Способ и устройство для изготовления бумажной трубки многоугольного сечения и бумажная трубка, изготовленная таким способом
Изобретение относится к способу изготовления бумажной трубки многоугольного сечения и к бумажной трубке, изготовленной таким способом, а также к устройству для изготовления бумажной трубки многоугольного сечения. Устройство для изготовления бумажной трубки многоугольного сечения содержит: станину; узкий и удлиненный узел сердечника; первое средство привода для подачи энергии для вращения узла сердечника; первое средство передачи энергии для приема энергии от первого средства привода и передачи принятой энергии узлу сердечника. Кроме того, устройство содержит: элемент перемещения, установленный на узле сердечника, чтобы обеспечить выступание, по меньшей мере, части элемента перемещения из наружной поверхности узла сердечника, на который намотаны полоски; второе средство привода для подачи энергии, обеспечивающей непрерывное выступание элемента перемещения из наружной поверхности узла сердечника; и второе средство передачи энергии для приема энергии от второго средства привода и передачи принятой энергии элементу перемещения. Один конец узла сердечника опирается на раму с возможностью вращения, а другой конец свободен, так что множество бумажных полосок могут быть намотаны на наружную поверхность узла сердечника, накладываясь друг на друга. Бумажные полоски, за исключением нижней полоски, предварительно покрыты адгезивом. Наружная поверхность узла сердечника имеет заданную многоугольную форму. Элемент перемещения установлен таким образом, чтобы обеспечивать перемещение выступающей части в направлении свободного конца узла сердечника посредством принятой энергии. При этом непрерывно выступающая часть элемента перемещения приводится в контакт с внутренней поверхностью нижней полоски из множества полосок, намотанных на наружную поверхность узла сердечника, для обеспечения непрерывного перемещения множества полосок, намотанных на узел сердечника, в направлении свободного конца узла сердечника. Заявленное изобретение обеспечивает непрерывное изготовление многоугольных бумажных трубок заданной или большей толщины, не деформируя их в процессе изготовления. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 22 ил.
По настоящей заявке на изобретение испрашивается приоритет на основании корейской заявки на патент 10-2005-0039872 (поданной 12 мая 2005 г.)
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для изготовления бумажной втрубки многоугольного сечения и, в частности, к способу и устройству для изготовления толстой бумажной трубки посредством снятия с сердечника множества бумажных полосок, по спирали наложенных друг на друга и намотанных на вращающийся сердечник, при помощи элемента, перемещающегося внутри сердечника. Кроме того, настоящее изобретение относится к бумажной трубке многоугольного сечения, изготовленной таким способом.
Цитируемые источники
Международная публикация WO 97/13695, опубликованная 17 апреля 1997 г., озаглавленная "Способ и устройство для изготовления трубок".
Корейская выложенная патентная публикация 10-2002-0038467, опубликованная 23 мая 2002 г., озаглавленная "Машина для изготовления намотанной бумажной трубки в форме многоугольника".
Патент США 4,120,523, выданный 17 октября 1978 г., озаглавленный "Намотанный рукав в форме многоугольника, и способы и устройства для его изготовления".
Японская выложенная патентная публикация (Sho) 50-91808, опубликованная 22 июля 1975 г, озаглавленная "Способ изготовления намотанной бумажной трубки в форме многоугольника".
В последнее время для транспортировки груза вместо поддона, изготовленного из дерева или синтетического каучука, был разработан и используется поддон, изготовленный из бумаги. В общем, бумажный поддон содержит верхнюю пластину, на которую помещают груз, и опорный элемент, прикрепленный к нижней поверхности верхней пластины для поддержки верхней пластины. В качестве опорного элемента бумажного поддона широко используется бумажная трубка четырехугольного сечения.
В ряде документов, включая нижеприведенные патентные документы, раскрыты традиционные способы и устройства для изготовления бумажной трубки четырехугольного сечения. Все способы и устройства для изготовления бумажной трубки четырехугольного сечения, раскрытые в международной публикации WO 97/13695, корейской выложенной патентной публикации 2002-0038467 и японской выложенной патентной публикации (Sho) 50-91808, используют один и тот же принцип. Устройство для изготовления многоугольной намотанной бумажной трубки, раскрытое в вышеуказанных патентных документах, обеспечивает подачу на вращающийся сердечник четырехугольного сечения множества бумажных полосок, предварительно покрытых адгезивом, и их наматывание на наружную поверхность сердечника. Традиционное устройство снабжено также множеством роликов, вращающихся вокруг оси вращения сердечника с той же угловой скоростью, что и сердечник, при этом множество роликов прижимают полоски, намотанные на наружную поверхность сердечника, и одновременно вращаются в продольном направлении сердечника (вращаются вокруг оси вращения, перпендикулярной продольному направлению сердечника). Иными словами, традиционное устройство для изготовления намотанной многоугольной бумажной трубки использует принцип, заключающийся в том, что когда множество роликов вращаются в продольном направлении сердечника, прижимая полоски (бумажную трубку), намотанные на сердечник, бумажная трубка, намотанная на сердечник, отделяется от сердечника и снимается в продольном направлении сердечника, если сила трения, возникающая между роликами и наружной поверхностью бумажной трубки, больше силы трения, создаваемой между сердечником и внутренней поверхностью бумажной трубки.
Согласно способу изготовления намотанной бумажной трубки четырехугольной формы, раскрытой в патенте США 4,120,523, намотанную бумажную трубку четырехугольной формы изготавливают посредством последовательного формирования намотанной бумажной трубки, которая непрерывно формируется и снимается, для обеспечения четырехугольного сечения при помощи множества формирующих роликов.
В соответствии со всеми способами и устройствами для изготовления четырехугольной бумажной трубки, раскрытыми во всех вышеуказанных документах, трудно обеспечить непрерывное изготовление многоугольных бумажных трубок заданной или большей толщины, например, четырехугольной бумажной трубки толщиной по меньшей мере 5 мм посредством спиральной намотки бумажной трубки.
Согласно первому способу изготовления многоугольной бумажной трубки посредством намотки множества бумажных полосок на вращающийся многоугольный сердечник и затем прижимания наружной поверхности намотанных бумажных полосок множеством роликов и одновременного отделения бумажной трубки от сердечника, прижимную силу роликов необходимо увеличивать с увеличением толщины бумажной трубки с тем, чтобы увеличить силу трения между роликами и бумажной трубкой. Однако поскольку сила трения между сердечником и внутренней поверхностью бумажной трубки увеличена, имеется проблема, связанная с трудностью отделения бумажной трубки от сердечника. Согласно второму способу, заключающемуся в получении четырехугольной бумажной трубки из круглой бумажной трубки, проблема заключается в том, что теоретически невозможно изготовить бумажную трубку идеального прямоугольного сечения, поскольку периметр круга не совпадает в точности с периметром четырехугольника. Кроме того, в случае, когда толщина бумажной трубки больше заданной, имеется проблема, заключающаяся в том, что возрастает промежуток между внутренней намотанной полоской и наружной намотанной полоской и, таким образом, бумажная трубка деформируется в процессе ее изготовления.
Кроме того, традиционный способ изготовления многоугольной бумажной трубки представляет проблему, заключающуюся в том, что когда с целью экономии материала многоугольную бумажную трубку изготавливают из полосок гофрированного картона, складки на полосках гофрированного картона сминаются, а потому невозможно изготовить многоугольную бумажную трубку из полосок гофрированного картона.
Настоящее изобретение предназначено для решения проблемы вышеуказанных традиционных способов и устройств для изготовления многоугольных бумажных трубок. Иными словами, объектом настоящего изобретения является способ и устройство для изготовления многоугольной бумажной трубки, при этом может быть изготовлена толстая бумажная трубка высокой прочности, а также может быть повышена производительность способа, поскольку возможно непрерывное изготовление бумажной трубки посредством спиральной намотки полосок на сердечник, в ходе которой полоски накладываются друг на друга. Другим объектом настоящего изобретения является способ и устройство для изготовления многоугольной бумажной трубки из полосок гофрированного картона.
Еще одним объектом настоящего изобретения является многоугольная бумажная трубка повышенной прочности, изготовленная в соответствии со способом настоящего изобретения.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения представлен способ изготовления бумажной трубки многоугольного сечения. Способ изготовления бумажной трубки многоугольного сечения содержит стадии, на которых наматывают множество бумажных полосок на наружную поверхность вращающегося сердечника многоугольного сечения, которые по спирали перекрывают друг друга, причем бумажные полоски, за исключением нижней полоски, предварительно покрыты адгезивом; и непрерывно перемещают множество бумажных полосок, намотанных на сердечник, в продольном направлении сердечника посредством приведения элемента перемещения в контакт с внутренней поверхностью нижней полоски, намотанной на наружную поверхность сердечника, при этом элемент перемещения имеет по меньшей мере часть, постоянно выступающую от наружной поверхности сердечника, на которую намотаны полоски, причем элемент перемещения установлен в сердечнике с возможностью перемещения в продольном направлении сердечника.
Способ изготовления бумажной трубки согласно настоящему изобретению не предусматривает снятия бумажной трубки с сердечника посредством прижимания наружной поверхности бумажной трубки, образованной намотанными полосками на сердечнике, как в традиционном способе изготовления многоугольной бумажной трубки, но представляет собой оригинальный способ, заключающийся в том, что бумажная трубка, намотанная с перекрытием на сердечник, непрерывно отделяется от сердечника при помощи элемента перемещения, который приводится в контакт с внутренней поверхностью бумажной трубки, образованной намотанными полосками на сердечнике, для непрерывного перемещения в направлении свободного конца сердечника.
Для обеспечения легкого отделения бумажной трубки от сердечника в способе изготовления бумажной трубки согласно настоящему изобретению предпочтительно также выполнять стадию перемещения одновременно с прижиманием верхней поверхности множества намотанных полосок посредством прижимающего средства в соответствии с положением, в котором элемент перемещения приводится в контакт, причем прижимающее средство установлено на станине и вращается с той же угловой скоростью, что и сердечник. В этом способе настоящего изобретения в качестве элемента перемещения могут применяться перемещающие ремни, перемещающие шестерни или перемещающие винты. Элемент перемещения установлен в сердечнике таким образом, что часть элемента перемещения выступает из наружной поверхности сердечника и перемещается в продольном направлении элемента перемещения.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения представлено устройство для изготовления бумажной трубки многоугольного сечения. Устройство для изготовления бумажной трубки многоугольного сечения согласно настоящему изобретению содержит станину; удлиненный узел сердечника, один конец которого закреплен на станине с возможностью вращения, а другой конец свободен, для перекрытия друг друга по спирали и намотки множества бумажных полосок на внешнюю поверхность узла сердечника, причем бумажные полоски, за исключением нижней полоски, предварительно покрыты адгезивом, а наружная поверхность узла сердечника имеет заданную многоугольную форму; первое средство привода для подачи энергии для вращения узла сердечника; первое средство передачи энергии для передачи энергии от первого средства привода к узлу сердечника после приема энергии; элемент перемещения, установленный на узле сердечника, так чтобы по меньшей мере часть элемента перемещения выступала из наружной поверхности узла сердечника, на который намотаны полоски, причем элемент перемещения установлен таким образом, чтобы выступающая часть перемещалась в направлении свободного конца узла сердечника после приема энергии, при этом непрерывно выступающая часть приводится в контакт с внутренней поверхностью нижней из множества полосок, намотанных на наружную поверхность узла сердечника, и таким образом множество полосок, намотанных на узел сердечника, непрерывно перемещаются в направлении свободного конца узла сердечника; второе средство привода для подачи энергии для обеспечения того, чтобы часть элемента перемещения непрерывно выступала из наружной поверхности узла сердечника; и второе средство передачи энергии для передачи энергии от второго средства привода к элементу перемещения после приема энергии.
Согласно настоящему изобретению при вращении узла сердечника элемент перемещения, установленный на узле сердечника, вызывает перемещение нижней бумажной полоски из множества бумажных полосок, намотанных по спирали на наружную поверхность, в направлении свободного конца узла сердечника. В отличие от традиционного устройства для изготовления многоугольной бумажной трубки, в котором внутренняя поверхность бумажной трубки соскальзывает и снимается с сердечника при помощи роликов, прижимающихся к внешней поверхности намотанной бумажной трубки, устройство для изготовления многоугольной бумажной трубки согласно настоящему изобретению приводит элемент перемещения в контакт с внутренней поверхностью намотанной многоугольной бумажной трубки и толкает и снимает бумажную трубку в направлении свободного конца сердечника, так что сила трения между сердечником и многоугольной бумажной трубкой невелика, и таким образом возможно изготовление более толстой бумажной трубки. Иными словами, бумажную трубку изготавливают посредством снятия множества бумажных полосок (бумажной трубки), намотанных на наружную поверхность узла сердечника, в направлении свободного конца узла сердечника при помощи силы трения, возникающей при приведении части элемента перемещения, которая непрерывно выступает из наружной поверхности узла сердечника, в контакт с внутренней поверхностью нижней бумажной полоски.
Кроме того, устройство для изготовления бумажной трубки согласно настоящему изобретению можно использовать для изготовления многоугольной бумажной трубки из полосок одностороннего гофрированного картона. Поскольку традиционное устройство для изготовления надавливает на наружную поверхность бумажных полосок, намотанных на сердечник, то в случае использования для изготовления многоугольной бумажной трубки полосок из одностороннего гофрированного картона складки полосок из гофрированного картона деформируются, и таким образом, использовать ленты из гофрированного картона невозможно. Однако в устройстве для производства многоугольной бумажной трубки согласно настоящему изобретению часть элемента перемещения, который установлен на узле сердечника и непрерывно выступает из наружной поверхности узла сердечника, приводится в контакт с лентой из гофрированного картона, намотанной на узел сердечника, и толкает намотанную бумажную трубку в направлении свободного конца узла сердечника для снятия бумажной трубки с узла сердечника, так что складки полосок из гофрированного картона не повреждаются.
Также в устройстве для изготовления бумажной трубки многоугольного сечения согласно настоящему изобретению первое средство передачи энергии включает первый полый вращательный вал, прикрепленный к станине с возможностью вращения для вращения после приема энергии от первого средства привода и имеющий сквозное отверстие в продольном направлении первого вращательного вала, и соединительный элемент, одна сторона которого соединена с первым вращательным валом, а другая сторона соединена с узлом сердечника; и второе средство передачи энергии включает второй вращательный вал, прикрепленный с возможностью вращения к первому вращательному валу, причем второй вращательный вал вставлен в сквозное отверстие первого вращательного вала для вращения после приема энергии от второго средства привода; и третье средство передачи энергии для передачи энергии вращения второго вращательного вала элементу перемещения. Иными словами, первый вращательный вал, предназначенный для передачи энергии от средства привода (электромотора) для вращения узла сердечника, выполнен полым, а второй вращательный вал, предназначенный для передачи энергии от средства привода (сервомотора) для приведения в движение элемента перемещения, установлен для вращения в полости первого вращательного вала, что позволяет уменьшить размер устройства для изготовления бумажной трубки и обеспечивает устойчивую передачу энергии.
Кроме того, в устройстве для изготовления бумажной трубки многоугольного поперечного сечения согласно настоящему изобретению в качестве элемента перемещения могут применяться перемещающие ремни, перемещающие шестерни и перемещающие винты. В случае использования в качестве элемента перемещения перемещающих ремней пара перемещающих ремней устанавливается таким образом, чтобы перемещающие ремни выступали из расположенных напротив друг друга частей внешней поверхности узла сердечника вдоль его продольного направления, и выступающие части перемещающих ремней установлены с возможностью перемещения в направлении свободного конца узла сердечника. Кроме того, третье средство передачи энергии дополнительно включает третий вращательный вал, установленный с возможностью вращения на соединительном элементе перпендикулярно второму вращательному валу, пару конических шестерен, которые установлены соответственно на втором и третьем вращательных валах и сцеплены друг с другом для передачи энергии второго вращательного вала третьему вращательному валу, и четвертое средство передачи энергии для передачи энергии вращения третьего вращательного вала паре перемещающих ремней.
В случае использования в качестве элемента перемещения перемещающих ремней возможно увеличить прочность элемента перемещения, прикрепив пару направляющих элементов для направления перемещения перемещающих ремней к четырехугольному стержневому сердечнику узла сердечника. Возможно также легко изменить ширину изготавливаемой бумажной трубки посредством установки перемещающих ремней на верхнем и нижнем сердечниках и управления зазором между верхним и нижним сердечниками.
В случае, когда узел сердечника выполнен из одного четырехугольного стержневого сердечника и направляющих элементов, узел сердечника содержит удлиненный четырехугольный стержневой сердечник, конец которого прикреплен к соединительному элементу, и пару удлиненных направляющих элементов, прикрепленных к обеим противоположным боковым поверхностям четырехугольного стержневого сердечника, причем каждый направляющий элемент включает основную часть, ширина которой больше ширины четырехугольного стержневого сердечника и которая прикреплена к обеим боковым сторонам четырехугольного стержневого сердечника, и верхнюю и нижнюю части направляющих выступов, выступающие параллельно друг другу из обоих концов широкой стороны каждой основной части в направлении противоположных концов широкой стороны основных частей, отстоящих друг от друга и удлиненных на заданную длину в продольном направлении направляющего элемента; установлена пара перемещающих ремней с возможностью наматывания соответственно на противоположные верхние части направляющих выступов и противоположные нижние части направляющих выступов пары направляющих элементов; и четвертое средство передачи энергии включает верхний и нижний валы привода ремней, которые установлены с возможностью вращения на закрепленном конце четырехугольного стержневого сердечника узла сердечника и на которые намотаны соответственно верхний и нижний перемещающие ремни, верхний и нижний свободно вращающиеся ролики, которые установлены с возможностью вращения на свободных концах направляющих элементов узла сердечника, которые расположены на расстоянии друг от друга и на которые намотаны соответственно верхний и нижний перемещающие ремни, и шестерни для передачи энергии третьего вращательного вала верхнему и нижнему валу привода ремней.
В случае, когда узел сердечника выполнен с использованием верхнего и нижнего сердечников, узел сердечника включает удлиненный верхний сердечник, конец которого установлен на соединительном элементе, и удлиненный нижний сердечник, конец которого установлен на соединительном элементе, причем нижний сердечник находится на заданном расстоянии от нижнего сердечника; пара перемещающих ремней установлена таким образом, чтобы наматываться соответственно на верхний и нижний сердечники в продольном направлении; четвертое средство передачи энергии включает верхний и нижний валы привода ремня, которые установлены с возможностью вращения на концах верхнего и нижнего сердечников и на которые намотаны соответственно верхний и нижний перемещающие ремни, верхний и нижний свободно вращающиеся ролики, которые установлены с возможностью вращения на свободных концах верхнего и нижнего сердечников и на которые намотаны соответственно верхний и нижний перемещающие ремни, и средство передачи энергии для передачи энергии третьего вращательного вала соответственно верхнему и нижнему валам привода ремней.
В случае использования в качестве элемента перемещения перемещающих шестерен по меньшей мере пара перемещающих шестерен установлена с возможностью вращения вокруг вращательного вала, установленного перпендикулярно продольному направлению узла сердечника, и установлена таким образом, чтобы части перемещающих шестерен выступали из противоположных частей внешней поверхности узла сердечника. Кроме того, третье средство передачи энергии дополнительно включает третий вращательный вал, установленный с возможностью вращения на соединительном элементе перпендикулярно второму вращательному валу, пару конических шестерен, которые установлены соответственно на втором и третьем вращательных валах и сцеплены друг с другом для передачи энергии второго вращательного вала третьему вращательному валу, и пятое средство передачи энергии для передачи вращательной энергии третьего вращательного вала паре перемещающих шестерен.
В случае использования в качестве элемента перемещения перемещающих винтов один конец каждого перемещающего винта установлен с возможностью вращения на соединительном элементе так, чтобы часть перемещающего винта выступала из внешней поверхности узла сердечника в его продольном направлении, а другой конец каждого перемещающего винта установлен с возможностью вращения на узле сердечника. Кроме того, третье средство передачи энергии включает ведущую шестерню, установленную на втором вращательном валу, и множество ведомых шестерен, неподвижно закрепленных соответственно на концах перемещающих винтов для зацепления с приводной шестерней.
Кроме того, устройство для изготовления бумажной трубки многоугольного сечения согласно настоящему изобретению дополнительно содержит средство для предотвращения вибрации свободного конца узла сердечника с целью обеспечения безопасной работы устройства, для снятия бумажной трубки со свободного конца узла сердечника без проскальзывания и для сохранения многоугольной формы снятой бумажной трубки. Для достижения вышеуказанных целей устройство для изготовления бумажной трубки многоугольного сечения согласно настоящему изобретению дополнительно включает четвертый полый вращательный вал, установленный таким образом, что он опирается на станину и вращается с той же угловой скоростью, что и узел сердечника, при этом четвертый вращательный вал выполнен со сквозным отверстием, через которое проходит бумажная трубка из множества намотанных полосок, причем бумажная трубка снимается со свободного конца узла сердечника, и прижимающее средство, закрепленное на четвертом полом вращательном валу для симметричного прижимания верхней поверхности верхней из множества полосок, намотанных на свободный конец узла сердечника. Прижимающее средство предпочтительно поддерживается упругим элементом для прижимания бумажной трубки с постоянным давлением.
Кроме того, устройство для изготовления бумажной трубки многоугольного сечения согласно настоящему изобретению дополнительно содержит средство обрезания бумажной трубки для обрезания бумажной трубки, непрерывно изготавливаемой и снимаемой в направлении свободного конца узла сердечника, соответствующей длины. Средство обрезания бумажной трубки включает основание, установленное на станине с возможностью перемещения в продольном направлении узла сердечника, и резак, установленный на основании с возможность перемещения в направлении, перпендикулярном продольному направлению узла сердечника. В качестве резака предпочтительно используют вращающийся дисковый нож или дисковую пилу. Кроме того, средство обрезания бумажной трубки дополнительно содержит четвертый полый вращательный вал, установленный на основании с возможностью вращения с той же угловой скоростью, что и узел сердечника и выполненный со сквозным отверстием, через которое проходит бумажная трубка из множества намотанных полосок, причем бумажная трубка снимается в направлении свободного конца узла сердечника.
Согласно еще одному объекту настоящего изобретения представлена бумажная трубка, изготовленная способом для изготовления бумажной трубки, имеющей многоугольное поперечное сечение, согласно настоящему изобретению. В частности, в бумажной трубке, изготовленной способом по изобретению, множество бумажных полосок, используемых для изготовления бумажной трубки, предпочтительно включают по меньшей мере полоску из одностороннего гофрированного картона.
Фиг.1 - вид в перспективе устройства для изготовления бумажной трубки многоугольного сечения согласно варианту выполнения настоящего изобретения.
Фиг.2 - вид сверху, иллюстрирующий состояние, в котором на устройство для изготовления бумажной трубки, приведенное на фиг.1, намотано множество бумажных полосок.
Фиг.3 - вид в разрезе по линии А-А на фиг.2.
Фиг.4 - вид в разрезе по линии С-С на фиг.3.
Фиг.5 - вид в разрезе по линии D-D на фиг.3.
Фиг.6 - вид в разрезе по линии Е-Е на фиг.3.
Фиг.7 - вид в разрезе по линии F-F на фиг.3.
Фиг.8 - вид в разрезе по линии 1-1 на фиг.3.
Фиг.9 - вид в разрезе по линии Н-Н на фиг.3.
Фиг.10 - вид в разрезе по линии В-В на фиг.3.
Фиг.11 - вид в разрезе по линии J-J на фиг.10.
Фиг.12 - вид в перспективе устройства для изготовления бумажной трубки многоугольного сечения согласно другому варианту выполнения настоящего изобретения.
Фиг.13 - вид сверху варианта выполнения, приведенного на фиг.12.
Фиг.14 - вид спереди варианта выполнения, приведенного на фиг.12.
Фиг.15 - схематический вид устройства для изготовления бумажной трубки многоугольного сечения согласно еще одному варианту выполнения настоящего изобретения.
Фиг.16 - вид в разрезе по линии Q-Q на фиг.15.
Фиг.17 - вид в разрезе по линии R-R на фиг.15.
Фиг.18 - вид в разрезе по линии S-S на фиг.15.
Фиг.19 - схематический вид устройства для изготовления бумажной трубки многоугольного сечения согласно еще одном варианту выполнения настоящего изобретения.
Фиг.20 - вид в разрезе по линии N-N на фиг.19.
Фиг.21 - вид в разрезе по линии Р-Р на фиг.19.
Фиг.22 - примерный вид, иллюстрирующий состояние, в котором многоугольная бумажная трубка изготавливается при помощи полосок одностороннего гофрированного картона.
[Ссылочные позиции]
10: Станина
20: Узел сердечника
30: Первое средство привода
40: Второй средство привода
50: Первое средство передачи энергии
60: Второе средство передачи энергии
70: Элемент перемещения
80: Четвертый вращательный вал
На фиг.1 приведен вид в перспективе устройства для изготовления бумажной трубки многоугольного сечения согласно варианту выполнения настоящего изобретения, на фиг.2 приведен вид сверху, иллюстрирующий состояние, в котором на устройство для изготовления бумажной трубки, приведенное на фиг.1, намотано множество бумажных полосок, и на фиг.3 приведен вид в разрезе по линии А-А на фиг.2.
Как показано на фиг.1-3, устройство 100 для изготовления бумажной трубки многоугольного сечения согласно настоящему варианту выполнения содержит станину 10, узел 20 сердечника, один конец которого опирается на станину 10, а другой конец свободен, элемент перемещения для непрерывного перемещения множества бумажных полосок а, b, с, d, e и f, которые предварительно покрыты адгезивом и намотаны по спирали на узел 20 сердечника, накладываясь друг на друга, в направлении свободного конца узла 20 сердечника. В настоящем варианте выполнения элемент перемещения включает пару перемещающих ремней 71 и 72.
Как показано на фиг.2, узел 20 сердечника является узким и удлиненным и имеет четырехугольное сечение. Когда узел 20 сердечника вращается от энергии, поступающей от первого средства 30 привода, множество бумажных полосок а, b, с, d, е и f наматываются по спирали на наружную круговую поверхность узла 20 сердечника, перекрывая друг друга, причем бумажные полоски, за исключением бумажной полоски 
предварительно покрыты клеем. На фиг.2 нерасшифрованная позиция 91 обозначает устройство подачи клея, позиция 92 обозначает ролик для нанесения клея. Как показано на фиг.3, станина 10 оснащена первым средством 30 привода для обеспечения энергией, необходимой для вращения узла 20 сердечника, и первым средством 50 передачи энергии для приема энергии от первого средства 30 привода и передачи принятой энергии узлу 20 сердечника. Кроме того, как показано на фиг.2, станина 10 оснащена вторым средством 40 привода для подачи энергии к паре перемещающих ремней 71 и 72, и вторым средством 60 передачи энергии для приема энергии от второго средства 40 привода и передачи принятой энергии паре перемещающих ремней 71 и 72. Первое и второе средства 30 и 40 привода предпочтительно включают электромоторы. В частности, более предпочтительно, чтобы в качестве второго средства привода использовался сервомотор для управления скоростью снятия бумажной трубки 200 после приема в качестве сигналов обратной связи значения скорости бумажной трубки 200 и значения скорости вращения узла сердечника.
Кроме того, в устройстве 100 для изготовления бумажной трубки настоящего варианта выполнения на станине 10 установлен четвертый вращательный вал 80 таким образом, чтобы вращаться с той же угловой скоростью, что и узел 20 сердечника. Четвертый вращательный вал 80 выполнен со сквозным отверстием 80а, через которое проходит бумажная трубка 200, причем бумажная трубка 200 непрерывно снимается в направлении свободного конца узла 20 сердечника. На конце четвертого вращательного вала 80, который является полым, установлено прижимающее средство 83 для прижимания бумажной трубки с целью недопущения вибрации свободного конца узла 20 сердечника, обеспечения снятия бумажной трубки 200 в направлении свободного конца без проскальзывания и сохранения четырехгранной формы бумажной трубки. Прижимающее средство 83 закреплено на четвертом вращательном валу 80, вращается с той же угловой скоростью, что и четвертый вращательный вал, и симметрично прижимает противоположные боковые поверхности многоугольной бумажной трубки 200, которая снимается в направлении свободного конца узла 20 сердечника при помощи пары перемещающих ремней 71 и 72. Для передачи энергии для вращения четвертого полого вращательного вала 80, на котором закреплено прижимающее средство 83, с той же угловой скоростью, что и узел 20 сердечника, закреплен ведомый шкив 82. Кроме того, на станине 10 установлен передаточный вал 81 для передачи энергии к ведомому шкиву 82, поддерживаемый парой подшипников 81b и 81с и соединенный с первым средством 30 привода. Кроме того, на конце передаточного вала 81 закреплен ведущий шкив 81а для передачи энергии ведомому шкиву 82, и ведущий шкив 81а и ведомый шкив 82 соединены друг с другом синхронизирующим ремнем 81d. Задав соответствующим образом диаметры ведущего шкива 81а и ведомого шкива 82, можно обеспечить одинаковую скорость вращения узла 20 сердечника и первого вращательного вала 80.
Первое средство 50 передачи энергии, предназначенное для приема энергии от первого средства 30 привода и передачи энергии для вращения узла 20 сердечника, схематически обозначено пунктирной линией на фиг.3. Первое средство 50 передачи энергии включает первый полый вращательный вал 51, удерживаемый с возможностью вращения на станине 10 при помощи подшипников и выполненный со сквозным отверстием 51а, и соединительный элемент 52, одна сторона которого соединена с первым вращательным валом 51, а другая сторона закреплена на узле 20 сердечника. Первый вращательный вал 51, соединительный элемент 52 и узел 20 сердечника жестко соединены друг с другом и имеют общий центр вращения и, таким образом, вращаются с одинаковой угловой скоростью. На другом конце первого полого вращательного вала 51 установлен шкив 53, который соединен посредством ремня 54 со шкивом 55, соединенным с вращательным валом первого средства 30 привода. Нерасшифрованная позиция 56 обозначает редуктор. При вращении электромотора 30 на узел 20 сердечника через шкив 55, ремень 54, шкив 53, первый вращательный вал 51 и соединительный элемент 52 передается энергия, в результате чего узел 20 сердечника вращается. Кроме того, при вращении электромотора 30 передается энергия к прижимающему средству 83 через передаточный вал 81, шкив 81а, ремень 81d, шкив 82 и четвертый полый вращательный вал 80, в результате чего прижимающее средство надавливает на бумажную трубку 200 и одновременно вращается с той же угловой скоростью, что и узел 20 сердечника.
Второе средство 60 передачи энергии, предназначенное для передачи энергии для приведения в движения пары перемещающих ремней 71 и 72, установленных на узле сердечника, после приема энергии от второго средства 40 привода, схематично обозначено пунктирной линией на фиг.2. Как показано на фиг.3, второе средство 60 передачи энергии включает второй вращательный вал 61, вставленный в сквозное отверстие 51а первого вращательного вала 51 и поддерживаемый подшипниками с возможностью вращения, и третье средство передачи энергии для передачи вращательной энергии второго вращательного вала 61 перемещающим ремням 71 и 72. Как показано на фиг.9, которая представляет собой вид в разрезе по линии Н-Н фиг.3, третье средство передачи энергии включает третий вращательный вал 62, установленный с возможностью вращения на соединительном элементе 52 перпендикулярно второму вращательному валу 61, коническую шестерню 63, установленную на конце второго вращательного вала 61 для передачи энергии от второго вращательного вала 61 третьему вращательному вала 62, расположенному перпендикулярно к нему, и коническую шестерню 64, сцепляемую с конической шестерней 63 для передачи к ней энергии в перпендикулярном направлении и установленной на третьем вращательном валу 62. Кроме того, третье средство передачи энергии включает четвертое средство передачи энергии для передачи энергии третьего вращательного вала 62 паре перемещающих ремней 71 и 72, установленных на узле 20 сердечника.
На фиг.4 приведен вид в разрезе по линии С-С на фиг.3. Как показано на фиг.3 и 4, узел 20 сердечника включает удлиненный четырехгранный стержневой сердечник 21 и пару удлиненных направляющих элементов 22, закрепленных на обеих противоположных боковых поверхностях четырехгранного стержневого сердечника 21. Один конец четырехгранного стержневого сердечника 21 прикреплен к соединительному элементу 52, а другой, свободный, конец вставлен в сквозное отверстие 80а четвертого вращательного вала 80. Каждый из направляющих элементов 22 имеет удлиненную основную часть 22b, которая прикреплена к каждой из боковых поверхностей четырехгранного стержневого сердечника 21, и верхней и нижней частям 22а и 22с направляющих выступов, продолжающихся от основной части 22b. Основная часть 22b имеет ширину больше ширины четырехгранного стержневого сердечника 21 и прикреплена к каждой из обеих боковых поверхностей четырехгранного стержневого сердечника 21 при помощи множества болтов 23. Верхняя и нижняя части 22а и 22с направляющих выступов продолжаются параллельно друг другу от обоих концов широкой стороны каждой основной части 22b в направлении противоположной основной части 22b, отстоящей на заданное расстояние, и тянется на заданную длину в продольном направлении. На верхние части 22а направляющих выступов пары направляющих элементов 22 намотан верхний перемещающий ремень 71, а на нижние части 22с направляющих выступов пары направляющих элементов 22 намотан нижний перемещающий ремень 72.
Как показано на фиг.3, 8 и 9, четвертое средство передачи энергии для передачи вращательной энергии, переданной третьему вращательному валу 62, к паре перемещающих ремней 71 и 72 включает валы 76а и 76b привода верхнего и нижнего ремней и верхний и нижний свободно вращающиеся ролики 73 и 74. Валы 76а и 76b привода верхнего и нижнего ремней установлены с возможностью вращения на закрепленном конце четырехгранного стержневого сердечника 21. Верхний и нижний свободно вращающиеся ролики 73 и 74 установлены с возможностью вращения на заданном расстоянии друг от друга соответственно на свободных концах направляющих элементов 22. Валы 76а и 76b привода верхнего и нижнего ремней установлены на паре кронштейнов 26 и 27, прикрепленных к четырехгранному стержневому сердечнику 21, и поддерживаются подшипниками. Кольцевой верхний ремень 71 намотан на вал 76а привода верхнего ремня, направляется верхними частями 22а направляющих выступов, вставленных в верхний ремень 71, и намотан на верхний свободно вращающийся ролик 73. Кроме того, кольцевой нижний ремень 72 намотан на вал 76b привода нижнего ремня, направляется нижними частями 22с направляющих выступов, вставленных в нижний ремень 72, и намотан на нижний свободно вращающийся ролик 74. Иными словами, верхний перемещающий ремень 71 намотан на вал 76а привода верхнего ремня и верхний свободно вращающийся ролик 73, и верхние части 22а направляющих выступов вставлены в обе стороны верхнего перемещающего ремня 71, а нижний перемещающий ремень 72 намотан на вал 76b нижнего перемещающего ремня и нижний свободно вращающийся ролик 74, и нижние части 22с направляющих выступов вставлены в обе стороны нижнего перемещающего ремня 72, в результате чего верхний и нижний перемещающие ремни 71 и 72 не должны при вращении мешать друг другу.
Кроме того, фиг.8 представляет собой вид в разрезе по линии I-I на фиг.3. Как показано на фиг.8 и 9, четвертое средство передачи энергии снабжено шестернями 65, 66, 67 и 68 соответственно для передачи энергии вращения от третьего вращательного вала 62 валам 76а и 76b привода верхнего и нижнего поясов. Хотя в настоящем варианте выполнения в качестве средства передачи мощности используются шестерни, можно использовать ремень и шкивы. Шестерня 65, установленная на конце третьего вращательного вала 62, сцеплена с шестерней 66, установленной на конце вала 76b привода нижнего ремня, а шестерня 67, установленная на другом конце вала 76b привода нижнего ремня, сцеплена с шестерней 68, установленной на конце вала 76а привода верхнего ремня. Таким образом, когда шестерня 65 вращается в одном направлении, валы 76а и 76b привода верхнего и нижнего поясов вращаются противоположно друг другу. Поэтому при надлежащем управлении направлением вращения шестерни 65 можно вызвать перемещение в направлении свободного конца узла сердечника частей верхнего и нижнего перемещающих ремней 71 и 72, на которые намотаны и с которыми соприкасаются бумажные полоски и которые расположены соответственно выше и ниже верхних и нижних частей 22а и 22 с направляющих выступов и выступают к наружной стороне.
В настоящем варианте выполнения соответствующие части верхнего и нижнего перемещающих ремней 71 и 72, расположенные снаружи частей 22а и 22с направляющих выступов, представляют собой части элемента перемещения, установленного на узле сердечника, так чтобы по меньшей мере эти части могли выступать из наружной поверхности узла сердечника, на который намотаны полоски. Это существенный признак настоящего изобретения. Когда перемещающие ремни 71 и 72 вращаются посредством принятой энергии, выступающие части перемещающих ремней перемещаются в направлении свободного конца узла 20 сердечника. Части перемещающих ремней 71 и 72, которые перемещаются в направлении свободного конца, непрерывно приводятся в контакт с внутренней поверхностью многоугольной бумажной трубки 200, которая получена наматыванием по спирали множества бумажных полосок на наружную поверхность узла 20 сердечника, и вызывают снятие бумажной трубки к свободному концу узла 20 сердечника.
Как показано на фиг.3, свободно вращающиеся ролики 77а и 77b, установленные с возможностью вращения на четырехгранном стержневом сердечнике 21, могут перемещаться так, чтобы управлять соответственно натяжением верхнего ремня 71 и нижнего ремня 72. Свободно вращающийся ролик 75, установленный с возможностью вращения на свободном конце узла 20 сердечника, должен направлять перемещение нижнего ремня 72 и управлять его натяжением. Направление перемещения и управление натяжением верхнего ремня 71 может выполняться посредством управления положением нижнего свободно вращающегося ролика 74.
На фиг.5 приведен вид в разрезе по линии D-D на фиг.3, который иллюстрирует состояние, в котором направляющий ролик 75 установлен с возможностью вращения на основных частях 22b направляющих элементов 22 при помощи подшипников. На фиг.6 приведен вид в разрезе по линии Е-Е на фиг.3, который иллюстрирует состояние, в котором нижний ремень 72 намотан на нижний свободно вращающийся ролик 74, который при помощи подшипников установлен с возможностью вращения на основных частях 22b направляющих элементов 22. На фиг.7 приведен вид в разрезе по линии F-F на фиг.3, который иллюстрирует состояние, в котором верхний ремень 71 намотан на верхний свободно вращающийся ролик 73, который при помощи подшипников установлен на основных частях 22b направляющих элементов 22.
Как показано на фиг.1, 10 и 11, прижимающее средство 83 настоящего варианта выполнения включает пару свободно вращающихся ремней 85, установленных симметрично выше и ниже узла 20 сердечника напротив открытых поверхностей верхнего и нижнего перемещающих ремней 71 и 72. Пара свободно вращающихся ремней 85 намотаны на пару свободно вращающихся роликов 86 и вращаются по кругу. Пара свободно вращающихся роликов 86 установлена на кронштейнах 89, а кронштейны 89 установлены на корпусах 87, перемещение которых ограничено вертикальным направлением посредством направляющих стержней 84. Хотя в настоящем варианте выполнения для повышения поверхностного давления, действующего на наружную поверхность бумажной трубки 200, используются свободно вращающиеся ремни 85, можно использовать ролики или скользящие пластины. Кроме того, кронштейн 89 направляется линейными направляющими 88, установленными на фланцевой части 80b другого конца полого четвертого вращательного вала 80, и, таким образом, можно управлять его положением по вертикали. Кроме того, вокруг направляющих стержней 84 установлены пружины 84а с тем, чтобы можно было прижимать верхнюю поверхность сформированной бумажной трубки с постоянным давлением.
Далее со ссылкой на фиг.2 и 3 описана работа устройства для изготовления бумажной трубки согласно настоящему варианту выполнения.
Как показано в фиг.2, к наружной поверхности узла 20 сердечника прикрепляется множество полосок, накладывающихся наискось друг на друга под постоянным углом, причем полоски, за исключением нижней полоски, покрыты клеем. Затем, когда электромоторы, которые являются первым и вторым средствами 30 и 40 привода, вращаются вместе с соответствующим отношением скоростей, первое средство 50 передачи энергии обеспечивает вращение узла 20 сердечника и одновременно второе средство 60 передачи энергии обеспечивает круговое перемещение выступающих частей верхнего и нижнего перемещающих ремней 71 и 72, установленных на узле 20 сердечника, в направлении свободного конца узла 20 сердечника. Таким образом, множество бумажных полосок, прикрепленных к наружной поверхности узла сердечника 20, наматываются на него по спирали, и намотанные полоски (бумажная трубка) 200 одновременно перемещаются в направлении свободного конца узла 20 сердечника посредством верхнего и нижнего перемещающих ремней 71 и 72, приведенных в контакт с нижней полоской. Таким образом, в результате наматывания полосок непрерывно формируется бумажная трубка, которая снимается в направлении свободного конца. При этом если прижимающее средство, установленное на стороне свободного конца, прижимает верхнюю поверхность бумажной трубки, то сила трения между верхним и нижним перемещающими ремнями 71 и 72 и соприкасающейся с ними внутренней поверхностью бумажной трубки возрастает, так что сила трения способствует равномерному снятию бумажной трубки без проскальзывания между перемещающими ремнями и внутренней поверхностью бумажной трубки.
На фиг.12 приведен вид в перспективе устройства для изготовления бумажной трубки многоугольного сечения согласно другому варианту выполнения настоящего изобретения, на фиг.13 приведен вид сверху варианта выполнения, изображенного на фиг.12, а на фиг.14 приведен вид спереди варианта выполнения, изображенного на фиг.12.
Узел сердечника настоящего варианта выполнения отличается от варианта выполнения, изображенного на фиг.1, тем, что узел сердечника настоящего варианта выполнения позволяет легко управлять шириной изготавливаемой бумажной трубки посредством установки перемещающих ремней на верхнем и нижнем сердечниках и создания регулируемого зазора между верхним и нижним сердечниками, хотя вариант выполнения на фиг.1 обладает более высокой прочностью вследствие неподвижного закрепления пары направляющих элементов для направления перемещения перемещающих ремней к четырехгранному стержневому сердечнику узла сердечника.
Как показано на фиг.12-14, узел 120 сердечника настоящего варианта выполнения включает удлиненный верхний сердечник 121, конец которого прикреплен к соединительному элементу 52, и удлиненный нижний сердечник 122, конец которого прикреплен к соединительному элементу 52, причем нижний сердечник 122 находится на расстоянии от верхнего сердечника 121. В настоящем варианте выполнения четвертое средство передачи энергии для передачи энергии вращения, переданной третьему вращательному валу 62, приведенному на фиг.9, верхнему и нижнему перемещающим ремням 71 и 72, включает валы 76а и 76b привода верхнего и нижнего ремня и верхний и нижний свободно вращающиеся ролики 73 и 74 аналогично варианту выполнения, приведенному на фиг.1. Валы 76а и 76b привода верхнего и нижнего ремней установлены с возможностью вращения на закрепленных концах соответственно верхнего и нижнего сердечников 121 и 122, и верхний и нижний свободно вращающиеся ролики 73 и 74 установлены с возможностью вращения на свободных концах соответственно верхнего и нижнего сердечников 121 и 122. Кольцевой нижний ремень 71 намотан на вал 76а привода верхнего ремня и верхний свободно вращающийся ролик 73, образуя тем самым транспортер, охватывающий верхний сердечник 121 в его продольном направлении. Кольцевой нижний ремень 72 также намотан на вал 76b привода нижнего ремня и нижний свободно вращающийся ролик 74, образуя тем самым транспортер, охватывающий нижний сердечник 122 в его продольном направлении. В настоящем варианте выполнения средство передачи энергии для передачи энергии вращения третьего вращательного вала 62 соответственно к валам 76а и 76b привода верхнего и нижнего ремней включает пару приводных ремней 167 и 168 и множество шкивов 165, 166, 169 и 170. Шкивы 165 и 166 установлены на обоих концах третьего вращательного валу 62. Шкив 169 соединен валом 76b привода нижнего ремня, а шкив 170, который является промежуточным элементом для переключения направления вращения верхнего перемещающего ремня 71, передает энергию валу 76а привода верхнего ремня посредством шестерни 172, закрепленной на валу привода верхнего ремня, и шестерни 171, установленный на шкиве 170. Иными словами, для обеспечения совместного перемещения части верхнего перемещающего ремня, которая покрывает наружную поверхность 121 а верхнего сердечника 121, и части нижнего перемещающего ремня 72, которая покрывает наружную поверхность 122а нижнего сердечника 122, в направлении свободного конца узла 120 сердечника, на валу 76а привода верхнего ремня и валу шкива 170 установлены соответственно пара усепленных шестерен 171 и 172 для передачи энергии валу 76а привода верхнего ремня посредством изменения направления вращения шкива 170.
В настоящем варианте выполнения часть верхнего перемещающего ремня 71, расположенная на наружной поверхности 121 а верхнего сердечника 121, и часть нижнего перемещающего ремня 72, расположенная на наружной поверхности 122а нижнего сердечника 122, являются частями элемента перемещения, установленного на узле сердечника таким образом, чтобы по меньшей мере эти части могли выступать из наружной поверхности узла сердечника, на который намотаны полоски. Это существенный признак настоящего изобретения. При вращении перемещающих ремней 71 и 72 выступающие части перемещающих ремней 71 и 72 перемещаются в направлении свободного конца узла 120 сердечника. Перемещающие ремни 71 и 72 непрерывно приводятся в контакт с внутренней поверхностью бумажной трубки 200, которая образована посредством намотки по спирали множества бумажных полосок на наружную поверхность узла 120 сердечника и обеспечивают перемещение бумажной трубки 200 в направлении свободного конца узла 120 сердечника.
Кроме того, устройство для изготовления бумажной трубки настоящего варианта выполнения позволяет управлять зазором между верхним сердечником 121 и нижним сердечником 122, прикрепленным к соединительному элементу 52, в результате чего можно менять ширину изготавливаемой бумажной трубки. Иными словами, соединительный элемент 52 оснащен линейными направляющими 153, и верхним сердечник 121 и нижний сердечник 122 закреплены соответственно на паре кронштейнов 154 и 155, установленных с возможностью перемещения на линейных направляющих 153.
Кроме того, устройство для изготовления бумажной трубки настоящего варианта выполнения дополнительно содержит средство 130 обрезания бумажной трубки для обрезания бумажной трубки, непрерывно снимаемой в направлении свободного конца узла 120 сердечника, при соответствующей длине. Средство 130 обрезания бумажной трубки включает основание 131, установленное на станине 10 с возможностью перемещения в продольном направлении узла 120 сердечника и резака 132, установленного на основании с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном продольному направлению узла 120 сердечника. На станине 10 установлен электромотор 146, обеспечивающий энергию для перемещения основания 131 и пары линейных направляющих 144, предназначенных для направления перемещения основания 131. При обрезании бумажной трубки основание 131 перемещается со скоростью, равной скорости снятия бумажной трубки, благодаря шариковому винту 145, установленному на валу электромотора 146.
Кроме того, на основании 131 установлена опора 133 для перемещения резака 132 в направлении, перпендикулярном направлению снятия бумажной трубки, а на опоре 133 установлены вертикальные направляющие 140. На направляющих установлена перемещающая пластина 139, и таким образом, она установлена в верхней части опоры 133, а в верхней части перемещающей пластины 139 установлены резак 132 и электромотор 134 для приведения в движение резака 132. Резак 132 и электромотор 134 установлены на перемещающей пластине 139, которая снабжена линейными направляющими для перемещения точно в направлении снятия бумажной трубки в процессе обрезания бумажной трубки. Как показано на чертеже, предпочтительно, чтобы в качестве резака 132 использовался вращающийся дисковый нож или циркулярная пила.
Кроме того, средство 130 обрезания бумажной трубки опирается на основание 131, установленное таким образом, чтобы вращаться с той же угловой скоростью, что и узел 120 сердечника, и дополнительно включает четвертый полый вращательный вал 146, выполненный со сквозным отверстием 146а, через которое проходит бумажная трубка, снимаемая в направлении свободного конца узла 120 сердечника. Четвертый вращательный вал снабжен устройством для захвата бумажной трубки (не показано), конец которого выталкивается резаком при обрезании снятой бумажной трубки.
Поскольку работа устройства для изготовления бумажной трубки настоящего варианта выполнения идентична работе устройства для изготовления бумажной трубки варианта выполнения, приведенного на фиг.1, за исключением того, что в настоящем варианте выполнения средство 130 обрезания бумажной трубки обрезает бумажную трубку, снимаемую в направлении свободного конца узла 120 сердечника, описание работы настоящего варианта выполнения опускается.
На фиг.15 приведен схематический вид устройства для изготовления бумажной трубки многоугольного сечения согласно еще одному варианту выполнения настоящего изобретения, на фиг.16 приведен вид в разрезе по линии Q-Q на фиг.15, на фиг.17 приведен вид в разрезе по линии R-R на фиг.15, и на фиг.18 приведен вид в разрезе по линии S-S на фиг.15.
Устройство для изготовления бумажной трубки согласно этому варианту выполнения настоящего изобретения отличается от устройства для изготовления бумажной трубки, приведенной на фиг.1, тем, что в качестве элемента перемещения для бумажной трубки используются перемещающие шестерни 79а, 79b, 79d и 79е, установленные на узле 20 сердечника. Узел 20 сердечника настоящего варианта выполнения включает удлиненный четырехгранный стержневой сердечник 21, конец которого прикреплен к соединительному элементу 52, и пару удлиненных направляющих элементов 22, закрепленных на обеих противоположных боковых поверхностях четырехгранного стержневого сердечника 21. Каждый направляющий элемент 22 включает основную часть 22b, ширина которой превышает ширину четырехгранного стержневого сердечника 21 и которая прикреплена к обеим боковым поверхностям четырехгранного стержневого сердечника 21, и верхнюю и нижнюю части 22а и 22 с направляющих выступов, выступающие параллельно друг другу от обоих концов широкой стороны основной части 22b в направлении противоположной основной части 22b, при этом основные части 22b находятся на расстоянии друг от друга и имеют заданную длину в продольном направлении. На свободных концах направляющих элементов установлена с возможностью вращения пара перемещающих шестерен 79а и 79b, при этом части 22а и 22 с направляющих выступов имеют такую форму, что наружная окружность шестерен выступает над направляющими элементами 22. Шестерня 79 с является передаточной шестерней для передачи энергии паре примыкающих к ней перемещающих шестерен 79d и 79е.
Средство передачи энергии для передачи энергии вращения третьего вращательного вала 62, приведенного на фиг.9, перемещающим шестерням 79а и 79b включает вал 76 привода ремня, установленный с возможностью вращения на закрепленном конце четырехгранного стержневого сердечника 21, шестерню (не показана) для передачи энергии вращения от третьего вращательного вала 62 к ремню, вал 76 привода ремня, ведомый ремнем вал 77, установленный на свободном конце узла 20 сердечника, ремень 75 для соединения друг с другом вала 76 привода ремня и ведомого ремнем вала 77 и шестерню 78, закрепленную на ведомом ремнем валу 77 и установленную для сцепления с перемещающей шестерней 79а.
В настоящем варианте выполнения части наружной окружности соответствующих перемещающих шестерен 79а, 79b, 79 с и 79d, которые выступают из направляющих элементов 22, являются частями элемента перемещения, установленного на узле сердечника, так что по меньшей мере эти части могут выступать из наружной поверхности узла сердечника, на который намотаны полоски. Это существенный признак настоящего изобретения. Когда перемещающие шестерни 79а, 79b, 79с и 79d получают от ремня 75 энергию для вращения, части их наружных окружностей, выступающие над направляющими элементами 22, перемещаются в направлении свободного конца узла 20 сердечника. Части наружной окружности непрерывно вступают в контакт с внутренней поверхностью многоугольной бумажной трубки, которая образуется намоткой по спирали множества бумажных полосок на наружную поверхность узла 20 сердечника, и вызывают перемещение бумажной трубки 200 в направлении свободного конца узла 20 сердечника.
На фиг.19 приведен схематический вид устройства для изготовления бумажной трубки многоугольного сечения согласно еще одному варианту выполнения настоящего изобретения, на фиг.20 приведен вид в разрезе по линии N-N на фиг.19, на фиг.21 приведен вид в разрезе по линии Р-Р на фиг.19.
Устройство для изготовления бумажной трубки настоящего варианта выполнения отличается от устройства для изготовления бумажной трубки, приведенного на фиг.1 тем, что в настоящем варианте выполнения в качестве перемещающих элементов используются перемещающие винты, установленные на узле 20 сердечника.
Как показано на фиг.19 и 20 узел 320 сердечника согласно этому варианту выполнения включает удлиненный четырехгранный стержневой сердечник 321, один конец которого прикреплен к соединительному элементу 52, а другой конец является свободным. Четыре угловые части четырехгранного стержневого сердечника 321 удаляются на заданную длину вдоль его продольного направления, начиная с части, где четырехгранный стержневой сердечник 321 соединяется с соединительным элементом 52. Кроме того, перемещающие винты 322, 323, 324 и 325 соответственно вставляются в четыре удаленных угловых части четырехгранного стержневого сердечника 321 и устанавливаются таким образом, чтобы части наружных поверхностей перемещающих винтов выступали наружу. Одни концы перемещающих винтов установлены с возможностью вращения на соединительном элементе 52, а другие концы установлены с возможностью перемещения на неудаленных частях четырехгранного стержневого сердечника 321. Наружные поверхности соответствующих перемещающих винтов 322, 323, 324 и 325 выполнены с резьбой (не показано). Как показано на фиг.21, на концах перемещающих винтов 322, 323, 324 и 325, прикрепленных к соединительному элементу 52, закреплены соответственно ведомые шестерни 326, 327, 328 и 329. Посередине ведомых шестерен на конце второго вращательного вала 61 установлена ведущая шестерня 61а, которая зацепляет ведомые шестерни. Прижимающее средство 383 устройства для изготовления бумажной трубки настоящего варианта выполнения также отличается от прижимающего средства 83 варианта выполнения, приведенного на фиг.1, тем, что прижимающее средство 383 настоящего варианта выполнения использует конические ролики 384 для прижимания угловых частей бумажной трубки.
В настоящем варианте выполнения резьба, которая выполнена на наружных поверхностях перемещающих винтов 322, 323, 324 и 325, установленных с возможностью вращения на удаленных угловых частях четырехгранного стержневого сердечника 321 и приведенных в контакт с внутренней поверхностью бумажной трубки, представляет собой части элемента перемещения, установленного на узле сердечника, так что по меньшей мере эти части могут выступать из наружной поверхности узла сердечника, на который намотаны полоски. Это существенный признак настоящего изобретения. Поскольку перемещающие винты 322, 323, 324 и 325 принимают энергию для вращения от ведущей шестерни 61а, резьба перемещающих винтов перемещается в направлении свободного конца узла 20 сердечника. Одновременно резьба непрерывно приводится в контакт с внутренней поверхностью многоугольной бумажной трубки 200 и вызывает перемещение бумажной трубки в направлении свободного конца узла 20 сердечника.
На фиг.22 приведен типичный вид с изображением ситуации изготовления многоугольной бумажной трубки из полосок одностороннего гофрированного картона, складки на которых идут параллельно продольному направлению полосок. Как показано на фиг.2 и 22, при использовании способа и устройства согласно настоящему изобретению можно изготавливать многоугольную бумажную трубку, расположив бумажные полоски подложки а, е и f и одностороннего гофрированного картона b, с и d на узле 20 сердечника в порядке, приведенном на чертеже. В устройстве согласно настоящему изобретению часть элемента перемещения, выступающая за пределы узла сердечника, перемещается в направлении свободного конца узла сердечника, что позволяет изготавливать бумажную трубку, не деформируя складки на полосках гофрированного картона. Хотя в настоящем варианте выполнения используется односторонний гофрированный картон, изобретение не ограничивается этим вариантом, и можно использовать полоски двустороннего гофрированного картона. Возможно также изготавливать бумажную трубку с обратным направлением гофрированного бумажного слоя одностороннего гофрированного картона (то есть гофрированная сторона обращена к внутренней поверхности изготавливаемой многоугольной бумажной трубки).
Согласно настоящему изобретению возможно изготовить толстую бумажную трубку посредством снятия с сердечника множества бумажных полосок, наложенных друг на друга по спирали и намотанных на вращающийся сердечник, при помощи элемента перемещения, который перемещается в сердечнике. Кроме того, согласно настоящему изобретению можно получить многоугольную бумажную трубку высокой прочности, поскольку можно изготовить толстую многоугольную бумажную трубку. Кроме того, согласно настоящему изобретению даже в случае изготовления многоугольной бумажной трубки из полосок одностороннего гофрированного картона можно не допустить деформации складок одностороннего гофрированного картона.
Согласно настоящему изобретению скорость получения бумажной трубки является превосходной, поскольку бумажная трубка изготавливается непрерывно посредством перекрытия по спирали и намотки полосок. Если получить многоугольную бумажную трубку, которая обладает высокой прочностью, поскольку бумажная трубка является толстой, то можно получить бумажные поддоны, обладающие высокой прочностью и низкой стоимостью. Если получить бумажный поддон высокой прочности, можно заменить бумажными поддонами деревянные поддоны, используемые для доставки груза, что может сократить объемы вырубки леса и также внести вклад в сохранение окружающей среды.
Варианты выполнения настоящего изобретения, описанные выше и изображенные на чертежах, не следует рассматривать в качестве ограничения технической сущности настоящего изобретения. Подлинный объем настоящего изобретения определяется только формулой. Специалистам в области техники, к которой относится настоящее изобретение, могут модифицировать и изменять техническую сущность настоящего изобретения, придавая ей различные формы. Поэтому в той мере, в какой эти модификации и изменения являются очевидными для специалистов в данной области техники, эти модификации и изменения относятся к подлинному объему настоящего изобретения.
1. Способ изготовления бумажной трубки многоугольного сечения, содержащий: процесс намотки по спирали множества бумажных полосок на наружную поверхность вращающегося сердечника многоугольного сечения так, чтобы они накладывались друг на друга, причем бумажные полоски, за исключением нижней полоски, предварительно покрыты адгезивом; и процесс непрерывного перемещения множества бумажных полосок, намотанных на сердечник, в продольном направлении сердечника посредством приведения элемента перемещения, установленного на сердечнике, в контакт с внутренней поверхностью нижней полоски, намотанной на наружную поверхность сердечника, так что элемент перемещения может перемещаться в продольном направлении сердечника в состоянии, когда, по меньшей мере, часть элемента перемещения постоянно выступает из наружной поверхности сердечника, на которую намотаны полоски.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс перемещения выполняют одновременно с прижатием верхней поверхности намотанной полоски, соответствующей положению, в котором элемент перемещения приводят в контакт прижимающим средством, установленным на станине таким образом, чтобы вращаться с той же угловой скоростью, что и сердечник; и, по меньшей мере, одна из множества бумажных полосок включает полоску одностороннего гофрированного картона.
3. Устройство для изготовления бумажной трубки многоугольного сечения, содержащее: станину; узкий и удлиненный узел сердечника, один конец которого опирается на раму с возможностью вращения, а другой конец свободен, так что множество бумажных полосок могут быть намотаны на наружную поверхность узла сердечника, накладываясь друг на друга, причем бумажные полоски, за исключением нижней полоски, предварительно покрыты адгезивом, наружная поверхность узла сердечника имеет заданную многоугольную форму; первое средство привода для подачи энергии для вращения узла сердечника; первое средство передачи энергии для приема энергии от первого средства привода и передачи принятой энергии узлу сердечника; элемент перемещения, установленный на узле сердечника, чтобы обеспечить выступание, по меньшей мере, части элемента перемещения из наружной поверхности узла сердечника, на который намотаны полоски, причем элемент перемещения установлен таким образом, чтобы обеспечивать перемещение выступающей части в направлении свободного конца узла сердечника посредством принятой энергии, при этом непрерывно выступающая часть элемента перемещения приводится в контакт с внутренней поверхностью нижней полоски из множества полосок, намотанных на наружную поверхность узла сердечника, для обеспечения непрерывного перемещения множества полосок, намотанных на узел сердечника, в направлении свободного конца узла сердечника; второе средство привода для подачи энергии, обеспечивающей непрерывное выступание элемента перемещения из наружной поверхности узла сердечника; и второе средство передачи энергии для приема энергии от второго средства привода и передачи принятой энергии элементу перемещения.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что первое средство передачи энергии включает первый полый вращательный вал, установленный на станине с возможностью вращения, для вращения посредством энергии, принятой от первого средства привода, и выполненный со сквозным отверстием в продольном направлении первого вращательного вала, и соединительный элемент, одна сторона которого соединена с первым вращательным валом, а другая сторона соединена с узлом сердечника; а второе средство передачи энергии включает второй вращательный вал, вставленный в сквозное отверстие первого вращательного вала и установленный с возможностью вращения на первом вращательном вале для вращения посредством энергии, принятой от второго средства привода, и третье средство передачи энергии для передачи энергии вращения от второго вращательного вала элементу перемещения.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что элемент перемещения включает пару перемещающих ремней, установленных таким образом, что части перемещающих ремней могут выступать из наружной поверхности узла сердечника вдоль его продольного направления, и выступающие части перемещающих ремней установлены на противоположных участках наружной поверхности узла сердечника для перемещения в направлении свободного конца узла сердечника; и третье средство передачи энергии дополнительно включает третий вращательный вал, установленный с возможностью вращения на соединительном элементе перпендикулярно второму вращательному валу, пару конических шестерен, которые установлены соответственно на втором и третьем вращательных валах и сцеплены друг с другом для передачи энергии от второго вращательного вала третьему вращательному валу, и четвертое средство передачи энергии для передачи энергии от третьего вращательного вала паре перемещающих ремней.
6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что элемент перемещения включает пару перемещающих шестерен, установленных с возможностью вращения вокруг вращательного вала, установленного перпендикулярно продольному направлению узла сердечника и установленного таким образом, чтобы обеспечить выступание перемещающих шестерней из противоположных частей внешней поверхности узла сердечника; и третье средство передачи энергии дополнительно включает третий вращательный вал, установленный с возможностью вращения на соединительном элементе перпендикулярно второму вращательному валу, пару конических шестерен, которые установлены соответственно на втором и третьем вращательных валах и сцеплены друг с другом для передачи энергии от второго вращательного вала третьему вращательному валу, и пятое средство передачи энергии для передачи энергии вращения от третьего вращательного вала паре перемещающих шестерен.
7. Устройство по п.4, отличающееся тем, что элемент перемещения включает множество перемещающих винтов, причем один конец каждого перемещающего винта установлен с возможностью вращения на соединительном элементе, а другой конец установлен с возможностью вращения на узле сердечника для того, чтобы часть перемещающего винта выступала из наружной поверхности узла сердечника в его продольном направлении; и третье средство передачи энергии включает ведущую шестерню, установленную на втором вращательном вале, и множество ведомых шестерен, неподвижно установленных соответственно на концах перемещающих винтов для сцепления с ведущей шестерней.
8. Устройство по любому из пп.5-7, дополнительно содержащее:
четвертый полый вращательный вал, установленный на станине таким образом, чтобы вращаться с той же угловой скоростью, что и узел сердечника, причем четвертый вращательный вал выполнен со сквозным отверстием, через которое проходит бумажная трубка из множества намотанных полосок, при этом бумажная трубка снимается в направлении свободного конца узла сердечника, и прижимающее средство, закрепленное на четвертом полом вращательном валу для симметричного прижатия верхней поверхности самой верхней из множества полосок, намотанных на свободный конец узла сердечника.
9. Устройство по п.8, дополнительно содержащее средство обрезания бумажной трубки, включающее основание, установленное на станине с возможностью перемещения в продольном направлении узла сердечника, и резак, установленный на основании с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном продольному направлению узла сердечника.
10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что средство обрезания бумажной трубки дополнительно содержит пятый полый вращательный вал, установленный на основании таким образом, чтобы вращаться с той же угловой скоростью, что и узел сердечника, и выполненный со сквозным отверстием, через которое проходит бумажная трубка из множества намотанных полосок, причем бумажную трубку снимают в направлении свободного конца узла сердечника.
11. Устройство по п.5, отличающееся тем, что узел сердечника включает удлиненный четырехгранный стрежневой сердечник, конец которого прикреплен к соединительному элементу, и пару удлиненных подающих направляющих элементов, прикрепленных к обеим противоположным боковым сторонам четырехгранного стержневого сердечника; причем каждый направляющий элемент включает основную часть, ширина которой превышает ширину четырехгранного стержневого сердечника и которая установлена на каждой из обеих боковых поверхностей четырехгранного стержневого сердечника, и верхнюю и нижнюю части направляющих выступов, выступающих параллельно от обоих концов широкой стороны каждой основной части в направлении противоположной основной части, из противоположных основных частей, разнесенных друг от друга и продолжающихся на заданную длину в продольном направлении; установлена пара перемещающих ремней с возможностью намотки соответственно на противоположные верхнюю и нижнюю части направляющих выступов пары направляющих элементов; и четвертое средство передачи энергии включает валы привода верхнего и нижнего ремня, которые установлены с возможностью вращения на закрепленных концах четырехгранного стержневого сердечника узла сердечника и на которые соответственно намотаны верхний и нижний перемещающие ремни, верхний и нижний свободно вращающиеся ролики, которые установлены с возможностью вращения на свободных концах направляющих элементов узла сердечника на расстоянии друг от друга и на которые соответственно намотаны верхний и нижний перемещающие ремни, и шестерни для передачи энергии от третьего вращательного вала верхнему и нижнему валам привода ремней.
12. Устройство по п.5, отличающееся тем, что узел сердечника содержит удлиненный верхний сердечник, конец которого прикреплен к соединительному элементу, и удлиненный нижний сердечник, конец которого прикреплен к соединительному элементу, причем нижний сердечник разнесен на заданное расстояние от верхнего сердечника; установлена пара перемещающих ремней с возможностью намотки соответственно на верхний и нижний сердечники в продольном направлении; четвертое средство передачи энергии включает валы привода верхнего и нижнего ремней, которые установлены с возможностью вращения на закрепленных концах верхнего и нижнего сердечников и на которые намотаны соответственно верхний и нижний перемещающие ремни, верхний и нижний свободно вращающиеся ролики, которые установлены с возможностью вращения на свободных концах верхнего и нижнего сердечников и на которые намотаны соответственно верхний и нижний перемещающие ремни, и средство передачи энергии для передачи энергии от третьего вращательного вала соответственно к валам привода верхнего и нижнего перемещающих ремней.
13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что узел сердечника дополнительно включает средство управления зазором для управления зазором между верхним и нижним сердечниками, разнесенными друг от друга.
14. Устройство по п.13, дополнительно содержащее четвертый полый вращательный вал, установленный на станине таким образом, чтобы вращаться с той же угловой скоростью, что и узел сердечника, причем четвертый вращательный вал выполнен со сквозным отверстием, через которое проходит бумажная трубка из множества намотанных полосок, при этом бумажную трубку снимают в направлении свободного конца узла сердечника, и прижимающее средство, установленное на четвертом полом вращательном валу для симметричного прижимания верхней поверхности верхней из множества полосок, намотанных на свободный конец узла сердечника.
15. Устройство по п.14, дополнительно содержащее средство обрезания бумажной трубки, включающее основание, установленное на станине с возможностью перемещения в продольном направлении узла сердечника, и резак, установленный на основании с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном продольному направлению узла сердечника.
16. Устройство по п.14, отличающееся тем, что прижимающее средство включает пару пластин, установленных симметрично в направлении к поверхностям узла сердечника, на которых установлены верхний и нижний перемещающие ремни, и поддерживаемых упругим элементом для прижимания верхней поверхности намотанных полосок с постоянным давлением; и средство обрезания бумажной трубки дополнительно содержит пятый полый вращательный вал, установленный на основании таким образом, чтобы вращаться с той же угловой скоростью, что и узел сердечника, и выполненный со сквозным отверстием, через которое проходит бумажная трубка из множества намотанных полосок, причем бумажную трубку снимают в направлении свободного конца узла сердечника.
17. Устройство по п.6, отличающееся тем, что узел сердечника содержит удлиненный четырехгранный стержневой сердечник, конец которого прикреплен к соединительному элементу, и пару удлиненных направляющих элементов, прикрепленных к обеим противоположным боковым поверхностям четырехгранного стрежневого сердечника, причем каждый направляющий элемент включает основную часть, ширина которой превышает ширину четырехгранного стержневого сердечника и которая прикреплена к каждой из обеих боковых поверхностей четырехгранного стержневого сердечника, и верхнюю и нижнюю части направляющих выступов, выступающих параллельно от обоих концов широкой стороны каждой основной части в направлении противоположной основной части, причем противоположные основные части разнесены друг от друга и продолжаются на заданную длину в продольном направлении; по меньшей мере, пару перемещающих шестерен, установленных с возможностью вращения на свободных концах направляющих элементов в местах, где удалены части направляющих выступов с тем, чтобы части внешних поверхностей перемещающих шестерен выступали над шириной направляющих элементов; и пятое средство передачи энергии включает вал привода ремня, установленный с возможностью вращения на закрепленном конце четырехгранного стержневого сердечника, шестерню для передачи энергии от третьего вращательного вала валу привода, ведомый ремнем вал, установленный на свободном конце направляющих элементов, передающий ремень для соединения друг с другом вала привода ремня и ведомого ремнем вала, и шестерню, закрепленную на ведомом ремнем валу и установленную для сцепления с перемещающими шестернями.
18. Устройство по п.17, дополнительно содержащее: четвертый полый вращательный вал, установленный на станине таким образом, чтобы вращаться с той же угловой скоростью, что и узел сердечника, причем четвертый вращательный вал выполнен со сквозным отверстием, через которое проходит бумажная трубка из множества намотанных полосок, при этом бумажная трубка снимается в направлении свободного конца узла сердечника, и прижимающее средство, установленное на четвертом полом вращательном валу для симметричного прижимания верхней поверхности верхней из множества полосок, намотанных на свободный конец узла сердечника.
19. Устройство по п.7, отличающееся тем, что узел сердечника включает удлиненный четырехгранный стержневой сердечник, конец которого прикреплен к соединительному элементу, четырехгранный стержневой сердечник имеет четыре угловые части, удаленные на заданную длину в его продольном направлении, от части, где четырехгранный стержневой сердечник соединен с соединительным элементом; и перемещающие винты соответственно вставлены в четыре удаленные угловые части четырехгранного стержневого сердечника и установлены таким образом, чтобы части наружных поверхностей перемещающих винтов выступали наружу, при этом одни концы перемещающих винтов установлены с возможностью вращения на соединительном элементе, а другие концы установлены с возможностью вращения на четырехгранном стержневом сердечнике.
20. Устройство по п.19, дополнительно содержащее четвертый полый вращательный вал, установленный на станине таким образом, чтобы вращаться с той же угловой скоростью, что и узел сердечника, и выполненный со сквозным отверстием, через которое проходит бумажная трубка из множества полосок, намотанных на свободный конец узла сердечника, и прижимающее средство, установленное на четвертом полом вращательном валу для симметричного прижимания верхней поверхности верхней из множества полосок, намотанных на свободный конец узла сердечника.
21. Бумажная трубка многоугольного сечения, изготовленная способом согласно п.1 или 2.
