NL2026105B1

NL2026105B1 - Machine part

Info

Publication number: NL2026105B1
Application number: NL2026105A
Authority: NL
Inventors: Henricus Maria Ruijs Johannes
Original assignee: Moba Group Bv
Priority date: 2020-05-18
Filing date: 2020-07-21
Publication date: 2021-12-03

Abstract

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting, bijvoorbeeld een machineonderdeel, omvattende, - een lichaam met cilindervorm van in hoofdzaak koolstofvezels met de vezels in de Iangsrichting van de genoemde cilindervorm waarbij genoemd lichaam fungeert als dragerlichaam met een drageroppervlak, en - tenminste een enkel omtrekslichaam van een kunststof aangebracht door middel van spuitgieten op genoemd lichaam, waarbij het omtrekslichaam is aangebracht op tenminste een deel van het drageroppervlak. Voorts betreft de onderhavige uitvinding een werkwijze voor het vervaardigen van de inrichting omvattende, - het met pultrusie vervaardigen van de cilindervorm van in hoofdzaak koolstof versterkt vezelmateriaal met koolstofvezels in hoofdzaak in de Iangsrichting van de cilindervorm, en - het spuitgieten van een kunststof op de cilindervorm voor het verkrijgen van het omtrekslichaam op tenminste een deel van genoemd drageroppervlak. IVIachineonderdeIen, op bovenstaande wijze verkregen, hebben grote voordelen bij het kiezen van specificaties waar grote nauwkeurigheden vereist zijn. Voorts blijken zij over zeer geschikte sterktes te bezitten en zeer vormvast te blijven bij Iangdurig gebruik. Deze werkwijze is gebleken goedkoop en zeer efficiënt te zijn. Tot de kunststoffen die met groot voordeel verwerkt en toegepast kunnen worden omvatten onder meer TPU, PBT, POM, PA, en PVC.The present invention relates to a device, for example a machine part, comprising: - a body with a cylindrical shape of substantially carbon fibers with the fibers in the longitudinal direction of said cylindrical shape, said body acting as a carrier body with a carrier surface, and - at least a single circumferential body of a plastic material applied by means of injection molding to said body, the circumferential body being applied to at least a part of the support surface. The present invention furthermore relates to a method for manufacturing the device, comprising - pultrusion manufacturing the cylinder mold of substantially carbon-reinforced fiber material with carbon fibers substantially in the longitudinal direction of the cylinder mold, and - injection molding a plastic onto the cylindrical mold for obtaining the circumferential body on at least a part of said carrier surface. Machine parts obtained in the above manner have great advantages in choosing specifications where high accuracies are required. Furthermore, they appear to have very suitable strengths and to retain their shape very well with long-term use. This method has been found to be inexpensive and very efficient. Among the plastics which can be processed and used with great advantage include TPU, PBT, POM, PA, and PVC.

Description

Machineonderdeel De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting, bijvoorbeeld een machineonderdeel, en op een werkwijze voor het vervaardigen van een machineonderdeel. Een dergelijke inrichting is bekend uit US6202557. Daarin wordt een aslichaam toegepast als wals in drukkerijen voor het vervaardigen van papier beschreven.Machine part The present invention relates to a device, for example a machine part, and to a method for manufacturing a machine part. Such a device is known from US6202557. It describes an axle body used as a roller in printers for the production of paper.

Omdat de omvang en het gewicht van een dergelijke as groot zijn wordt in een dergelijke toepassing het lichaam gemaakt van koolstofversterkte vezel. Voorts is beschreven dat voor het vervaardigen daarvan een wikkelproces voor netwerken van dergelijk materiaal toegepast wordt. Anders dan de functie van een bijzonder machineonderdeel als schakel in een reeks van onderdelen is de functie van de in US6202557 vermelde polyurethaanomhulling die van het geven van wrijving voor het verplaatsen van welbepaalde materialen. Ten duidelijkste omvat het genoemde lichaam geweven koolstofvezel.In such an application, because the size and weight of such a shaft are large, the body is made of carbon-reinforced fiber. It is further described that a winding process for networks of such material is used for the manufacture thereof. Unlike the function of a particular machine part as a link in a series of parts, the function of the polyurethane casing disclosed in US6202557 is to provide friction for the movement of particular materials. Most clearly said body comprises woven carbon fiber.

In EP2650101 worden koppels van rollenassen beschreven voor het gericht verplaatsen van kleine houders van kunststof met een soortgelijke functie, te weten de wrijving, waardoor betrouwbare seriematige verwerking verkregen wordt. Ook hier omvatten de rollenassen geweven koolstofvezel.In EP2650101, torques of roller shafts are described for the targeted movement of small plastic containers with a similar function, viz. the friction, whereby reliable serial processing is obtained. Again, the roller shafts comprise woven carbon fiber.

In US5842711 wordt beschreven hoe delen van een frame van een fiets samengesteld en opgebouwd worden. Meer in het bijzonder worden korte stangdelen verkregen met pultrusie van bijvoorbeeld koolstofversterkte vezels omvattende materialen. Van koppelstukken wordt vermeld dat deze middels ‘overmof(u)lding’ aangebracht zijn.US5842711 describes how parts of a bicycle frame are assembled and built up. More in particular, short rod parts are obtained by pultrusion of materials comprising, for example, carbon-reinforced fibres. It is stated that coupling pieces are fitted by means of 'overmof(u)lding'.

Het zal voor elke deskundige duidelijk zijn dat deze korte stangdelen een geweven structuur van koolstofversterkte vezels omvatten. Alleen dan kan voor plotselinge bewegingen en belastingen bij fietsen het breken of scheuren van dergelijke stangdelen voorkomen worden, juist omdat een dergelijke weefstructuur buigzaamheid en veerkracht biedt.It will be apparent to those skilled in the art that these short rod sections comprise a woven structure of carbon-reinforced fibres. Only then can the breaking or tearing of such rod parts be prevented for sudden movements and loads during cycling, precisely because such a weave structure offers flexibility and resilience.

Voor stangdelen met soortgelijke structuur wordt ook verwezen naar US5318742 waar lagen vezels na elkaar op een binnenbuis gewikkeld worden. Een verdere verwijzing voor dragerdelen verkregen met pultrusie van met koolstofvezels geweven kunststofmateriaal, en vervolgens voorzien van daarop aangebrachte onderdelen door middel van ‘overmolding’, wordt gevonden in spsilon-composite com onder “TECHNOLOGIES AND MANUFACTURING PROCESSES’. In de onderhavige octrooiaanvrage worden de begrippen cilinder, cilinderlichaam, cilindervorm, en cilindervormig, genoemd en gebruikt. Als referentie voor de betekenis van deze begrippen wordt verwezen naar Kern en Bland, SOLID MENSURATION, 2° editie, Wiley and Sons, 1948, pagina 32, waar een algemene definitie van een ‘cylindrical surface’ wordt gegeven. In het geval van specifiek te kiezen en toe te passen doorsneden, bijvoorbeeld maar niet uitsluitend cirkelvormig, of vierkant, of rechthoekig, zal dit expliciet aangegeven worden. Voor de technologie van verwerkingsprocessen van kunststoffen, waaronder begrepen processen als spuitgieten, extruderen, pultrusie, en overmo(u)lding, wordt verwezen naar de hierna volgende referenties en uitleg.For similar structure rod members, reference is also made to US5318742 where layers of fibers are wound one after the other on an inner tube. A further reference for carrier parts obtained by pultrusion of carbon fiber woven plastic material, and subsequently provided with parts applied thereon by means of 'overmolding', is found in spsilon-composite com under “TECHNOLOGIES AND MANUFACTURING PROCESSES”. In the present patent application, the terms cylinder, cylinder body, cylinder shape, and cylindrical shape are mentioned and used. As reference for the meaning of these terms, see Kern and Bland, SOLID MENSURATION, 2nd edition, Wiley and Sons, 1948, page 32, where a general definition of a 'cylindrical surface' is given. In the case of cross-sections to be specifically selected and used, for example but not exclusively circular, or square, or rectangular, this will be explicitly indicated. For the technology of processing processes of plastics, including processes such as injection molding, extrusion, pultrusion, and overmolding, reference is made to the following references and explanations.

Een algemene referentie voor dergelijke processen wordt beschreven in “Design and Manufacture of Composite Structures”, Geoff Eckold, 261-265, ISBN 0 07 018961 7. Meer in het bijzonder is pultrusie een continu vervaardigingsproces waarbij vezels {bijvoorbeeld koolstofvezels) die zorgen voor eigenschappen als sterkte en stijfheid worden geïmpregneerd met een hars {thermoharder genoemd). Na dit impregneren worden de vezels door een verwarmde matrijs getrokken. De matrijs bepaalt de uiteindelijke vorm van het profiel (bijvoorbeeld een cilinderlichaam). Het uitharden van de hars vindt plaats in de matrijs. Het profiel wordt door middel van trekeenheden door de matrijs getrokken en met een zaag op de juiste lengte gebracht.A general reference for such processes is described in “Design and Manufacture of Composite Structures”, Geoff Eckold, 261-265, ISBN 0 07 018961 7. More specifically, pultrusion is a continuous manufacturing process in which fibers (e.g. carbon fibers) that provide properties if strength and stiffness are impregnated with a resin (called thermoset). After this impregnation, the fibers are drawn through a heated mould. The mold determines the final shape of the profile (for example a cylinder body). The curing of the resin takes place in the mould. The profile is pulled through the mold by means of pulling units and brought to the correct length with a saw.

In “Materials Science of Polymers for Engineers”, Hans Gardner Publications, 2nd ed. Tim Osswald, Georg Menges, 233-239, ISBN 1 56990 348 4, wordt onder meer spuitgieten (ook injection moulding genoemd} beschreven. Meer in detail is spuitgieten van kunststoffen een vormgeeftechniek voor thermoplasten, thermoharders, en metalen met een laag smeltpunt. Daarbij wordt kunststof aangevoerd als granulaat of poeder, gesmolten tot een viskeuze massa, en vervolgens onder hoge druk ingespoten in een matrijs waarvan de holte (of caviteit) de vorm heeft van het gewenste product. Door afkoeling stolt de kunststof en verkrijgt men het gewenste product.In “Materials Science of Polymers for Engineers”, Hans Gardner Publications, 2nd ed. Tim Osswald, Georg Menges, 233-239, ISBN 1 56990 348 4, among other things, injection molding (also called injection moulding) is described. of plastics a molding technique for thermoplastics, thermosets and metals with a low melting point.In this process, plastic is supplied as granulate or powder, melted into a viscous mass, and then injected under high pressure into a mold of which the cavity (or cavity) has the shape of the desired product By cooling the plastic solidifies and the desired product is obtained.

Het begrip “overmo{u)}lden” staat voor het aanbrengen door middel van spuitgieten van kunststof op een bestaand vast materiaaldeel. Voor een overzicht van soorten en eigenschappen van de vele kunststoffen en materialen wordt verwezen naar, “Kunststof- en Polymeerchemie”, R van der Laan, ed. Bohn-Stafleu-VanLochum, 269- 289, ISBN 90 313 2896 0, Saechtling, “Kunststof Taschenbuch”, Hanser Verlag, 25. Ausgabe, ISBN 3 446 164987, voor groepen van kunststoffen, en bijzonderheden daarover, en Gächter, Müller, “Kunststof Additive, Hanser Verlag, 3. Ausgabe, ISBN 3 446 156275, voor in deze technologie gebruikte additieven. De hierna gebruikte afkortingen kunnen in bovenstaande referenties teruggevonden worden. Op enkele plaatsen wordt TPE gebruikt voor ‘thermoplastische elastomeer’ en TPU voor ‘thermoplastisch polyurethaan’ dat geldt als een species van TPE.The term "overmo{u)}lden" stands for the application by means of injection molding of plastic onto an existing solid material part. For an overview of the types and properties of the many plastics and materials, reference is made to “Plastic and Polymer Chemistry”, R van der Laan, ed. Bohn-Stafleu-VanLochum, 269-289, ISBN 90 313 2896 0, Saechtling, “ Plastic Taschenbuch”, Hanser Verlag, 25. Ausgabe, ISBN 3 446 164987, for groups of plastics, and details about them, and Gächter, Müller, “Kunststof Additive, Hanser Verlag, 3. Ausgabe, ISBN 3 446 156275, for in this technology used additives. The abbreviations used hereinafter can be found in the references above. In some places, TPE is used for 'thermoplastic elastomer' and TPU for 'thermoplastic polyurethane', which is considered a species of TPE.

De onderhavige uitvinding betreft, een inrichting, bijvoorbeeld een machineonderdeel, omvattende, - een lichaam met cilindervorm van in hoofdzaak koolstofvezels met de vezels in de langsrichting van de genoemde cilindervorm waarbij genoemd lichaam fungeert als dragerlichaam met een drageroppervlak, en - tenminste een enkel omtrekslichaam van een kunststof aangebracht door middel van spuitgieten op genoemd lichaam, waarbij het omtrekslichaam is aangebracht op tenminste een deel van het drageroppervlak.The present invention relates to a device, for example a machine part, comprising - a body with a cylindrical shape of substantially carbon fibers with the fibers in the longitudinal direction of said cylindrical shape, said body acting as a carrier body with a carrier surface, and - at least a single circumferential body of a plastic material applied by means of injection molding to said body, the circumferential body being applied to at least a part of the support surface.

Gebleken is dat dergelijke onderdelen, bijvoorbeeld maar niet uitsluitend aslichamen, vergelijkbare mechanische kenmerken bezitten als die van tot nog toe gebruikte onderdelen van in hoofdzaak staal, bijvoorbeeld staal met daarop aangebrachte lagen van een geschikte kunststof. Assen van staal gaan bij intensief gebruik enigszins vervormen. Daarentegen bieden de volgens de onderhavige uitvinding gebruikte materialen niet alleen de grote voordelen van snelle productie maar ook de mogelijkheid van snel gewenste aanpassingen, zowel mechanisch als dimensioneel.It has been found that such parts, for example but not exclusively axle bodies, have comparable mechanical characteristics to those of hitherto used parts of mainly steel, for example steel with layers of a suitable plastic applied thereon. Steel shafts will deform slightly with intensive use. In contrast, the materials used according to the present invention offer not only the great advantages of rapid production but also the possibility of rapid desired adjustments, both mechanical and dimensional.

Voorts waarborgen hun elastische materiaaleigenschappen een grotere vormvastheid. Deze vormvastheid is van groot belang in bijvoorbeeld sorteermachnies voor eieren waar bij veel gebruik tot vormverlies, en bijgevolg tot eibreuk, kan leiden.Furthermore, their elastic material properties ensure greater dimensional stability. This dimensional stability is of great importance in, for example, sorting machines for eggs, where excessive use can lead to loss of shape and consequently to egg breakage.

Meer in het bijzonder kunnen assen met omtrekslichamen in hun geheel in twee opeenvolgende runs, een voor de cilindervorm en aanvolgend die voor het omtrekslichaam, vervaardigd worden waardoor op geschikte wijze minder afwijkingen in de gewenste afmetingen en specificaties optreden.More particularly, shafts with circumferential bodies can be manufactured in their entirety in two successive runs, one for the cylindrical shape and next that for the circumferential body, suitably reducing deviations in the desired dimensions and specifications.

Voor elke deskundige zal bovendien duidelijk zijn dat eigen fabrieksmatige en snelle productie hiermee verkregen wordt en van groot economisch voordeel is.It will moreover be clear to any expert that own factory and rapid production is thus obtained and is of great economic advantage.

Voorts worden genoemd PBT, POM, en PA, welke verdere voorbeelden zijn van thermoplasten, meer in het bijzonder ‘engineering plastics’ genoemd. De onderhavige uitvinding betreft voorts, een werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting met cilindervorm, bijvoorbeeld een holle as fungerend als dragerlichaam met drageropperviak, voorzien van tenminste een enkel omtrekslichaam, omvattende, - het extruderen voor het verkrijgen van de cilindervorm van in hoofdzaak koolstof versterkt vezelmateriaal met koolstofvezels in hoofdzaak in de langsrichting van de cilindervorm, en - het spuitgieten van een kunststof op de cilindervorm voor het verkrijgen van het omtrekslichaam op tenminste een deel van genoemd drageroppervlak.Furthermore, mentioned PBT, POM, and PA, which are further examples of thermoplastics, are more particularly called 'engineering plastics'. The present invention furthermore relates to a method for manufacturing a device with a cylindrical shape, for example a hollow shaft functioning as a carrier body with carrier surface, provided with at least a single circumferential body, comprising: - extruding to obtain the cylindrical shape of substantially carbon-reinforced fiber material with carbon fibers substantially in the longitudinal direction of the cylinder shape, and - injection molding of a plastic material onto the cylinder shape to obtain the circumferential body on at least a part of said carrier surface.

Verrassenderwijs is de verwerkbaarheid van de gekozen materialen onder de gewenste procesomstandigheden zeer geschikt gebleken voor de toepassingen welke hierna meer in detail beschreven worden. Meer in het bijzonder wordt 5 hiervoor vermeld, - dat het in 3d-georiënteerde spuitgieten onverwacht geschikt gecombineerd is met de 1d-configuratie van het lichaam met cilindervorm, en - dat voor de gebruikelijke spuitgiettijden de benodigde temperaturen en drukken zeer geschikt en bruikbaar zijn gebleken.Surprisingly, the processability of the selected materials under the desired process conditions has proven to be very suitable for the applications described in more detail below. More in particular it is mentioned above, - that in 3d-oriented injection molding it is unexpectedly suitably combined with the 1d-configuration of the cylindrical body, and - that for the usual injection molding times the required temperatures and pressures have been found to be very suitable and useful. .

Hierna wordt aan de hand van een tekening de uitvinding in detail toegelicht, waarbij FIGUUR 1 een isometrisch aanzicht geeft van een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een machinedeel waar de uitvinding kan worden toegepast, FIGUUR 2 een isometrisch aanzicht geeft van het machineonderdeel volgens FIGUUR 1 waar de uitvinding toegepast is, FIGUUR 3 een doorsnede geeft van het machineonderdeel van FIGUUR 1 volgens de prior art toont, FIGUUR 4 een doorsnede geeft van het machineonderdeel van FIGUUR 1 toont van volgens de onderhavige uitvinding, FIGUUR 5 een isometrisch aanzicht geeft van een tweede uitvoeringsvoorbeeld van een machinedeel waar de uitvinding kan worden toegepast, en FIGUUR 6 een isometrisch aanzicht geeft van het machineonderdeel volgens FIGUUR 5 waar de uitvinding toegepast is. In deze FIGUREN zullen voor dezelfde delen en bijzonderheden dezelfde verwijzingscijfers en aanduidingen gebruikt worden. In FIGUUR 1 is in isometrisch aanzicht een machineonderdeel van een sorteermachine, meer in het bijzonder een eiersorteermachine, getoond. Weergegeven is een zogenoemde rollenas 1 met cirkelvormige doorsnede, omvattende een hol aslichaam 2, van een geschikte staalsoort, met daarop door middel van spuitgieten aangebrachte diabolovormige rollichamen 3 (in voorkomende gevallen ook wel rolllichamen 3 met zandloperrelief genoemd).In the following the invention is explained in detail with reference to a drawing, in which FIGURE 1 shows an isometric view of a first exemplary embodiment of a machine part where the invention can be applied, FIGURE 2 shows an isometric view of the machine part according to FIGURE 1 where the invention FIGURE 3 shows a cross-section of the machine part of FIGURE 1 according to the prior art, FIGURE 4 shows a cross-section of the machine part of FIGURE 1 according to the present invention, FIGURE 5 shows an isometric view of a second exemplary embodiment of a machine part where the invention can be applied, and FIGURE 6 is an isometric view of the machine part of FIGURE 5 where the invention is applied. The same reference numerals and designations will be used throughout these FIGURES for like parts and details. FIGURE 1 shows in isometric view a machine part of a sorting machine, more in particular an egg sorting machine. Shown is a so-called roller shaft 1 with a circular cross-section, comprising a hollow shaft body 2, of a suitable steel type, with diabolo-shaped roller bodies 3 arranged thereon by means of injection molding (in some cases also referred to as roller bodies 3 with hourglass relief).

Dergelijke assen 1 zijn aan beide uiteinden met dienovereenkomstig twee eindloze kettingen verbonden waarbij telkens twee opeenvolgende rollichamen 3 op deze rollenassen 1 een dragerpositie voor een ei vormen.Such shafts 1 are connected at both ends with correspondingly two endless chains, wherein in each case two successive roller bodies 3 on these roller shafts 1 form a carrier position for an egg.

Voor elke deskundige zal duidelijk zijn dat voor deze rollichamen 3 geschikte kunststoffen gekozen worden en ook dat voor het zonder schade transporteren van dergelijke tere producten grote nauwkeurigheden voor deze machineonderdelen vereist zijn.It will be clear to anyone skilled in the art that suitable plastics are selected for these rolling bodies 3, and also that for transporting such delicate products without damage, great accuracy is required for these machine parts.

Evenwel is gebleken dat bij intensief gebruik, waaronder begrepen regelmatig grondig chemisch reinigen, de eigenschappen van deze rollenassen met rollichamen veranderen. De aslichamen blijken enigszins te buigen en de rollichamen vertonen slijtage, zowel door het vele gebruik als door het reinigen.However, it has been found that with intensive use, including regular thorough chemical cleaning, the properties of these roller shafts with roller bodies change. The shaft bodies appear to bend somewhat and the rolling bodies show wear, both from frequent use and from cleaning.

FIGUUR 2 toont in isometrisch aanzicht een zelfde type as, bijvoorbeeld een rollenas 1, met het aslichaam 20 in hoofdzaak middels pultrusie vervaardigd van koolstofvezelmateriaal. Meer in het bijzonder wordt het pultrusieproces zo uitgevoerd dat de koolstofvezels in hoofdzaak de asrichting volgen en gebed zijn in een matrix (of vulstof) van epoxyhars.FIGURE 2 is an isometric view of the same type of shaft, for instance a roller shaft 1, with the shaft body 20 made of carbon fiber material substantially by means of pultrusion. More particularly, the pultrusion process is carried out so that the carbon fibers follow substantially the axial direction and are embedded in a matrix (or filler) of epoxy resin.

Voor een dergelijk machineonderdeel bezit deze combinatie van materialen geschikte mechanische eigenschappen, in het bijzonder ten aanzien van gewicht, slijtage, en buigzaamheid, en is meer geschikt dan het voorheen gebruikte staal. Het percentage vezel in deze matrix ligt tussen de 50% en 80%. Het vezelmateriaal is van een algemeen toegepast type, bijvoorbeeld van de firma Mitsubishi, met bijvoorbeeld vezelsterktes groter dan 4000 Mpa.For such a machine part, this combination of materials has suitable mechanical properties, in particular with regard to weight, wear, and flexibility, and is more suitable than the previously used steel. The percentage of fiber in this matrix is between 50% and 80%. The fiber material is of a generally used type, for example from the company Mitsubishi, with fiber strengths greater than 4000 MPa, for example.

In FIGUUR 3 wordt volgens de prior art een dwarsdoorsnede van een deel van een rollenas 1 met cirkelvormige doorsnede met daarop door spuitgieten aangebracht een asmantel 5 en een rollichaam 3 weergegeven. Meer in het bijzonder is een stalen aslichaam omspoten met eerste manteldelen 51 van PA, elk voorzien van twee kraagranden 52.In FIGURE 3, according to the prior art, a cross-section of a part of a roller shaft 1 of circular cross-section with an injection molded shaft shell 5 and a roller body 3 is shown. More in particular, a steel axle body is overmoulded with first jacket parts 51 of PA, each provided with two collar edges 52.

Vervolgens zijn door spuitgieten rollichamen 3 aangebracht die daarop aansluiten en, zoals hiervoor vermeld, diabolovormig zijn. Deze rollichamen 3 zijn gevormd uit een mengsel van PVC en NBR.Rolling bodies 3 are then provided by injection moulding, which are connected thereto and, as stated above, are diabolo-shaped. These rolling bodies 3 are formed from a mixture of PVC and NBR.

In FIGUUR 4 wordt een dwarsdoorsnede van een deel van een rollenas 1 met cirkelvormige doorsnede met daarop door spuitgieten aangebracht een uit een geheel bestaande mantel met rollichaam 10. Het hier getoonde machinedeel is vervaardigd volgens de onderhavige uitvinding, waarbij de as 1 bestaat uit een matrix van epoxyhars met koolstofvezels in de lengterichting van de getoonde aslichaam, en waarbij de omspuiting is uitgevoerd met in hoofdzaak een thermoplast, TPU. Deze combinatie van materialen is gebleken zeer geschikt te zijn. In FIGUUR 5 wordt een isometrisch aanzicht getoond van een tweede uitvoeringsvoorbeeld van een machinedeel waar de uitvinding kan worden toegepast. Meer in het bijzonder wordt een koker 100 met een kokerlichaam 101 met vierkante doorsnede getoond. Op dezelfde wijze als hierboven genoemd is dit kokerlichaam middels pulstrusie van koolstofvezelmateriaal verkregen. Deze koker zal in toepassingen weer als dragerlichaam fungeren voor verdere onderdelen die door spuitgieten opgebracht worden, ook wel ‘overmo{u}lden’ genoemd.FIGURE 4 shows a cross-section of part of a roller shaft 1 of circular cross-section having thereon injection molded an integral jacket with roller body 10. The machine part shown here is made in accordance with the present invention, the shaft 1 being a matrix of epoxy resin with carbon fibers in the longitudinal direction of the axle body shown, and wherein the overmoulding is mainly made of a thermoplastic, TPU. This combination of materials has been found to be very suitable. FIGURE 5 shows an isometric view of a second exemplary embodiment of a machine part where the invention can be applied. More particularly, a tube 100 having a box body 101 of square section is shown. In the same manner as mentioned above, this tubular body is obtained by means of pulse trusion of carbon fiber material. In applications, this tube will again function as a carrier body for further parts that are applied by injection moulding, also referred to as 'overmoulding'.

Meer in het bijzonder wordt in FIGUUR 6 de in FIGUUR 5 getoonde koker 100 met daarop middels spuitgieten (‘overmo{u)}lden’) aangebrachte machinedelen 102 — 104 getoond, meer in het bijzonder een koker 100 met daarop zes fixeerblokken voor grijperhelften voor het doorgeven van eieren, bijvoorbeeld als beschreven in NL1029748. Tot nog werden deze blokken, na extrusie van elk dergelijk blok, in volgorde over een stalen koker geschoven. Voor elke deskundige zal duidelijk zijn dat de nauwkeurigheid van elk apart blok nauw luistert en kleine afwijkingen op gebruikelijke wijze verkeerde samenstellingen geven, en bijgevolg breuk bij het verwerken van eieren. Voorts is deze wijze van vervaardigen zeer tijdrovend.More in particular, FIGURE 6 shows the tube 100 shown in FIGURE 5 with machine parts 102 - 104 applied thereon by means of injection molding ('overmoulding'), more in particular a tube 100 with six fixing blocks thereon for gripper halves for passing on eggs, for example as described in NL1029748. Until now, after extrusion of each such block, these blocks were slid in sequence over a steel tube. It will be apparent to anyone skilled in the art that the accuracy of each individual block is a close call and small deviations usually result in misassemblies and consequent breakage in egg processing. Furthermore, this method of manufacture is very time-consuming.

In deze FIGUUR 6 worden getoond de genoemde zes fixeerblokken 102 a-f, met ook hun hier getoonde bovenzijde evenzovele rooster 103 a-f met klikranden voor het vastklikken van de (hier niet getoonde) grijperhelften, alsook tussen deze fixeerblokken 102 a-f evenzovele afstandsstukken 104 a-f die de onderlinge afstand tussen de grijpers moeten waarborgen. Dit geheel van in het verleden losse delen wordt volgens de onderhavige uitvinding als een geheel middels spuitgieten aangebracht op het kokerlichaam 101. In deze toepassing wordt meestal POM als kunststof toegepast.In this FIGURE 6, the above-mentioned six fixing blocks 102 are shown, with their top side shown here also finishing as many grid 103 with click edges for snapping the gripper halves (not shown here) into place, as well as between these fixing blocks 102 as many spacers 104 separating the mutual distance between the grippers. According to the present invention, this set of loose parts in the past is applied as a whole to the tubular body 101 by means of injection molding. In this application, POM is usually used as plastic.

Verdere thermoplasten als algemeen bekend, en met name geschikt voor de hier beschreven toepassing, zijn, bij wijze van voorbeeld en niet limitatief, TPE, TPS, TPO, TPV, TPC, TPA, TPZ, SBS, TPEE, PE afgeleide compounds, PBT, POM, PA, (vloeibare) siliconen rubbers, alsook meerdere rubber-compounds als SBR, IR, IRR, NR, CSM, EPM, VMQ, AU, of ACM. Voorts gelden bij voorkeur hardheden shore-A en shore-D vastgesteld wanneer deze materialen klaar zijn voor gebruik, te rekenen 24 uur na einde van het spuitgietproces, zoals bij elke deskundige bekend is.Further thermoplastics as generally known, and particularly suitable for the application described herein, are, by way of example and without limitation, TPE, TPS, TPO, TPV, TPC, TPA, TPZ, SBS, TPEE, PE-derived compounds, PBT, POM, PA, (liquid) silicone rubbers, as well as several rubber compounds such as SBR, IR, IRR, NR, CSM, EPM, VMQ, AU, or ACM. Furthermore, shore-A and shore-D hardnesses preferably apply when these materials are ready for use, to be calculated 24 hours after the end of the injection molding process, as is known to any person skilled in the art.

Ten duidelijkste kunnen alle mogelijke oppervlakteprofielen gekozen worden, met gesloten omtrekken (gesloten beschrijvende lijnen}, hierna willekeurig aangeduid en niet limitatief, bijvoorbeeld, asvormig, met ovaaldoorsnede, met rechthoekdoorsnede, minder of meer gewelfde oppervlakken, enz.Most clearly, all possible surface profiles can be chosen, with closed perimeters (closed descriptors}, hereinafter indicated arbitrarily and not exhaustively, for example, axial, with oval cross-section, with rectangular cross-section, less or more curved surfaces, etc.

Voor elke deskundige zal duidelijk zijn dat dergelijke profielen vele toepassingen zullen kennen, in de machinebouw zoals hiervoor aangegeven voor eisorteermachines, maar ook in de automobielindustrie, of verdere soortgelijke transportmiddelen, zie bijvoorbeeld producten getoond op www.pfoniine com, zoals airbagonderdelen.It will be clear to anyone skilled in the art that such profiles will have many applications, in machine construction as indicated above for egg grading machines, but also in the automotive industry, or other similar means of transport, see for example products shown on www.pfoniine com, such as airbag parts.

Voorts voorziet de uitvinding in een werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting met cilindervorm, bijvoorbeeld een machineonderdeel fungerend als dragerlichaam met drageropperviak, voorzien van tenminste een enkel omtrekslichaam, omvattende, - het extruderen voor het verkrijgen van de cilindervorm van in hoofdzaak koolstof versterkt vezelmateriaal met koolstofvezels in hoofdzaak in de langsrichting van de cilindervorm, en - het spuitgieten van kunststoffen op de cilindervorm voor het verkrijgen van het omtrekslichaam op tenminste reen deel van genoemd drageroppervlak.Furthermore, the invention provides a method for manufacturing a device with a cylindrical shape, for instance a machine part functioning as a carrier body with carrier surface, provided with at least a single circumferential body, comprising: - extruding for obtaining the cylindrical shape of substantially carbon-reinforced fiber material with carbon fibers substantially in the longitudinal direction of the cylindrical mold, and - injection molding of plastics onto the cylindrical mold to obtain the circumferential body on at least part of said carrier surface.

Spuitgieten, meer in het bijzonder ‘overmo{(u)}lding’ van dragerlichamen is algemeen bekend (zie de hierboven vermelde referenties). Gebleken is dat opstellingen toegepast kunnen worden die automatisering toelaten. In het bijzonder wordt voor het spuitgieten van de genoemde kunststoffen op de cilindervorm een aanspuithoek a gekozen met 0 < a < 90 ten opzichte van de genoemde langsrichting, met a in graden. In een verdere uitvoering wordt voor het spuitgieten van de genoemde kunststoffen op de cilindervorm een vloeistofdruk p gekozen wordt met 100 < p < 1000, met p in bar.Injection moulding, more particularly 'overmo{(u)}lding' of carrier bodies is well known (see references mentioned above). It has been found that arrangements can be used that allow for automation. In particular, for the injection molding of the said plastics onto the cylinder mold, a sprue angle a is selected with 0 < a < 90 with respect to the said longitudinal direction, with a in degrees. In a further embodiment, for injection molding the said plastics onto the cylinder mold, a liquid pressure p is selected with 100 < p < 1000, with p in bar.

In nog een verdere uitvoering wordt voor het spuitgieten van de genoemde kunststoffen op de cilindervorm een spuitgietwerktemperatuur T gekozen wordt met 100 < T < 300, met T in graden Celsius.In yet a further embodiment, for injection molding the said plastics onto the cylinder mold, an injection molding temperature T is selected with 100 < T < 300, with T in degrees Celsius.

Claims

Conclusions/ Claims

A device, for example a machine part, comprising - a cylinder-shaped body of substantially carbon fibers with the fibers in the longitudinal direction of said cylinder-shape, said body acting as a carrier body with a carrier surface, and - at least a single circumferential body of a plastic provided by by means of injection molding on said body, wherein the circumferential body is provided on at least a part of the support surface.

2. Device as claimed in claim 1, characterized in that the plastic substantially comprises a thermoplastic.

A device according to claim 2, characterized in that the thermoplastic substantially comprises TPE, for example TPU.

A device according to claim 2, characterized in that the thermoplastic substantially comprises PBT, or POM, or PA, or PVC.

Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the device comprises a hollow cylinder shaft.

6. Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the circumferential body comprises a diabolo-shaped rolling element.

A device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the device comprises a hollow tube of square cross section.

Device as claimed in any of the claims 1 - 4, characterized in that the device comprises a hollow tube of rectangular cross section.

9. Method for manufacturing a device with a cylindrical shape, for instance a machine part functioning as a carrier body with a carrier surface, provided with at least a single circumferential body, comprising: - manufacturing the cylindrical shape by pultrusion from substantially carbon-reinforced fiber material with carbon fibers substantially in the longitudinal direction of the cylindrical mold, and - injection molding of a plastic material onto the cylindrical mold for obtaining the circumferential body on at least a part of said carrier surface.

A method according to claim 9, characterized in that the plastic substantially comprises a thermoplastic.

Method according to claim 10, characterized in that the thermoplastic substantially comprises TPE, for instance TPU.

A method according to any one of claims 10, characterized in that the thermoplastic substantially comprises PBT, or POM, or PA, or PVC.

A method according to any one of claims 9 to 12, characterized in that for the injection molding of said thermoplastic onto the cylinder mold a sprue angle a is selected with 0 < a < 90 with respect to said longitudinal direction, with a in degrees.

Method according to one of Claims 9 to 12, characterized in that a liquid pressure p is chosen with 50 p 1000, with p in bar, for the injection molding of said plastics onto the cylinder mould.

A method according to any one of claims 9 to 12, characterized in that an injection molding temperature T is selected for the injection molding of said plastics onto the cylinder mold with 10 < T < 300, with T in degrees Celsius.