Гильза бобины
Изобретение касается гильзы бобины, предназначенной для намотки ленточного материала. Гильза имеет удлиненный полый корпус и снабжена, по меньшей мере, одним полым переходником, который жестко закреплен на корпусе гильзы. Внешний диаметр переходника не превышает внешнего диаметра корпуса гильзы. Переходник на некотором аксиальном участке корпуса гильзы в основном по всему периметру находится в контакте с поверхностью гильзы. Чтобы обеспечить возможность повторного использования, возможность различного применения и недорогое изготовление, предлагается изготавливать переходник с возможностью его демонтажа с корпуса гильзы без их разрушения. 12 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к гильзе бобины, служащей для удерживания рулонных изделий в бумажной и печатной промышленности. Гильза имеет удлиненный цилиндрический пустотелый корпус и снабжена не менее чем одним цилиндрическим пустотелым переходником. На одном конце, наружный диаметр которого не превышает диаметра корпуса гильзы, переходник прочно закрепляется на корпусе гильзы, а на аксиальном участке корпуса гильзы на общем отрезке переходник контактирует с наружной поверхностью корпуса гильзы. Переходник может отделяться от гильзы бобины, не разрушая ее. Переходник имеет на своей, в основном круглой, наружной поверхности элементы геометрического замыкания системы. Переходник и корпус гильзы бобины на контактирующей поверхности в осевом направлении снабжены пазами или зубцами, причем внутренний диаметр корпуса гильзы больше, чем внутренний диаметр переходника.
Подобные гильзы для бобины используются, например, при производстве бумаги, а также в печатной промышленности для закрепления на них рулонов бумаги. Гильзы бобины в основном состоят из цилиндрического длинного пустотелого корпуса, изготовленного из бумаги или картона. Последнее время в некоторых случаях корпус гильзы изготавливают методом экструзии из термопластичной пластмассы.
Для намотки и смотки рулонных изделий гильза монтируется в намоточном станке в зажимных патронах, которые по концам захватывают гильзу изнутри и с помощью зажимов или элементов геометрического замыкания осуществляют передачу крутящего момента.
Уровень техники
Известно, что для бумажных гильз корпус гильзы оснащается на концах переходниками, которые обеспечивают зажим без разрушения относительно мягкой гильзы. Часто для этой цели на свободные концы корпуса гильзы устанавливаются U-образные торцевые колпачки из металла.
В немецком патенте DE 4413810 фирмы Sonoco Products CO описан кольцеобразный переходник, который своей внешней поверхностью, выполненной в форме усеченного конуса, приклеивается во внутреннюю конусную полость открытых концов корпуса гильзы, изготовленной из бумаги. Переходник усиливает концы гильзы бобины, которая при этом может оказывать большее сопротивление зажимающим усилиям намоточного станка и, кроме того, позволяет применять корпуса гильз, внутренний диаметр которых больше, чем диаметр зажимного патрона намоточного станка.
При относительной дешевизне изготовления гильз из бумаги и картона сегодня все чаще ставится задача изготовления гильз бобины, предназначенных для многоразового использования, чтобы сократить отходы от этих гильз. Переходники, предложенные в патенте DE 4413810, с одной стороны, из-за применения конусной посадки повышают стоимость как для корпуса гильзы, так и для переходника. С другой стороны, предложенное вклеивание переходника в корпус гильзы препятствует последующему использованию переходника из поврежденного корпуса гильзы.
В американском патенте US-A-5595356 предложена комбинация гильзы с переходником, в которой также применяются бумажные гильзы. В ней присутствуют все признаки ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. Здесь отпадает необходимость приклеивания к переходнику, однако бумажная гильза должна подгоняться к переходнику путем размещения двух или четырех вырезов с каждой стороны.
Первостепенное значение придается здесь облегчению монтажа переходника на обмотанный корпус гильзы, в особенности в части лучшей обзорности при создании геометрически замыкающего соединения. Недостатком этой известной гильзы является то, что ее торец остается незащищенным переходником.
Пластмассовые гильзы, напротив, как правило изготавливаются по экономическим соображениям из простых материалов, которые не могут противостоять постоянным высоким нагрузкам зажимного патрона. Изготовление гильз для бобин путем использования высококачественных износостойких пластмасс для их многократного использования из-за высокой стоимости материалов является, однако, нерентабельным.
В американском патенте US-A-4754537 предложен способ изготовления гильзы бобины для тканых материалов. В нем в соответствии с известным способом гильза и переходник как минимум по поверхности свариваются друг с другом для возможности передачи крутящего момента от переходника к гильзе.
В области технологии изготовления пишущих машин известен цилиндрический намоточный сердечник для копировальной ленты для печатающей с помощью чернил машины, опубликованный в немецком патенте DE-U-7714640. Там оба переходных элемента соединяются с гильзой при помощи уже упомянутой выше исключающей проскальзывание техники применения пазов и пружин.
Задача
Задача данного изобретения состоит в том, чтобы предложить гильзу для бобины, которая может многократно использоваться, при этом ее изготовление дешево, и она может иметь различное применение.
Решение
Основываясь на вышеописанном типе гильзы бобины, в соответствии с изобретением эта задача решается так, что у переходника создается радиально выступающий бурт, наружный диаметр которого в значительной степени соответствует наружному диаметру корпуса гильзы, а пазы или зубья проходят в корпусе гильзы по всей его аксиальной длине.
Дополнительно к зажимному воздействию по поверхности контакта переходника и корпуса гильзы радиально выступающий бурт препятствует осевому смещению конструктивных элементов относительно друг друга. Таким образом с помощью переходника могут использоваться аксиальные усилия, например, для позиционирования рулона в станке. Благодаря тому, что наружный диаметр бурта равен наружному диаметру корпуса гильзы, можно наружную поверхность этого бурта также использовать в качестве поверхности намотки. При транспортировке такого рулона намотанный в рулон продукт обеспечивает дополнительную фиксацию переходника на корпусе гильзы.
В отличие от этого соединение силовым замыканием переходника с корпусом гильзы целесообразно тогда, когда требуется сократить затраты на изготовление. Самым простым образом это достигается с помощью того, что контактная поверхность выполняется в виде чисто цилиндрической поверхности.
Посредством ввода охлажденного переходника в при необходимости нагретый корпус гильзы можно в зоне контакта с корпусом гильзы добиться жесткого на скручивание крепления за счет усадочной прессовки.
В частности, при необходимости передачи небольших крутящих моментов можно даже с помощью шероховатых поверхностей - в смысле микрогеометрического замыкания - достичь жесткого на скручивание крепления. При наличии специальных требований к гильзе описанные ранее возможности по созданию геометрического и силового замыкающего соединения могут различным образом комбинироваться друг с другом.
Для оказания влияния на охлаждаемость бурта в нем можно выполнять торцевые выемки.
При использовании двух переходников, выполненных в соответствии с данным изобретением, можно осуществлять подвод крутящего момента к обоим концам гильзы бобины. Такое решение, в частности, напрашивается при очень длинных гильзах, которые, например, применяются в печатной промышленности.
Предпочтительным является переходник, выполненный из более прочного материала, чем материал корпуса гильзы. Применение высококачественного (и вместе с тем более дорогого) сырья, например высокоустойчивых к износу пластмасс, таких как упрочненный с помощью волокон полиамид, может таким образом ограничиваться относительно небольшими по размеру деталями.
Переходник может успешно изготавливаться литьем под давлением. В частности, так можно за одну рабочую операцию изготавливать множество сложных элементов поверхности контакта, таких как пазы и зубья, бурт с торцевыми выемками и элементы геометрического замыкания на внутренней поверхности.
Одна из возможных форм выполнения предусматривает изготовление корпусов гильз из бумаги или из картона, что с одной стороны позволяет снизить производственные затраты, а с другой стороны делает целесообразным повторное использование материалов.
Применение более высококачественных корпусов гильз из термопластически формуемых пластмасс, например из стиролбутадиена, подходит потому, что тогда формование зубьев и пазов в контактные поверхности переходника и корпуса гильзы является особенно простым.
Эти геометрически замыкающие элементы могут непосредственно формироваться при изготовлении корпусов гильз путем экструзии и проходить по всей длине корпуса гильзы. При изготовлении корпуса гильзы методом экструзии его можно изготавливать любой длины в зависимости от конкретной потребности.
Пример выполнения
Далее выполнение изобретения поясняется на примере с помощью трех схематических чертежей.
На фиг.1 показан вид с торцевой стороны предложенного в изобретении переходника.
На фиг.2 показано осевое сечение концевой части гильзы бобины вместе с установленным переходником.
На фиг.3 показано сечение гильзы бобины перпендикулярное ее оси вместе с установленным переходником.
Обозначения на чертежах:
1 гильза бобины,
2 корпус гильзы,
3 наружный диаметр гильзы бобины,
4 переходник,
5 внутренний диаметр переходника,
6 внутреннее зубчатое зацепление корпуса гильзы,
7 наружный диаметр внутреннего зубчатого зацепления,
8 внутренний размер внутреннего зубчатого зацепления,
9 основание внутреннего зубчатого зацепления,
10 венец зубчатого внутреннего зацепления,
11 ширина внутреннего зубчатого зацепления,
12 наклон боковой стороны профиля зуба,
13 наружное зубчатое зацепление переходника,
14 кулачок,
15 ширина кулачка,
16 внутренний диаметр кулачка,
17 бурт переходника,
18 длина бурта,
19 торцевая сторона переходника,
20 выемка,
21 ширина выемки,
22 глубина выемки,
23 монтажный скос на корпусе гильзы,
24 монтажный скос на переходнике для установки на корпусе гильзы,
25 монтажный скос на переходнике для установки на зажимном патроне.
На гильзу 1 бобины, один конец которой в качестве примера изображен на чертежах, установленную в ротационном печатном станке (не показан) подается газетная бумага, шириной около 3 м (также не показана). Корпус 2 гильзы, изготовленный из экструзионного полистирола плотностью 1,05 кг/дм3, имеющий наружный диаметр 3 размером 182 мм, снабжен с обоих концов двумя одинаковыми переходниками 4, изготовленными литьем под давлением из полиамида, упрочненного стекловолокном, с плотностью 1,4 кг/дм3, имеющими внутренний диаметр 5 величиной 154 мм.
Корпус 2 гильзы по всей ее длине и по всему периметру имеет проходящее в осевом направлении трапецеидальное внутреннее зубчатое зацепление 6 с наружным диаметром 3 размером 170 мм и внутренним диаметром 5 размером 165 мм. Основание 9 и венец 10 внутреннего зубчатого зацепления 6 по периметру имеют ширину 11, равную 5 мм, наклон 12 боковой стороны профиля зуба составляет 39,1°.
Внутреннее зубчатое зацепление 6 корпуса 2 гильзы точно подогнано (с радиальным зазором от 0,2 до 0,4 мм) к соответствующему противоположному наружному зубчатому зацеплению 13 переходника 4. Переходник 4 с расположенными на его внутренней стороне и проходящими параллельно его оси тремя трапецеидальными кулачками 14, смещенными относительно друг друга на 120°, подогнан к соответствующему зажимному патрону. Ширина 15 кулачков 14 составляет 46,5 мм, внутренний диаметр 16 составляет 150 мм.
Переходник 4 оснащается охватывающим его по периметру буртом 17, длина 18 которого составляет в осевом направлении 20 мм и который непосредственно прилегает к концу корпуса 2 гильзы. Наружный диаметр бурта 17 соответствует наружному диаметру 3 гильзы 1 бобины. Торцевая сторона 19 переходника 4 имеет 26 равномерно расположенных по периметру выемок 20 с радиальной шириной 21 4 мм и глубиной 22 в осевом направлении 12 мм.
Для облегчения установки как переходника 4 в корпус 2 гильзы, так и гильзы 1 бобины на зажимной патрон (не показан), корпус 2 гильзы и переходник 4 снабжены соответствующими вводными конусообразными монтажными скосами 23, 24 и 25.
1. Гильза (1) бобины для удерживания рулонного изделия, в частности для применения в промышленности по производству бумаги или в печатном производстве, имеющая цилиндрический удлиненный пустотелый корпус (2) гильзы и снабженная не менее чем одним также цилиндрическим пустотелым переходником (4), причем с одной стороны переходник (4) жестко крепится к корпусу (2) гильзы, наружный диаметр (3) переходника (4) по размеру не больше диаметра корпуса (2) гильзы, переходник (4) на аксиальном отрезке корпуса (2) гильзы на большей части общего периметра контактирует с боковой поверхностью корпуса (2) гильзы, переходник (4) может отсоединяться от корпуса (2) гильзы, не разрушая ее, переходник (4) на своей внутренней, в основном круговой, боковой поверхности имеет элементы (14) геометрического замыкания, причем переходник (4) и корпус (2) гильзы снабжены на контактных поверхностях аксиально проходящими пазами или зубьями (6, 13), при этом внутренний диаметр корпуса (2) гильзы больше, чем внутренний диаметр переходника (4), отличающаяся тем, что переходник (4) имеет радиально выступающий бурт (17), наружный диаметр которого в основном соответствует наружному диаметру (3) корпуса (2) гильзы, а пазы или зубья (6, 13) в корпусе (2) гильзы проходят по всей его аксиальной длине.
2. Гильза (1) бобины по п.1 формулы, отличающаяся тем, что переходник (4) соединяется с корпусом (2) гильзы путем силового замыкающего соединения.
3. Гильза (1) бобины по п.2, отличающаяся тем, что переходник (4) в зоне контактной поверхности соединяется с корпусом (2) гильзы путем горячей запрессовки.
4. Гильза (1) бобины по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что переходник (4) или корпус (2) гильзы на контактной поверхности имеют шероховатую наружную поверхность.
5. Гильза (1) бобины по п.1, отличающаяся тем, что бурт (17) снабжен торцевыми выемками (20).
6. Гильза (1) бобины по п.1, отличающаяся тем, что она с обеих сторон снабжена переходниками (4).
7. Гильза (1) бобины по п.1, отличающаяся тем, что переходник (4), изготовлен из более высокопрочного материала, чем корпус (2) гильзы.
8. Гильза (1) бобины по п.1, отличающаяся тем, что переходник (4) изготавливается из высокоизносоустойчивой пластмассы.
9. Гильза (1) бобины по п.1, отличающаяся тем, что переходник (4) выполнен из упрочненной волокнами пластмассы, в частности на основе полиамида.
10. Гильза (1) бобины по п.1, отличающаяся тем, что переходник (4) изготовлен литьем под давлением.
11. Гильза (1) бобины по п.1, отличающаяся тем, что корпус (2) гильзы изготовлен намоткой из бумаги или картона.
12. Гильза (1) бобины по п.1, отличающаяся тем, что корпус (2) гильзы выполнен из термопластичной формуемой пластмассы, в частности из стиролбутадиена.
13. Гильза (1) бобины по п.1, отличающаяся тем, что корпус (2) гильзы выполнен методом экструзии.
