Пара соединяемых частей для соединения трансмиссионного вала и валика
Группа изобретений относится к передачам крутящего момента. Комбинация трансмиссионного вала и валика содержит пару соединяемых частей, при этом указанная пара соединяемых частей содержит охватываемую часть, обеспеченную на одном из трансмиссионного вала и валика, и комплементарную охватывающую часть, обеспеченную на другом из валика и трансмиссионного вала. Охватываемая часть имеет продольную ось вращения и сужается на конус от ближнего конца к дальнему концу. Охватываемая часть имеет некруглое поперечное сечение и центральное отверстие проходит через и по всей длине трансмиссионного вала. Устройство может быть использовано для обработки литого табачного листа. Достигается повышение эффективности передачи крутящего момента. 5 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее изобретение относится в целом к паре соединяемых частей для соединения трансмиссионного вала и валика. Более конкретно, хотя и не исключительно, настоящее изобретение относится к паре соединяемых частей для соединения трансмиссионного вала и валика, приводимого в действие крутящим моментом, прикладываемым через трансмиссионный вал.
Валики используются для выполнения обработки в широком спектре отраслей промышленности. Например, валики используются в процессе гофрирования в табачной промышленности. В этом процессе литой табачный лист или лист из полимолочной кислоты (PLA) могут пропускаться между двумя гофрирующими валиками, оба из которых могут приводиться в действие для вращения. Гофрирующие валики могут иметь взаимодействующие рельефные рисунки, выполненные на соответствующих наружных поверхностях. Первый из валиков может иметь множество гребней на своей наружной поверхности, в то время как второй валик может иметь множество канавок на своей наружной поверхности. При использовании первый и второй валики обычно выровнены таким образом, что гребни и канавки взаимодействуют для гофрирования литого табачного листа или листа из полимолочной кислоты при его пропускании между ними. Размер элементов в виде указанного множества канавок и гребней в целом находится в микрометрическом (мкм) диапазоне. Такие тонкие детали могут быть особенно подвержены износу в результате использования с течением времени.
Валики, используемые для обработки, обычно приводятся в действие крутящим моментом для вращения вокруг своей продольной оси. В случае процесса гофрирования в табачной промышленности, первый и второй валики обычно приводятся в действие крутящим моментом для вращения. Указанный крутящий момент обычно передается от трансмиссионного вала, который может быть соединен с валиком, подлежащим приведению в действие. Как должно быть понятно специалистам в данной области техники, неэффективная передача крутящего момента от трансмиссионного вала на валик приводит к менее эффективной обработке изделия, обрабатываемого этим валиком. Кроме того, для вращения валика приходится использовать большее количество энергии по сравнению с тем количеством, которое могло бы потребоваться в ином случае, что приводит как к экологическим, так и к финансовым издержкам.
Может быть необходима периодическая или преимущественно периодическая замена одного или обоих валиков, например, для изменения рельефного рисунка на их наружной поверхности или для замены изношенного или загрязненного валика. С этой целью предпочтительно обеспечить разъемное соединение валиков с трансмиссионными валами. Как должно быть понятно специалистам в данной области техники, валики не могут использоваться для обработки в то время, когда один или оба из них находятся в процессе удаления или замены. Следовательно, такие простои при использовании валиков влекут за собой финансовые издержки и потери времени при изготовлении изделий с использованием указанной обработки. Валики для гофрирования литого табачного листа могут быть особенно подвержены износу, повреждению и выходу из строя из-за загрязнения и, соответственно, они могут требовать частого ремонта или замены. Литой табачный лист может иметь липкую поверхность при рабочих температурах, и, следовательно, поверхности канавок и гребней гофрирующих валиков для гофрирования литого табачного листа могут быть особенно подвержены загрязнению. Кроме того, при гофрировании литой лист должен вдавливаться на конкретную глубину, и это означает, что гофрирующее оборудование требует частой регулировки с учетом колебаний параметров литого листа от партии к партии. Следовательно, валики для гофрирования в табачной промышленности могут требовать сравнительно более высоких финансовых затрат и потерь времени из-за простоя для ремонта, замены и регулирования, чем валики для обработки в других отраслях промышленности.
При замене валика может потребоваться обеспечение правильного радиального выравнивания вновь присоединяемого или монтируемого валика относительно другого валика, например, в случае наличия взаимодействующих рельефных рисунков на рабочих поверхностях двух указанных валиков. Следует иметь в виду, что такое радиальное выравнивание может занимать много времени и быть труднодостижимым на практике, особенно в случае, если взаимодействующие рельефные рисунки являются тонкими.
В одном известном типе соединения используется конус Морзе. Конус Морзе содержит охватываемую часть, выполненную с возможностью размещения внутри комплементарной охватывающей части. Охватываемая часть имеет продольную ось вращения и круглое поперечное сечение. Охватываемая часть сужается на конус от ближнего конца к дальнему концу, обычно под углом 1,49 градуса (эквивалентно внутреннему углу приблизительно 3 градуса, т.е. углу, симметричному относительно продольной оси вращения). Охватываемая часть может быть обеспечена на первом корпусе при обеспечении охватывающей части на отдельном втором корпусе. При использовании охватываемую часть вставляют в комплементарную охватывающую часть. Фрикционное взаимодействие между наружной поверхностью охватываемой части и внутренней поверхностью охватывающей части обеспечивает возможность передачи крутящего момента от первого корпуса на второй корпус (или наоборот). Эффективность передачи крутящего момента непосредственно связана с приложением сжимающего усилия между охватываемой и охватывающей частями.
Один способ приложения сжимающего усилия между охватываемой и охватывающей частями состоит в использовании центрального винта, ввинчиваемого через резьбовые отверстия в охватываемой и охватывающей частях. В результате затяжки центрального винта повышается сжимающее усилие между охватываемой и охватывающей частями и в результате повышается эффективность передачи между ними крутящего момента. Однако такие плотно присоединяемые центральные винты могут требовать затрат времени на ввинчивание и извлечение. Кроме того, может быть затруднена оценка величины сжимающего усилия, прикладываемого таким образом.
Было бы желательно обеспечить такое соединение между трансмиссионным валом и валиком, которое допускало или обеспечивало бы возможность быстрого съема валика с трансмиссионного вала. Было бы желательно обеспечить такое соединение между трансмиссионным валом и валиком, которое допускало или обеспечивало бы возможность более быстрого монтажа валика на трансмиссионном валу. Было бы желательно обеспечить такое соединение между трансмиссионным валом и валиком, которое при использовании обеспечивало бы эффективную передачу крутящего момента от трансмиссионного вала на валик. Было бы желательно обеспечить такое соединение между трансмиссионным валом и валиком, которое способствовало бы более быстрому выравниванию данного валика относительно другого валика. Также было бы желательно обеспечить такое соединение между трансмиссионным валом и валиком, которое по меньшей мере частично устраняло бы погрешность выравнивания данного валика относительно другого валика.
Согласно аспекту настоящего изобретения, предложена пара соединяемых частей для соединения трансмиссионного вала и валика, приводимого в действие крутящим моментом, прикладываемым через трансмиссионный вал. Пара соединяемых частей содержит охватываемую часть, обеспеченную на одном из трансмиссионного вала и валика. Пара соединяемых частей также содержит комплементарную охватывающую часть, обеспеченную на другом из трансмиссионного вала и валика. Охватываемая часть имеет продольную ось вращения и сужается на конус от ближнего конца к дальнему концу. Охватываемая часть имеет некруглое поперечное сечение.
Предпочтительно, указанная пара соединяемых частей обеспечивает механизм, который обеспечивает возможность простого и быстрого соединения и разъединения, например, для съема и замены валика. В дополнение, указанная пара соединяемых частей обеспечивает эффективную передачу крутящего момента от трансмиссионного вала на валик, когда соединяемые части указанной пары соединены друг с другом. Предпочтительно, некруглое поперечное сечение охватываемой части обеспечивает шаговое позиционирование валика и трансмиссионного вала относительно друг друга. Благодаря обеспечению шагового позиционирования валика относительно трансмиссионного вала, обеспечивается преимущество, состоящее в возможности точного, быстрого и легкого выравнивания валика с другой конструкцией или поверхностью, например выравнивания с другим валиком.
Кроме того, благодаря сужению на конус охватываемой части, обеспечивается преимущество, состоящее в возможности сравнительно быстрого центрирования валика на трансмиссионном валу при монтаже валика на валу. Конус соответствующей охватывающей части взаимодействует с конусом охватываемой части таким образом, что даже будучи первоначально частично не выровненными, охватываемая часть и охватывающая часть втягиваются в состояние правильного выравнивания по центру друг с другом, и таким образом обеспечивается правильное выравнивание валика и трансмиссионного вала.
В контексте данного документа термин «трансмиссионный вал» относится к валу, который при использовании передает крутящий момент от источника крутящего момента (или другого соединения) на другой объект (такой как валик). Трансмиссионный вал может быть соединен или выполнен с возможностью соединения с источником крутящего момента (или другим соединением) с помощью любых подходящих средств, например зубчатых колес или т. п.
В контексте данного документа термин «валик» относится к устройству, имеющему в целом цилиндрическую наружную поверхность, предназначенную для контакта и, следовательно, обработки листового или пластинчатого материала при использовании. Листовой или пластинчатый материал подразумевает, что длина и ширина изделия значительно больше, чем толщина изделия. В контексте данного документа термин «приводимый в действие» означает: вращаемый в результате приложения внешнего усилия, например крутящего момента
В контексте данного документа термин «комплементарный» предназначен для обозначения того, что геометрическая форма и размеры охватывающей части заданы с возможностью по существу соответствия геометрической форме и размерам охватываемой части. Например, геометрическая форма и размеры поперечного сечения охватывающей части могут быть заданы с возможностью по существу соответствия геометрической форме и размерам поперечного сечения охватываемой части. Соответствие геометрической формы и размеров может означать, что геометрическая форма и размеры охватывающей части выбраны таким образом, что они являются по меньшей мере по существу такими же, что и у охватываемой части, на негативном изображении. Соответствие геометрической формы и размеров может означать, что геометрическая форма и размеры охватывающей части выбраны таким образом, что при полной вставке охватываемой части внутрь охватывающей части относительное вращение охватываемой и охватывающей частей заблокировано или по меньшей мере частично ограничено. Например, один или более диаметров поперечного сечения охватываемой части могут превышать один или более диаметров поперечного сечения охватывающей части на смежных участках поперечного сечения охватывающей и охватываемой частей, когда охватываемая часть полностью вставлена в охватывающую часть. По меньшей мере часть геометрической формы охватывающей части может содержать негативное изображение по меньшей мере части геометрической формы охватываемой части.
В контексте данного документа термин «продольная ось вращения» предназначен для обозначения оси, которая проходит через охватываемую часть и вокруг которой охватываемая часть вращается или имеет возможность вращения при использовании.
В контексте данного документа термин «сужается на конус» предназначен для обозначения того, что радиальный размер от оси до поверхности охватываемой части постепенно изменяется вдоль длины охватываемой части. В контексте данного документа термин «ближний конец» применительно к охватываемой части предназначен для обозначения конца охватываемой части, расположенного в месте или вблизи места сопряжения между охватываемой частью и валиком или трансмиссионным валом, на котором он обеспечен. В контексте данного документа термин «дальний конец» применительно к охватываемой части предназначен для обозначения конца охватываемой части, находящегося на удалении от места сопряжения между охватываемой частью и валиком или трансмиссионным валом, на котором он обеспечен.
В некоторых вариантах осуществления охватываемая часть может быть обеспечена на трансмиссионном валу, а охватывающая часть может быть обеспечена в валике.
В некоторых вариантах осуществления форма поперечного сечения охватываемой части может оставаться постоянной вдоль по меньшей мере 50% расстояния от ближнего конца до дальнего конца охватываемой части.
Охватываемая часть может иметь порядок вращательной симметрии от 1 до 20, или, при необходимости, от 2 до 10, или, при небходимости, от 2 до 6, или, при небходимости, ее порядок вращательной симметрии может составлять 4.
В некоторых вариантах осуществления охватываемая часть может иметь эллиптическое или многоугольное поперечное сечение. Многоугольное поперечное сечение охватываемой части обеспечивает преимущество, состоящее в более высокой энергетической эффективности передачи крутящего момента от трансмиссионного вала на валик, чем эффективность, которая могла бы быть достигнута при использовании, например, охватываемой части круглого поперечного сечения. Без ссылок на какую-либо конкретную теорию считается, что многоугольное поперечное сечение охватываемой части обеспечивает охватываемую часть меньшего объема, чем охватываемая часть круглого поперечного сечения, имеющая такие же максимальный базисный размер, длину и угол конуса. Охватываемая часть, имеющая относительно небольшой объем, имеет соответственно относительно небольшую инерцию. Соответственно, использование охватываемой части, имеющей такую относительно небольшую инерцию, обеспечивает возможность передачи крутящего момента на валик от трансмиссионного вала с повышенной эффективностью.
Если охватываемая часть имеет многоугольное поперечное сечение, то его вершины могут быть криволинейными. Авторами настоящего изобретения было обнаружено, что обеспечение вершин, которые являются криволинейными, обеспечивает преимущество, состоящее в увеличении полезного срока службы указанной пары соединяемых частей. Считается, что такие криволинейные вершины уменьшают крутящие напряжения и напряжения среза, действующие на углы охватываемой части при использовании.
В некоторых вариантах осуществления охватываемая часть может иметь прямоугольное поперечное сечение. Охватываемая часть может иметь квадратное поперечное сечение.
В некоторых вариантах осуществления охватываемая часть может сужаться на конус от ее ближнего конца к ее дальнему концу под углом (например, относительно ее продольной оси) более чем 2,5 градуса, например более чем 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 или 15 градусов. В некоторых вариантах осуществления охватываемая часть может сужаться на конус от ее ближнего конца к ее дальнему концу под углом (например, относительно ее продольной оси) от 2,5 до 70 градусов, например от 2,5, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 градусов до 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20 или 15 градусов. В вариантах осуществления охватываемая часть может сужаться на конус от ее ближнего конца к ее дальнему концу под углом (например, симметричным относительно продольной оси вращения) более чем 5 градусов, например более чем 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 или 15 градусов. В вариантах осуществления охватываемая часть может сужаться на конус от ее ближнего конца к ее дальнему концу под внутренним углом (например, симметричным относительно продольной оси вращения) от 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 25 или 30 градусов до 140, 135, 130, 125, 120, 115, 110, 105, 100, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40 или 35 градусов.
В некоторых вариантах осуществления диаметр валика может составлять от 150 мм до 300 мм. В некоторых вариантах осуществления валик может содержать поверхность для гофрирования листового материала.
Согласно аспекту настоящего изобретения, предложены трансмиссионный вал и валик, содержащие пару соединяемых частей, описанных в настоящем документе.
Согласно аспекту настоящего изобретения, предложен комплект с валиком, содержащий трансмиссионный вал и валик, содержащие пару соединяемых частей, описанных в настоящем документе.
В некоторых вариантах осуществления трансмиссионный вал может взаимодействовать с первым концом валика. Комплект с валиком также может содержать второй вал для взаимодействия со вторым концом валика. Валик и второй вал могут содержать вторую пару соединяемых частей. Вторая пара соединяемых частей может иметь вторую охватываемую часть, например, расположенную на одном из валика и второго вала. Вторая пара соединяемых частей может содержать комплементарную вторую охватывающую часть, например, расположенную на другом из валика и второго вала. Вторая охватываемая часть может иметь некруглое поперечное сечение. Вторая охватываемая часть может иметь круглое поперечное сечение. Вторая охватываемая часть может иметь поперечное сечение, отличное от поперечного сечения первой охватываемой части.
Предпочтительно, первая и вторая охватываемые части могут иметь разные поперечные сечения. Валик может быть смонтирован или выполнен с возможностью монтажа на трансмиссионном валу лишь на его первом конце и на втором валу лишь на его втором конце. Такая компоновка обеспечивает преимущество, состоящее в возможности содействия правильному ориентированию при монтаже. Кроме того, обеспечивается преимущество, состоящее в возможности повышения скорости или быстроты монтажа валика, поскольку может отсутствовать необходимость в определении (например, на основе рельефного рисунка на рабочей поверхности валика, при наличии такого рельефного рисунка) того, какой конец валика должен быть соединен с трансмиссионным валом, и какой конец должен быть соединен со вторым валом.
Согласно аспекту настоящего изобретения, предложена пара комплектов с валиком для пропускания между ними листового материала, причем первый комплект с валиком является таким, как описано в настоящем документе. В некоторых вариантах осуществления второй комплект с валиком может содержать пару соединяемых частей, описанных в настоящем документе. Пара соединяемых частей второго комплекта с валиком может содержать охватываемую часть с формой поперечного сечения, отличной от той, которая имеет место в охватываемой части указанной пары соединяемых частей первого комплекта с валиком. В некоторых вариантах осуществления указанная пара комплектов с валиком может быть выполнена с возможностью обработки литого табачного листа. Указанная пара комплектов с валиком может быть выполнена с возможностью обработки литого табачного листа между валиком первого комплекта с валиком и валиком второго комплекта с валиком.
Такая конструкция обеспечивает преимущество, состоящее в содействии правильному ориентированию при монтаже одного или обоих комплектов с валиком.
Согласно аспекту настоящего изобретения, предложен способ выполнения соединения между трансмиссионным валом и валиком, приводимым в действие крутящим моментом, прикладываемым через трансмиссионный вал; указанный способ включает этапы, на которых:
выравнивают в осевом направлении охватываемую часть, обеспеченную на одном из трансмиссионного вала и валика, с охватывающей частью, обеспеченной на другом из трансмиссионного вала и валика;
перемещают трансмиссионный вал и валик относительно друг друга в осевом направлении таким образом, чтобы охватываемая часть вошла во взаимодействие изнутри с комплементарной охватывающей частью;
при этом охватываемая часть имеет продольную ось вращения, сужается на конус от ближнего конца к дальнему концу и имеет некруглое поперечное сечение.
В некоторых вариантах осуществления способ выполнения соединения между трансмиссионным валом и валиком, приводимым в действие крутящим моментом, прикладываемым через трансмиссионный вал, может включать этап, на котором прикрепляют валик к трансмиссионному устройству с помощью крепления.
Согласно аспекту настоящего изобретения, предложен способ приведения во вращение валика, включающий этап, на котором передают крутящий момент от трансмиссионного вала на валик путем передачи крутящего момента между охватываемой частью, обеспеченной на одном из трансмиссионного вала и валика, и соответствующей охватывающей частью, обеспеченной на другом из трансмиссионного вала и валика, при этом охватываемая часть имеет продольную ось вращения, сужается на конус от ближнего конца к дальнему концу и имеет некруглое поперечное сечение.
Аспекты и варианты осуществления могут найти особенно полезное применение для гофрирования литого табачного листа.
Все научные и технические термины, используемые в данном документе, имеют значения, обычно используемые в данной области техники, если не указано иное. Приведенные в данном документе определения предназначены для облегчения понимания некоторых терминов, часто используемых в данном документе.
По всему описанию и формуле изобретения в настоящей заявке слова «содержать» и «содержащий» и их варианты означают «включающий, но без ограничения», и они не предназначены для исключения (и не исключают) других частей, добавок, компонентов, целых чисел или этапов. По всему описанию и формуле изобретения в настоящей заявке единственное число включает в себя множественное число, и наоборот, если контекст не требует иного. В частности, если используется единственное число, то настоящее описание следует рассматривать как подразумевающее множественное число наряду с единственным числом, если контекст не требует иного.
Во избежание сомнений, любой из признаков, описанных в данном документе, в равной степени применим к любому аспекту настоящего изобретения. В рамках объема настоящей заявки явным образом предполагается, что различные аспекты, варианты осуществления, примеры и альтернативы, изложенные в предыдущих параграфах, формуле изобретения и/или в нижеследующем описании и на чертежах, и, в частности, их индивидуальные признаки, могут рассматриваться независимо или в любой комбинации. Признаки, описанные в связи с одним аспектом или вариантом осуществления настоящего изобретения, применимы ко всем аспектам или вариантам осуществления, если такие признаки не являются несовместимыми.
Далее изобретение будет описано более подробно лишь на примерах со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
на фиг. 1 показан схематический вид в сечении устройства с валиками, содержащего пару соединяемых частей для соединения валика и трансмиссионного вала, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2 показан увеличенный вид области внутри квадрата А на фиг. 1;
на фиг. 3 показан вид в перспективе с частичным разрезом конца валика, показанного на фиг. 1;
на фиг. 4 показан вид в перспективе внутренней поверхности охватывающей части на конце валика, показанном на фиг. 2;
на фиг. 5 показан схематический вид сбоку внутренней поверхности охватывающей части, показанной на фиг. 4.
Обратимся теперь к фиг. 1 и 2, на которых показано устройство 1 с валиками, содержащее первый и второй комплекты 2, 3 с валиком и корпус B устройства с валиками. Первый комплект 2 с валиком содержит первый валик 4, первый трансмиссионный вал 5 и первый опорный вал 6. Второй комплект 3 с валиком содержит второй валик 7, второй трансмиссионный вал 8 и второй опорный вал 9. Каждый из первого и второго валиков 4, 7 проходит от соответствующего первого конца 40, 70 до соответствующего второго конца 41, 71, и каждый из них содержит внешнюю рабочую поверхность 42, 72.
Первый конец 40 первого валика 4 соединен с первым трансмиссионным валом 5 посредством первой пары соединяемых частей С1. Второй конец 41 первого валика 4 соединен с первым опорным валом 6 посредством второй пары соединяемых частей С2. Первый конец 70 второго валика 7 соединен со вторым трансмиссионным валом 8 посредством третьей пары соединяемых частей С3. Второй конец 71 второго валика 7 соединен со вторым опорным валом 9 посредством четвертой пары соединяемых частей С4.
Каждый трансмиссионный вал 5, 8 и каждый опорный вал 6, 9 поддерживается на корпусе В устройства с валиками и поворотно прикреплен к нему, например, с помощью подшипников. Трансмиссионные валы 5, 8 и опорные валы 6, 9 выполнены из металла, например нержавеющей стали, в данном варианте осуществления. Каждый из валиков 4, 7 содержит центральную часть, окруженную периферийной частью. Центральная часть содержит первый и второй концы 40, 70, 41, 71 и выполнена из металла, например нержавеющей стали, в данном варианте осуществления.
Первая пара соединяемых частей C1 содержит охватываемую часть M, обеспеченную на первом трансмиссионном валу 5, и охватывающую часть F, обеспеченную на первом конце 40 первого валика 4.
Как показано более подробно на фиг. 3, 4 и 5, охватывающая часть F содержит выемку в первом конце 40 первого валика 4. Охватывающая часть F имеет форму усеченной пирамиды с продольной осью вращения X. Указанная усеченная пирамида сужается на конус от основания BA на первом конце 40 первого валика 4 к вершине P. Иначе говоря, указанная усеченная пирамида сужается на конус в направлении от первого конца 40 ко второму концу 41 первого валика 4. Усеченная пирамида сужается на конус от ее основания BA к ее вершине P под углом α. В данном варианте осуществления угол α составляет более чем 2,5 градуса (т. е. усеченная пирамида сужается на конус в направлении от первого конца 40 в направлении второго конца 41 первого валика 4 с внутренним углом более чем 5 градусов). Тем не менее, в вариантах осуществления угол α может составлять более чем 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 или 15 градусов. В вариантах осуществления угол α может составлять от 2,5 до 70 градусов, например от 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 градусов до 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20 или 15 градусов. В вариантах осуществления усеченная пирамида может сужаться на конус в направлении от первого конца 40 ко второму концу 41 первого валика 4 с внутренним углом (например, симметричным относительно продольной оси Х вращения) более чем 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 или 15 градусов. В вариантах осуществления усеченная пирамида может сужаться на конус в направлении от первого конца 40 ко второму концу 41 первого валика 4 с внутренним углом (например, симметричным относительно продольной оси Х вращения) от 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 25 или 30 градусов до 140, 135, 130, 125, 120, 115, 110, 105, 100, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40 или 35 градусов.
Усеченная пирамида охватывающей части F имеет длину L между основанием BA и вершиной P. Усеченная пирамида охватывающей части F имеет квадратное поперечное сечение в данном варианте осуществления (т. е. многогранное основание усеченной пирамиды представляет собой квадрат), причем вершины V указанного квадрата являются криволинейными. Основание BA имеет максимальный диаметр d, который проходит между противоположными вершинами V квадратного поперечного сечения в этом варианте осуществления. Центральное отверстие CB проходит от вершины P усеченной пирамиды в направлении второго конца 41 первого валика 4. Центральное отверстие CB имеет резьбу вдоль по меньшей мере части своей длины.
Первый трансмиссионный вал 5 является удлиненным и проходит от первого конца до второго конца. Охватываемая часть M обеспечена на первом трансмиссионном валу 5, на его первом конце, как показано на фиг. 1 и 2. Охватываемая часть M содержит выступ, который выполнен по размеру и форме с возможностью соответствия охватывающей части F на первом конце 40 первого валика 4 и с возможностью взаимодействия за счет сцепления с нею при использовании. Как должно быть понятно специалистам в данной области техники, описание формы охватывающей части F применимо также к форме охватываемой части M, которая содержит по существу негативное изображение охватывающей части F. Центральное отверстие CB проходит через центр охватываемой части M вдоль ее продольной оси вращения, которая соответствует продольной оси вращения X охватывающей части F.
Центральное отверстие CB проходит через первый трансмиссионный вал 5 вдоль всей его длины от первого конца до второго конца. Центральное отверстие CB имеет резьбу вдоль по меньшей мере части своей длины.
Вторая, третья и четвертая пары соединяемых частей С2, C3, C4 содержат охватываемые части M и охватывающие части F, которые могут при небходимости быть такими же, что и в первой паре соединяемых частей C1, описанных выше, и не будут дополнительно описаны в данном документе.
Перед использованием первый трансмиссионный вал 5 удерживается с возможностью вращения в корпусе В устройства с валиками и поддерживается с помощью указанного корпуса перед монтажом на валу первого валика 4. Монтаж первого валика 4 включает присоединение первого валика 4 к первому трансмиссионному валу 5 с помощью первой пары соединяемых частей С1. Охватывающую часть F на первом конце 40 первого валика 4 выравнивают в линию с охватываемой частью M, обеспеченной на первом трансмиссионном валу 5. Затем перемещают первый валик 4 в осевом направлении на первый трансмиссионный вал 5 таким образом, чтобы охватываемая часть M разместилась внутри охватывающей части F. Таким образом по меньшей мере частично соединяют первый валик 4 с первым трансмиссионным валом 5 за счет фрикционной посадки.
Первый трансмиссионный вал 5 и первый валик 4 затем скрепляют с помощью центрального винта CS, вставляемого через второй конец первого трансмиссионного вала 5 и взаимодействующего по резьбе с центральными отверстиями CB обоих из первого трансмиссионного вала 5 и первого конца 40 первого валика 4. Затяжка центрального винта CS приводит к осевому выравниванию охватываемой части M и охватывающей части F, даже если они были по меньшей мере частично не выровнены перед присоединением центрального винта CS. Кроме того, затяжка центрального винта CS приводит к прижатию внешних поверхностей охватываемой части M к внутренним поверхностям охватывающей части F. Данная конфигурация первой пары соединяемых частей C1 согласно настоящему изобретению обеспечивает преимущество, состоящее в том, что при использовании обеспечивается эффективная передача крутящего момента от первого трансмиссионного вала 5 на первый валик 4 с меньшей степенью прижатия внешних поверхностей охватываемой части M к внутренним поверхностям охватывающей части F, чем в случае, когда охватываемая часть M имеет круглое поперечное сечение. Соответственно, центральный винт SC должен быть затянут до меньшей степени, чем в случае, если бы охватываемая часть M имела круглое поперечное сечение. Таким образом, первая пара соединяемых частей C1 может быть разъединена (и, следовательно, первый валик 4 демонтирован) за меньшее время, чем в случае, если бы охватываемая часть M имела круглое поперечное сечение.
Кроме того, благодаря обеспечению некруглого поперечного сечения охватываемой части M согласно настоящему изобретению, уменьшается износ пары соединяемых частей С1. При полном соединении охватываемой части M и охватывающей части F, эти части M, F заблокированы от вращения. Соответственно, износ охватываемой части M и охватывающей части F является относительно небольшим по сравнению с конфигурацией, в которой может возникать проскальзывание даже в том случае, если части M, F полностью соединены.
Затем смещают со скольжением первый опорный вал 6 в осевом направлении в положение, находящееся в корпусе B устройства с валиком. Шпонки, проходящие вдоль по меньшей мере части длины первого опорного вала 6, входят во взаимодействие с выемками в корпусе B устройства с валиком. Затем смещают со скольжением в осевом направлении охватываемую часть M на первом конце первого опорного вала 6 в положение взаимодействия с соответствующей охватывающей частью F на втором конце 41 первого валика 4, образуя таким образом вторую пару соединяемых частей С2. Затем прикрепляют первый опорный вал 6 к первому валику 4 с помощью центрального винта CS, ввинчивая его по резьбе через центральное отверстие СВ, проходящее через опорный вал 6 по всей его длине, внутрь второго конца 41 первого валика 4.
При использовании первый трансмиссионный вал 5 приводится во вращение с помощью двигателя или другого первичного привода (не показан), соединенного с валом. Крутящий момент от первого трансмиссионного вала 5 передается на первый валик 4 через первую пару соединяемых частей C1, вызывая вращение первого валика 4. Первый опорный вал 6 свободно вращается внутри корпуса В устройства с валиком, поддерживая таким образом второй конец 41 первого валика 4. Крутящий момент передается от первого трансмиссионного вала 5 на первый валик 4 частично за счет трения между наружными поверхностями охватываемой части M и внутренними поверхностями охватывающей части F первой пары соединяемых частей C1.
Второй валик 7 перед использованием монтируют во втором комплекте 3 с валиком таким же образом, как было описано выше в отношении первого валика 4 в первом комплекте 2 с валиком. Кроме того, во время использования второй трансмиссионный вал 8 может вращаться с помощью двигателя или другого первичного привода (не показан). Затем через зазор между первым и вторым валиками 4, 7 могут быть пропущены изделия, например литой табачный лист. Таким образом, изделие, такое как литой табачный лист, обрабатывают между рабочим поверхностями 42, 72 валиков 4, 7.
Съем первого валика 4 включает этапы, на которых:
вывинчивают центральный винт CS из центрального отверстия CB второго конца 41 первого валика 4 и первого опорного стержня 6;
снимают первый опорный вал 6 с корпуса B устройства с валиком путем его осевого скользящего перемещения из корпуса вдоль его шлицевого соединения в направлении удаления от первого валика 4, выводя таким образом из взаимодействия вторую пару соединяемых частей C2 между вторым концом 41 первого валика 4 и первым опорным валом 6;
вывинчивают центральный винт CS из центрального отверстия CB первого трансмиссионного вала 5; и
перемещают первый валик 4 в направлении удаления от первого трансмиссионного вала 5, выводя таким образом из взаимодействия первую пару соединяемых частей С1 между первым концом 40 первого валика 4 и первым трансмиссионным валом 5.
Снятый первый валик 4 затем может быть заменен или отремонтирован.
Хотя пары соединяемых частей С1, C2, C3, C4 были описаны в контексте двух комплектов 2, 3 с валиком, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что данное описание может быть применено mutatis mutatis (с надлежащими изменениями) к устройству с валиком, содержащему любое количество комплектов 2, 3 с валиком или, фактически, валиков 4, 7.
Следует понимать, что хотя вторая, третья и четвертая пары соединяемых частей С2, C3, C4 описаны как идентичные первой паре соединяемых частей С1, это не является обязательным, и вместо этого одна или более из второй, третьей и четвертой пар соединяемых частей С2, C3, C4 могут содержать охватывающую часть F, имеющую выемку с поперечным сечением иной формы, чем в охватывающей части F первой пары соединяемых частей C.1. Если охватывающая часть F одной или более из второй, третьей и четвертой пар соединяемых частей C2, C3, C4 имеет выемку с поперечным сечением мной формы, чем в охватывающей части F первой пары соединяемых частей C1, то охватываемая часть M соответствующей второй, третьей и/или четвертой пары соединяемых частей C2, C3, C4 имеет форму, комплементарную выемке охватывающей части F соответствующей второй, третьей и/или четвертой пары соединяемых частей C2, C3, C4. Форма поперечного сечения охватываемой и охватывающей частей M, F первой пары соединяемых частей C1 может отличаться от формы поперечного сечения охватываемой и охватывающей частей M, F второй пары соединяемых частей C2. Таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в возможности установки первого валика 4 с требуемой ориентацией (например, по отношению ко второму валику 7). Соответственно, обеспечивается возможность более быстрой и легкой установки с требуемой ориентацией валика 4, чем это может иметь место при установке первого валика 4, в котором обе из первой и второй пар соединяемых частей С1, C2 имеют охватываемые участки M, имеющие одинаковую форму поперечного сечения. Более быстрая установка первого валика 4 приводит к относительно небольшому простою в валиковом устройстве 1 и, следовательно, к снижению затрат при использовании устройства с валиком 1.
Хотя каждый из валиков 4, 7 описан как содержащий центральную часть и периферийную часть, это не является существенным для настоящего изобретения. Хотя были описаны центральные винты CS, они не являются существенными для настоящего изобретения. Хотя были описаны центральные отверстия CB, они не являются существенными для настоящего изобретения. Хотя были описаны опорные валы 6, 9, они не являются существенными для настоящего изобретения.
Указанные схематические чертежи не обязательно выполнены в масштабе, и они представлены для иллюстративных целей, а не для ограничения. На чертежах изображены один или более аспектов, описанных в настоящем изобретении. Тем не менее, должно быть понятно, что и другие аспекты, не изображенные на чертежах, находятся в рамках объема настоящего изобретения.
1. Комбинация трансмиссионного вала и валика, содержащих пару соединяемых частей для соединения указанных трансмиссионного вала и валика, приводимого в действие крутящим моментом, прикладываемым через трансмиссионный вал,
при этом указанная пара соединяемых частей содержит охватываемую часть, обеспеченную на одном из трансмиссионного вала и валика, и комплементарную охватывающую часть, обеспеченную на другом из валика и трансмиссионного вала,
охватываемая часть имеет продольную ось вращения и сужается на конус от ближнего конца к дальнему концу,
причем охватываемая часть имеет некруглое поперечное сечение и характеризуется тем, что центральное отверстие проходит через и по всей длине трансмиссионного вала.
2. Комбинация трансмиссионного вала и валика по п.1, причем охватываемая часть обеспечена на трансмиссионном валу, а охватывающая часть обеспечена на валике.
3. Комбинация трансмиссионного вала и валика по п.1 или 2, причем форма поперечного сечения охватываемой части остается постоянной вдоль по меньшей мере 50% расстояния от ближнего конца до дальнего конца.
4. Комбинация трансмиссионного вала и валика по любому из пп.1, 2 или 3, причем охватываемая часть имеет порядок вращательной симметрии от 1 до 20.
5. Комбинация трансмиссионного вала и валика по любому из предыдущих пунктов, причем охватываемая часть имеет эллиптическое или многоугольное поперечное сечение.
6. Комбинация трансмиссионного вала и валика по любому из предыдущих пунктов, причем охватываемая часть имеет многоугольное поперечное сечение, причем его вершины являются криволинейными.
7. Комбинация трансмиссионного вала и валика по любому из предыдущих пунктов, причем охватываемая часть имеет прямоугольное поперечное сечение, например квадратное поперечное сечение.
8. Комплект с валиком, содержащий комбинацию трансмиссионного вала и валика по любому из предыдущих пунктов, причем трансмиссионный вал выполнен с возможностью взаимодействия с первым концом валика и дополнительно содержит второй вал для взаимодействия со вторым концом валика.
9. Комплект с валиком по п.8, причем валик и второй вал содержат вторую пару соединяемых частей, имеющих вторую охватываемую часть, расположенную на одном из валика и второго вала, и комплементарную вторую охватывающую часть, расположенную на другом из второго вала и валика, причем вторая охватываемая часть имеет некруглое поперечное сечение.
10. Комплект с валиком по п.8, причем валик и второй вал содержат вторую пару соединяемых частей, имеющих вторую охватываемую часть, расположенную на одном из валика и второго вала, и комплементарную вторую охватывающую часть, расположенную на другом из второго вала и валика, причем вторая охватываемая часть имеет круглое поперечное сечение.
11. Пара комплектов с валиком для пропускания между ними листового материала, причем первый комплект с валиком соответствует любому из пп.8, 9 или 10.
12. Пара комплектов с валиком по п.11, причем второй комплект с валиком содержит комбинацию трансмиссионного вала и валика по любому из пп.1-7.
13. Пара комплектов с валиком по п.12, причем пара присоединяемых частей второго комплекта с валиком содержит охватываемую часть с иной формой поперечного сечения, чем в охватываемой части пары соединяемых частей первого комплекта с валиком.
14. Пара комплектов с валиком по любому из пп.11-13, причем эта пара расположена с возможностью обработки листа литого табачного листа между валиком первого комплекта с валиком и валиком второго комплекта с валиком.
15. Способ выполнения соединения между трансмиссионным валом и валиком, приводимым в действие крутящим моментом, прикладываемым через трансмиссионный вал, включающий этапы, на которых:
выравнивают в осевом направлении охватываемую часть, обеспеченную на одном из трансмиссионного вала и валика, с комплементарной охватывающей частью, обеспеченной на другом из валика и трансмиссионного вала;
перемещают трансмиссионный вал и валик относительно друг друга в осевом направлении таким образом, чтобы охватываемая часть вошла во взаимодействие изнутри с комплементарной охватывающей частью;
при этом охватываемая часть имеет продольную ось вращения, сужается на конус от ближнего конца к дальнему концу и имеет некруглое поперечное сечение и характеризуется тем, что центральное отверстие проходит через и по всей длине трансмиссионного вала.
16. Способ приведения во вращение валика, включающий этап, на котором передают крутящий момент от трансмиссионного вала на валик путем передачи крутящего момента между охватываемой частью, обеспеченной на одном из трансмиссионного вала и валика, и соответствующей охватывающей частью, обеспеченной на другом из валика и трансмиссионного вала, при этом охватываемая часть имеет продольную ось вращения, сужается на конус от ближнего конца к дальнему концу и имеет некруглое поперечное сечение и характеризуется тем, что центральное отверстие проходит через и по всей длине трансмиссионного вала.
