WO2000032409A1 - Hülse aus thermisch verformbarem material sowie verfahren zu deren herstellung - Google Patents

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WO2000032409A1
WO2000032409A1 PCT/DE1999/003786 DE9903786W WO0032409A1 WO 2000032409 A1 WO2000032409 A1 WO 2000032409A1 DE 9903786 W DE9903786 W DE 9903786W WO 0032409 A1 WO0032409 A1 WO 0032409A1
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sleeve
core
expansion layer
carrier core
thermally deformable
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PCT/DE1999/003786
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Kilian Saueressig
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Saueressig Gmbh & Co.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41N—PRINTING PLATES OR FOILS; MATERIALS FOR SURFACES USED IN PRINTING MACHINES FOR PRINTING, INKING, DAMPING, OR THE LIKE; PREPARING SUCH SURFACES FOR USE AND CONSERVING THEM
    • B41N6/00—Mounting boards; Sleeves Make-ready devices, e.g. underlays, overlays; Attaching by chemical means, e.g. vulcanising
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F13/00—Common details of rotary presses or machines
    • B41F13/08—Cylinders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F27/00—Devices for attaching printing elements or formes to supports
    • B41F27/10—Devices for attaching printing elements or formes to supports for attaching non-deformable curved printing formes to forme cylinders
    • B41F27/105—Devices for attaching printing elements or formes to supports for attaching non-deformable curved printing formes to forme cylinders for attaching cylindrical printing formes

Definitions

  • the invention relates to a sleeve made of thermally deformable material and to a method for its production and a carrier core for its use, in particular in the printing industry.
  • sleeves are often used that are produced by electroplating (for example nickel sleeves) or consist of fiber-reinforced thermosetting materials.
  • the functional profile is also located on the outer surface of the sleeves.
  • the sleeves are usually pneumatically mounted on metallic roll cores.
  • metallic cylinders with a technical surface for example a PTFE coating
  • metallic sleeves or hollow cylinders with a technical surface or wound, fiber-reinforced thermosetting sleeves with a technical surface are used.
  • the technical sleeves can be pneumatically mounted on roller cores, used as tubes or as semi-finished products for cylinder production.
  • the non-metallic sleeves are produced by winding a strip material around a production core.
  • this process is extremely time-consuming and technically complex, on the other hand, the winding process leads to the fact that unwanted steps or unevenness occur at the abutting edges or the overlapping edges of the strip material, which make the surface of the printing sleeves uneven, which is particularly the case with fine printing structures Leads to problems.
  • it is therefore necessary to carry out further expensive surface treatments in order to meet the qualitative requirements. It is therefore an object of the present invention to provide a sleeve whose surface and overall quality meet the highest requirements and which can be quickly and easily placed on a carrier core, an inexpensive and technically favorable manufacturing process being able to be used.
  • It is also the object of the present invention to provide a carrier core for using the sleeve according to the invention.
  • a sleeve according to claim 1 and a method for producing a sleeve according to claim 15 and a carrier core according to claim 27.
  • Claims 2 to 14 show particularly preferred embodiments of the sleeve according to claim 1
  • claims 16 to 26 relate to particularly preferred embodiments of a method according to claim 15
  • claims 28 to 32 relate to preferred embodiments of the carrier core according to claim 27.
  • the sleeve according to the invention consists of an essentially tubular, one-piece base body, which ensures a smooth and qualitatively flawless surface, which is of particular importance with regard to the functional files to be introduced onto the surface.
  • the sleeve has a cylindrical outer circumference with a substantially constant radius, which is important for use in the printing industry, while the inner structure of the sleeve has a cylindrical circumference which tapers conically in an axial direction.
  • the assembly or the attachment to a corresponding carrier core with a likewise conical outer surface is made considerably easier.
  • the production system can be quickly adapted to changing requirements and tasks, so that the flexibility is increased.
  • the sleeve preferably consists of a thermoplastic material, which ensures a very cost-effective manufacturing process, while at the same time the characteristic properties of the material, in particular low weight with sufficient stability, can be used.
  • a thermoplastic material which ensures a very cost-effective manufacturing process, while at the same time the characteristic properties of the material, in particular low weight with sufficient stability, can be used.
  • composite materials can also be used, as a result of which the sleeve can be adapted to special fields of application in which, for example, an even higher strength is required or certain materials should not be used due to the materials to be processed or printed.
  • a functional profile is introduced on the sleeve surface or an additional functional layer is applied.
  • the additional functional layer can consist of PU, PTFE, copper or other suitable materials.
  • the functional layer can be connected to the sleeve using all common methods; in particular, it is also possible to glue the functional layers to the sleeve surface.
  • the inside of the sleeve preferably has fastening or locking devices so that a secure fastening and positioning on the carrier core is ensured during printing.
  • fastening or locking devices can have different structures, so that a positive connection between the sleeve and the carrier core is ensured.
  • These structures are preferably made of the same material as the sleeve and are integrally formed therewith, so that an exact position and sufficient stability of the structural elements is ensured.
  • the sleeve is made of a rigid material, so that it has a particularly stable structure with regard to the use of pressure.
  • the expansion layer is compressible and ensures a particularly good frictional connection between the sleeve / expansion layer complex and the carrier core.
  • the expansion layer can be electrically conductive, which is made possible, for example, by introducing conductive particles.
  • the expansion layer is advantageously provided with at least one groove into which a part of the material of the expansion layer can be displaced when applied to a carrier core. This facilitates the application to the carrier core and sets the frictional force necessary for the frictional connection.
  • thermally deformable material in the form of a tube or hose is used as the raw material.
  • These pipes or hoses are drawn onto or pushed onto a production core while supplying heat, this production core having a cylindrical outer circumference which tapers conically in an axial direction.
  • the mounting on the manufacturing core expediently takes place from the tapered side of the manufacturing core.
  • the thermally deformable pipes or hoses or the entire system are allowed to cool, so that the thermally deformable material is consolidated.
  • the material that has now solidified has thus taken on the desired shape in a simple and quick manner, and an extremely smooth surface that meets the highest demands has been produced.
  • the sleeve thus produced and consolidated is withdrawn from the manufacturing core after cooling.
  • the heat during the application of the material is preferably supplied via the manufacturing core, it being possible for the manufacturing core to be heated by an upstream heating process.
  • heat is preferably also supplied to the manufacturing core while the thermally deformable material is being pushed on. This enables a particularly smooth and smooth process.
  • the size of the force which is responsible for the frictional connection between the finished sleeve and the carrier core required for use can be significantly influenced by the controllable process parameters during manufacture, in particular the temperature, so that the manufacturing core can also serve as the carrier core.
  • the manufacturing core is heated or cooled by means of a heat transfer liquid or a heat transfer gas.
  • the liquid or the gas is pumped through passages or openings into cavities of the production core and is removed from it again.
  • this enables a very exact control of the temperature, on the other hand a rapid change in temperature, that is to say in particular a change from heating the manufacturing core to cooling the manufacturing core after the corresponding molding process has been completed.
  • the sliding of the tubular semi-finished product on the manufacturing core is preferably carried out with an Au pressure device, in particular an automatically actuated mechanical pusher, while the finished sleeve with the help of a scraper after Consolidation is stripped from the manufacturing core.
  • a functional profile can then be introduced onto the finished sleeve or a functional layer can be glued on.
  • the functional profile is introduced in particular by means of direct structuring by means of a laser beam, removal from the ionized state or mechanical processing, while the functional layers can consist of different materials, in particular PU, PTFE, copper or plastics, which are preferably glued onto the sleeve, however can also be attached to the surface of the sleeve using all other common methods.
  • an expansion layer can be applied to the inside of the sleeve in a subsequent step.
  • the expansion layer consists of a compressible material, foams, elastic materials with a gaseous filling, for example expanded polystyrene beads, or elastic materials with a structuring are preferred, the structuring similar to the gaseous filling providing volume into which material is displaced can, as soon as the sleeve is pushed on, which provides a special flexibility and elasticity and increased compressibility.
  • the expansion layer usually performs several essential functions: on the one hand, it provides the energy that is stored in it through compression, the force required for a frictional connection or the necessary pressure between the expansion layer and the carrier core, and on the other hand it provides a uniform distribution of the pressure, which avoids damage, in particular when the sleeve is pulled on or pulled off on or from the carrier core.
  • the expansion layer may be necessary if the sleeve is removed pneumatically from the carrier core, for example by blowing compressed air between the outer layer of the carrier core and the inner layer of the sleeve or the expansion layer.
  • the expansion layer also compensates for any unevenness on the inside of the tubular base body.
  • a groove is preferably made in the expansion layer, which extends at least over a partial region of the radial extent of the expansion layer, preferably less than 50% of the radial expansion of the expansion layer.
  • the groove creates volume in which additional material of the expansion layer can be displaced, so that the compressibility of the expansion layer is increased.
  • the groove, as well as any structures provided on the inside of the sleeve can be used as a joining and fitting aid when the sleeve is placed on the carrier core. Only one groove can be provided, and it is also possible to distribute various grooves, preferably extending in the axial direction, over the entire inner circumference of the sleeve.
  • expansion layer can not only be attached directly to the inner region of the sleeve, but can also be attached to the carrier core, which in the end leads to comparable results.
  • structures can also be provided on the inside of the sleeve, which serve either as a joining and fitting aid, but also as fastening and locking devices for securely fastening the sleeve to the carrier core.
  • the thermally deformable material can also be applied directly from an extruder in the form of a tube or tube to the production core.
  • the thermally deformable material can also be applied directly from an extruder in the form of a tube or tube to the production core.
  • almost no heat input has to be applied through the manufacturing core, since the material already has a sufficient temperature.
  • heat supply via the manufacturing core can be useful, e.g. to extend the consolidation process over time, thereby reducing the stresses on the material caused by temperature differences.
  • the cooling can then be carried out in the manner described above.
  • a carrier core according to the invention for the use of a sleeve described above has a cylindrical outer circumference corresponding to the inner structure of the sleeve and tapering in an axial direction in order to enable a precise interaction between the carrier core and the sleeve.
  • the carrier core can be provided with corresponding counter elements to the structures described above on the inside of the sleeve, so that a frictional and / or a positive connection is realized.
  • the carrier core preferably has at least one channel extending essentially radially outward through the carrier core, through which a gas, preferably compressed air, or else a liquid can advantageously be pressed between the carrier core and the sleeve from outside the carrier core to facilitate demolding of the sleeve from the carrier core.
  • the carrier core can also comprise an expansion layer which is attached to its outer structures.
  • the effects are analogous to the expansion layer that is attached to the sleeve.
  • the preferred material also does not differ from the material of an expansion layer attached to the sleeve.
  • the expansion layer can also be provided with a groove here.
  • Figure 1 shows schematically an embodiment of a sleeve in cross section, which is located on a support core;
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional illustration of an embodiment of a sleeve to be manufactured and an embodiment of a manufacturing core during the manufacturing process.
  • Figure 3 in partial image A schematically a tubular semifinished product in cross section before and
  • part C shows schematically in cross section an embodiment of a sleeve according to the invention in use on a carrier core.
  • Figure 1 shows an embodiment of a sleeve 1 which has a cylindrical outer periphery with a substantially constant radius and a cylindrical tapering to the right Has inner circumference.
  • the sleeve is made of thermoplastic material and has an average wall thickness of 10 mm.
  • the sleeve has an expansion layer 3, which consists of an elastomeric material and has a wall thickness of 1 mm.
  • Grooves 4 (only two can be seen) are made in the expansion layer, which extend in the axial direction substantially over the entire area of the sleeve, while in the radial direction they have cut out only about 25% of the thickness of the expansion layer.
  • the grooves are here on the side of the sleeve, which ensures a clean and uninterrupted inner surface of the expansion layer, which leads to a particularly simple pushing the sleeve onto the carrier core. It is of course also conceivable to make the grooves 4 on the opposite side of the expansion layer 3, that is to say open to the interior.
  • the expansion layer 3 is fastened to the sleeve 1 by means of a conventional adhesive, but better on the carrier core, as described in connection with FIG. 3C.
  • the stretch layer can also be self-adhesive.
  • the hollow support core 2 can also be seen, which has a tapered cylindrical outer structure to the left.
  • the cylinder is optionally made of steel and has a thickness of 30 to 500 mm.
  • the carrier core 2 has a channel 5 which extends from the inside to the outside through the carrier core 2 in the radial direction. There are additional channels in the carrier core, which, however, are not visible in this cross-sectional drawing.
  • the interior of the carrier core can be pressurized by means of gas or a liquid, as a result of which the gas or the liquid penetrates through the channels 5 and is pushed between the carrier core 2 and the sleeve 1 or expansion layer 3 and the sleeve 1 or expansion layer 3 is light lifts off the carrier core or reduces the contact pressure, which facilitates easy stripping of the sleeve from the carrier core.
  • Figure 2 shows schematically the manufacture of a sleeve from a tubular semi-finished product, a tube 9.
  • the tube 9 made of thermoplastic material has a wall thickness of 10 mm and is pushed onto the manufacturing core 6 with an automatically actuated metal plate 10, which serves as a pressing device.
  • the manufacturing core 6 consists of steel and has a cylindrical outer structure that tapers conically to the left. By postponing it the tube 9 on the heated manufacturing core 6, the tube 9 adapts to the desired shape.
  • the manufacturing core 6 has at one end two openings 7 which open access to a cavity 8 which is located inside the manufacturing core 6. A heat transport liquid is pumped through these openings 7, which keeps the core 6 at the desired temperature. For a later cooling, during which the thermoplastic material of the tube 9 is consolidated, a cooling liquid is also pumped through the two openings 7 and the cavity 8 of the manufacturing core 6.
  • the sleeve 1 formed from the tube 9 is automatically stripped from the manufacturing core 6 with the aid of a scraper 11.
  • the sleeve which has now been completed can then optionally be provided with a surface structure or a functional layer, and an expansion layer can also be applied.
  • FIG. 3 shows the tubular semi-finished product 9 in its original state, after being pushed onto a manufacturing core 6 and the finished sleeve 1 on a carrier core for use in printing.
  • FIG. 3A schematically shows a cross section through a tubular semifinished product 9, which has a wall thickness of 10 mm.
  • the inside diameter dl is constant over the entire length of the semi-finished product before processing.
  • FIG. 3B schematically shows a cross section through a semifinished product 9 drawn onto a manufacturing core 6.
  • the tube 9 adapts, as already described above, to the desired shape and forms the sleeve 1
  • the outer diameter d2 of the manufacturing core 6 is different depending on the cut surface due to the conical shape, but always has a value that is greater than or at least the same size as the original inner diameter dl of the semi-finished product in order to ensure a defined shaping of the tube 9.
  • the manufacturing core 6 has a longitudinally extending groove 15, which forms an integrally formed fastening device 16 on the inside of the tube 9 or the sleeve 1 to be manufactured.
  • FIG. 3C shows the completed sleeve 1, which is mounted on a carrier core 20 for printing purposes.
  • the sleeve 1 has an integrally formed fastening device in the form of a web 16 which engages in a groove 17 of the carrier core. This ensures secure positioning both during the mounting of the sleeve 1 on the carrier core 20 and during the printing and working use.
  • the carrier core 20 has an elastomeric coating 21 which acts as an expansion layer and in this embodiment is attached directly to the carrier core 20.
  • the expansion layer 21 extends essentially over the entire outer region of the carrier core 20 and is only interrupted in the region of the groove 17 in order to ensure a secure engagement of the web 15.
  • the expansion layer 21 has grooves 4 which extend in the longitudinal direction and are distributed at regular intervals around the outer circumference of the expansion layer 21.
  • the expansion layer 21 is here essentially analogous to the expansion layer shown in FIG. 1, except that in this embodiment it is attached directly to the carrier core 20 and not to the sleeve 1.

Abstract

Ein Hülse aus thermisch verformbarem Material, insbesondere zum Einsatz als technische Hülse in der Druckindustrie, ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem im wesentlichen rohrförmigen einstückigen Grundkörper besteht, wobei der Grundkörper einer zylindrischen Außenumfang mit im wesentlichen konstantem Radius und einen sich in einer axialen Richtung konisch verjüngenden zylindrischen Innenumfang aufweist.

Description

Hülse aus thermisch verformbarem Material sowie Verfahren zu deren Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hülse aus thermisch verformbarem Material sowie auf ein Verfahren zu deren Herstellung und einen Trägerkern zu deren Einsatz, insbesondere in der Druckindustrie.
In der Druckindustrie werden hauptsächlich zwei Verfahren, die mit Rotationsdruckformen arbeiten, unterschieden. Beim Tiefdruck kommen vorwiegend metallische Zylinder zum Einsatz, auf deren Oberfläche ein Funktionspro fil eingebracht ist. Üblicherweise werden Stahlwalzen galvanisch mit einer Kupferschicht überzogen, in die dann ein Funktionsprofil eingebracht wird.
Beim Flexodruck kommen häufig Hülsen zum Einsatz, die galvanisch hergestellt werden (zum Beispiel Nickelhülsen) oder aus faserverstärkten duroplastischen Materalien bestehen. Auch hier befindet sich auf der äußeren Oberfläche der Hülsen das Funktionsprofil. Die Hülsen werden in der Regel auf metallische Walzenkerne pneumatisch aufgezogen.
In allen anderen technischen Bereichen werden im wesentlichen metallische Zylinder mit einer technischen Oberfläche, zum Beispiel einer PTFE-Beschichtung, metallische Hülsen oder Hohlzylinder mit einer technischen Oberfläche oder gewickelte, faserverstärkte duroplastische Hülsen mit einer technischen Oberfläche eingesetzt. Die technischen Hülsen können auf Walzenkernen pneumatisch aufgezogen, als Rohre eingesetzt oder als Halbzeuge für die Zylinderfertigung eingesetzt werden.
Die nichtmetallischen Hülsen werden, wie oben bereits erwähnt, durch ein Wickeln eines Streifenmateriales um einen Herstellungskern herum hergestellt. Dieses Verfahren ist zum einen sowohl zeitlich als auch technisch extrem aufwendig, zum anderen führt das Wickelverfahren dazu, daß an den Stoßkanten bzw. den Überlappungskanten des Streifenmaterials ungewollte Stufen oder Unebenheiten entstehen, die die Oberfläche der Druckhülsen uneben machen, was insbesondere bei feinen Druckstrukturen zu Problemen führt. Insbesondere für sehr hochwertige Oberflächen ist es aus diesem Grunde erforderlich, weitere kostenaufwendige Oberflächenbehandlungen durchzuführen, um die qualitativen Ansprüche zu erfüllen. Es ist demnach eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hülse zur Verfügung zu stellen, deren Oberfläche und Gesamtqualität höchsten Anforderungen genügt und die schnell und einfach auf einen Trägerkern aufgesetzt werden kann, wobei ein preiswertes und produktionstechnisch günstiges Herstellungsverfahren eingesetzt werden kann. Es ist ferner die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Trägerkern zum Einsatz der erfindungsgemäßen Hülse zur Verfügung zu stellen.
Die Aufgabe wird durch eine Hülse gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen einer Hülse gemäß Anspruch 15 und einen Trägerkern gemäß Anspruch 27 gelöst. Die Ansprüche 2 bis 14 zeigen besonders bevorzugte Ausführungsformen der Hülse gemäß Anspruch 1, die Ansprüche 16 bis 26 betreffen besonders bevorzugte Ausgestaltungen eines Verfahrens gemäß Anspruch 15 und die Ansprüche 28 bis 32 betreffen bevorzugte Ausführungsformen des Trägerkerns nach Anspruch 27.
Die erfindungsgemäße Hülse besteht aus einem im wesentlichen rohrförmigen, einstückigen Grundkörper, wodurch eine glatte und qualitativ einwandfreie Oberfläche sichergestellt ist, was insbesondere im Hinblick auf die auf die Oberfläche einzubringenden Funktionspro file von hoher Bedeutung ist. Die Hülse weist einen zylindrischen Außenumfang mit einem im wesentlichen konstanten Radius auf, was im Hinblick auf den Einsatz in der Druckindustrie wichtig ist, während die Innenstruktur der Hülse einen in einer axialen Richtung sich konisch verjüngenden zylindrischen Umfang aufweist. Dadurch wird die Montage bzw. der Aufsatz auf einen entsprechenden Trägerkern mit einer ebenfalls konisch verlaufenden Außenoberfläche wesentlich erleichtert. Die Produktionsanlage kann so schnell an wechselnde Anforderungen und Aufgaben angepaßt werden, so daß die Flexibilität erhöht wird.
Die Hülse besteht bevorzugt aus einem thermoplastischen Material, wodurch ein sehr kostengünstiger Herstellungsprozeß sichergestellt wird, wobei gleichzeitig die charakteristischen Eigenschaften des Materials, insbesondere geringes Gewicht bei ausreichender Stabilität, benutzt werden können. Je nach Anwendungsgebiet können auch Verbundwerkstoffe eingesetzt werden, wodurch die Hülse auf besondere Anwendungsbereiche angepaßt werden kann, in denen zum Beispiel eine noch höhere Festigkeit erforderlich ist oder bestimmte Materialien aufgrund der zu bearbeitenden bzw. zu bedruckenden Materialien nicht eingesetzt werden sollen.
Auf der Hülsenoberfläche ist ein Funktionsprofil eingebracht oder es ist eine zusätzliche Funktionsschicht aufgebracht. Die zusätzliche Funktionsschicht kann aus PU, PTFE, Kupfer oder weiteren geeigneten Materialien bestehen. Die Funktionsschicht kann mit allen gängigen Methoden mit der Hülse verbunden sein, es ist insbesondere auch möglich, die Funktionsschichten auf die Hülsenoberfläche aufzukleben.
Die Hülse weist bevorzugt auf ihrer Innenseite Befestigungs- oder Verriegelungsvorrichtungen auf, damit eine sichere Befestigung und Positionierung auf dem Trägerkern während des Druckeinsatzes sichergestellt ist. Solche Befestigungs- oder Verriegelungsvorrichtungen können verschiedene Strukturen aufweisen, so daß eine formschlüssige Verbindung zwischen Hülse und Trägerkern sichergestellt ist. Diese Strukturen sind bevorzugt aus dem gleichen Material wie die Hülse und mit dieser integral ausgebildet, so daß eine exakte Position und eine ausreichende Stabilität der Strukturelemente gewährleistet ist.
Bei einer Ausführungsform besteht die Hülse aus einem starren Material, so daß sie eine besonders stabile Struktur im Hinblick auf den Druckeinsatz aufweist.
Insbesondere in diesem Falle ist es vorteilhaft, eine Dehnschicht auf der Innenseite der Hülse vorzusehen. Die Dehnschicht ist kompressibel und sorgt für eine besonders gute reibschlüssige Verbindung zwischen dem Komplex Hülse/Dehnschicht und dem Trägerkern. Die Dehnschicht kann elektrisch leitfähig sein, was zum Beispiel durch das Einbringen von leitfähigen Partikeln ermöglicht wird.
Vorteilhaft wird die Dehnschicht mit mindestens einer Nut versehen, in die ein Teil des Materials der Dehnschicht beim Aufbringen auf einen Trägerkern verdrängt werden kann. Dadurch wird das Aufbringen auf den Trägerkern erleichtert und die für die reibschlüssige Verbindung notwendige Reibungskraft eingestellt.
Bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird als Rohmaterial thermisch verformbares Material in Form eines Rohres oder Schlauches verwendet. Diese Rohre oder Schläuche werden unter Wärmezufuhr auf einen Herstellungskern aufgezogen oder aufgeschoben, wobei dieser Herstellungskern einen sich in einer axialen Richtung konisch verjüngenden zylindrischen Außenumfang aufweist. Das Aufziehen auf den Herstellungskern findet zweckmäßigerweise von der verjüngten Seite des Herstellungskerns statt. Nach dem Aufziehen läßt man die thermisch verformbaren Rohre oder Schläuche bzw. die Gesamtanlage abkühlen, so daß das thermisch verformbare Material konsolidiert. Das nun verfestigte Material hat damit auf einfache und schnelle Weise die gewünschte Form angenommen, wobei eine extrem glatte Oberfläche, die höchsten Ansprüchen genügt, hergestellt worden ist. Die so hergestellte und konsolidierte Hülse wird nach dem Erkalten von dem Herstellungskern abgezogen.
Die Wärme beim Aufbringen des Materials wird bevorzugt über den Herstellungskern zugeführt, wobei der Herstellungskern durch einen vorgeschalteten Aufheizprozeß aufgeheizt werden kann. Bevorzugt wird dem Herstellungskern aber auch während des Aufschiebens des thermisch verformbaren Materials Wärme zugeführt. Dadurch wird ein besonders gleichmäßiger und leichtgängiger Prozeß ermöglicht.
Die Größe der Kraft, die für den Reibschluß zwischen der fertiggestellten Hülse und dem zum Einsatz notwendigen Trägerkern verantwortlich ist, kann durch die regelbaren Prozeßparameter bei der Herstellung, insbesondere die Temperatur, wesentlich beeinflußt werden, so daß der Herstellungskern auch als Trägerkern dienen kann.
Bei einem bevorzugten Verfahren wird der Herstellungskern mittels einer Wärmetransport- flüssigkeit oder eines Wärmetransportgases geheizt oder gekühlt. Die Flüssigkeit oder das Gas wird über Durchgänge bzw. Öffnungen in Hohlräume des Herstellungskerns gepumpt und diesem wieder entnommen. Dadurch wird zum einen eine sehr exakte Kontrolle der Temperatur, zum anderen ein schneller Wechsel der Temperatur, also insbesondere ein Wechseln vom Heizen des Herstellungskerns zum Kühlen des Herstellungskerns, nachdem der entsprechende Formvorgang abgeschlossen ist, ermöglicht.
Das Aufschieben des rohrförmigen Halbzeugs auf den Herstellungskern wird bevorzugt mit einer Au reßvorrichtung, insbesondere einer automatisch betätigten mechanischen Schubvorrichtung, durchgeführt, während die fertige Hülse mit Hilfe eines Abstreifers nach der Konsolidierung von dem Herstellungskern abgestreift wird. Diese Vorgänge werden vorteilhafterweise automatisiert durchgeführt.
Auf die fertige Hülse kann danach ein Funktionsprofil eingebracht oder eine Funktionsschicht aufgeklebt werden. Das Funktionsprofil wird insbesondere mittels einer Direktstrukturierung durch einen Laserstrahl, ein Abtragen aus dem ionisierten Zustand oder eine mechanische Bearbeitung eingebracht, während die Funktionsschichten aus verschiedenen Materialien, insbesondere PU, PTFE, Kupfer oder Kunststoffen bestehen können, die bevorzugt auf die Hülse aufgeklebt werden, allerdings auch mit allen anderen gängigen Methoden an der Oberfläche der Hülse befestigt werden können.
Ferner kann in einem nachträglichen Schritt auf der Innenseite der Hülse eine Dehnschicht angebracht werden. Die Dehnschicht besteht aus einem kompressiblen Material, bevorzugt werden Schäume, elastische Materialien mit einer gasförmigen Füllung, zum Beispiel expandierte Polystyrolperlen, oder elastische Materialien mit einer Strukturierung verwendet, wobei die Strukturierung ähnlich wie die gasförmige Füllung Volumen zur Verfügung stellt, in das Material verdrängt werden kann, sobald die Hülse aufgeschoben wird, wodurch eine besondere Nachgiebigkeit und Elastizität und eine erhöhte Kompressibilität zur Verfügung gestellt wird.
Die Dehnschicht übernimmt in der Regel mehrere wesentliche Funktionen: zum einen sorgt sie durch die Energie, die durch die Kompression in ihr gespeichert ist, für die für eine reibschlüssige Verbindung notwendige Kraft bzw. den notwendigen Druck zwischen Dehnschicht und Trägerkern, zum anderen sorgt sie für eine gleichmäßige Verteilung des Druckes, was insbesondere beim Aufziehen bzw. Abziehen der Hülse auf dem oder von dem Trägerkern Beschädigungen vermeidet. Des weiteren kann die Dehnschicht notwendig werden, wenn die Hülse pneumatisch von dem Trägerkern, zum Beispiel durch Einblasen von Preßluft zwischen die Außenschicht des Trägerkerns und die Innenschicht der Hülse bzw. der Dehnschicht, abgezogen wird. Schließlich gleicht die Dehnschicht auch eventuell vorhandene Unebenheiten auf der Innenseite der rohrförmigen Grundkörper aus.
In die Dehnschicht wird bevorzugt eine Nut eingebracht, die sich zumindest über einen Teilbereich der radialen Ausdehnung der Dehnschicht erstreckt, bevorzugt weniger als 50 % der radialen Ausdehnung der Dehnschicht. Die Nut schafft Volumen, in die zusätzlich Material der Dehnschicht verdrängt werden kann, so daß die Kompressibilität der Dehnschicht erhöht wird. Ferner kann die Nut, wie auch eventuell vorgesehene Strukturen an der Innenseite der Hülse, als Füge- und Einpaßhilfe verwendet werden, wenn die Hülse auf den Trägerkern aufgesetzt wird. Es kann lediglich eine Nut vorgesehen werden, ferner ist es möglich, verschiedene, bevorzugt sich in axialer Richtung erstreckende Nuten über den Gesamtinnenumfang der Hülse zu verteilen.
Ferner soll angemerkt werden, daß eine solche Dehnschicht nicht nur am Innenbereich der Hülse direkt befestigt werden kann, sondern auch an dem Trägerkern befestigt werden kann, was im Endeffekt zu vergleichbaren Ergebnissen führt.
Neben der mindestens einen Nut können auch Strukturen an der Innenseite der Hülse vorgesehen werden, die entweder als Füge- und Einpaßhilfe dienen, aber auch als Befestigungsund Verriegelungsvorrichtungen für eine sichere Befestigung der Hülse an dem Trägerkern sorgen.
Neben der Möglichkeit, als Rohstoffmaterial thermisch verformbare Rohre oder Schläuche als Halbzeuge zu verwenden, kann das thermisch verformbare Material auch direkt aus einem Extruder in Schlauch- oder Rohrform auf den Herstellungskern aufgebracht werden. In diesem Falle muß nahezu keine Wärmezufuhr durch den Herstellungkern aufgebracht werden, da das Material bereits eine ausreichende Temperatur aufweist. Dennoch kann eine Wärmezufuhr über den Herstellungskern sinnvoll sein, um z.B. den Konsolidierungsprozeß zeitlich zu dehnen, wodurch die durch Temperaturunterschiede hervorgerufenen Belastungen des Materials gesenkt werden. Die Kühlung kann dann in der oben beschriebenen Weise durchgeführt werden.
Ein erfindungsgemäßer Trägerkern für den Einsatz einer oben beschriebenen Hülle weist einen der Innenstruktur der Hülse entsprechenden, in einer axialen Richtung sich konisch verjüngenden zylindrischen Außenumfang auf, um ein genaues Zusammenwirken zwischen Trägerkern und Hülse zu ermöglichen. Der Trägerkern kann mit entsprechenden Gegenelementen zu den oben beschriebenen Strukturen an der Innenseite der Hülse versehen sein, so daß eine reibschlüssige und/oder eine formschlüssige Verbindung verwirklicht wird. Ferner weist der Trägerkern bevorzugt wenigstens einen sich im wesentlichen in radialer Richtung nach außen durch den Trägerkern erstreckenden Kanal auf, durch den vorteilhafterweise von außerhalb des Trägerkerns ein Gas, bevorzugt Preßluft, oder auch eine Flüssigkeit zwischen den Trägerkern und die Hülse gepreßt werden kann, um ein Entformen der Hülse von dem Trägerkern zu erleichtern.
Wie oben bereits erwähnt, kann der Trägerkern auch eine Dehnschicht umfassen, die an seinen Außenstrukturen befestigt ist. Die Wirkungen sind analog zu der Dehnschicht, die an der Hülse befestigt ist. Auch das bevorzugte Material unterscheidet sich nicht von dem Material einer an der Hülse befestigten Dehnschicht. Darüberhinaus kann die Dehnschicht auch hier mit einer Nut versehen sein.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird durch die anhängenden Zeichnungen verdeutlicht, in denen
Figur 1 schematisch eine Ausführungsform einer Hülse im Querschnitt darstellt, die sich auf einem Trägerkern befindet;
Figur 2 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform einer zu fertigenden Hülse und einer Ausführungsform eines Herstellungskerns während des Herstellungsprozesses zeigt.
Figur 3 in Teilbild A schematisch ein rohrförmiges Halbzeug im Querschnitt vor und
in Teilbild B nach dem Aufschieben auf eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungskernes, sowie
in Teilbild C schematisch im Querschnitt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hülse im Einsatz auf einem Trägerkern zeigt.
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform einer Hülse 1, die einen zylindrischen Außenumfang mit im wesentlichen konstanten Radius und einen sich nach rechts verjüngenden zylindrischen Innenumfang aufweist. Die Hülse besteht aus thermoplastischem Material und hat eine durchschnittliche Wandstärke von 10 mm.
Im Innenbereich angebracht weist die Hülse eine Dehnschicht 3 auf, die aus einem elastome- ren Material besteht und eine Wandstärke von 1 mm aufweist. In die Dehnschicht eingebracht sind Nuten 4 (nur zwei ersichtlich), die sich in axialer Richtung im wesentlichen über den gesamten Bereich der Hülse erstrecken, während sie in radialer Richtung lediglich etwa 25 % der Dicke der Dehnschicht ausgenommen haben. Die Nuten sind hier an der Seite der Hülse angebracht, wodurch eine saubere und ununterbrochene Innenfläche der Dehnschicht sichergestellt ist, was zu einem besonders einfachen Aufschieben der Hülse auf dem Trägerkern führt. Es ist selbstverständlich auch denkbar, die Nuten 4 auf der gegenüberliegenden Seite der Dehnschicht 3, also zum Innenraum hin offen, anzubringen.
Die Dehnschicht 3 ist mittels eines konventionellen Klebstoffes an der Hülse 1 , besser aber am Trägerkern, wie im Zusammenhang mit Fig. 3C beschrieben, befestigt. Die Dehnschicht kann auch selbstklebend sein. In Figur 1 ist ebenfalls der hohle Trägerkern 2 ersichtlich, der eine sich nach links verjüngende zylindrische Außenstruktur aufweist. Der Zylinder besteht wahlweise aus Stahl und hat eine Dicke von 30 bis 500 mm. Der Trägerkern 2 weist einen Kanal 5 auf, der sich in radialer Richtung von innen nach außen durch den Trägerkern 2 erstreckt. Es sind weitere Kanäle in dem Trägerkern angebracht, die allerdings in dieser Querschnittszeichnung nicht ersichtlich sind.
Der Innenraum des Trägerkerns kann mittels Gas oder einer Flüssigkeit mit Druck beaufschlagt werden, wodurch das Gas oder die Flüssigkeit durch die Kanäle 5 nach außen dringt und sich zwischen Trägerkern 2 und Hülse 1 bzw. Dehnschicht 3 schiebt und die Hülse 1 bzw. Dehnschicht 3 leicht von dem Trägerkern abhebt bzw. den Anpreßdruck vermindert, wodurch ein leichtes Abstreifen der Hülse von dem Trägerkern erleichtert wird.
Figur 2 zeigt schematisch die Fertigung einer Hülse aus einem rohrförmigen Halbzeug, einem Rohr 9. Das Rohr 9 aus thermoplastischem Material hat eine Wandstärke von 10 mm und wird mit einer automatisch betätigten Metallplatte 10, die als Aufpreßvorrichtung dient, auf den Herstellungskern 6 geschoben. Der Herstellungskern 6 besteht aus Stahl und weist eine sich nach links konisch verjüngende zylindrische Außenstruktur auf. Durch das Aufschieben des Rohres 9 auf den beheizten Herstellungskem 6 paßt sich das Rohr 9 der gewünschten Form an.
Der Herstellungskem 6 weist an seinem einen Ende zwei Öffnungen 7 auf, die den Zugang zu einem Hohlraum 8 eröffnen, der sich im Inneren des Herstellungskerns 6 befindet. Durch diese Öffnungen 7 wird eine Wärmetransportflüssigkeit gepumpt, die den Herstellungskem 6 auf der gewünschten Temperatur hält. Für eine später erfolgende Abkühlung, während der das thermoplastische Material des Rohres 9 konsolidiert wird, wird eine Kühlflüssigkeit ebenfalls durch die beiden Öffnungen 7 und den Hohlraum 8 des Herstellungskerns 6 gepumpt.
Nach der Konsolidierung wird die aus dem Rohr 9 gebildete Hülse 1 mit Hilfe eines Abstreifers 11 automatisch von dem Herstellungskem 6 abgestreift.
Die nun fertiggestellte Hülse kann anschließend gegebenenfalls mit einer Oberflächenstruktu- rierung oder einer Funktionsschicht versehen werden, femer kann eine Dehnschicht angebracht werden.
Figur 3 zeigt zur Verdeutlichung das rohrformige Halbzeug 9 im ursprünglichen Zustand, nach Aufschieben auf einen Herstellungskem 6 und die fertiggestellte Hülse 1 auf einem Trägerkern zum Druckeinsatz.
Figur 3A zeigt schematisch einen Querschnitt durch ein rohrförmiges Halbzeug 9, das eine Wanddicke von 10 mm aufweist. Der Innendurchmesser dl ist im Grundzustand vor Verarbeitung über die gesamte Länge des Halbzeuges konstant.
Figur 3B zeigt schematisch einen Querschnitt durch einen auf einen Herstellungskem 6 aufgezogenes Halbzeug 9. Durch das Aufschieben bzw. Aufziehen des Halbzeuges 9 auf den Trägerkem paßt sich , wie oben bereits beschrieben, das Rohr 9 der gewünschten Form an und bildet die Hülse 1. Der Außen-Durchmesser d2 des Herstellungskernes 6 ist aufgrund der konischen Form je nach Schnittfläche unterschiedlich, weist aber immer einen Wert auf, der größer oder zumindest gleich groß wie der ursprüngliche Innendurchmesser dl des Halbzeuges ist, um ein definiertes Formen des Rohres 9 sicherzustellen. Der Herstellungskem 6 weist eine in Längsrichtung verlaufende Nut 15 auf, die eine integral ausgebildete Befestigungsvorrichtung 16 an der Innenseite des Rohres 9 bzw. der zu fertigenden Hülse 1 ausformt.
In Figur 3C ist die fertiggestellte Hülse 1 dargestellt, die auf einem Trägerkem 20 zum Druk- keinsatz aufgezogen ist. Die Hülse 1 weist eine integral ausgebildete Befestigungsvorrichtung in Form eines Steges 16 auf, der in eine Nut 17 des Trägerkems eingreift. Damit ist eine sichere Positionierung sowohl während des Aufziehens der Hülse 1 auf den Trägerkem 20 als auch während des Druck- und Arbeitseinsatzes gewährleistet.
Der Trägerkem 20 weist einen als Dehnschicht fungierende elastomere Beschichtung 21 auf, die in dieser Ausführungsform direkt an dem Trägerkem 20 befestigt ist. Die Dehnschicht 21 erstreckt sich im wesentlichen über den gesamten Außenbereich des Trägerkems 20 und ist lediglich im Bereich der Nut 17 unterbrochen, um einen sicheren Eingriff des Steges 15 zu gewährleisten.
Ähnlich wie in der in Figur 1 dargestellten Ausfülrrungsform weist die Dehnschicht 21 sich in Längsrichtung erstreckende Nuten 4 auf, die in regelmäßigen Abständen um den Außenumfang der Dehnschicht 21 verteilt sind. Die Dehnschicht 21 ist hier im wesentlichen analog zu der in Figur 1 dargestellten Dehnschicht ausgebildet, nur daß sie in dieser Ausführungsform direkt an dem Trägerkem 20 und nicht an der Hülse 1 befestigt ist.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Claims

Ansprüche
1. Hülse aus thermisch verformbarem Material, insbesondere zum Einsatz als technische Hülse in der Druckindustrie,
dadurch gekennzeichnet, daß
sie aus einem im wesentlichen rohrförmigen einstückigen Gmndkörper besteht, wobei der Gmndkörper einen zylindrischen Außenumfang mit im wesentlichen konstanten Radius und einen sich in einer axialen Richtung konisch verjüngenden zylindrischen Innenumfang aufweist.
2. Hülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem thermoplastischen Material besteht.
3. Hülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Verbundwerkstoffen besteht.
4. Hülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in ihrer Oberfläche ein Funktionsprofil eingebracht ist.
5. Hülse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf ihrer Oberfläche mindestens eine Funktionsschicht aufgebracht ist.
6. Hülse nach Ansprach 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsschicht aus Polyurethan (PU), Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Kupfer besteht.
7. Hülse nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsschicht aufgeklebt ist.
8. Hülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in ihrem Innenbereich Befestigungs- oder Verriegelungsvorrichtungen (16) aufweist.
9. Hülse nach Ansprach 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungs- oder Verriegelungsvorrichtungen (16) integral ausgebildete Strukturen sind.
10. Hülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem starren Material besteht.
11. Hülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf ihrem Innenbereich eine Dehnschicht (3) angeordnet ist.
12. Hülse nach Ansprach 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnschicht (3) elektrisch leitfähig ist.
13. Hülse nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnschicht (3) leitfähige Partikel enthält.
14. Hülse nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnschicht (3) mit mindestens einer Nut (4) versehen ist, die sich zumindest über einen Teilbereich der radialen Ausdehnung der Dehnschicht (3) erstreckt.
15. Verfahren zum Herstellen einer Hülse (1) aus thermisch verformbarem Material, insbesondere zum Einsatz als technische Hülse in der Druckindustrie,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein thermisch verformbares Material in Form eines Rohres oder eines thermisch verformbaren Schlauches (9) unter Wärmezufuhr auf einen Herstellungskem (6) aufgezogen oder aufgeschoben wird, wobei der Herstellungskem (6) einen sich in einer axialen Richtung konisch verjüngenden zylindrischen Außenumfang aufweist, und das thermisch verformbare Material des Rohres oder Schlauches danach abgekühlt wird, wobei es konsolidiert und die Hülse (1) gebildet wird, und die Hülse (1) von dem Herstellungskem (6) entfernt wird.
16. Verfahren nach Ansprach 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme durch einen vorgeschalteten Aufheizprozeß des Herstellungskerns (6) zugeführt wird.
17. Verfahren nach Ansprach 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Herstellungskem (6) mittels einer Transportflüssigkeit oder eines Transportgases, die oder das durch Zugänge (7) im Inneren des Herstellungskerns (6) vorhandenen mindestens einen Hohlraum (8) zu- und aus diesem abgeführt wird, geheizt oder gekühlt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das thermisch verformbare Rohr oder der thermisch verformbare Schlauch (9) mittels eines Aufpreßvorrichtung (10) auf den Herstellungskem (6) aufgeschoben wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) nach der Konsolidierung mittels eines Abstreifers (11) von dem Herstellungskem (6) abgestreift wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche der Hülse (1) ein Funktionsprofil eingebracht wird oder mindestens eine Funktionsschicht aufgebracht wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionsprofil durch eine Direktstrakturierang mittels Laserstrahl, ein Abtragen aus dem ionisierten Zustand oder eine mechanische Bearbeitung eingebracht wird.
22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Funktionsschicht aufgeklebt wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dehnschicht (3) auf der Innenseite der Hülse (1) angebracht wird.
24. Verfahren nach Ansprach 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnschicht (3) mit einer Nut (4) versehen wird.
25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das thermisch verformbare Rohr oder der thermisch verformbare Material (9) direkt aus einem Extruder auf den Herstellungskem (6) geleitet wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Herstellungskem (6) sich befindende Strakturen abgeformt werden und integrale Strukturen auf dem Innenbereich der Hülse gebildet werden.
27. Trägerkem (2) insbesondere zum Einsatz einer Hülse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 oder einer Hülse, die in einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 26 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkem (2) einen sich in einer axialen Richtung konisch verjüngenden zylindrischen Außenumfang aufweist.
28. Trägerkem (2) nach Ansprach 27, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens einen Kanal (5) aufweist, der sich im wesentlichen in radialer Richtung durch den Trägerkem (2) erstreckt.
29. Trägerkem (2) nach einem der Ansprüche 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß er auf seiner Außenwand eine Dehnschicht (3) aufweist.
30. Trägerkem (2) nach Ansprach 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnschicht (3) elektrisch leitfähig ist.
31. Trägerkem (2) nach Ansprach 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnschicht (3) leitfähige Partikel enthält.
32. Trägerkem (2) nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnschicht (3) mindestens eine Nut (4) aufweist, die sich zumindest über einen Teilbereich der radialen Ausdehnung der Dehnschicht (3) erstreckt.
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