DE4140216C2 - Vorrichtung zum Befetten von Werkstücken 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 als Hohlzylinder ausgebildeten Befettungswalze, an deren fettdurchlässigem Mantel außen eine Fettverteilungsschicht angeordnet ist, welche das zu befettende Werkstück unmittelbar berührt, wobei die Befettungswalze auf einer in einem Vorrichtungsgestell gehaltenen Hohlachse gelagert ist, durch deren Fettdurchtrittsöffnungen das Befettungsmittel zugeführt wird, welches an der Innenmantelfläche des Hohlzylinders einen Niederschlag bildet.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 35 35 479 C2 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 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.

Zusätzlich ist aus der DE-PS 8 16 104 eine Vorrichtung zum indirekten Auftragen einer Flüssigkeit auf einen Gegenstand bekannt, bei der die Auftragsvorrichtung jedoch nicht auf eiiner der Fettzuführung dienenden Hohlachse gelagert ist, sondern einen zusätzlichen Zylinder aufweist, der im wesentlichen vollständig mit der zu verteilenden Flüssigkeit gefüllt ist. Durch diese fast vollständige Füllung des Zylinders ergibt sich automatisch ein über die gesamte Länge der Vorrichtung gleichmäßiger Austrag der Flüssigkeit aus den Öffnungen, wobei jedoch von einer Minimaldosierung keine Rede sein kann. Vielmehr kommt es bei dieser Art der Befettungsvorrichtung zu einem hohen Verbrauch an Befettungsmittel bei gleichzeitig mangelhafter Verteilung.

Darüber hinaus ist aus den Patents Abtracts of Japan 61-146 364 (A) Sect. C, Vol. 10 (1986), Nr. 345 (C-386) eine Vorrichtung bekannt, bei der die Auftragsflüssigkeit zwar auch axial zugeführt wird, jedoch die Achse von einem zylindrischen Körper umgeben ist, der einen einzigen, sich unter einem bestimmten Druck öffnenden Schlitz aufweist. Je nach Art der axialen Zuführung der Auftragsflüssigkeit ist damit keine einseitige, gleichmäßige Verteilung der Auftragsflüssigkeit an der Innenumfangsfläche des gelochten Trägerkörpers (Hohlzylinders) garantiert.

Letztlich ist aus dem DE 78 18 116 U1 eine Einölwalze bekannt, bei der zwischen dem axialen Ölzufuhrkanal und dem Tragrohr (Hohlzylinder) ein Innenrohr angeordnet ist. Der Ringraum zwischen dem Innenrohr und dem Tragrohr wird dazu genutzt, das über Leitungen zum Ölzufuhrkanal herangeführte Öl zu speichern, so daß es dann über die radialen Bohrungen in die Fettverteilungsschicht austreten kann.

Ausgehend von dem zuerst beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine derartige Vorichtung zum Befetten von Werkstücken so auszugestalten, daß bei den in Rede stehenden Befettungswalzen sowie dem Einsatz von Befettungsmitteln mit geringer Oberflächenspannung die Verteilung des Befettungsmittels gesteuert, insbesondere eine Vergleichsmäßigung des Volumenstromes über die gesamte axiale Länge der Hohlachse erreicht werden kann, wobei außerdem der Befettungsmittelverbrauch verringert sein soll.

Die Erfindung löst bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung diese Aufgabe dadurch, daß zwischen der Hohlachse und der Innenmantelfläche des Hohlzylinders ein die Hohlachse umfangsmäßig umschließender und in mindestens einem axialen Teilbereich der Befettungswalze 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.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann der Körper in axialen Teilbereichen unterschiedlich viele und/oder unterschiedlich große porenartige Öffnungen aufweisen. Damit können in einem Arbeitsgang mittels einer Befettungswalze unterschiedlich dicke Befettungsmittelschichten auf dasselbe Werkstück aufgebracht werden.

Vorteilhafterweise wird der Körper als Sieb, Vlies oder Sinterteil ausgebildet. Alle diese Materialien haben den Vorteil, daß die Öffnungsweite der Maschen bzw. Poren variiert werden kann.

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

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen. Weitere Einzelheiten ergeben sich 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 anderen 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 Bürstenbüscheln 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 als kreiszylinderartiges Sieb ausgebildeter mit porenartigen Öffnungen versehener Körper 19 an. Da das Sieb 19 in Bezug auf den Innendurchmesser des Hohlzylinders 11 Untermaß aufweist und des weiteren lose zwischen der Hohlachse 20 und der Innenumfangsfläche 18 des Hohlzylinders 11 angeordnet ist, hat es die Tendenz sich an den in Schwerkraftrichtung weisenden Innenumfangsabschnitt des Hohlzylinders 11 anzulegen. Beim Ausführungsbeispiel hat das Sieb 17 eine Maschenweite von ca. 200 µm.

Der die Fettverteilungsschicht 12 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 Innenumfangsfläche des Siebes 19 auf, wobei dieses das Befettungsmittel nun 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 Befettungsmittels 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 10 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 (10)

1. Vorrichtung zum Befetten von Werkstücken bei der spanlosen Verformung und beim Walzen, mit mindestens einer als Hohlzylinder ausgebildeten Befettungswalze, an deren fettdurchlässigem Mantel außen eine Fettverteilungsschicht angeordnet ist, welche das zu befettende Werkstück unmittelbar berührt, wobei die Befettungswalze auf einer in einem Vorrichtungsgestell gehaltenen Hohlachse gelagert ist, durch deren Fettdurchtrittsöffnungen das Befettungsmittel zugeführt wird, welches an der Innenmantelfläche des Hohlzylinders einen Niederschlag bildet, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Hohlachse (20) und der Innenmantelfläche (18) des Hohlzylinders (11) ein die Hohlachse (20) umfangsmäßig umschließender und in mindestens einem axialen Teilbereich der Befettungswalze (10) mit einer Vielzahl porenartiger Öffnungen versehener Körper (19) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (19) in axialen Teilbereichen unterschiedlich viele und/oder unterschiedlich große porenartige Öffnungen aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (19) als Sieb, Vlies oder Sinterteil ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (19) kreiszylinderartig ausge­ bildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb eine Maschenweite von etwa 200 µm auf­ weist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb aus Metall, insbesondere aus rostfreiem Stahl besteht.

7. Vorrichtung nach der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (19) aus mehreren Siebschich­ ten unterschiedlicher Maschenweite besteht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Körper (19) an der Hohlachse (20) befestigt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Körper (19) an der Befet­ tungswalze (10) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Körper (19) lose innerhalb der Befettungswalze (10) auf dessen Innenmantelfläche (18) ab­ rollbar angeordnet ist.