WO1998012440A1 - Composite tube as a cylindrical tube - Google Patents

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WO1998012440A1
WO1998012440A1 PCT/EP1997/003181 EP9703181W WO9812440A1 WO 1998012440 A1 WO1998012440 A1 WO 1998012440A1 EP 9703181 W EP9703181 W EP 9703181W WO 9812440 A1 WO9812440 A1 WO 9812440A1
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WO
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composite pipe
gap
pipe according
tube
elements
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Application number
PCT/EP1997/003181
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German (de)
French (fr)
Inventor
Udo Schmalfuss
Original Assignee
Intus Maschinen Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intus Maschinen Gmbh filed Critical Intus Maschinen Gmbh
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C13/00—Rolls, drums, discs, or the like; Bearings or mountings therefor

Definitions

  • the present invention relates to a composite tube, in particular roller tube, consisting of an outer tube and at least one inner tube, which is arranged coaxially to one another and at least one gap is formed between them
  • the machine component roller is widespread and installed in almost all machines. It is supported on both sides. If the roller is driven, the drive is arranged externally. This drive consists of a motoi, clutch and often a gear.
  • roller tubes are mainly made of metallic materials. These are steel and aluminum. Chemical materials are used for certain applications. Carbon fibers and glass fibers, in conjunction with synthetic resins, are processed into commercially available pipes. Rollers are made from them.
  • the present invention has for its object to provide a composite tube, especially roller tube, which the above. Disadvantages eliminated and with which a universal use is possible.
  • optimization, in particular of a roller tube, with a large reduction in its mass should be made possible.
  • the controllability is to be improved in short time intervals in order to reduce the control expenditure and the use of energy.
  • the dimensional stability should also be maintained or improved when the mass is reduced and the speeds are increased, and vibrations are reduced.
  • At least one element is inserted in the gap.
  • a roller tube fulfills several tasks. Each of these tasks must be re-evaluated in every application. Dead weight, external loads, bearing spacing, surface stress, wrapping material and transmission. Torques are only keywords for extensive considerations, evaluations and factual decisions.
  • roller made of steel material covers this entire spectrum of possibilities. In terms of construction, it is designed as a full steel tube or cast component. With the industrial use of aluminum, rollers were also made from this material. That was not enough. The task was tackled again with chemical materials and composite materials made from fibers and synthetic resins were developed. This path is that of using high-quality raw materials. In aircraft and vehicle construction, which has always placed special demands on the dead weight of the components, consistent developments have resulted in products that have ⁇ ic rough weights with excellent! Linking stability In this direction, the conditions according to the invention went
  • Figures 2b and 2c show the honeycomb structure of a lightweight panel cover sheets less than 1 mm thick and honeycomb sheets less than 0.1 mm thick, glued together create a floatable component
  • Figures 2b, 2c and 15 identify the cover sheet, the honeycomb sheets and the base sheet. The components are glued together
  • Figure 1 outlines the basic idea of inserting a Tiagkoi structure between two concentrically held tubes.
  • Figure 1 identifies the outer tube, the inner tube and the supporting structure to be defined
  • FIG. 14 shows the further development of the concept with an intermediate tube between the inner tube, intermediate layer constructions and the outer tube.
  • the position of the intermediate tube is not in the arithmetic center between the inner and outer tube. Constructional reasons and a corresponding experiment determined the position of the intermediate tube
  • a supporting structure can now be inserted as a supporting structure.
  • the honeycombs are advantageously inserted and processed running parallel to the axis ( Figure 2 ⁇ ) Contrary to the lightweight board construction, extruded bars with a thin wall are shaped as hexagons, inserted. These bars are to be adapted to the various cavities , which result from various possible applications.Also, they can be used with different diameters of the rollers.
  • the hexagonal hollow bars are light in weight and are comparatively just as stable as the hexagonal profiles made of thin light metal foils in the lightweight panels deform inside and adjust them
  • hexagonal plastic caps are also radially deformable and can be wrapped around the inner tube. The coil is then covered with the outer tube.
  • the axially or radially inserted hexagonal hollow profiles are glued together. Under load, the profiles support each other and are loaded as a system explains three of these structures
  • Figure 2a shows two concentric rows of the hexagonal hollow profiles, which are shown with a single line because of the small wall thickness. Three or more rows of these hexagonal hollow bars are also to be arranged.
  • FIGS. 3 and 5 Another variant is the insertion of various concentric rings into the space between the inner tube and outer tube. This is shown in FIGS. 3 and 5. Security against axial displacement of the inner tube against the outer tube are the fixing options in FIGS. 9a, 9b, 10a, 10b, 11a and 11b. With this method of spacing, a large part of the cavity between the inner tube and outer tube is kept weightless. The load capacity of the connection can be adjusted via the hardness of the rings used.
  • a corresponding number of balls can also be inserted into the intermediate space, taking into account the axial fixing according to FIGS. 9a, 9b, 10a, 10b, 11a and 11b.
  • These balls are commodities. They reduce the weight for the space construction once more compared to a closed ring with a corresponding circular cross-section, Figure 6.
  • rods are inserted axially. They only fulfill the purpose according to the invention if they are very light, that is to say they are possibly hollow.
  • the cavity is either partially or fully filled (see Figures 7a to 7d).
  • a cord in the space between the inner tube and the outer tube (see FIG. 8). Similar to a thread, with selectable pitch, selectable hardness for the material, an adapted load-bearing capacity can be achieved with a reduced overall weight. This also corresponds to a solution to the task.
  • the composite pipe can be formed from sheet metal with a small thickness, FIGS. 13a and 13b.
  • the required longitudinal weld seam on the inner jacket and outer jacket is housed in a bead. This eliminates the need to rework the weld seam to the outside knife and in the hole.
  • Sa ken are incorporated to improve the stability of the sheet metal jacket inside and outside.
  • these bags are suitable as an integral part of built-in and built-up parts.
  • the shape and number of these beads can be selected and follows a constructive decision.
  • the option with extremely thin sheets and a foamed cavity is the solution that completely fulfills the requirement of the task.
  • the density for this solution is less than 1.
  • FIG. 1 shows a pipe according to the invention as a composite pipe with an outer and inner pipe
  • FIG. 2a shows a partial cross section through the composite pipe according to the invention according to FIG. 1 with an axially inserted honeycomb structure
  • Figure 2b is a partially broken plan view of a composite pipe with a radially inserted honeycomb structure
  • Figure 2c shows a partial cross section through the composite pipe with inserted honeycomb structure according to Figure 2b along line IIc-IIc;
  • Figure ⁇ is a perspective, partially broken view of the composite pipe according to Figure 1, with elastic rings inserted;
  • FIG. 4 shows a perspective view of a partially broken composite pipe according to FIG. 1 with a large number of elastic balls inserted;
  • FIG. 5 shows a perspective, partially broken open view of the composite pipe according to FIG. 1 with damping elements inserted
  • FIG. 6 shows a perspective, partially broken open view with a plurality of axially spaced, radially arranged, elastic balls
  • FIGS. 7a to 7d are perspective, partially broken open views of the composite pipe according to FIG. 1 with elements inserted in the axial direction;
  • FIG. 8 shows a perspective, partly broken view of the composite pipe according to FIG. I with a spiral-shaped element
  • FIGS. 10a and 10b further partial cross section through the composite pipe with outer depressions on the inner pipe according to FIGS. 9a and 9b;
  • FIGS. 11a and 11b further partial cross sections of the composite pipe with corresponding depressions in the inner and outer pipes;
  • FIG. 12 shows a cross section through a further composite pipe with beads
  • FIGS 13a and 13b cross sections through two possible beads from Figure 12;
  • FIG. 14 shows a perspective view of a further composite pipe with a multilayer structure
  • a composite pipe R has an outer pipe 1 and an inner pipe 2.
  • the inner tube 2 is inserted coaxially into the outer tube 1.
  • a gap 3 is formed between the outer tube 1 and the inner tube 2. So that the composite pipe R according to the invention is formed, the gap 3 an element 4 is used.
  • this element 4 is inserted into the gap 3 as a honeycomb structure 8.1 and forms a composite pipe R 1 .
  • the honeycomb structure 8.1 is inserted axially into the gap 3 and establishes a connection between an inner surface 5 of the outer tube 1 and an outer surface 6 of the inner tube 2.
  • the honeycomb structure 8.1 can be pressed into the gap 3 e or can be firmly connected to the surfaces 5, 6 by means of adhesives.
  • This honeycomb structure 8.1 inserted axially into the gap 3 is particularly suitable for flowing through the composite pipe R ⁇ and in particular the gap 3 by means of a medium z ⁇ . This is particularly advantageous for heating or cooling the outer and inner tubes 1, 2.
  • FIG. 2 c shows a schematic partial cross section of the honeycomb structure 8.2 in the gap 3 between the outer and inner tubes 1, 2.
  • FIG. 3 shows a further composite pipe R3, in the gap 3 of which two elements 4.1 are inserted.
  • the two elements 4.1 are preferably drawn or pressed into the gap 3 as elastic rings, prestressed. These can be arranged anywhere in the gap 1 on the inner tube 2.
  • the peculiarity of the prestressed elastic rings is that a suitable selection of material with a suitable pre-tensioning force and, if necessary, by arranging several elements 4.1 in the gap 3, can influence the properties of the composite pipe.
  • a composite pipe can be used accordingly to be optimized for loads, for example during rolling. The contact forces, speeds, vibration level and the like are taken into account when designing such a composite pipe.
  • a selection of corresponding elements 4.1 determine the properties of the composite pipe
  • FIG. 4 Another composite pipe R 4 is shown in FIG. 4, with a large number of elements 4 2 em being set in the gap 3. These are exemplary in the preferred export. formed as balls, in particular as elastic balls. These are also prestressed and pressed into the gap 3 e. They are distributed over the circumference in the radial and / or axial direction in the gap 3. These can also be fully or partially aligned, possibly in the form of rings
  • the corresponding number of balls, selection of the material preload and size of the individual elements, influence on the properties of the composite pipe R 4 can be used, for example, balls of different materials can also be inserted into the gap 3 at different locations This ensures that there is no leakage
  • a composite pipe R5 is shown, 111 whose gap 3 uses the elements 4.3 as cylindrical rubber elements or the like.
  • a selection of the appropriate material, width or spacing of individual rubber elements from one another can also be used. Influence on the properties of the composite pipe R5 can be taken
  • the elements 4.2 are arranged radially in the gap 3 at very specific locations and form a further composite pipe Rg.
  • the individual elements 4.2 or balls lie in the gap 3 m of a radial plane and form a circular ring. They are spaced apart from one another, the spacing being freely selectable.
  • the arrangement of the balls or elements 4.2 are partially or fully filled. These can also be arranged radially spaced from one another. Radial individual gaps then arise between the adjacent elements 4.2.
  • FIG. 7a Another exemplary embodiment of a further composite pipe R 7a is shown in FIG. 7a.
  • elements 4.3 are arranged in the axial direction. These can either be designed as a solid rod or as a tube. In both cases, a medium can flow through the composite pipe R 7, for example, in order to cool or heat this composite pipe R7.
  • the elements 4.3 are designed as round materials arranged axially in the gap 3. These can also be of an Elatian nature.
  • FIGS. 7c and 7d show further exemplary embodiments of composite pipes R7 C and ⁇ d.
  • the special feature of these composite pipes is that the elements 4.3 used there, which can be designed as a solid or as a hollow profile, are arranged axially spaced apart from one another between the inner pipe 2 and the outer pipe 3.
  • the weight of the composite pipes R 7C and R 7 ⁇ is considerably lightened, which in turn causes special vibration properties.
  • a further element 4 4 is inserted spirally into the gap 3 of a composite pipe Rg.
  • This element 4 4 4 is preferably elastic and can also be inserted prestressed in the gap 3.
  • a pitch of the spiral can be changed in order to additionally influence the properties of the composite pipe Rg.
  • additional depressions 1 are provided. 1, 7.2 the element ⁇ - 4.2, 4 3 centered on the inner surface 5 of the outer tube 1 or stored or held there.
  • the recesses 7.1, 7 2 essentially correspond to the outer contour of the elements 4 2 or 4 J here is a corresponding fixed -Loose storage formed, the inner tube? is axially slightly movable against the elements 4.2, 4 3 or with respect to the outer tube 1
  • FIGS. 10a and 10b show a further fixed / loose bearing, the recesses 7 3 being provided on the outer surface 6 of the inner tube 2.
  • a position which is fixed or guided on both sides is also possible, as shown in FIGS. 11a and 11b.
  • the outer surface 5 and the outer surface 6 of the outer and inner tubes 1,? corresponding recesses n 1 to 7.4 are provided. These are arranged opposite each other and center the elements 4.2 in the gap 3. With a suitable preload, these elements 4 2 and 4 3 also act as a seal
  • corresponding profiles 9.1 and 9.2 can be provided both in the outer and in the inner tube 1, 2. These can be rectangular or arched. They serve to profile a roller or to locate and center the elements 4 1 to 4 4 in the gap 3
  • a plurality of inner tubes 2 are inserted into the outer tube 1.
  • M columns 3 elements 4 5 are inserted between the individual tubes.
  • these are manufactured as tubes from any materials. Plastic, metal le or other composite materials can be used to produce a corresponding composite tube Rg.
  • the individual elements 5 and any number of inner tubes can be used coaxially as connections in the outer tube 1

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)

Abstract

The present invention relates to a composite tube, more specifically a cylindrical tube, consisting of an outer tube (1) and at least one inner tube (2) mounted coaxially in relation to each other, with, located in-between, at least one slot (3) in which at least one element (4.1 to 4.5) is placed.

Description

Verbundrohr als Walzenrohr Composite tube as a roller tube
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbundrohi insbesondere Walzenroh , aus einem Aussenrohr und zumindest einem Innenrohr, welche koaxial zuemandei angeordnet smα und dazwischen zumindest ein Spalt gebildet istThe present invention relates to a composite tube, in particular roller tube, consisting of an outer tube and at least one inner tube, which is arranged coaxially to one another and at least one gap is formed between them
Das Maschinenbauteil Walze ist weit verbreitet und n nahezu allen Maschinen eingebaut. Es ist an beiden Seiten gela gert Ist die Walze angetrieben, so ist dei Antrieb extern angeordnet Dieser Antrieb besteht regelmassig aus Motoi , Kupplung und häufig einem Getriebe.The machine component roller is widespread and installed in almost all machines. It is supported on both sides. If the roller is driven, the drive is arranged externally. This drive consists of a motoi, clutch and often a gear.
Zusammen mit anderen Funktionsbauteilen muss diese Walze geregelt werden. Das trifft zu für die Anlaufphase beim Einschalten der Maschine und für den Betπebszustand, abei auch für getakteten Betrieb. In jedem dieser Betneoszustände muss die Walze mit dei gesamten Masse der bewegten Teile des Antriebsstranges beschleunigt, geregelt und gebremst werden. Dabei spielt die Masse der Walze eine wesentliche Roll . Walzenrohre sind überwiegend aus metallischen Werkstoffen hergestellt Das sind Stahl und Aluminium. Für bestimmte Anwendungen werden Chemiewerkstoffe verwendet. Kohlefasern und Glasfasern, in Verbindung mit Kunstharzen werden zu handelsub- liehen Rohren verarbeitet. Aus ihnen werden Walzen ge fertigt .This roller must be controlled together with other functional components. This applies to the start-up phase when the machine is switched on and for the operating state, but also for clocked operation. In each of these Betneos states, the roller must be accelerated, regulated and braked with the entire mass of the moving parts of the drive train. The mass of the roller plays an important role. Roller tubes are mainly made of metallic materials. These are steel and aluminum. Chemical materials are used for certain applications. Carbon fibers and glass fibers, in conjunction with synthetic resins, are processed into commercially available pipes. Rollers are made from them.
Für die Wahl des Walzenwerkstoffes und die Dimensionen eines Walzenrohres sind die von aussen einwirkenden Kräfte, wie u.a. Anpresskräfte, Bahnzug, Funktionskräfte, zu berücksichtigen. In vielen Fällen wird allein aus unkriti scher Selbstverständlichkeit auf Stahl zurückgegriffen, obwohl damit Nachteile verbunden sind, di^ das Preis Lei stungsverhältnis als Wertgrösse über di^ Gebrauc sdauei negativ beeinflussen.For the selection of the roller material and the dimensions of a roller tube, the external forces, such as contact pressure, web tension, functional forces, must be taken into account. In many cases, use is made of steel alone unkriti shear matter of course, although this disadvantages are associated, di ^ the price Lei stungsverhältnis by value size over di ^ Gebrauc sdauei negatively.
Betrachet man eine zu schwere Stahlwalze, dann verlangt das höhere Eigengewicht, die grössere Masse ein ständigen grosseren an Energie- und Regelaufwand. Häufig anlaufende Maschinen erreichen dann infolge der Massenträgheit entweder nicht die geforderte Taktzeit oder der Aufwand an Energie wird erhöht .If you consider a steel roller that is too heavy, the higher weight, the larger mass requires a constantly greater amount of energy and control. Frequently starting machines then either do not achieve the required cycle time due to the inertia or the energy expenditure is increased.
Die zu hohen eingesetzten Kräfte haben erhöhte Durchbiegung als Folge. Diese führt zu dem Wert, welchei das Mass für die kritische Drehzahl einer Walze istThe excessive forces used result in increased deflection. This leads to the value, which is the measure for the critical speed of a roller
Durch die Massenreduktion nimmt die Durchbiegung ab, was zu einer Erhöhung der kritischen Drehzahl führt. Das ist auch das Ziel. Aber auch Walzen aus Aluminium und Chemiewerkstoffen smα m vielen Fällen zu schwer und für die volle Leistung nicht geeignet . Grosse Lagerabstande in Verbindung mit hohem Eigengewicht und hohen Umfanggeschwindigkeiten fuhien n Betriebsbereiche mit Biegeschwingungen und Resonanzerscheinungen. Restunwuchten verschlechtern die Laut igenschatteiiThe mass reduction reduces the deflection, which leads to an increase in the critical speed. That is also the goal. But rolls made of aluminum and chemical materials are too heavy in many cases and not suitable for full performance. Large bearing distances in connection with high dead weight and high peripheral speeds for operating areas with bending vibrations and resonance phenomena. Residual imbalances worsen the sound igenschatteii
Ausgehend von der Tatsache, dass bei geringerer Masse dei Anteil der zu erwartenden Unwucht ebenfalls geringer ist bei gleicher Geometrie zweier Walzen, so ist zu erwarten, dass auch die Durchbiegung infolge Eigengewicht geringer sein wird. Insgesamt sind bessere Laufeigenschaften zu erwarten. Hersteller der Walzen aus Chemiewerkstoffen argumentieren mit eben diesen Eigenschaften ihrer Leichtlauf- walzen. Das ist korrekt. Betragt doch das Ligengesicht ca 1 kg/dm3 weniger als Aluminium. Das Fehlen einer Leicht - baualternative mit noch besserer Eigendampfung hat unoko- nomische Folgen. Das sind reduzierter Einsatz der Chemiewerkstoffe und der Preis Auch der Umgang m den Werkstat- ten mit modernen Chemiewerkstoffen ist mit Zurückhaltung zu charakterisieren Klassische MaschinenbaαverDindungen unα die klassische Mater albearbeitung sind ungeeignet bei E r satz von CFK. Neue Methoden der Teileveriomdung, der Dreh momentübertragunq sind gefragt und allgemein auch nui n speziellen Fachbereichen der Lehranstalten LehrinhaltBased on the fact that with a lower mass the proportion of the unbalance to be expected is also lower with the same geometry of two rollers, it can be expected that the deflection due to its own weight will also be lower. Overall, better running properties can be expected. Manufacturers of rollers made of chemical materials argue with precisely these properties of their smooth-running rollers. That is correct. The league face is about 1 kg / dm 3 less than aluminum. The lack of a lightweight alternative with even better self-steaming has uneconomic consequences. That means reduced use of chemical materials and the price. The handling of workshops with modern chemical materials can also be characterized with restraint. Classic machine construction connections and classic material processing are unsuitable when CFRP is used. New methods of parts verification, torque transmission are in demand and generally also special areas of the educational institutions
Ein ökologischer Gesichtspunkt ist zu Derucksichtigen Das Herstellen modernei Chemiefaser, das sind CFK, Kevlai , Aramid etc und die weitere Verarbeitung beansprucht hohe Energiemengen, ist technisch aufwendig, das Bearbeiten mit normalen Bearbeitungsmaschinen und Werkzeugen sehr problematisch Diese Fasern haben ihre eigene Gefährlichkeit Es darf davon ausgegangen werden, dass die physiologische Wir kung der Faserpartikel und der Materialstaube dieser Werk- Stoffe m ihrer Langzeitwirkung noch nicht hinreichend bekannt ist. Dazu sind sie noch zu kurz im Einsatz. Es se^ erinnert an Asbest . Eine einfachere Technik und bekannte Werkstoffe ist ein praktikabler Weg, echte Alternativen zu entwickeln, wenn sie in geeigneter Weise zu einem Verbund zusammengeführt werden, der ein akzeptables Raumgewicht mit technisch brauchbaren Daten und Eigenschaften verbindet .An ecological point of view is to be considered. The production of modern man-made fibers, that is CFRP, kevlai, aramid etc. and the further processing requires high amounts of energy, is technically complex, processing with normal processing machines and tools is very problematic. These fibers have their own dangerousness become that the physiological effect of the fiber particles and the material dust of these materials m their long-term effect is not yet sufficiently known. They are too short in use. It se ^ reminiscent of asbestos. A simpler technology and known materials is a practicable way to develop real alternatives if they are combined in a suitable way into a composite that combines an acceptable density with technically useful data and properties.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbundrohr, insbesondere Walzenrohr zu schaffen, welches die o.g. Nachteile beseitigt und mit welchem ein uni- verseller Einsatz möglich ist. Zudem soll ein Optimieren, insbesondere eines Walzenrohres bei grosser Reduktion seiner Masse ermöglicht werden. Es soll die Regelbarkeit in kurzen Zeitintervallen zum Reduzieren regeltechnischen Aufwandes und des Engergieeinsatzes verbessert werden. Auch soll die Formstabilität bei Reduktion der Masse und Erhöhung von Drehzahlen sowie Abbau von Schwingungen beibehalten oder verbessert werden.The present invention has for its object to provide a composite tube, especially roller tube, which the above. Disadvantages eliminated and with which a universal use is possible. In addition, optimization, in particular of a roller tube, with a large reduction in its mass should be made possible. The controllability is to be improved in short time intervals in order to reduce the control expenditure and the use of energy. The dimensional stability should also be maintained or improved when the mass is reduced and the speeds are increased, and vibrations are reduced.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass in den Spalt wenig- stens ein Element eingesetzt ist.To solve this task, at least one element is inserted in the gap.
Ein Walzenrohr erfüllt mehrere Aufgaben. Jede dieser Aufgaben ist in jedem Anwendungsfall erneut zu bewerten. Eigengewicht, äussere Lasten, Lagerabstände, Oberflächenbean- spruchung, umgschlingendes Material und Übertragen vor. Drehmomenten sind nur Stichworte für umfangreiche Betrachtungen, Bewertungen und Sachentscheide.A roller tube fulfills several tasks. Each of these tasks must be re-evaluated in every application. Dead weight, external loads, bearing spacing, surface stress, wrapping material and transmission. Torques are only keywords for extensive considerations, evaluations and factual decisions.
Dieses gesamte Spektrum an Möglichkeiten deckt die Walze aus Stahlwerkstoff ab. Konstruktiv ist sie gestaltet als volles Stahlrohr oder gegossenes Bauteil. Mit dem industriellen Einsatz des Aluminiums wurden auch Walzen aus diesem Material hergestellt. Das reichte noch nicht aus. Mit Chemiewerkstoffen ging man die Aufgabe erneut an und ent- wickelte Verbundmaterialien aus Fasern und Kunstharzen. Dieser Weg ist der des Einsatzes hochwertiger Ausgangs- werkstoffe . Im Flugzeug- und Fahrzeugbau, der schon immei besondere Anforderungen an das Eigengewicht der Bauteile stellte, führten konsequente Entwicklungen zu Produkten, αic Rau ge- wichte mit ausgezeichnete! Stabilität verbinden In diese Richtung gingen die erfmdungsgemassen UbeilpgunqenThe roller made of steel material covers this entire spectrum of possibilities. In terms of construction, it is designed as a full steel tube or cast component. With the industrial use of aluminum, rollers were also made from this material. That was not enough. The task was tackled again with chemical materials and composite materials made from fibers and synthetic resins were developed. This path is that of using high-quality raw materials. In aircraft and vehicle construction, which has always placed special demands on the dead weight of the components, consistent developments have resulted in products that have αic rough weights with excellent! Linking stability In this direction, the conditions according to the invention went
Danach ist ein leichtes formstabiles Walzonrohr , auch unte Last in jedem Fall eine Verbundkonstruktion Bohrung und Walzenaussenflache erfüllen eine Funktion Beide Flachen bedürfen deshalb einer geschlossenen Oberflache Sie sind im einfachsten Fall ein Rohr, das dünnwandig sein kann Zwischen innerem und ausserem Rohi ist eine Konstruktion erforderlich, die entsprechend dem eingangs stiehwor at t ig skizzierten Anwendungsspektrum entsprechen muss Diese Kon struktion bringt letztlich auch die Stabilität und Linspa rung an Masse, die gemäss Aufgabenstellunσ verlangt istAfter that, a light, dimensionally stable Walzon tube, even under load, is always a composite construction. The bore and roller outer surface have a function. Both surfaces therefore require a closed surface. In the simplest case, they are a tube that can be thin-walled. which must correspond to the range of applications outlined at the outset. This design ultimately also brings the stability and liner saving that is required in accordance with the task at hand
Für diese Konstruktion gibt es verschiedene Möglichkeiten, sie auszufuhren Es sind diesThere are several ways to do this construction. They are
- Einfugen einer metallischen Wabenstiuktui- Insert a metallic honeycomb case
- Einfügen elastischer Bauteile, die standig verspannt sind Ausschaumen mit technischen Schäumen (Chemiewer stoffe)- Insertion of elastic components that are constantly tensioned. Foaming with technical foams (chemical materials)
M t dieser Gruppierung ist nicht ausgeschlossen, dass Losungen entstehen, die sowohl der einen als auch anderen Gruppe zugeordnet werden könnenWith this grouping it is not excluded that solutions arise that can be assigned to both one and the other group
Die Figuren 2b und 2c zeigen die Wabenstruktur einer Leichtbauplatte Deckbleche unter 1 mm Dicke und Wabenbleche mit weniger 0,1 mm Dicke, miteinander verklebt schaffen ein schwimmfahiges Bauteil Die Figuren 2b, 2c und 15 kennzeichnen das Deckblech, die Wabenbleche und das Basisblech. Die Bauteile sind miteinander verklebt Figur 1 skizziert den Grundgedanken dei Auf abenlosunα , zwischen zwei konzentrisch gehaltenen Rohren eine Tiagkoi struktion einzufügen Figur 1 kennzeichnet das Aussenronr, das Innenrohr und die zu definierende TragkonstruktionFigures 2b and 2c show the honeycomb structure of a lightweight panel cover sheets less than 1 mm thick and honeycomb sheets less than 0.1 mm thick, glued together create a floatable component Figures 2b, 2c and 15 identify the cover sheet, the honeycomb sheets and the base sheet. The components are glued together Figure 1 outlines the basic idea of inserting a Tiagkoi structure between two concentrically held tubes. Figure 1 identifies the outer tube, the inner tube and the supporting structure to be defined
Figur 14 zeigt die gedankliche Weiterentwicklung mit einen Zwischenrohr zwischen Innenrohr, ZwischenschichtkonstruJ- tionen und Aussenrohr Die Lage des Zwischenrohres ist nicht in der rechnerischen Mitte zwischen Innen- und Aussenrohr Konstruktive Grunde und entsprechende Versuch bestimmten die Lage des ZwischenrohresFIG. 14 shows the further development of the concept with an intermediate tube between the inner tube, intermediate layer constructions and the outer tube. The position of the intermediate tube is not in the arithmetic center between the inner and outer tube. Constructional reasons and a corresponding experiment determined the position of the intermediate tube
Als Tragkonstruktion ist nun eine aDenkonstrukt ι ,ι einfugbar Dabei sind die Waben achspaiallel verlaufend vorteilhaft einzufügen und zu verarbeiten (Figur 2ά Entgegen der Leichtbauplattenkonstruktion sind strangge presste Stabe mit dunner Wand als Sechseck geformt, einge fugt Diese Stabe sind den verschiedenen Hohli au en anzu passen, die sich aus verschiedenen möglichen Anwendungen ergeben Ausserdem sind sie einsetzbar bei verschiedenen Durcnmessern dei Walzen Dit Sechskanthohlstabe besitzen ein geringes Gewicht und sind vergleichsweise ebenso stabil wie die Sechskantprofile aus dünnen Leichtmetallfolien in den Leichtbauplatten Die Elastizit t ermöglicht es wegen der radialen Anordnung dei Profile diese nach innen zu verformen und diese anzupassenA supporting structure can now be inserted as a supporting structure. The honeycombs are advantageously inserted and processed running parallel to the axis (Figure 2ά) Contrary to the lightweight board construction, extruded bars with a thin wall are shaped as hexagons, inserted. These bars are to be adapted to the various cavities , which result from various possible applications.Also, they can be used with different diameters of the rollers. The hexagonal hollow bars are light in weight and are comparatively just as stable as the hexagonal profiles made of thin light metal foils in the lightweight panels deform inside and adjust them
Diese Secnskantkunststoffp of lle sind auch radial ver form bar und sind um das Innenrohr herumzuwickeln Der Wickel wnd dann mit dem Aussenrohr abgedeckt Die axial oder radial eingefügten Sechskant -Hohlprofile s nd miteinander verklebt Unter Last stutzen sich die Profile gegenseitig und sind belastet als System, das erklart dre
Figure imgf000008_0001
dieser Stukturen Figur 2a zeigt zwei konzentrische Reihen der Sechskant - Hohlprofile, die wegen der geringen Wanddicke mit einem Einzelstrich dargestellt sind. Es sind auch drei oder mehr Reihen dieser Sechskant-Hohlstäbe anzuordnen.These hexagonal plastic caps are also radially deformable and can be wrapped around the inner tube. The coil is then covered with the outer tube. The axially or radially inserted hexagonal hollow profiles are glued together. Under load, the profiles support each other and are loaded as a system explains three
Figure imgf000008_0001
of these structures Figure 2a shows two concentric rows of the hexagonal hollow profiles, which are shown with a single line because of the small wall thickness. Three or more rows of these hexagonal hollow bars are also to be arranged.
Eine weitere Variante ist das Einschieben verschiedener konzentrischer Ringe in den Raum zwischen Innenrohr und Aussenrohr. Dargestellt ist dies in den Figuren 3 und 5. Sicherheit gegen axiales Verschieben des Innenrohres gegen das Aussenrohr sind die Fixiermöglichkeiten der Figuren 9a, 9b, 10a, 10b, 11a und 11b. Bei dieser Methode des Abstand- haltens ist ein grosser Teil des Hohlraumes zwischen Innenrohr und Aussenrohr gewichtslos gehalten. Über die Härte der eingesetzten Ringe kann die Tragfähigkeit der Verbindung angepasst werden.Another variant is the insertion of various concentric rings into the space between the inner tube and outer tube. This is shown in FIGS. 3 and 5. Security against axial displacement of the inner tube against the outer tube are the fixing options in FIGS. 9a, 9b, 10a, 10b, 11a and 11b. With this method of spacing, a large part of the cavity between the inner tube and outer tube is kept weightless. The load capacity of the connection can be adjusted via the hardness of the rings used.
Anstelle geschlossener Ringe kann in den Zwischenraum unter Berücksichtigung des axialen Fixierenε nach den Figuren 9a, 9b, 10a, 10b, 11a und 11b auch eine entsprechende Anzahl Kugeln eingesetzt werden. Diese Kugeln sind Handelsware. Sie reduzieren das Gewicht für die Zwischenraumkonstruktion noch einmal gegenüber einem geschlossenen Ring mit entsprechendem kreisrunden Querschnitt, Figur 6.Instead of closed rings, a corresponding number of balls can also be inserted into the intermediate space, taking into account the axial fixing according to FIGS. 9a, 9b, 10a, 10b, 11a and 11b. These balls are commodities. They reduce the weight for the space construction once more compared to a closed ring with a corresponding circular cross-section, Figure 6.
Es ist auch möglich, den gesamten Hohlraum mit Kugeln auszufüllen, Figur 4. Vorteilhaft erfolgt das mit Elastomerkugeln.It is also possible to fill the entire cavity with balls, FIG. 4. This is advantageously done with elastomer balls.
Zum Abrunden der Möglichkeiten sind axial Stäbe eingefügt. Sie erfüllen nur den erfindungsgemässen Zweck, wenn sie sehr leicht sind, also evtl. hohl sind. Wahlweise ist der Hohlraum teil- oder vollrollig ausgefüllt (siehe Figuren 7a bis 7d) . Als eine letzte Möglichkeit ist das Einfügen einer Schnur in den Zwischenraum zwischen Innenrohr und Aussenrohr möglich (siehe Figur 8) . Ähnlich einem Gewinde, mit wählba- rer Steigung, wählbarer Härte für das Material kann eine angepasste Tragfähigkeit bei reduziertem Gesamtgewicht erzielt werden. Auch das entspricht einer Lösung der gestellten Aufgabe .To round off the possibilities, rods are inserted axially. They only fulfill the purpose according to the invention if they are very light, that is to say they are possibly hollow. The cavity is either partially or fully filled (see Figures 7a to 7d). As a last option, it is possible to insert a cord in the space between the inner tube and the outer tube (see FIG. 8). Similar to a thread, with selectable pitch, selectable hardness for the material, an adapted load-bearing capacity can be achieved with a reduced overall weight. This also corresponds to a solution to the task.
Ähnlich den ebenen Leichtbauplatten kann das Verbundrohr aus Blech mit geringer Dicke geformt werden, Figur 13a und 13b. Die erforderliche Längsschweissnaht am Innenmantel und Aussenmantel ist in einer Sicke untergebracht. Damit entfällt das Nacharbeiten der Schweissnaht zum Aussenduich messer und in der Bohrung. Zum Verbessern der Stabilität des Blechmantels innen und aussei) sind Sa ken eingearbeitet. Sinnvoll gestaltet, sind diese S cken als fomschlüs- sige Mitnahme eingebauter und aufgebauter Teile geeignet. Die Form und die Anzahl dieser Sicken ist wählbar und folgt konstruktiver Entscheidung. Die Möglichkeit mit extrem dünnen Blechen und einem ausgeschäumten Hohlraum ist jedoch die Lösung, die die Forderung der Aufgabe vollständig erfüllt. Das Raumgewicht bewegt sich für diese Lösung unter 1.Similar to the flat lightweight building boards, the composite pipe can be formed from sheet metal with a small thickness, FIGS. 13a and 13b. The required longitudinal weld seam on the inner jacket and outer jacket is housed in a bead. This eliminates the need to rework the weld seam to the outside knife and in the hole. Sa ken are incorporated to improve the stability of the sheet metal jacket inside and outside. Designed meaningfully, these bags are suitable as an integral part of built-in and built-up parts. The shape and number of these beads can be selected and follows a constructive decision. However, the option with extremely thin sheets and a foamed cavity is the solution that completely fulfills the requirement of the task. The density for this solution is less than 1.
Diese Lösung hat auch eine ökologisch sinnvolle Komponente. Beim Ausschäumen mit Polystyrol ist ein Zusatz von bis zu 40% Recyclingmaterial möglich. Das ist vernünftig und preiswert . Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erf ndung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowre anhand der Zeichnungen; diese zeigen inThis solution also has an ecologically sensible component. When foaming with polystyrene, up to 40% recycled material can be added. It is reasonable and inexpensive. Further advantages, features and details of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments and with reference to the drawings; these show in
Figur 1 ein erfmdungsgemässes Rohr als Verbundrohr mit einem Aussen- und Innenrohr;1 shows a pipe according to the invention as a composite pipe with an outer and inner pipe;
Figur 2a einen Teilquerschnitt durch das erfindungsgemässe Verbundrohr gemäss Figur 1 mit axial eingesetzter Wabenstruktur ;2a shows a partial cross section through the composite pipe according to the invention according to FIG. 1 with an axially inserted honeycomb structure;
Figur 2b eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf ein Verbundrohr mit radial eingesetzter Wabenstruktur ;Figure 2b is a partially broken plan view of a composite pipe with a radially inserted honeycomb structure;
Figur 2c einen Teilquerschnitt durch das Verbundrohr mit eingesetzter Wabenstruktur gemäss Figur 2b entlang Linie IIc-lIc;Figure 2c shows a partial cross section through the composite pipe with inserted honeycomb structure according to Figure 2b along line IIc-IIc;
Figur ό eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Ansicht auf das Verbundrohr gemäss Figur 1, mit eingesetzten elastischen Ringen;Figure ό is a perspective, partially broken view of the composite pipe according to Figure 1, with elastic rings inserted;
Figur 4 eine perspektivische Ansicht auf ein teilweise aufgebrochenes Verbundrohr gemäss Figur 1 mit einer Vielzahl von eingesetzten elastischen Kugeln;FIG. 4 shows a perspective view of a partially broken composite pipe according to FIG. 1 with a large number of elastic balls inserted;
Figur 5 eine perspektivische, teilweise aufgebrochene An- sieht des Verbundrohres gemäss Figur 1 mit eingesetzten Dämpfungselementen;FIG. 5 shows a perspective, partially broken open view of the composite pipe according to FIG. 1 with damping elements inserted;
Figur 6 eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Ansicht mit einer Mehrzahl von axial zueinander beabstan- deten, radial angeordneten, elastischen Kugeln; Figuren 7a bis 7d perspektivische, teilweise aufgebrochene Ansichten des Verbundrohres gemäss Figur 1 mit in Axial- richtung eingesetzten Elementen;FIG. 6 shows a perspective, partially broken open view with a plurality of axially spaced, radially arranged, elastic balls; FIGS. 7a to 7d are perspective, partially broken open views of the composite pipe according to FIG. 1 with elements inserted in the axial direction;
Figur 8 eine perspektivische, teilweise auf ebrochene Ansicht des Verbundrohres gemäss Figur I mit einem spiralförmig eingesetzten Element;FIG. 8 shows a perspective, partly broken view of the composite pipe according to FIG. I with a spiral-shaped element;
Figuren 9a und 9b einen Teilquerschnitt durch das Verbund¬ rohr gemäss Figur 1 mit inneren Vertiefungen im äusseren Rohr und dazwischen eingesetzten Elementen;9a and 9b a partial cross section through the composite pipe ¬ according to Figure 1 with internal grooves in the outer tube and between elements employed;
Figuren lüa und 10b weitere Teilquerschni t durch das Ver- bundrohr mit äusseren Vertiefungen auf dem Innenrohr gemäss den Figuren 9a und 9b;FIGS. 10a and 10b further partial cross section through the composite pipe with outer depressions on the inner pipe according to FIGS. 9a and 9b;
Figuren 11a und 11b weitere Teilquerschnitte des Verbund- rohres mit entsprechenden Vertiefungen im Innen- und Aus- senrohr;FIGS. 11a and 11b further partial cross sections of the composite pipe with corresponding depressions in the inner and outer pipes;
Figur 12 einen Querschnitt durch ein weiteres Verbundrohr mit Sicken;FIG. 12 shows a cross section through a further composite pipe with beads;
Figuren 13a und 13b Querschnitte durch zwei mögliche Sicken aus Figur 12 ;Figures 13a and 13b cross sections through two possible beads from Figure 12;
Figur 14 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Verbundrohres mit mehrschichtigem Aufbau;FIG. 14 shows a perspective view of a further composite pipe with a multilayer structure;
Gemäss Figur 1 weist ein Verbundrohr R ein Aussenrohr 1 und ein Innenrohr 2 auf. Dabei ist das Innenrohr 2 in das Aussenrohr 1 koaxial eingeschoben. Zwischen dem Aussenrohr 1 und dem Innenrohr 2 entsteht ein Spalt 3. Damit das erf dungsgemässe Verbundrohr R entsteht, wird den Spalt 3 ein Element 4 eingesetzt. Dieses Element 4 ist, wie in Figur 2a dargestellt, als Wabenstruktur 8.1 in den Spalt 3 eingesetzt und bildet em Verbundrohr R1 . Hier ist die Wabenstruktur 8.1 axial in den Spalt 3 eingesetzt und stellt eine Verbindung zwischen einer inneren Oberfläche 5 des Aussenrohres 1 und einer äusseren Oberfläche 6 des Innenrohres 2 her. Dabei kann die Wabenstruktur 8.1 den Spalt 3 e gepresst sein oder mittels Klebstoffen fest mit den Oberflächen 5, 6 verbunden sein. Em Verschweissen ist auch möglich. Diese axial in den Spalt 3 eingesetzte Wabenstruktur 8.1 ist besonders geeignet, um das Verbundrohr R^ und insbesondere den Spalt 3 mittels eines Mediums zα durchströmen. Dies ist zum Aufheizen oder Kühlen der Aus- sen- und Innenrohre 1, 2 besonders vorteilhaft.According to FIG. 1, a composite pipe R has an outer pipe 1 and an inner pipe 2. The inner tube 2 is inserted coaxially into the outer tube 1. A gap 3 is formed between the outer tube 1 and the inner tube 2. So that the composite pipe R according to the invention is formed, the gap 3 an element 4 is used. As shown in FIG. 2a, this element 4 is inserted into the gap 3 as a honeycomb structure 8.1 and forms a composite pipe R 1 . Here the honeycomb structure 8.1 is inserted axially into the gap 3 and establishes a connection between an inner surface 5 of the outer tube 1 and an outer surface 6 of the inner tube 2. The honeycomb structure 8.1 can be pressed into the gap 3 e or can be firmly connected to the surfaces 5, 6 by means of adhesives. Welding is also possible. This honeycomb structure 8.1 inserted axially into the gap 3 is particularly suitable for flowing through the composite pipe R ^ and in particular the gap 3 by means of a medium zα. This is particularly advantageous for heating or cooling the outer and inner tubes 1, 2.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll jedoch aucn liegen, dass noch weitere Innenrohre mit Dampfungselementen in das Innenrohr 2 eingesetzt sein können, wie dies in Figu 14 dargestellt ist.Within the scope of the present invention, however, it should also lie that further inner tubes with damping elements can be inserted into the inner tube 2, as shown in FIG. 14.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäss Figur 2 ist in den Spalt 3 eine weitere Wabenstru tur 8.2 radial eingesetzt. Zwar kann der Spalt 3 nicht durchströmt werden, jedoch können besonders hohe radiale Kräfte von dem Verbundrohr R2 aufgenommen werden. Zudem wird die Torsions- und Biegesteiflgkeit bei reduziertem Gewicht erhöht. Figur 2c zeigt einen schematischen Teilquerschnitt der Wabenstruktur 8.2 im Spalt 3 zwischen Aussen- und Innenrohr 1, 2.In a further exemplary embodiment of the present invention according to FIG. 2, a further honeycomb structure 8.2 is inserted radially into the gap 3. Although the gap 3 cannot be flowed through, particularly high radial forces can be absorbed by the composite pipe R 2 . In addition, the torsion and bending stiffness is increased with reduced weight. FIG. 2 c shows a schematic partial cross section of the honeycomb structure 8.2 in the gap 3 between the outer and inner tubes 1, 2.
In Figur 3 ist ein weiteres Verbundrohr R3 dargestellt, in dessen Spalt 3 zwei Elemente 4.1 eingesetzt sind. Die beiden Elemente 4.1 sind hier bevorzugt als elastische Ringe, vorgespannt in den Spalt 3 eingezogen bzw. einge- presst . Diese können an beliebigen Stellen im Spalt 1 auf dem Innenrohr 2 angeordnet sein. Die Besonderheit der vorqespann- ten elastischen Ringe ist, dass durch eine entspiecnendc Auswahl an Material bei einer entsprechenden wahlbaren Vor Spannkraft und ggf. durch Anordnen von mehreren Elementen 4.1 im Spalt 3, Emfluss auf die Eigenschaften des Verbund rohres genommen werden kann Ein Verbundrohr kann entsprechend auf Belastungen, bspw beim Walzen, optimiert werden Die Anpresskrafte , Drehzahlen, Schwingungsve halten und dgl werden bei dei Auslegunq eines derartigen Verbundrohres berücksichtigt Eine Auswahl von entsprechenden Elementen 4.1 bestimmen die Eigenschaften des VerbundrohresFIG. 3 shows a further composite pipe R3, in the gap 3 of which two elements 4.1 are inserted. The two elements 4.1 are preferably drawn or pressed into the gap 3 as elastic rings, prestressed. These can be arranged anywhere in the gap 1 on the inner tube 2. The peculiarity of the prestressed elastic rings is that a suitable selection of material with a suitable pre-tensioning force and, if necessary, by arranging several elements 4.1 in the gap 3, can influence the properties of the composite pipe. A composite pipe can be used accordingly to be optimized for loads, for example during rolling. The contact forces, speeds, vibration level and the like are taken into account when designing such a composite pipe. A selection of corresponding elements 4.1 determine the properties of the composite pipe
Ein weiteres Verbundrohr R4 ist Figur 4 dargestellt, wobei m den Spalt 3 eine Vielzahl von Elementen 4 2 em gesetzt sind. Diese sind im bevorzugten Ausfuhr unqsbeispie. als Kugeln, insbesondere als elastische Kugeln ausgebildet Diese werden ebenso vorgespannt in den Spalt 3 e gep esst S i e sind über den Umfang in Radial- und /oder Axialrichtung im Spalt 3 verteilt. Diese können auch voll oder teilku gelig fluchtend ggf. als Ringe eingebracht seinAnother composite pipe R 4 is shown in FIG. 4, with a large number of elements 4 2 em being set in the gap 3. These are exemplary in the preferred export. formed as balls, in particular as elastic balls. These are also prestressed and pressed into the gap 3 e. They are distributed over the circumference in the radial and / or axial direction in the gap 3. These can also be fully or partially aligned, possibly in the form of rings
Auch hier lasst sich über die entsprechende Anzahl der Kugeln, Auswahl des Materials Vorspann i af und Grosse der einzelnen Elemente, Emfluss auf die Eigenschaften des Ver - bundrohres R4 nehmen Bspw können auch Kugeln unterschied licher Materialien an unterschiedlichen Orten in den Spalt 3 eingesetzt sein Em Durchstiomen ist so gewahrleistetHere, too, the corresponding number of balls, selection of the material preload and size of the individual elements, influence on the properties of the composite pipe R 4 can be used, for example, balls of different materials can also be inserted into the gap 3 at different locations This ensures that there is no leakage
In einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel gemäss Figur 5 ist em Verbundrohr R5 dargestellt, 111 dessen Spalt 3 die Ele mente 4.3 als zylinderartige Gummielemente od. dgl einge setzt s nd Hier kann auch über eine Auswahl des entsprechenden Materials, Breite oder Abstand einzelner Gummiele- mente zueinander, Emfluss auf die Eigenschaften des Ver bundrohres R5 genommen werden Nach Figur 6 sind die die Elemente 4.2 im Spalt 3 an ganz bestimmten Stellen radial angeordnet und bilden em weiteres Verbundrohr Rg . Die einzelnen Elemente 4.2 bzw Kugeln liegen im Spalt 3 m einer radialen Ebene und bilden einen Kreisrmg. Sie sind zueinander beabstandet, wobei der Abstand frei wählbar ist. Dadurch wird ebenfalls durch ent¬ sprechende Vorspannkraft und den frei wählbaren Abstand der Kugeln zueinander, Einfluss auf die Eigenschaft des Verbundrohres Rg genommen. Die Anordnung der Kugeln bzw. Ele- mente 4.2 sind teilweise oder voll gefüllt. Diese können auch radial beabstandet zueinander angeordnet sein. Zwischen den benachbarten Elementen 4.2 entstehen dann radial einzelne Lucken.In another exemplary embodiment according to FIG. 5, a composite pipe R5 is shown, 111 whose gap 3 uses the elements 4.3 as cylindrical rubber elements or the like. Here, a selection of the appropriate material, width or spacing of individual rubber elements from one another can also be used. Influence on the properties of the composite pipe R5 can be taken According to FIG. 6, the elements 4.2 are arranged radially in the gap 3 at very specific locations and form a further composite pipe Rg. The individual elements 4.2 or balls lie in the gap 3 m of a radial plane and form a circular ring. They are spaced apart from one another, the spacing being freely selectable. Thereby, reference is made to influence the property of the composite tube also Rg each other by ent ¬ speaking biasing force and the preset tolerance range of the balls. The arrangement of the balls or elements 4.2 are partially or fully filled. These can also be arranged radially spaced from one another. Radial individual gaps then arise between the adjacent elements 4.2.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines weiteren Verbundrohres R7a zeigt Figur 7a. In den Spalt 3 zwischen Aussen- und Innenrohr 1, 2 sind in axialer Richtung Elemente 4.3 angeordnet Diese können entweder als Vollstab oder als Rohr ausgebildet sein. In beiden Fällen kann das Verbundrohr R7 bspw von einem Medium durchströmt werden, um dieses Verbundrohr R7 zu kühlen oder zu erwarmen. Nach Figui 7b sind die Elemente 4.3 als axial im Spalt 3 angeordnete Rundma- terialien ausgebildet. Diese können auch elatischer Natur sein. Auch hier ist daran gedacht, die Elemente 4 3 teil- weise oder als Vollmaterial auszubildenAnother exemplary embodiment of a further composite pipe R 7a is shown in FIG. 7a. In the gap 3 between the outer and inner tubes 1, 2, elements 4.3 are arranged in the axial direction. These can either be designed as a solid rod or as a tube. In both cases, a medium can flow through the composite pipe R 7, for example, in order to cool or heat this composite pipe R7. According to FIG. 7b, the elements 4.3 are designed as round materials arranged axially in the gap 3. These can also be of an Elatian nature. Here, too, it is contemplated to design the elements 4 3 partially or as a solid material
In den Figuren 7c und 7d sind weitere Ausfuhrungsbeispiele von Verbundrohren R7C und ηd aufgezeigt. Die Besonderheit dieser Verbundrohre ist, dass die dort eingesetzten Elemen- te 4.3, welche als Voll- oder als Hohlprofil ausgebildet sein können, zueinander beabstandet axial zwischen dem Innenrohr 2 und dem Aussenrohr 3 angeordnet sind. Hierdurch wird das Gewicht der Verbundrohre R7C und R7^ erheblich erleichtert, was wiederum besondere Schwingungseigenscha - ten bewirkt . Gemäss Figur 8 ist in den Spalt 3 eines Verbundrohres Rg em weiteres Element 4 4 spiralförmig eingesetzt Dieses Element 4 4 ist bevorzugt elastisch und lasst sich auch vorgespannt m den Spalt 3 einsetzen. Dabei kann eine Gang- hohe der Spirale verändert werden, um zusätzlich Emfluss auf die Eigenschaften des Verbundrohres Rg zu nehmen Auch hier ist em Durchströmen des Spaltes 3 m axialer Richtung möglichFIGS. 7c and 7d show further exemplary embodiments of composite pipes R7 C and ηd. The special feature of these composite pipes is that the elements 4.3 used there, which can be designed as a solid or as a hollow profile, are arranged axially spaced apart from one another between the inner pipe 2 and the outer pipe 3. As a result, the weight of the composite pipes R 7C and R 7 ^ is considerably lightened, which in turn causes special vibration properties. According to FIG. 8, a further element 4 4 is inserted spirally into the gap 3 of a composite pipe Rg. This element 4 4 is preferably elastic and can also be inserted prestressed in the gap 3. A pitch of the spiral can be changed in order to additionally influence the properties of the composite pipe Rg. Here, too, it is possible to flow through the gap 3 m in the axial direction
Wie in den Figuren 9a und 9b dargestellt, sind zusatzlich über entsprechende Vertiefungen 1 . 1 , 7.2 die Element^- 4.2, 4 3 an der inneren Oberflache 5 des Aussenrohres 1 zentriert bzw dort gelagert oder gehalten Die Vertief unqen 7.1, 7 2 entsprechen im wesentlichen der äusseren Kontur der Elemente 4 2 bzw 4 J Hier ist eine entsprechende Fest -Loslagerung gebildet, wobei das Innenrohr ? gegenubei den Elementen 4.2, 4 3 bzw gegenüber dem Aussenrohr 1 axial geringfügig bewegbar istAs shown in FIGS. 9a and 9b, additional depressions 1 are provided. 1, 7.2 the element ^ - 4.2, 4 3 centered on the inner surface 5 of the outer tube 1 or stored or held there. The recesses 7.1, 7 2 essentially correspond to the outer contour of the elements 4 2 or 4 J here is a corresponding fixed -Loose storage formed, the inner tube? is axially slightly movable against the elements 4.2, 4 3 or with respect to the outer tube 1
Eine weitere Fest- Loslagerung zeigen die Figuren 10a und 10b, wobei die Vertiefungen 7 3 auf der äusseren Oberflache 6 des Innenrohres 2 vorgesehen sind Auch eine beidseitig feste bzw geführte Lageiung ist möglich, wie es in den Figuren 11a und 11b dargestellt ist. Dabei sind in der ne- ren Oberflache 5 und der äusseren Oberfläche 6 des Aussen- und Innenrohres 1, ? entsprechende Vertiefungen n 1 bis 7.4 vorgesehen. Diese sind gegenüberliegend angeordnet und zentrieren die Elemente 4.2 jeweils im Spalt 3. Bei geeigneter Vorspannung wirken diese Elemente 4 2 und 4 3 auch als DichtungFIGS. 10a and 10b show a further fixed / loose bearing, the recesses 7 3 being provided on the outer surface 6 of the inner tube 2. A position which is fixed or guided on both sides is also possible, as shown in FIGS. 11a and 11b. The outer surface 5 and the outer surface 6 of the outer and inner tubes 1,? corresponding recesses n 1 to 7.4 are provided. These are arranged opposite each other and center the elements 4.2 in the gap 3. With a suitable preload, these elements 4 2 and 4 3 also act as a seal
In einer weiteren Ausfuhrungsbeispiel dei vorliegenden Erfindung gemäss den Figuren 13a und 13b ist dargestellt, dass sowohl m dem Aussen- als auch in dem Innenrohr 1, 2 entsprechende Prof ilierungen 9.1 bzw 9.2 vorgesehen sein können . Diese können rechteckartig oder gewölbt ausgebildet sein Sie dienen als Profilierung einer Walze odei auch zum Lokalisieren und Zentrieren der Elemente 4 1 bis 4 4 im Spalt 3In a further exemplary embodiment of the present invention according to FIGS. 13a and 13b, it is shown that corresponding profiles 9.1 and 9.2 can be provided both in the outer and in the inner tube 1, 2. These can be rectangular or arched. They serve to profile a roller or to locate and center the elements 4 1 to 4 4 in the gap 3
In Figur 14 ist in das Aussenrohr 1 eine Mehrzahl von Innenrohren 2 eingesetzt Jeweils zwischen den einzelnen Rohren sind m Spalte 3 Elemente 4 5 eingesetzt Diese sind im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel als Rohre aus beliebi- gen Materialien hergestellt. Dabei können Kunstoffe, Metal le oder sonstige Verbundwerkstoffe verwendet werden, um em entsprechendes Verbundrohr Rg herzustellen Auch hier können die einzelnen Elemente 5 sowie eine beliebige Anzahl an Innenrohren als Verbindungen im Aussenrohr 1 koaxial eingesetzt sein In FIG. 14, a plurality of inner tubes 2 are inserted into the outer tube 1. M columns 3 elements 4 5 are inserted between the individual tubes. In the present exemplary embodiment, these are manufactured as tubes from any materials. Plastic, metal le or other composite materials can be used to produce a corresponding composite tube Rg. Here too, the individual elements 5 and any number of inner tubes can be used coaxially as connections in the outer tube 1

Claims

Patentansprüche claims
1. Verbundrohr, insbesondere Walzenrohr, aus einem Aussenrohr (1) und zumindest einem Innenrohi (2) , welche koaxial zueinander angeordnet sind und dazwischen zumindest ein Spalt (3) gebildet ist,1. composite tube, in particular roller tube, consisting of an outer tube (1) and at least one inner tube (2), which are arranged coaxially to one another and at least one gap (3) is formed between them,
dadurch gekennze chnet,characterized by
dass in den Spalt (3) wenigstens em Element (4.1 bis 4.5) eingesetzt ist .that at least one element (4.1 to 4.5) is inserted into the gap (3).
2. Verbundrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4.1 bis 4.5) zwischen einer inneren2. Composite pipe according to claim 1, characterized in that the element (4.1 to 4.5) between an inner
Oberfläche (5) des Aussenrohres (1) und einer äusserenSurface (5) of the outer tube (1) and an outer one
Oberfläche (6) des Innenrohres (2) im Spalt (3) haftet.Surface (6 ) of the inner tube (2) sticks in the gap (3).
3. Verbundrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4.1 bis 4.5) das Aussenrohr (1 mit dem Innenrohr (2) drehtest verbindet.3. Composite pipe according to claim 1 or 2, characterized in that the element (4.1 to 4.5) connects the outer pipe (1 with the inner pipe (2)).
4. Verbundrohr nach einem dei Ansprüche 1 bis 3, dadurch. gekennzeichnet, dass im Spalt (3) mehrere ggf. unterschiedliche Elemente (4.1 bis 4.5) nebeneinander und/oder übereinander angeordnet sind.4. Composite pipe according to one of claims 1 to 3, characterized. characterized in that several possibly different elements (4.1 to 4.5) are arranged side by side and / or one above the other in the gap (3).
5. Verbundrohr nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4.1 bis 4.5) radial im Spalt (3) angeordnet ist.5. Composite pipe according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the element (4.1 to 4.5) is arranged radially in the gap (3).
6. Verbundrohr nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Element (4.1 bis 4.5) axial im Spalt (3) angeordnet ist. 6. Composite pipe according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one element (4.1 to 4.5) is arranged axially in the gap (3).
7 Verbundrohr nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4 4) spiialformig um die aussere Oberflache (6) des Innenrohres (2) im Spalt (3) angeordnet ist.7 composite pipe according to at least one of claims 2 to 6, characterized in that the element (4 4) is arranged in a spherical shape around the outer surface (6) of the inner tube (2) in the gap (3).
8. Verbundrohr nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4 5) elastisch ausgebildet ist.8. A composite pipe according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the element (4 5) is elastic.
9 Verbundrohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4.1 bis 4.5) als Kugel und/odei als Rundmaterial und/oder als Ringmaterial ausgebildet ist.9 composite pipe according to claim 8, characterized in that the element (4.1 to 4.5) is designed as a ball and / or as a round material and / or as a ring material.
10 Verbundrohr nach wenigstens einem der Ansprüche 2 brs 9, dadurch gekennzeichnet, dass m der inneren Oberfläche (5) des Aussenrohres (1) und/oder in der äusseren Oberflache (6) des Innenrohres (2) Vertiefungen (7.1, 7.2) zum Lagern der Elemente (4.1 bis 4.5) vorgesehen sind10 composite pipe according to at least one of claims 2 brs 9, characterized in that m the inner surface (5) of the outer tube (1) and / or in the outer surface (6) of the inner tube (2) depressions (7.1, 7.2) for storage of the elements (4.1 to 4.5) are provided
11 Verbundrohr nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (4 1 bis 4 5) in den Spalt (3) vorgespannt eingesetzt sind11 composite pipe according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the elements (4 1 to 4 5) are inserted prestressed in the gap (3)
12. Verbundrohr nach wenigstens einem dei Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der Elemente (4 1 bis 4.5) eine Wabenstruktur (8.1, 8.2) m den Spalt (3) eingesetzt ist.12. A composite pipe according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that a honeycomb structure (8.1, 8.2) is inserted into the gap (3) instead of the elements (4 1 to 4.5).
13. Verbundrohr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wabenstruktur (8 1, 8.2) querschnittlich axial und/oder radial den Spalt (3) eingesetzt ist13. A composite pipe according to claim 12, characterized in that the honeycomb structure (8 1, 8.2) is used axially and / or radially across the gap (3)
14. Verbundrohr nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (4.1 bis 4.5) ggf. mittels Klebstoff fest mit der inneren Oberfläche (5) und/oder mit der äusseren Oberfläche (6) verbunden sind. 14. Composite pipe according to at least one of claims 2 to 13, characterized in that the elements (4.1 to 4.5), if appropriate by means of adhesive, are firmly connected to the inner surface (5) and / or to the outer surface (6).
15. Verbundrohr nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis15. A composite pipe according to at least one of claims 1 to
14, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4.3) als quellendes und/oder schäumendes Material in dem Spalt (3 eingesetzt ist .14, characterized in that the element (4.3) is used as a swelling and / or foaming material in the gap (3).
16. Verbundrohr nach wenigstens einem dei Ansprüche 1 bis16. A composite pipe according to at least one of claims 1 to
15, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (3) mit eingesetzten Elementen (4.1 bis 4.5) axial durchstö bar ist.15, characterized in that the gap (3) with inserted elements (4.1 to 4.5) can be axially pierced.
17. Verbundrohr nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis17. A composite pipe according to at least one of claims 1 to
16, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussenrohr (1 und/oder das Innenrohr (2) profiliert ausgebildet sind/ist.16, characterized in that the outer tube (1 and / or the inner tube (2) are / is profiled.
18. Verbundrohr nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (4.1 bis 4.5 radial oder axial im Spalt (3) zueinander beabstandet sind. 18. Composite pipe according to at least one of claims 1 to 17, characterized in that the elements (4.1 to 4.5 radially or axially in the gap (3) are spaced apart.
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