strekken de luchtuitlaten zich radiaal doorheen de buisvormige draagwand uit, op een welbepaalde afstand vanaf het smallere uiteinde. Bij voorkeur bedraagt die afstand minstens 20% en maximaal 80% van de totale lengte van de rolkern, bij verdere voorkeur meer dan 20%, bij verdere voorkeur minder dan 80%, bij verdere voorkeur minder dan 70%, bij verdere voorkeur minder dan 60%, bijvoorbeeld ongeveer 30%, ongeveer 40% of ongeveer 50% van de totale lengte. De diameter van de luchtuitlaten is bij voorkeur gelegen tussen 0,5 en 5,0 mm. Het aantal luchtuitlaten is bij voorkeur gelegen tussen twee en twaalf. Bij voorkeur zijn deze luchtuitlaten uniform over de omtrek verdeeld. Volgens een niet-limitatief voorbeeld gaat het om zes luchtuitlaten die ringvormig zijn gegroepeerd, en die uniform over de omtrek zijn verdeeld. De luchtuitlaten strekken zich radiaal doorheen de draagwand uit.

Hierboven wordt nog gespecifieerd dat de rolkern aan beide uiteinden is voorzien van een dwarse eindflens, voor gelagerde bevestiging via een as of astap. Het kan gaan om een asdeel (bv. een astap) dat aan zo een eindflens wordt bevestigd (bv. via lassen of schroeven), of dat samen met de eindflens uit één deel is gevormd. In het laatste geval spreekt men bv. van een monoblock eindflens + astap. Echter is de uitvinding tot geen van deze gelimiteerd.

Volgens een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm is de coniciteit van het buitenoppervlak van de draagwand gelegen tussen 0,20 mm/m en 0,50 mm/m. De “coniciteit” verwijst naar de diameterafwijking van het buitenoppervlak van de draagwand, over een bepaalde lengte van de draagwand. Meer bij voorkeur is de coniciteit gelegen tussen 0,20 mm/m en 0,35 mm/m. Bijvoorbeeld is de coniciteit ongeveer 0,25 mm/m, ongeveer 0,30 mm/m of ongeveer 0,35 mm/m.

Volgens een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm bedraagt de diameter van de rolkern tussen 150 mm en 450 mm. De lengte is bij voorkeur gelegen tussen 1000 mm en 4000 mm.

De rolkern is bij voorkeur vervaardigd uit metaal, bijvoorbeeld aluminium of staal. Bij verdere voorkeur omvat de rolkern aluminium, gezien de geringere densiteit van dit materiaal.

De rolhuls, anderzijds, is bij voorkeur tweelagig uitgevoerd. Daarbij omvat de rolhuls een rolhulsdrager die aan de buitenzijde is voorzien van een rolhulsbekleding. Bijvoorbeeld omvat de rolhulsdrager een vezel-verstevigde kunststof. Een daarvoor geschikt vezelmateriaal omvat glasvezel, aramidevezel en/of koolstofvezel. Een daarvoor geschikte kunststof is gebaseerd op een vinylesterhars, een polyesterhars of een epoxyhars. De rolhulsbekleding kan een polyurethaan, een isopreen isobutyleen copolymeer, een nitril butadieen rubber, een chloropreen, een EPDM, een chloorsulfonrubber, een polyester polymeer, siliconen, een fluorocarbon elastomeer of een rubber omvatten. Bij voorkeur omvat de rolhulsbekleding een polyurethaan. Dergelijke rolhulzen zijn gekend door de vakman.

Volgens een mogelijke uitvoeringsvorm heeft de rolhuls een dikte gelegen tussen 1 mm en 5 mm. Bij voorkeur is de dikte van de rolhuls meer dan 1 mm, bij verdere voorkeur meer dan 2 mm. Bij voorkeur is de dikte van de rolhuls minder dan 5 mm, bij verdere voorkeur minder dan 4 mm. Bij voorkeur is de dikte van de rolhuls gelegen tussen 2 mm en 4 mm.

Optioneel voorziet de rolkern aan één van beide uiteinden nog een ringvormige eindstop voor rolhulzen. Optioneel voorziet de eindstop daartoe een dwars getrapt, ringvormig buitenoppervlak waartegen een vlakke kopse eindrand van de rolhuls kan aanliggen. Als alternatief voorziet de eindstop daartoe een schuin getrapt, ringvormig buitenoppervlak waartegen een afgeschuinde eindrand van de rolhuls kan aanliggen. Met een dergelijk ontwerp zijn de rolhuls en rolkern op elkaar afgestemd.

In een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm is de luchtverdeelkamer ringvormig of cilindervormig. Beide maken een rondgaande verdeling van perslucht over de luchtuitlaten mogelijk, langsheen een binnenzijde van de draagwand. Een ringvormige kamer laat de centrale as van de rolkern vrij. Met de nodige aanpassingen kan zo’n ontwerp zowel compatibel zijn met zowel een doorlopende as als met twee afzonderlijke astappen.

In een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm is de luchtverdeelkamer begrensd tot een deelvolume waarin zich bij 7 bar luchtdruk slechts een drukenergie van hoogstens 200 bar.L kan ontwikkelen, bij voorkeur hoogstens 50 bar.L. Daarbij kan de drukenergie als ongevaarlijk worden beschouwd.

In eerste instantie is de uitvinding niet gelimiteerd tot een bepaalde waarde voor de luchtdruk. Bij voorkeur echter, is de luchtdruk bij gebruik (dus bij het monteren en/of demonteren van verwisselbare rolhulzen) gelegen tussen 3 bar en 12 bar. Bij verdere voorkeur is de luchtdruk gelegen op ongeveer 6-7 bar. Voor perslucht is 6-7 bar luchtdruk een courante waarde.

Volgens een mogelijke uitvoeringsvorm bedraagt het inwendig rolvolume minstens 30 L. Wanneer het volledig rolvolume als luchtverdeelkamer zou dienstdoen, zou zich bij 7 bar perslucht daarin een drukenergie van 210 bar.L opbouwen. Een dergelijke drukenergie kan gevaar inhouden. Speciale voorzieningen moeten dus worden getroffen. Bijvoorbeeld moet het ontwerp worden verzwaard, om zeker aan deze drukken te kunnen weerstaan. De huidige uitvinding voorziet een mogelijkheid om de luchtverdeelkamer op voordelige wijze te begrenzen tot een kleiner deelvolume, van bijvoorbeeld ongeveer 25 L of minder. Bij een gangbare druk van ongeveer 7 bar zal zich hierin slechts een drukenergie van 175 bar.L opbouwen, dus kleiner dan 200 bar.L.

In een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm omvat voorgenoemd, inwendig wanddeel een ringvormige of schijfvormige, dwarse tussenflens. Deze tussenflens begrenst de luchtverdeelkamer. Gezien perslucht in de luchtverdeelkamer een uitwaartse druk zal uitoefenen op de draagwand, is het voordelig dat de dwarse tussenflens daar als versteviging optreedt.

In een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm is de luchtverdeelkamer tussen twee dwarse tussenflenzen ingesloten. Dergelijke tussenflenzen kunnen om het even waar worden gepositioneerd - bij voorkeur op 20-80% van de totale rollengte, gemeten vanaf het smallere uiteinde. Dit heeft geen invloed op het volume van de luchtverdeelkamer zelf.

In een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm omvat minstens één van de — tussenflenzen een afstandshouder. Dit is voordelig tijdens productie, gezien de tweede tussenflens tegen de eerste (bv. reeds vastgemaakte) tussenflens kan worden gerangschikt. In een mogelijke uitvoeringsvorm gaat het dus om twee afzonderlijke tussenflenzen die nabij of tegen elkaar worden gerangschikt, en die zo worden bevestigd, binnen de draagwand. Daartussen zit de luchtverdeelkamer ingesloten. Als alternatief gaat het om een eerste tussenflens, een afstandshouder en een tweede tussenflens die uit één deel zijn gevormd (nl. “monoblock). Dit geheel kan dan eveneens binnen de draagwand worden bevestigd, bijvoorbeeld via lasverbindingen en/of via thermische klemming. In eerste instantie is de uitvinding tot geen van deze bevestigingsmethoden gelimiteerd. Bij voorkeur zit de luchtverdeelkamer ingesloten tussen een eerste en een tweede, dwarse tussenflens die door een afstandshouder worden gescheiden.

In een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm is de afstandshouder centraal voorzien, waarbij de luchtverdeelkamer zich ringvormig omheen de afstandshouder uitstrekt. De luchtverdeelkamer strekt zich dus ringvormig uit, tussen de afstandshouder en het binnenoppervlak van de draagwand. Bij voorkeur is de ringvormige luchtverdeelkamer in doorsnede (dus dwars op een sectie van de ringvorm) groter dan de doornsnede van de afzonderlijke luchtuitlaten. Dit verzekert een voldoende gelijkmatige spreiding van de lucht. In een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm zijn de genoemde tussenflens of tussenflenzen aan de draagwand gelast. Als voordeel leidt een lasverbinding steeds tot een gasdichte aansluiting tussen de verbonden delen. Echter is de uitvinding niet tot lasverbindingen gelimiteerd. Als alternatief zijn de tussenflens of tussenflenzen klemvast (en bij voorkeur gasdicht) binnen de draagwand aangebracht, bv. via thermische klemming na verhitting van de draagwand. In eerste instantie is de uitvinding tot geen van deze gelimiteerd. In een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm zijn de genoemde tussenflens of tussenflenzen slechts eenzijdig gelast. Bijvoorbeeld gaat het om twee afzonderlijke tussenflenzen die dichter nabij één uiteinde zijn gepositioneerd, en die opeenvolgend (en slechts éénzijdig) zijn gelast, vanaf dit dichtstbijzijnde uiteinde. Zie ook de niet- limitatieve uitvoeringsvorm van Fig. 4A-D. Een eenzijdige las is voor deze toepassing voldoende stevig. Bovendien is het voordelig om de tussenflens slechts te lassen vanaf de best bereikbare zijde. Bij voorkeur is de tussenflens minstens 5% dichter bij het ene uiteinde dan bij het andere uiteinde voorzien, gemeten t.o.v. de totale lengte van de rolkern. In een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm is de luchtinvoer niet-centraal gepositioneerd op één van beide eindflenzen. Optioneel wordt zo’n non-centrisch to BE2019/5319 ontwerp uitgebalanceerd door plaatsing van balanceergewichtjes. Met een niet- centrale plaatsing van de luchtinvoer, staat de luchtinvoer (en het verdere luchtverdeelsysteem) in hoofdzaak los van de lagering. Dit heeft voordelen tijdens productie, zoals beschreven bij de figuren. Bovendien is een niet-centraal gepositioneerde luchtinvoer nog steeds makkelijk toegankelijk. Een luchtinvoer die doorheen een as of astap verloopt, daarentegen, kan deze as of astap verzwakken. Volgens een alternatieve uitvoeringsvorm, echter, is de luchtinvoer centraal gepositioneerd. Daarbij verloopt de luchtinvoer centraal doorheen een as of astap, tot in de luchtverdeelkamer. Optioneel is de rolkern verder voorzien van inwendig buiswerk om perslucht vanaf de (centraal of niet-centraal gepositioneerde) luchtinvoer, tot de luchtverdeelkamer te geleiden.

In een tweede aspect voorziet de uitvinding nog een applicatorrol omvattende een rolkern en een rolhuls. In het bijzonder is de rolkern in overeenstemming met hetgeen hierboven is beschreven. Diezelfde kenmerken en voordelen kunnen dus worden hernomen.

In een derde aspect voorziet de uitvinding nog een werkwijze voor het monteren van een rolhuls, over een rolkern heen, en/of voor het demonteren van een rolhuls, van een rolkern af, waarbij de rolkern in overeenstemming is met hetgeen hierboven is beschreven. De werkwijze omvat de stappen van: (i) het invoeren van perslucht, vanaf de luchtinvoer tot in de luchtverdeelkamer, en (ii) het verschuiven van de rolhuls over de rolkern, onder luchtdruk vanuit luchtuitlaten. Bij voorkeur kan de ingevoerde perslucht zich minstens verspreiden over de luchtverdeelkamer, langsheen een binnenzijde van de draagwand.

In een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm ontwikkelt zich daarbij in de luchtverdeelkamer een drukenergie van hoogstens 200 bar.L, bij voorkeur hoogstens 50 bar.L. Dit heeft voordelen m.b.t. de veiligheid. In de meest te verkiezen uitvoeringsvorm is het deelvolume bezet door de luchtverdeelkamer (en eventueel inwendig buiswerk) zodanig klein dat zich daarin slechts een verwaarloosbare drukenergie kan opbouwen, bijvoorbeeld maximaal 5 bar.L bij 6-7 bar luchtdruk. In een vierde aspect voorziet de uitvinding nog een werkwijze voor het vervaardigen van de hierboven beschreven rolkern. Diezelfde kenmerken en voordelen kunnen u BE2019/5319 worden hernomen. De werkwijze omvat het lassen van minstens één inwendig wanddeel aan de draagwand en/of aan minstens één van beide eindflenzen. In een mogelijke uitvoeringsvorm omvat het inwendig wanddeel minstens één dwarse tussenflens (ringvormig of schijfvormig} die éénzijdig aan de draagwand wordt gelast, vanaf het dichtstbijzijnde uiteinde.

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

Figuren 1A-B tonen een vereenvoudigd aanzicht op, en een vereenvoudigde langsdoorsnede van een rolkern 2 volgens een te verkiezen uitvoeringsvorm van de uitvinding. De rolkern 2 omvat een buisvormige draagwand 4 met een buitenoppervlak 19 dat zich conisch verbredend uitstrekt tussen een smaller uiteinde 5 en een breder uiteinde 6. Aan het smaller uiteinde 5 bezit de draagwand 4 een kleinere diameter 12; aan het bredere uiteinde 6 bezit de draagwand 4 een grotere diameter 13 (beide gemeten vanaf de kopse zijde). Daartussen verloopt het buitenoppervlak 19 conisch. De coniciteit van het buitenoppervlak 19 wordt uitgedrukt als een diameterafwijking per meter rollengte, en is bij voorkeur gelegen tussen 0,20 en 0,50 mm per meter. Met het blote oog zijn zulke (kleine) coniciteiten niet af te leiden uit Fig. 1A-B. Weliswaar worden diezelfde coniciteiten sterk overdreven getekend in Fig. 3-5. Aan elk uiteinde 5, 6 is de rolkern 2 nog voorzien van een eindflens 7, 7’. Deze zijn elk voorzien van asgaten 9, 9’ voor de bevestiging van twee afzonderlijke astappen 8, 8’ (niet getoond). Zowel een permanente bevestiging (bv. via een lasverbinding) als een niet-permanente bevestiging (bv. via een schroefverbinding van een asflens 10 in de bevestigingsgaten 11 - zie Fig. 1B) zijn mogelijk. Nog een mogelijkheid is dat dergelijke astappen 8, 8’ integraal met de respectievelijke eindflenzen 7, 7° zijn gevormd (ook wel: “monoblock”). Als alternatief kan ook één doorlopende as 8 worden toegepast. Echter moet het ontwerp van de rolkern 2 dan compatibel zijn met een as die centraal doorheen het volledige rolvolume 25 verloopt. De uitvinding is tot geen van deze gelimiteerd.

Verder voorziet de rolkern 2 nog een luchtinvoer 15 voor de invoer van perslucht. De luchtinvoer 15 is niet-centraal gepositioneerd aan een eindflens 7, naast het asgat

9. Met zo’n afzonderlijke luchtinvoer 15 (dus niet geïntegreerd in een as of astap 8), staat de uitvoering van de astap 8 en lagering los van de luchtinvoer 15. De luchtinvoer 15 (en evt. het volledige luchtverdeelsysteem) van twee rolkernen 2 met een verschillend type lagering kan dus wel grotendeels gelijklopend worden geproduceerd, via dezelfde of gelijkaardige productiestappen. Dit draagt bij tot de efficiëntie van productie. Zoals ook te zien valt in Fig. 1A-B, zijn de eindflenzen 7, 7” op een zekere afstand van de kopse zijden voorzien. De luchtinvoer 15 zit afgeschermd binnen een eindvolume 18 dat daarbij ontstaat. Perslucht kan nu vanaf de niet-centrale luchtinvoer 15 tot in een ringvormige luchtverdeelkamer 17 worden geleid. Deze luchtverdeelkamer 17 bestrijkt slechts een kleiner deelvolume, binnenin het inwendig rolvolume 25 van de holle rolkern 2 gelegen. De luchtverdeelkamer 17 wordt namelijk tussen twee dwarse tussenflenzen 27, 27’ ingesloten. De eerste tussenflens 27 is hoofdzakelijk schijfvormig, de tweede tussenflens 27’ is hoofdzakelijk ringvormig. Voor de geleiding van perslucht voorziet de rolkern 2 een inwendige luchtpijp 16. De luchtpijp 16 verloopt evenwijdig met de centrale as 26, vanaf de luchtinvoer 15 tot nabij de luchtverdeelkamer 17. Optioneel sluit de luchtpijp 16 aan op een verbindingskanaal 32 dat in een eindflens 27 is uitgewerkt (zie Fig. 1B). Als alternatief mondt de luchtpijp 16 rechtstreeks in de luchtverdeelkamer 17 uit (niet getoond).

De tussenflenzen 27, 27’ zijn aan het binnenoppervlak 20 van de buisvormige draagwand 4 gelast (zie Fig. 1B). De tussenflenzen 27, 27’ en lasverbindingen sluiten de luchtverdeelkamer 17 luchtdicht af van verdere kamers 29, 30 binnen het rolvolume 25. In het geval van Fig. 1B zijn de tussenflenzen 27, 27’ dichter nabij het smaller uiteinde 5 voorzien. Slechts vanaf dit dichtstbijzijnde uiteinde 5 zijn zij gelast. Hierin ligt een productievoordeel, gezien de betere bereikbaarheid vanaf het dichtstbijzijnde uiteinde, via de korte kamer 30. Zoals nog te zien valt (Fig. 1B) vormt de eerste tussenflens 27 een afstandshouder 28 waartegen de tweede tussenflens 27’ aanligt. De luchtverdeelkamer 17 strekt zich ringvormig omheen de afstandshouder 28 uit, en is tussen beide tussenflenzen 27, 27’ ingesloten. Een centraal gepositioneerde afstandshouder 28 zal minder bijdragen tot het traagheidsmoment.

Tot slot wordt de luchtverdeelkamer 17 nog ringvormig omsloten door het binnenoppervlak 20’ van de buisvormige draagwand 4. De draagwand 4 heeft verder als voornaamste functie dat zij de rolhuls 3 draagt. Met zo’n dubbele functie (nl. ook het begrenzen van de luchtverdeelkamer 17) wordt er bespaard op materiaal en complexiteit van ontwerp. De totale massa en het traagheidsmoment liggen lager.

Optioneel voorziet minstens één tussenflens 27’ nog een centrale opening (zie Fig. 1B). De massa wordt verder beperkt. Langsheen de openingsrand zijn beide tussenflenzen 27, 27’ aan elkaar gelast, zodat de luchtverdeelkamer 17 luchtdicht afgesloten blijft. Indien beide tussenflenzen 27, 27’ van een centrale opening zijn voorzien, kan er een doorlopende as worden toegepast (niet getoond). Daarentegen wordt de rolkern 2 van Fig. 1B uitgerust met twee afzonderlijke astappen. De rolkern 2 voorziet nu twee of meerdere, uitwaartse luchtuitlaten 31. Deze strekken zich uit vanaf de luchtverdeelkamer 17, doorheen de draagwand 4. Perslucht kan eenvoudig ringvormig via de luchtverdeelkamer 17 over deze luchtuitlaten 31 worden verdeeld. De getoonde rolkern 2 is aangepast voor gebruik in applicatorrollen 1 voor industriële laktoepassingen. In het bijzonder is de rolkern 2 geschikt voor ontvangst van een verwisselbare rolhuls 3 (niet getoond). Daarbij kan het binnenoppervlak 22 van de rolhuls 3 onder luchtdruk omheen het buitenoppervlak 19 van de rolkern 2 worden gespannen. Het monteren van een verwisselbare rolhuls 3 wordt schematisch geïllustreerd in Fig. 3A-B.

Een belangrijk kenmerk (onder meer te zien in Fig. 1A-B) is dat de luchtverdeelkamer 17 slechts een kleiner, luchtdicht afgesloten deelvolume van het rolvolume 25 bezet. Bij het monteren/demonteren van rolhulzen 3 komt slechts dat deelvolume onder druk te staan (bv. ongeveer 7 bar). Uit veiligheidsoverwegingen is het genoemde deelvolume bij voorkeur voldoende klein, zodat zich daarbinnen slechts een beperkte drukenergie kan opbouwen. Bij voorkeur is het volume van de luchtverdeelkamer 17 zodanig dat, bij aanleg van 7 bar luchtdruk, de opgebouwde drukenergie maximaal 200 bar.L bedraagt, en bij verdere voorkeur maximaal 50 bar.L. In de pneumatische techniek is het algemeen erkend dat er speciale veiligheidsmaatregelen moeten worden getroffen bij een maximale drukenergie van 200 bar.L of hoger. Anderzijds mag een maximale drukenergie van 50 bar.L of lager als ongevaarlijk worden beschouwd. Zie bijvoorbeeld de Europese richtlijn voor drukapparatuur (2014/68/EU) Perslucht die in de luchtverdeelkamer 17 is ingebracht, zal een radiaal uitwaartse druk uitoefenen op het binnenoppervlak 20’ van de draagwand 4. Een voordeel van de tussenflenzen 27, 27’ is dat zij de mechanische stevigheid lokaal verhogen. Het is dus niet nodig om de draagwand 4 in zijn geheel te verzwaren.

In de uitvoeringsvorm van Fig. 1B vormt de luchtverdeelkamer 17 een ringvormige doorgang die langs de verschillende luchtuitlaten 31 passeert.

De doorgang is bij voorkeur groter (in dwarsdoornsnede) dan de doorgangen van de afzonderlijke luchtuitlaten 31. Dit verzekert een goede luchtverdeling.

Figuren 2A-C tonen rolkernen 2 volgens een aantal alternatieve uitvoeringsvormen.

Telkens is de luchtverdeelkamer 17 binnen het inwendig rolvolume 25 gelegen.

De rolkern 2 voorziet bovendien een inwendig wanddeel 27, 27” dat de luchtverdeelkamer 17 begrenst tot een kleiner, luchtdicht afgesloten deelvolume van het rolvolume 25. Verder wordt de luchtverdeelkamer 17 minstens ter hoogte van de luchtuitlaten 31 omsloten door de draagwand 4. Daarbij sluit de luchtverdeelkamer 17 op de luchtuitlaten 31 aan.

In Fig. 2A-B is de luchtverdeelkamer 17 hoofdzakelijk cilindervormig, waarbij de rolkern 2 een schijfvormige, dwarse tussenflens 27 omvat.

Het rolvolume 25 wordt dus opgedeeld in een lange kamer 29 (links) en een korte luchtverdeelkamer 17, 30 (rechts). Beide zijn cilindervormig.

In Fig. 2A is de luchtinvoer 15 daarbij voorzien als een opening doorheen de rechtste eindflens 7. De luchtinvoer 15 voert rechtstreeks tot in de aangrenzende luchtverdeelkamer 17. In Fig. 2B is de luchtinvoer 15 aan de linkse eindflens 7 voorzien, waarbij perslucht via een luchtpijp 16 doorheen de lange kamer 29, tot in de luchtverdeelkamer 17 wordt geleid.

In beide gevallen is de luchtinvoer 15 niet-centraal gepositioneerd.

Echter is de uitvinding eveneens van toepassing op rolkernen 2 met een centrale luchtinvoer 15, bijvoorbeeld doorheen één van beide astappen 8. Belangrijk is dat perslucht binnen de luchtverdeelkamer 17 een uitwaartse druk zal uitoefenen op de draagwand 4. Het is dus voordelig dat de rolkern 2 daar lokaal wordt verstevigd, d.m.v. de dwarse tussenflens 27. Zo kan de draagwand 4 met een kleinere wanddikte worden uitgevoerd.

Het gewicht en vooral het traagheidsmoment van de rolkern 4 omheen de centrale as 26 liggen dus lager.

In Fig. 2C is de luchtverdeelkamer 17 hoofdzakelijk ringvormig, waarbij de rolkern 2 een buisvormige binnenwand 27” omvat die zich tussen de eindflenzen 7 uitstrekt.

Ook een dergelijke, buisvormige binnenwand 27” zal de rolkern 2 versterken, en daarbij de draagwand 4 deels ontlasten.

De draagwand 4 kan dus met een kleinere wanddikte worden uitgevoerd.

Gezien de buisvormige binnenwand 27” dichter bij de centrale as is gepositioneerd, draagt deze slechts in meer beperkte mate bij tot het traagheidsmoment van de rolkern 2.

Nog een voordeel van de uitvoeringsvormen volgens Fig. 2A-C, is dat de inwendige 5 wanddelen 27, 27” (de dwarse tussenflens 27 en de buisvormige binnenwand 27” continu rotatiesymmetrisch zijn. Dit is van belang gezien het gaat om relatief zware delen. De effecten van een verbindingskanaal 32 (Fig. 1A-B), of inwendig buiswerk 16 kunnen eenvoudig worden gecompenseerd, via slechts één balanceergewichtje. Tegelijk staat dit in contrast met het inwendig blok van NL 7 707 402, dat slechts periodiek rotatiesymmetrisch is. Dit kan een bron zijn van vibraties. Figuren 3A-B illustreren, op schematische wijze, de montage van een losse rolhuls 3 over een rolkern 2, volgens een mogelijke uitvoeringsvorm. Eerst wordt de rolhuls 3 in ontspannen toestand over de rolkern 2 geschoven, vanaf het smallere uiteinde

5. Zie Fig. 3A. Daarbij zijn de luchtuitlaten 31 afgedekt. Vervolgens wordt de ringvormige luchtverdeelkamer 17 onder luchtdruk gezet. Daartoe wordt perslucht ingevoerd via de luchtinvoer 15. Slechts het deelvolume bezet door de luchtverdeelkamer 17 en de luchtpijp 16 komt daarbij onder druk te staan. Gezien dit relatief kleine volume, blijft de maximale drukenergie steeds beneden 250 bar.L. Dit is voordelig m.b.t. de veiligheid. Perslucht ontsnapt nu via de luchtuitlaten 31, waardoor de rolhuls 3 radiaal gaat uitzetten. De uitgezette rolhuls 3 kan dan volledig over de rolkern 2 worden gegleden. Wanneer vervolgens de luchtdruk wordt terug verlaagd, krimpt de rolhuls 3 terug, en zet deze zich klemmend vast op de rolkern

2. Zie Fig. 3B. De rolhuls 3 kan pas worden verwijderd wanneer de luchtdruk opnieuw wordt opgevoerd. Figuren 4A-D tonen tot slot, op schematische wijze, de vervaardiging van een rolkern 2 volgens een mogelijke uitvoeringsvorm van de uitvinding. Er wordt uitgegaan van een buisvormige draagwand 4 met twee open uiteinden 5, 6. Bijvoorbeeld gaat het om een gelast of centrifugaal gegoten, aluminium buisdeel. Via inwendige wanddelen 27, 27’ wordt daarbinnen een kleinere luchtverdeelkamer 17 afgebakend. In de getoonde uitvoeringsvorm gaat het om een eerste, schijfvormige tussenflens 27 en een tweede, ringvormige tussenflens 27’. In een eerste stap wordt de eerste tussenflens 27 verbonden met een luchtpijp 16, ter hoogte van een verbindingskanaal 32 dat in de tussenflens 27 is voorzien. Het geheel wordt nu tot binnen de draagwand 4 gevoerd. De positionering (zie Fig. 4B)

van de tussenflens 27 is zodanig dat deze zich dichter nabij één van de uiteinden 5, 6 bevindt. De tussenflens 27 wordt vervolgens aan de draagwand 4 gelast, via een ringvormige las. De tussenflens 27 wordt slechts eenzijdig gelast, enkel vanaf het dichtstbijzijnde uiteinde 5.

Verder voorziet de eerste tussenflens 27 een afstandshouder 28 (zie ook de uitvoeringsvorm van Fig. 1B) waartegen vervolgens de tweede tussenflens 27’ wordt geplaatst. Ook deze tussenflens 27’ wordt slechts via een eenzijdige las verbonden met de draagwand 4, enkel vanaf het dichtstbijzijnde uiteinde 5. Zoals getoond in Fig. 4B-D vormt de tweede tussenflens 27’ een centrale opening; ook daarin wordt een eenzijdige las voorzien. Zo ontstaat er een luchtverdeelkamer 17 die luchtdicht is afgesloten van een verdere, lange kamer 29 en een verdere, korte kamer 30 binnen draagwand 4.

Tussen bovengenoemde stappen door, of achteraf kunnen ook de twee eindflenzen 7, 7’ en de luchtuitlaten 31 worden toegevoegd. Het buitenoppervlak 19 van de draagwand 4 dient heel nauwkeurig te zijn gevormd. Bij voorkeur wordt dat buitenoppervlak 19 dus pas in een laatste stap gefinaliseerd. Optioneel wordt de rolkern 2 nog uitgebalanceerd.

De genummerde elementen op de figuren zijn:

1. Applicatorrol

2. Rolkern

3. Rolhuls

4. Draagwand

5. Smaller uiteinde

6. Breder uiteinde

7. Eindflens

8. As of astap

9. Asgat

10. Asflens

11. Bevestigingsgat

12. Kleinere diameter

13. Grotere diameter

14. Rollengte

15. Luchtinvoer

16. Luchtpijp / buiswerk

17. Luchtverdeelkamer

18. Eindvolume

19. Buitenoppervlak draagwand

20. Binnenoppervlak draagwand

21.Buitenoppervlak rolhuls

22. Binnenoppervlak rolhuls

23. Axiale richting

24. Radiale richting

25. Rolvolume

26. Centrale as

27. Inwendig wanddeel

28. Afstandshouder

29. Lange kamer

30. Korte kamer

31.Luchtuitlaat

32. Verbindingskanaal Het is verondersteld dat de huidige uitvinding niet beperkt is tot de uitvoeringsvormen die hierboven beschreven zijn en dat enkele aanpassingen of veranderingen aan de beschreven voorbeelden en figuren kunnen worden toegevoegd, zonder de toegevoegde conclusies te herwaarderen.

Claims (15)

CONCLUSI ES

1. Een rolkern (2) omvattende een buisvormige draagwand (4) met een buitenoppervlak (19) dat zich conisch verbredend uitstrekt, vanaf een smaller uiteinde (5) tot aan een breder uiteinde (6), welke rolkern (2) aan beide uiteinden (5, 6) is voorzien van een dwarse eindflens (7, 7’) voor gelagerde bevestiging via een as of astap (8), welke rolkern (2) verder een luchtinvoer (15) voorziet, aangepast voor invoer van perslucht tot een inwendige luchtverdeelkamer (17) die in verbinding staat met twee of meerdere, uitwaartse luchtuitlaten (31) doorheen de draagwand (4), en welke rolkern (2) daarbij is aangepast voor ontvangst van een verwisselbare rolhuls (3) die onder luchtdruk omheen de draagwand (4) kan worden gespannen, - waarbij de luchtverdeelkamer (17) is gelegen binnen een inwendig rolvolume (25) dat zich binnen de draagwand (4) en tussen de eindflenzen (7, 7”) uitstrekt, en - waarbij de luchtverdeelkamer (17) minstens ter hoogte van de luchtuitlaten (31) ringvormig door de draagwand (4) wordt begrensd, met het kenmerk, dat de rolkern (2) minstens één inwendig wanddeel (27, 27’) omvat, welk wanddeel (27, 27’) in het rolvolume (25) is gepositioneerd, en welk wanddeel (27, 27’) de luchtverdeelkamer (17) verder begrenst tot een kleiner, luchtdicht afgesloten deelvolume van het rolvolume (25).

2. De rolkern (2) volgens conclusie 1, waarbij de luchtverdeelkamer (17) ringvormig of cilindervormig is.

3. De rolkern (2) volgens één der conclusies 1-2, waarbij de luchtverdeelkamer (17) is begrensd tot een deelvolume waarin zich bij 7 bar luchtdruk slechts een drukenergie van hoogstens 200 bar.L kan ontwikkelen, bij voorkeur hoogstens 50 bar.L.

4, De rolkern (2) volgens één der conclusies 1-3, waarbij het wanddeel (27, 27’) een ringvormige of schijfvormige, dwarse tussenflens (27, 27’) omvat.

5. De rolkern (2) volgens conclusie 4, waarbij de luchtverdeelkamer (17) tussen twee dwarse tussenflenzen (27, 27’) is ingesloten.

6. De rolkern (2) volgens conclusie 5, waarbij minstens één van de tussenflenzen (27, 27’) een afstandshouder (28) omvat.

7. De rolkern (2) volgens conclusie 6, waarbij de afstandshouder (28) centraal is voorzien, en waarbij de luchtverdeelkamer (17) zich ringvormig omheen de afstandshouder (28) uitstrekt.

8. De rolkern (2) volgens één der conclusies 5-7, waarbij de tussenflenzen (27, 27") integraal zijn gevormd of integraal zijn verbonden, bij voorkeur met een afstandshouder (28) ertussen.

9, De rolkern (2) volgens één der conclusies 4-8, waarbij de genoemde tussenflens (27) of tussenflenzen (27, 27") aan de draagwand (4) zijn gelast.

10. De rolkern (2) volgens conclusie 9, waarbij de genoemde tussenflens (27) of tussenflenzen (27, 27”) slechts eenzijdig zijn gelast, vanaf een dichtstbijzijnd uiteinde van de rolkern (2).

11.De rolkern (2) volgens één der voorgaande conclusies, verder voorzien van inwendig buiswerk (16) om perslucht vanaf de luchtinvoer (15) tot de luchtverdeelkamer (17) te geleiden.

12.Een applicatorrol (1) omvattende een rolkern (2) en een rolhuls (3), met het kenmerk, dat de rolkern (2) in overeenstemming is met één der conclusies 1-

11.

13.Een werkwijze voor het monteren van een rolhuls (3), over een conische rolkern (2) heen, en/of voor het demonteren van een rolhuls (3), van een conische rolkern (2) af, waarbij de rolkern (2) in overeenstemming is met één der conclusies 1-11, de werkwijze omvattende de stappen van: (i) het invoeren van perslucht, vanaf de luchtinvoer (15) tot in de luchtverdeelkamer (17), en (ii) het verschuiven van de rolhuls (3) over de rolkern (2), onder luchtdruk vanuit luchtuitlaten (31).

14. De werkwijze volgens conclusie 13, waarbij zich in de luchtverdeelkamer (17) een drukenergie van hoogstens 200 bar.L ontwikkelt, bij voorkeur hoogstens 50 bar.L.

15.Een werkwijze voor het vervaardigen van een rolkern (2) volgens één der conclusies 1-11, de werkwijze omvattende het lassen van het inwendig wanddeel (27) aan de draagwand (4) en/of aan minstens één van beide eindflenzen (7, 7”).

40