DE4140216A1 - Vorrichtung zum befetten von werkstuecken bei der spanlosen verformung und beim walzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befetten von Werkstücken bei der spanlosen Verformung und beim Walzen, mit mindestens einer hohlen Befettungswalze, die einen fettdurch­ lässigen Mantel aufweist, an dessen Außenfläche eine Fettver­ teilungsschicht angeordnet ist, wobei die Befettungswalze auf einer in einem Vorrichtungsgestell gehaltenen, mit Fettdurch­ trittsöffnungen versehenen Hohlachse gelagert ist.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE-PS 35 35 479 bekannt. Hierbei wird das Befettungsmittel durch eine raumfeste Hohlachse hindurch, die mit radialen Be­ fettungsöffnungen versehen ist, in die ebenfalls hohle Befet­ tungswalze eingespeist. Die auf einer in einem Vorrichtungs­ gestell gehaltenen Hohlachse drehbar gelagerte Befettungs­ walze weist im Mantel Befettungsöffnungen auf. Durch diese tritt das Befettungsmittel dann in die Fettverteilungsschicht aus.

Bei dieser an sich vorteilhaften Vorrichtung können je­ doch in Abhängigkeit von der Viskosität des Befettungsmittels über die axiale Länge der Hohlachse hinweg unterschiedliche Befettungsmittelmengen austreten. Obwohl man normalerweise bezüglich der Mengenverteilung auf der Basis des Prinzips der kommunizierenden Röhren davon ausgehen müßte, daß die Durch­ trittsmenge pro Hohlachsen-Befettungsmittelöffnung im wesent­ lichen gleich ist, ist dieses in der Praxis nicht der Fall. Und zwar wird bei niedrigviskosen Befettungsmitteln bei­ spielsweise beobachtet, daß sich über die axiale Länge der Hohlachse eine parabelartige Verteilung des Befettungsmittels ergibt. Dies bedeutet, daß sich auch am Anfang der Befet­ tungswalze und zum Ende der Befettungswalze hin relativ hohe Befettungsmittel-Durchtrittsmengen ergeben.

Dagegen nimmt bei hochviskosen Befettungsmitteln in Richtung zum Hohlachsenende die aus den radialen Löchern aus­ getretene Befettungsmittelmenge ab. Hierbei bildet das Befettungsmittel im eintrittsfernen Bereich gewissermaßen einen Pfropfen. Dies kann insbesondere bei mit Bürstenhaaren versehenen Befettungswalzen zu einer ungleichen Fettvertei­ lung auf der Werkstückoberfläche führen. Aber auch bei mit Filz oder mit einem anderen filterartigen Werkstoff umhüllten Befettungswalzen - die grundsätzlich in der Lage sind, für eine gleichmäßige Verteilung des Befettungsmittels über die axiale Länge hinweg zu sorgen - kann das Problem der un­ gleichmäßigen Mengenverteilung bestehen. Wenn nämlich zukünf­ tig als Befettungsmedien auch solche Stoffe in Frage kommen, die eine sehr geringe Oberflächenspannung aufweisen, tritt selbst bei der z. B. mit Filz ummantelten Befettungswalze eine nachteilige ungleichmäßige Mengenverteilung auf, weil die Filzschicht dem Durchdringen des Mediums keinen genügenden Widerstand entgegensetzt.

Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß bei der Verwendung von mit Bürsten besetzten Befettungswalzen sowie dem Einsatz von Befettungsmitteln mit geringer Ober­ flächenspannung die Verteilung des Befettungsmittels gesteu­ ert, insbesondere eine Vergleichmäßigung des Volumenstromes über die gesamte axiale Länge der Hohlachse erreicht werden kann.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß zwischen der Hohlachse und der Fettverteilungsschicht der Befettungs­ walze mindestens in einem Teilbereich der axialen Erstreckung der Walze ein mit einer Vielzahl porenartiger Öffnungen versehener Körper angeordnet ist.

Mit der Erfindung ist es gelungen, die Mengenverteilung des Befettungsmittels so zu steuern, daß bei insgesamt nied­ rigerem Befettungsmittelverbrauch einerseits eine Gleich­ mäßigkeit der Befettung über die gesamte axiale Länge hinweg und andererseits durch Anordnung des mit Poren versehenen Körpers nur in mindestens einem Teilbereich eine differen­ zierte Befettung eines Werkstücks erreicht werden kann. Dies hat den Vorteil, daß aufgrund des minimierten Befettungsmit­ telverbrauchs und auch wegen des verminderten Aufwandes beim Entfetten der Werkstücke (z. B. vor dem Lackieren) insgesamt geringere Kosten anfallen. Darüber hinaus ist ein gleich­ mäßiger und dünner Befettungsmittelauftrag bei der spanlosen Verformung von Vorteil.

Grundsätzlich ist der Erfolg der Erfindung dadurch zu erklären, daß der mit porenartigen Öffnungen versehene Körper als innerer Strömungswiderstand (Drossel) wirkt. Dadurch ent­ steht ein Befettungsmittelstau an der Innenumfangsfläche des Körpers und eine Vergleichmäßigung des vom Innenraum der Walze in die Fettverteilungsschicht austretenden Volumenstro­ mes über die gesamte axiale Länge der Befettungswalze hinweg.

Auch ist es möglich, den zwischen Fettverteilungsschicht und der Hohlachse angeordneten Körper über die axiale Länge der Befettungswalze hinweg, mit unterschiedlich vielen bzw. unterschiedlich großen porenartigen Öffnungen zu versehen. Damit können in einem Arbeitsgang mittels einer Befettungs­ walze unterschiedlich dicke Befettungsmittelschichten auf dasselbe Werkstück aufgebracht werden.

Vorteilhafterweise wird der porenartige Körper insbeson­ dere als Sieb, Vlies, Sinterschicht od. dgl. ausgebildet. Alle diese Materialien haben den Vorteil, daß die Öffnungsweite der Maschen bzw. Poren variiert werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Körper als kreiszylinderartiges Sieb ausgebildet, wobei das Metallsieb Öffnungen mit einer Maschenweite von 200 µM aufweist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß sie sich einfach her­ stellen läßt und eine hohe Lebensdauer hat.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Dabei zeigt im einzelnen:

Fig. 1 einen radialen Querschnitt durch eine Befettungs­ walze gemäß der Erfindung und

Fig. 2 einen axialen Längsschnitt durch dieselbe Befettungswalze.

Die in Fig. 1 dargestellte in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 versehene Befettungswalze umfaßt einen Hohlzylinder 11, der bevorzugt aus Stahl besteht, jedoch auch aus verschiedenen widerstandsfähigen Werkstoffen hergestellt sein kann. Auf seinem Umfang trägt der Hohlzylinder 11 eine strichpunktiert konturierte Fettverteilungsschicht 12. Diese kann - wie hier alternativ dargestellt - entweder aus in Sacklöchern 13 des Zylinders 11 angeordneten Bürsten-Büscheln 14 bestehen, die über den gesamten Umfang des Hohlzylinders 11 angeordnet sind, oder aus einem mit der Bezugsziffer 15 bezeichneten, an der Mantelfläche des Hohlzylinders 11 ange­ ordneten Schlauch aus z. B. Filz. In beiden Fällen weist die Wand 23 des Hohlzylinders 11 eine große Anzahl von Fettdurch­ trittsöffnungen 16 aus. Die Fettdurchtrittsöffnungen 16 ver­ binden die Innenseite 24 der Fettverteilungsschicht 12 mit dem Innenraum 17 des Hohlzylinders 11. An der Innenmantelflä­ che 18 des Hohlzylinders 11 liegt ein kreiszylinderartiges Sieb 19 an. Da das Sieb 19 in Bezug auf den Innendurchmesser des Hohlzylinders Untermaß aufweist und des weiteren lose zwischen der Hohlachse 20 und der Innenumfangsfläche 18 des Hohlzylinders angeordnet ist, hat es die Tendenz sich an den in Schwerkraftrichtung weisenden Innenumfangsabschnitt des Hohlzylinders 11 anzulegen. Beim Ausführungsbeispiel hat das Sieb eine Maschenweite von ca. 200 µM.

Der die Fettverteilungsschicht tragende Hohlzylinder 11 ist an seinen stirnseitigen Zylinderböden 25 auf einer fest­ stehenden, in einem nicht dargestellten Vorrichtungsgestell gehaltenen Hohlachse 20 antriebslos oder mit einem Eigenan­ trieb versehen in nicht näher gezeigter Weise an Lagerstellen 26 drehbar gelagert. In der Hohlachse 20 sind über die ge­ samte axiale Länge Fettaustrittsöffnungen 21 angeordnet.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen sogenannten Drucköler, dessen Befettungsmittelöffnungen 21 zweckmäßig nach oben wei­ sen. Grundsätzlich gelten die Ausführungen aber auch für so­ genannte Tropföler mit zur Aufstellebene der Vorrichtung hin offenen Bohrungen.

Aus Fig. 2 wird deutlich, wie die Zuführung des Befet­ tungsmittels erfolgt. Das Befettungsmittel wird von einer nicht dargestellten Befettungsmittel-Versorgungseinheit über eine Kupplung 22 in Pfeilrichtung x in die Hohlachse 20 ge­ drückt.

Nach dem Befüllen der Hohlachse 20 tritt das Befettungs­ mittel beim dargestellten Ausführungsbeispiel unter Druck aus den Befettungsöffnungen 21 in den Innenraum 17 des Hohlzylin­ ders 11 aus.

Als nächstes schlägt sich das aus der Hohlwalze 20 aus­ tretende Befettungsmittel auf der Innenumfangsfläche des Sie­ bes 19 nieder. Dabei staut sich das Befettungsmittel an der als Strömungswiderstand wirkenden Innenfläche des Siebes 19 auf, wobei dieses das Befettungsmittel nur über die gesamte Fläche gleichmäßig verteilt durch die Maschen hindurchtreten läßt. Das Hindurchtreten des Befettungsmittels wird dabei durch die Zentrifugalwirkung bei umlaufender Befettungswalze 10 hervorgerufen. Im Ergebnis verursacht der Einsatz des Sie­ bes 19 ein gleichmäßiges Austreten des Befettungsmittel aus den Befettungsöffnungen 16 in die Fettverteilungschicht 12 über die gesamte Axiallänge der Walze 10 hinweg.

Dies gilt - wie in Fig. 2 dargestellt - sowohl für eine mit Bürstenbüscheln 14 besetzte Befettungswalze wie auch für den Fall, daß die Befettungswalze 10 z. B. von einem Filz­ schlauch 15 umhüllt ist.

Aus der Fig. 2 wird ebenfalls deutlich, daß man mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung mittels Veränderung der Ma­ schenweite des kreiszylindrischen Siebes 19 über die axiale Länge desselben hinweg den Volumenstrom in jedem Bereich der Befettungswalze 10 individuell und kontrolliert steuern kann. Das heißt, durch die Erfindung wird zuerst einmal die Mög­ lichkeit geschaffen, eine gleichmäßige Befettung über die ge­ samte axiale Länge der Befettungswalze 10 zu erzielen, in ei­ nem weiteren Schritt bietet die Erfindung aber auch die Mög­ lichkeit, kontrolliert eine differenzierte Befettung eines Werkstückes vorzunehmen. Diese Möglichkeit verbessert die Einsatzfähigkeit dieser Art von Befettungswalzen.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Befetten von Werkstücken bei der spanlosen Verformung und beim Walzen, mit mindestens einer hohlen Befettungswalze, die einen fettdurchlässigen Mantel aufweist, an dessen Außenfläche eine Fettverteilungsschicht angeordnet ist, wobei die Befettungswalze auf einer in einem Vorrichtungsgestell gehaltenen, mit Fettdurchtrittsöffnungen versehenen Hohlachse gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hohlachse (20) und der Fettverteilungs­ schicht (12) der Befettungswalze (10) mindestens in einem axialen Teilbereich der Walze (10) ein mit einer Vielzahl po­ renartiger Öffnungen versehener Körper (19) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hohlachse (20) und der Mantelfläche (18) der Befettungswalze (10) mindestens in einem axialen Teilbereich der Walze (10) ein mit einer Vielzahl porenartiger Öffnungen versehener Körper (19) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Poren des Körpers (19) in axialen Teilbe­ reichen unterschiedliche Öffnungsweiten aufweisen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (19) als Sieb, Vlies, Sinter­ schicht od. dgl. ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (19) kreiszylinderartig ausge­ bildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der kreiszylinderartige Körper aus einem Sieb (19) besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (19) eine Maschenweite von etwa 200 µM auf­ weist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (19) aus Metall, wie z. B. aus rostfreiem Stahl od. dgl. besteht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (19) aus mehreren Siebschich­ ten unterschiedlicher Maschenweite besteht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß der Körper (19) an der Hohlachse (20) befestigt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß der Körper (19) an der Befet­ tungswalze (10) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß der Körper (19) lose innerhalb der Befettungswalze (10) auf dessen Innenmantelfläche (18) ab­ rollbar angeordnet ist.