DE8705029U1

DE8705029U1 - Roller or roll

Info

Publication number: DE8705029U1
Application number: DE8705029U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-04-04
Filing date: 1987-04-04
Publication date: 1988-07-28

Description

, . I III I I I I I I, . I III I I I I I I

2128.3 \ p<;' « j &EEgr;'··* }i'}-:' 27.03.19872128.3 \ p<;' « j &EEgr;'··* }i'}-:' 27.03.1987

' &igr; &igr; ' I Il « ' · ·' &igr;&igr; ' I Il « ' · ·

BeschreibungDescription

Die Erfindung betrifft eine Walze öder Rolle gemäß dem Ober· begriff des Anspruches 1.The invention relates to a roller or roll according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Walze oder Rolle ist in der DE-OS 35 05 beschrieben. Sie hat einen faserverstärkten Grundkörper, bei welchem die Wandstärke und die Anzahl der Faseriagen verhältnismäßig groß gewählt werden muß, damit die Walze die für eine mechanische Endbearbeitung def thermisch gespritzten Materialschicht und für den späteren Einsatz notwendige mechanische Festigkeit aufweist. Die Herstellung derartiger dickwandiger zylindrischer Grundkörper ist aufwendig und teuer} auch sind derartige Grundkörper oft mit verhältnismäßig größen Unwuchten behaftet* da Faserver-Stärkung und Harz sich nicht exakt gleichförmig in Umfangsrichtung verteilen und das Harz beim Aushärten je nach dem lokalen Anteil der Verstärkungsfasern unterschiedlich stark schwindet.Such a roller or roll is described in DE-OS 35 05. It has a fiber-reinforced base body, in which the wall thickness and the number of fiber layers must be selected to be relatively large so that the roller has the mechanical strength required for mechanical finishing of the thermally sprayed material layer and for later use. The production of such thick-walled cylindrical base bodies is complicated and expensive} and such base bodies are often subject to relatively large imbalances* since fiber reinforcement and resin are not distributed exactly uniformly in the circumferential direction and the resin shrinks to varying degrees during hardening depending on the local proportion of reinforcing fibers.

Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine Walze oder Rolle gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß sie bei weiterhin hoher mechanischer Festigkeit des Grundkörpers geringere Unwucht aufweist.The present invention therefore aims to further develop a roller or roll according to the preamble of claim 1 in such a way that it has a lower imbalance while maintaining high mechanical strength of the base body.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Walze gemäß Anspruch 1.This object is achieved according to the invention by a roller according to claim 1.

Bei der erfindungsgemäßen Walze wird eine hohe mechanische Grundfestigkeit durch den geschäumten Kunststoffkern gewährleistet. In diesem werden die mechanischen Belastungen gut verteilt und zuverlässig aufgenommen. Bei homogenem Aufschäumen des Kunststoffmateriales läßt sich der Kunststoffkern auch sehr gut frei von Unwuchten ausführen. Die Wand des Hohlkörpers dient beim Schäumen des Kunststoffkernes als verlorene Form^ sorgt für eine glatt durchgehendeIn the roller according to the invention, a high mechanical basic strength is ensured by the foamed plastic core. The mechanical loads are well distributed and reliably absorbed in this. When the plastic material is foamed homogeneously, the plastic core can also be made very free of imbalances. The wall of the hollow body serves as a lost form when the plastic core is foamed^ and ensures a smooth, continuous

2120,3 j'V . &iacgr;": &iacgr; . -4&agr;*!^: 27.03.19072120.3 j'V . &iacgr;": &iacgr; . -4&agr;*! ^: 27.03.1907

&iacgr; !■·:■ · &igr; "I'' J₄,&iacgr; j&iacgr; !■·:■ · &igr;"I'' J ₄ ,&iacgr; j

Il &igr; ti I &iacgr; » ·Il &igr; ti I &iacgr; » ·

mechanisch ällch lokal gut belastbare Außenhaut des Grundkörpers Und bietet eine die thermisch gespritzte Material^ schicht* ZiB. das Spf itzmetäÜ, gut annehmende Außenfläche.The outer skin of the base body is mechanically very resilient locally and offers an outer surface that easily accepts the thermally sprayed material layer* (e.g. the spray metal).

Da die Wand des Hohlkörpers nur dünn ist Und Röhre mit gut kreisförmigem Querschnitt durch Extrudieren öder Wickeln als Endlosmaterial recht einfach herstellbar sind, läßt sich ein solcher Hohlkörper mit sehr geringen Unzuchten herstellen, so daß insgesamt der Grundkörper nur kleineSince the wall of the hollow body is only thin and tubes with a well-circular cross-section can be produced quite easily by extruding or winding as a continuous material, such a hollow body can be produced with very little distortion, so that overall the basic body only has small

Da Hohlkörper als Endlosmaterial in unterschiedlichsten Durchmessern erhältlich sind, lassen sich ausgehend von solchem Endlosmaterial auch Walzen oder Rollen unterschiedliehen Durchmessers in kleinen Serien herstellen. Würde man Walzen oder Rollen mit unterschiedlichem Durchmesser so herstellen, daß man auf einen Kunststoffkern direkt die thermisch gespritzte Mäterialschieht aufträgt, so wäre für jeden Walzendurchmesser und jede Walzenlänge eine gesonderte Schäumform erforderlich, «/as eine Kleinserienfertigung unrentabel machte.Since hollow bodies are available as continuous material in a wide range of diameters, rollers or rolls of different diameters can also be manufactured in small series from such continuous material. If rollers or rolls of different diameters were manufactured in such a way that the thermally sprayed material layer was applied directly to a plastic core, a separate foam mold would be required for each roller diameter and each roller length, which would make small series production unprofitable.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.Advantageous further developments of the invention are specified in the subclaims.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 wird erreicht, daß die für den Einsatz der Walze sowieso notwendigen, in der Regel aus Metall gefertigten Walzen- oder Rollen-Stirnteile zugleich als die Enden der durch den Hohlkörper gebildeten verlorenen Form verschließende Formteile dienen können.With the development of the invention according to claim 3 it is achieved that the roller or roll end parts, which are necessary anyway for the use of the roller and are usually made of metal, can also serve as molded parts closing the ends of the lost mold formed by the hollow body.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 wird eine besonders gute Verankerung der Stirnteile im geschäumten Kunststoffmaterial erhalten.With the development of the invention according to claim 4, a particularly good anchoring of the front parts in the foamed plastic material is achieved.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 ist imThe development of the invention according to claim 5 is in

2128.3 &igr; ··,;, , \ "';,.,- ,3·-.' 27.03.19872128.3 &igr;··,;, , \ "';,.,- ,3·-.' 27.03.1987

Hinblick auf das einfache Herstellen dei? Stirnteile auf Drehmaschinen von Vorteil*Advantageous in terms of easy production of the front parts on lathes*

Bildet man die Stirnteile gemäß Anspruch 6 aus, so kann man das aufzuschäumende Kunststoffmateriäl nach Ansetzen der Stirnteile unter Verwendung einer Spritze ins Innere der durch den Hohlkörper und die Stirnteile gebildeten verlorenen Schäumform einbringen.If the front parts are formed according to claim 6, the plastic material to be foamed can be introduced into the interior of the lost foam mold formed by the hollow body and the front parts using a syringe after the front parts have been attached.

IG Mit der Weiterbildung der Erfindung 56!P8@ Anspruch 7 tuird erreicht, daß die Enden der thermisch gespritzte Materialschicht besonders gut an die Unterlage gebunden sind.IG With the further development of the invention 56!P8@ claim 7 it is achieved that the ends of the thermally sprayed material layer are particularly well bonded to the substrate.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 erleichtert das achsgenaue Einsetzen der Stirnteile in den Hohlkörper .The further development of the invention according to claim 8 facilitates the axially accurate insertion of the front parts into the hollow body.

Bei einer Walze oder Rolle gemäß Anspruch 9 werden auf das eine Stirnteil ausgeübte axiale Kräfte direkt auf das andere Stirnteil übertragen und somit von der übrigen Verbundstruktur ferngehalten. Auch läßt sich so der Abstand zwischen den von den Stirnteilen getragenen Lagermitteln, z.B. Achsstummeln sehr genau vorgeben.In a roller or roll according to claim 9, axial forces exerted on one end part are transferred directly to the other end part and thus kept away from the rest of the composite structure. The distance between the bearing means carried by the end parts, e.g. axle stubs, can also be specified very precisely.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß An-spruch 10 wird erreicht, daß der Hohlkörper bei besonders kleiner Wandstärke besonders hohe mechanisch Festigkeit aufweist, was sowohl beim Ausschäumen als auch im Betrieb der fertigen Walze oder Rolle von Vorteil ist.With the further development of the invention according to claim 10, it is achieved that the hollow body has a particularly high mechanical strength with a particularly small wall thickness, which is advantageous both during foaming and during operation of the finished roller or roll.

3030

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 kann man das Ausschäumen des Hohlkörpers auch unter Verwendung solcher schäumbarer Kunststoffmaterialien durchführen, die beim Schäumen eine sehr große Kraft auf die sie umgebende Schäumform ausüben, da der Hohlkörper in Umfangsrichtung verlaufende hohe Kräfte aufnehmen kann.With the development of the invention according to claim 11, the foaming of the hollow body can also be carried out using such foamable plastic materials which exert a very large force on the foam mold surrounding them during foaming, since the hollow body can absorb high forces running in the circumferential direction.

2128.3 - 4 - 27.03.19872128.3 - 4 - 27.03.1987

«4 4 111«4 4 111

I I « illI I « ill

I I 4 · I >1I I 4 · I >1

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 12 ermöglicht ös, auch sölcjie Höhlkörper zu verwenden, deren Oberflächen von dem schäumbäfeh K^Ajnststofmaterial Weniger gut benetzt werden. Hier* sorgt eine bläsehfreie Klebstöf fsehi(?ht aus unabhängig von Schäumkriterien Wählbarem Kunsfcstöffmatäriäl für gute Haftvermittlung.The development of the invention according to claim 12 makes it possible to use hollow bodies whose surfaces are less well wetted by the foamable ^plastic material. Here, a bubble-free adhesive layer made of plastic material that can be selected independently of the foaming criteria ensures good adhesion.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläu^ tert. In dieser zeigt die einzige Figur einen axialen Schnitt durch eine spritzmetallbeschichtete Walze.The invention is explained in more detail below using an embodiment with reference to the drawing. In this, the only figure shows an axial section through a spray metal coated roller.

In der Zeichnung ist mit 10 ein zylindrischer Hohlkörper gekennzeichnet, der aus kohlefaserverstärktem Epoxydharz besteht. Die Kohlefasern sind in der Zeichnung nicht näher wiedergegeben, unter ihnen befindet sich jedoch zumindest eine Teilmenge, welche wendelförmig aufgewickelt ist. Auf diese Weise kann der Hohlkörper 10 auch hohe Belastungen in radialer Auswartsrichtung aufnehmen.In the drawing, 10 indicates a cylindrical hollow body made of carbon fiber-reinforced epoxy resin. The carbon fibers are not shown in detail in the drawing, but there is at least a subset of them that is wound up in a spiral shape. In this way, the hollow body 10 can also absorb high loads in the radial outward direction.

2020

In die beiden Enden des Hohlkörpers 10 sind Stirnteile 12, 14 eingesetzt, welche aus einem Scheibenkörper 16, einem auf dessen Innenseite aufgesetzten scheibenförmigen Positionierabschnitt 18 und einem auf die Außenseite des Scheibenkörpers 16 aufgesetzten Achsstummel 20 sowie einem Verankerungsabschnitt 22 bestehen.End parts 12, 14 are inserted into the two ends of the hollow body 10, which consist of a disk body 16, a disk-shaped positioning section 18 placed on its inside, an axle stub 20 placed on the outside of the disk body 16 and an anchoring section 22.

Der Verankerungsabschnitt 22 besteht aus einem Zapfen 24, der eine Verlängerung des Achsstummels 20 darstellt, sowie unter axialem Abstand auf den Zapfen 24 aufgesetzten Veiankerungsflanschen 26, 28. Die Ränder der Verankerungsflansche 26, 28 enden unter Abstand vor der Innenfläche des kohlefaserverstärkten Hohlkörpers 10.The anchoring section 22 consists of a pin 24, which represents an extension of the axle stub 20, as well as anchoring flanges 26, 28 placed on the pin 24 at an axial distance. The edges of the anchoring flanges 26, 28 end at a distance in front of the inner surface of the carbon fiber reinforced hollow body 10.

Auf die Innenseite des Hohlkörpers 10 ist eine Schicht aus langsam aushärtendem Epoxydkleber aufgetragen, welche auch unter die Positionierabschnitte 18 reicht. DieseA layer of slow-curing epoxy adhesive is applied to the inside of the hollow body 10, which also extends under the positioning sections 18. This

212&agr;.3 - 5 - 27.03.1987212&agr;.3 - 5 - 27.03.1987

Schicht ist unter Verwendung einer Spritzpistole oder eines Sprührohres auf die Innenfläche des Hohlkörpers 10 aufgetragen «/orden, bevor die Stirnteile 12, 14 eingesetzt wurden.The layer is applied to the inner surface of the hollow body 10 using a spray gun or a spray tube before the end parts 12, 14 are inserted.

Durch den Scheibenkörper 16, den Positionierabschnitt 18 und den Verankerungsabschnitt 22 sind in Umfangsrichtung gleich verteilt z.b. drei Durchgangsbohrungen 32 hindurchgeführt, um einen Zugang zu dem durch den Hohlkörper 10 und die Stirnteile 12, 14 begrenzten Raum zu schaffen.Three through holes 32, for example, are passed through the disk body 16, the positioning section 18 and the anchoring section 22, evenly distributed in the circumferential direction, in order to create access to the space delimited by the hollow body 10 and the end parts 12, 14.

Durch die Durchgangsbohrungen 32 kann eine Spritzsonde eingeführt werden, über welche schäumbares Kunststoffmaterial, z.B. schäumbares Epoxyharz in diesen Innenraum derart eingeführt wird, daß es nach dem Aufschäumen einen homogenen Kunststoffkern 34 bildet. In diesen homogenen Kunststoffkern 34 sind dann die Verankerungsabschnitte 22 fest eingebettet. Der Kunststoffkern 34 haftet über die zum Zeitpunkt des Aufschäumens noch nicht ausgehärtete Klebstoff Schicht 30 fest auf dem Hohlkörper 10, gegen welchen das schäumbare Kunststoffmaterial beim Aufschäumen wächst.A spray probe can be introduced through the through holes 32, through which foamable plastic material, e.g. foamable epoxy resin, is introduced into this interior space in such a way that after foaming it forms a homogeneous plastic core 34. The anchoring sections 22 are then firmly embedded in this homogeneous plastic core 34. The plastic core 34 adheres firmly to the hollow body 10 via the adhesive layer 30, which has not yet hardened at the time of foaming, against which the foamable plastic material grows during foaming.

Die beim Aufschäumen vom schäumbaren Kunststoffmaterial erzeugten Kräfte werden zum einen durch den in Umfangsrichtung verlaufende Faserabschnitte aufweisenden Hohlkörper 10 zuverlässig aufgenommen. Beim Aufschäumen auf die Stirnteile 12, 14 ausgeübte Kräfte werden durch eine in der Zeichnung nicht näher gezeigte Einspannvorrichtung aufgenommen, welche zugleich Mittel zum Verschließen der Durchgangsbohrungen 32 aufweist, z.B. in Form von Spannringen, welche im Bereich der Durchgangsbohrungen 32 glatt durchgehend sind und mittig eine einen Achsstummel 20 aufnehmende Bohrung haben.The forces generated during foaming of the foamable plastic material are, on the one hand, reliably absorbed by the hollow body 10, which has fiber sections running in the circumferential direction. Forces exerted on the end parts 12, 14 during foaming are absorbed by a clamping device (not shown in detail in the drawing), which also has means for closing the through holes 32, e.g. in the form of clamping rings, which are smooth in the area of the through holes 32 and have a hole in the middle that accommodates an axle stub 20.

Über die wie oben beschrieben hergestellte Verbundstruktur aus Hohlkörper 10, Stirnteilen 12 und 14 sowie Kunststoffkern 34 ist eine thermisch geäpritzte Mäteriälschicht 7>6 aus Stähl aufgetragen^ Es kann öich hiefbei um einen hdöh-A thermally sprayed material layer 7>6 made of steel is applied over the composite structure made as described above, consisting of hollow body 10, end parts 12 and 14 and plastic core 34. This can be a higher

- 6- 6

II It &igr; &igr; U &igr; &igr; * &igr; &igr; III Il I·« I II·II It &igr;&igr; U &igr;&igr; * &igr;&igr; III I I·« I II·

2128.32128.3

_ 6 - 27.03.1987 yffl _ 6 - 27.03.1987 yffl

legierten Stahl handeln, wie er allgemein für durch Aufspritzen erzeugte Verschleißschichten verwendet wird. Weitere geeignete Schichtmaterialien sind Hartstoffe wie Oxide, z.B. AI2O3,· Nitride oder Karbide.alloyed steel, as is generally used for wear layers produced by spraying. Other suitable layer materials are hard materials such as oxides, e.g. AI2O3, nitrides or carbides.

Wie die Zeichnung erkennen läßt, ist die thermisch gespritzte Materialschicht 36 auf die Umfangsflachen der aus Metall gefertigten Stirnteile 12, 14 gezogen, so daß die axislen Enden der thermisch gespritzten Materialschicht 36 eine besonders gutes Haftvermögen aufweisende Unterlage habin. Damit wird ein Einreißen der thermisch gespritzte Materialschicht 36 von den axialen Enden her sicher vermieden.As can be seen from the drawing, the thermally sprayed material layer 36 is drawn onto the peripheral surfaces of the front parts 12, 14 made of metal, so that the axial ends of the thermally sprayed material layer 36 have a base with particularly good adhesive properties. This reliably prevents the thermally sprayed material layer 36 from tearing from the axial ends.

Die durch Aufspritzen aufgetragene Materialschicht wird mit größerer Dicke hergestellt als dem gewünschten Enddurchmesser entspricht, und das überschüssige Material wird durch mechanische Bearbeitung, in der Regel Schleifen, abgenommen, so daß man insgesamt eine glatt durchgehende Außenfläche der thermisch gespritzten Materialschicht 36 erhält, in welcher sich Unregelmäßigkeiten in der Dicke der aufgespritzten Schicht nicht mehr widerspiegeln.The material layer applied by spraying is produced with a greater thickness than the desired final diameter, and the excess material is removed by mechanical processing, usually grinding, so that overall a smooth, continuous outer surface of the thermally sprayed material layer 36 is obtained, in which irregularities in the thickness of the sprayed layer are no longer reflected.

Zum Entfernen von Restunwuchten der wie oben beschrieben hergestellten Walze kann man auf einem Auswuchtstand Bohrungen in die Stirnflächen der Stirnteile 12, 14 einbringen, wie bei 38 angedeutet.To remove residual imbalances from the roller manufactured as described above, holes can be drilled into the end faces of the end parts 12, 14 on a balancing stand, as indicated at 38.

Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel, bei welchem auf einem der Stirnteile 12, 14 der Positionierabstnnitt weggelassen ist, kann man die beiden Stirnteile durch einen axialen stabförmigen Distanzkörper verbinden, wip er bei 40 gestrichelt angedeutet ist.In a modified embodiment, in which the positioning distance is omitted on one of the end parts 12, 14, the two end parts can be connected by an axial rod-shaped spacer, as indicated by dashed lines at 40.

In Abwandlung des obigen Ausführungsbeispieles kann man auch einfache Hohlkörper 10 verwenden, die durch Extrudieren von Kunststöffmateriäl hergestellt sind, wobei dieses kurze Fasern enthalten kann oder ganz Von fasern frei sein kann.In a modification of the above embodiment, it is also possible to use simple hollow bodies 10 which are produced by extruding plastic material, whereby this material can contain short fibers or can be completely free of fibers.

i IMI Il Mil K 11 1 ·i IMI Il Mil K 11 1 ·

I («II I I < I I II («II I I < I I I

I Il IfIIt « 11 (I Il IfIIt « 11 (

2128.3 , - 7. -.--. 27.03.19872128.3 , - 7. -.--. 27.03.1987

Diese abgewandelten Ausführungsformen finden dann Verwendung, nenn nur eine geringere mechanische Festigkeit der "Haut"' des Kunststoff-Grundkörpers benötigt wird und keine großen Kräfte beim Aufschäumen aufzunehmen sind.These modified embodiments are used when only a lower mechanical strength of the "skin" of the plastic base body is required and no great forces have to be absorbed during foaming.

I IMI fl MM M * * * 4I IMI fl MM M * * * 4

f »III t · · t · 4 I * 1 IMi** 4*4f »III t · · t · 4 I * 1 IMi** 4*4

if it (if * tit ,' &iacgr; &Iacgr;&idiagr;' M.' '.<' »5m ./if it (if * tit ,' &iacgr;&Iacgr;&idiagr;'M.''.<' »5m ./

Claims

2128.3 - 1 - 27.03.1987 Claims

1. Roller or roll with a plastic

cylindrical base body and one on its outer surfaces

applied thermally sprayed layer, characterized in that the base body consists of a hollow body (10) and a plastic core (34) which is produced by foaming foamable plastic material in the interior of the hollow body (10).

2. Roller or roll according to claim 1, characterized in that the plastic core (34) consists of foamed epoxy resin or foamed polyurethane.

3. Roller or roll according to claim 1 or 2, characterized in that the end faces of the hollow body (10) are each connected by a shaft stub (20) carrying or

front parts (12, 14) having a bearing opening are closed.

4. Roller or roll according to claim 3, characterized in that the end parts (12, 14) have anchoring means (22) embedded in the foamed plastic core (34).

5. Roller or roll according to claim 4, characterized in that the anchoring means (22) have anchoring flanges (26, 28) formed at an axial distance from the end parts (12, 14) and ending at a distance from the inner surface of the cylindrical hollow body (10).

6. Roller or roll according to claim 4 or 5, characterized in that the end parts (12, 14) have axial through-bores (32).

7. Roller or roll according to one of claims 1 to 6,

2128.3 - 2. -... 27.03.1987

t * ■ · &bgr;t * ■ · &bgr;

characterized in that the outer surfaces of the end parts (12, 14) represent a flush continuation of the outer surface of the cylindrical hollow body (10) and the thermally sprayed layer (36) is drawn over the outer surfaces of the end parts (12, 14).

8. Roller or roll according to claim 7, characterized in that the end parts (12, 14) each have a positioning section (18) engaging in the end of the hollow body (10).

9. Roller or roll according to one of claims 3 to 8, characterized in that the end parts (12, 14) are firmly connected by a rod-shaped spacer (40).

10. Roller or roll according to one of claims 1 to 9, characterized in that the hollow body (10) is made of plastic material reinforced with carbon fibers, boron fibers or other highly resilient fibers.

11. Roller or roll according to claim 10, characterized in that the fiber reinforcement of the hollow body (10) has fibers or fiber sections with an extension component running in the circumferential direction of the hollow body (10), preferably comprising reinforcing fibers which are wound up in a spiral shape.

^12. Whale or roller according to one of claims 1-11, characterized in that between the inner surface of the hollow body (10) and the plastic core (34) an adhesive

lies (30), which had not yet hardened when the plastic material was foamed.

4 4 4 4*44 . 4 4 f 4 4 (H4 4 4 4*44 . 4 4 f 4 4 (H

4 44 4