PL183790B1 - Zestaw rolek do walcowania na zimno płaskich,cienkich arkuszy i sztywny arkusz materiału z garbami uformowanymi po obydwu jego stronach - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest zestaw rolek do walcowania na zimno płaskich, cienkich arkuszy i sztywny arkusz z garbami uformowanymi po obydwu jego stronach przez ten zestaw.

W zgłoszeniu patentowym WO 94/12294 ujawniono rolki stosowane do wytwarzania cienkiego arkusza sztywnego materiału poprzez przepuszczanie tego arkusza pomiędzy rolkami Rolki wyposażone są w zęby, które mają4 ściany boczne, a każda ściana jest zwrócona w kierunku pomiędzy kierunkiem osiowym a obwodowym i ma w przekroju kształt ewolwenty. Rolki są ułożone w taki sposób, że zęby jednej rolki są równe przerwie pomiędzy zębami drugiej rolki. W czasie pracy rolki obracają się na zasadniczo równoległych osiach z zasadniczo taką samą szybkością. Arkusz materiału uzyskuje wygarbienia po obydwu stronach gdy przechodzi pomiędzy rolkami, wygarbienia z jednej strony odpowiadają zagłębieniom z drugiej. Arkusz materiału zwłaszcza jako powłoka, może ulec pęknięciu i powoduje to uwalnianie fragmentów, które mogą zakleszczać się w przestrzeni pomiędzy zębami rolek. Zjawisko to w pełni opisano w wyżej wymienionym opisie patentowym.

183 790

Brytyjski opis patentowy nr GB 2279596 ujawnia sposób zwiększania wytrzymałości na rozciąganie arkusza materiału plastycznego w wyniku przechodzenia arkusza przez przestrzeń pomiędzy rolkami mającymi wzorniki do wyoblania ułożone w taki sposób, że przestrzeń pomiędzy wygarbieniami a zagłębieniami jest sinusoidalna. Wręgi sąopisane jako sferoidalne lub elipsoidalne.

Inny sposób przechodzenia arkusza metalu pomiędzy rolkami ujawnia opis patentowy EP 0167874 Przechodzenie arkusza metalu odbywa się pomiędzy rolkami mającymi wzorniki do wyoblania w postaci kuł wypełnionych sprężynami, które są otrzymywane w uzupełniających oprawkach.

Opis patentowy nr CH 486281 ujawnia sposób przechodzenia arkusza materiału pomiędzy rolkami mającymi ukształtowane zęby służące do otrzymywania elipsoidalnych wygarbień i zagłębień.

Z kolei opis patentowy EP 0139066 ujawnia sposób nanoszenia satynowego wykończenia do papieru papierosowego przez przepuszczanie zwykłego papieru pomiędzy rolkami, z których jedna ma zaostrzone zęby, a druga ma głębokie gniazda.

Celem wynalazku jest opracowanie zestawu rolek posiadających zęby pozwalające uniknąć pękania arkuszy i związanej z tym konieczności częstego czyszczenia rolek z kawałków oderwanych od arkusza.

Przedmiotem wynalazku jest zestaw rolek do walcowania na zimno płaskich, cienkich arkuszy, w którym na obwodzie każdej rolki są zęby ustawione w równoległych rzędach tworzących linie śrubowe. Każdy ząb posiada cztery ściany boczne o kształcie ewolwenty i każda ściana boczna leży naprzeciwko środka między kierunkiem osiowym i obwodowym. Rolki w czasie pracy są oddalone od siebie na taką odległość, że zęby jednej rolki trafiają w przestrzenie pomiędzy zębami drugiej rolki i formujągarby po obu stronach arkusza podczas jego przejścia pomiędzy rolkami. Istota wynalazku polega na tym, że górne części zębów sązaokrąglone, przy czym promień zaokrąglenia na wierzchołku 2.5 R wynosi od 1,0 do 2,5 mm, a promień zaokrąglenia na narożach wierzchołka 1.0 R wynosi od 0,2 do 1 mm.

Korzystnie promień zaokrąglenia naroży wierzchołka wynosi 1,0 mm a promień zaokrąglenia wierzchołka wynosi 2,5 mm.

W innym korzystnym rozwiązaniu według wynalazku promień zaokrąglenia zębów na narożach wynosi 0,2 mm a promień zaokrąglenia wierzchołka wynosi 1,0 mm.

Przedmiotem wynalazkujest także arkusz materiału z uformowanymi po obydwu stronach garbami otrzymany przez walcowanie na zimno płaskich cienkich arkuszy zestawem rolek, w którym na obwodzie każdej rolki są zęby ustawione w równoległych rzędach tworzących linie śrubowe. Każdy ząb posiada cztery ściany boczne o kształcie ewolwenty i każda ściana boczna leży naprzeciwko środka między kierunkiem osiowym i obwodowym. Rolki w czasie pracy są oddalone od siebie na taką odległość, że zęby jednej rolki trafiają w przestrzenie pomiędzy zębami drugiej rolki. Względne pozycje zagłębień i garbów ustawione są w ten sposób, że linie narysowane na powierzchni nie są linearne, boki garbów leżą na linii rozciągającej się pomiędzy kierunkiem wzdłużnym i poprzecznym, całkowita grubość materiału jest me większa niż czterokrotna grubość początkowa arkusza, skokowa odległość pomiędzy sąsiednimi wgłębieniami i garbami zawiera się w granicach od 2 mm do 5 mm oraz w granicach cztero- do dziesięciokrotnej grubości arkusza tak, że garby i zagłębienia arkusza są zaokrąglone w dwóch obszarach na wierzchołku i na narożach wierzchołka, przy czym promień zaokrąglenia wierzchołka wynosi od 1,0 do 2,5 mm, a promień zaokrąglenia naroży wierzchołka od 0,2 do 1 mm.

Zaletą wynalazku jest to, że w wyniku zaokrąglenia zębów w tych dwóch obszarach, unika się niekorzystnej tendencji do odrywania się fragmentów arkusza, który pozostaje pomiędzy zębami a także uzyskać inne korzyści.

Stwierdzono, ze w rozwiązaniu według wynalazku naroża zębów najlepiej jest zaokrąglać promieniem od 0,2 do 2,5 mm. Rozpiętość promienia odpowiada wielkości zęba, która z kolei odpowiada grubości obrabianego arkusza. Gdy ząb jest mały, to przy walcowaniu cienkich arkuszy, promień zaokrąglania naroża wynosi około 0,2 mm, a wierzchołka około 1 mm. Z kolei, gdy

183 790 ząb jest duży, to przy walcowaniu grubszych arkuszy, promień zaokrąglania naroża wierzchołka wynosi około 1 mm, a wierzchołka około 2,5 mm. Stosunek promienia zaokrąglenia naroża wierzchołka do promienia zaokrąglania wierzchołka maleje wraz ze wzrostem wielkości zęba. Stwierdzono, że, przy promieniu poza tymi wielkościami, mogą tworzyć się naroża zębów, które mogą wcinać się w powierzchnię obrabianego arkusza.

Zaletą zaokrąglania naroży i wierzchołków zębów jest brak ryzyka pękania obrabianego arkusza w sposób, który powodowałby powstawanie odłamków. Pękanie takie uwalnia kawałki materiału arkusza, które majątendencję do zakleszczania się w przestrzeni pomiędzy zębami rolki, co z kolei powoduje powstanie ryzyka zniszczenia ciągłości powierzchni następnego formowanego arkusza.

Nieoczekiwanie okazało się również, że walcowanie rolkami według wynalazku prowadzi do wytwarzania lekkiego, odpornego na wygięcia metalowego arkusza. Arkusz według wynalazku zachowuje ciągłość powierzchni, jak również uformowany arkusz uzyskuje zwiększony efekt usztywniający, w rezultacie czego zwiększa się jego wytrzymałość mechaniczna, np. sztywność. Rolki według wynalazku stosuje się do walcowania na zimno nawet do cienkich, giętkich arkuszy posiadających pokrycie, np. farbę lub błonę, bez ryzyka ich zniszczenia.

Walcowanie lekkiego, odpornego na wygięcia metalowego arkusza, polega na przejściu giętkiego arkusza o relatywnie małej grubości pomiędzy dwiema zębatymi rolkami, przy czym każdy ząb posiada cztery ściany boczne. Każda ściana boczna leży naprzeciwko środka między kierunkiem osiowym i obwodowym, zęby mają zaokrąglone naroża, rolki są tak ustawione, aby zęby jednej rolki trafiały w przestrzenie między zębami drugiej rolki, a rolki obracająsię z zasadniczo jednakową prędkością wokół zasadniczo równoległych osi, w celu uformowania rzędów garbów po obu stronach arkusza bez niszczenia jego powierzchni. W sposobie tym nieoczekiwanie okazało się, że w wyniku zaokrąglenia naroży zębów, korzystnie wierzchołka i podstawy, możliwe jest usztywnienie arkusza bez zmniejszania jego długości lub z niewielkim jej zmniejszeniem poprzez przepuszczenie arkusza przez prześwit pomiędzy przeciwległymi zębami zapobiegając odkruszaniu się materiału arkusza i zębów. W rezultacie rolki są mniej obciążone, mają większą trwałość i nie wymagają częstego czyszczenia a materiał arkusza jest sztywny i lekki. Według dotychczasowego stanu techniki nie zaokrąglano naroży zębów na rolkach zębatych i nie przewidywano korzyści jakie może ono przynieść w tym procesie.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania został przedstawiony na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia ogólny schemat urządzenia według wynalazku, fig. 2 przedstawia rzut fragmentu części obwodowej powierzchni pierwszego zestawu rolek R1 i R2 (pokazanego na lewym końcu fig. 1) z zaznaczeniem za pomocą linii przerywanej pozycji zębów na przeciwległej rolce, fig. 3 przedstawia przekrój zębów rolki wzdłuż linii III-III zaznaczonej na fig. 2, fig. 4. przedstawia przekrój zębów rolki wzdłuż linii IV-IV zaznaczonej na fig. 2, fig. 5 przedstawia powiększony przekrój fragmentu rolki o małych zębach, fig. 6 przedstawia powiększony przekrój fragmentu rolki o dużych zębach z zaznaczeniem promieni wierzchołka 2.5 R oraz naroży wierzchołka 1.0 R, fig. 7 przedstawia widok aksonometryczny kształtu zębów na rolce pokazanej na fig. 2, fig. 8 przedstawia widok aksonometryczny garbów uformowanych w arkuszu.

Na schemacie pokazanym na fig. 1 cienki arkusz S, zazwyczaj metalowy, o grubości 0,05 mm do 2,5 mm pobierany jest ze zwoju i przepuszczany pomiędzy parąjednakowych rolek R1, R2, każda z nich posiada wiele jednakowych zębów T (nie pokazanych na fig. 1 a przedstawionych w zbliżeniu na fig. 2). Rolki obracająsię wokół odpowiednich, równoległych osi P1, P2 i umieszczony arkusz formuje się poprzez zęby T (nie pokazane) na rolkach. Każdy z zębów wgniata fragment arkusza w przestrzeń pomiędzy zębami T (zęby nie są widoczne na fig. 1, a jedynie na zbliżeniu na fig. 2) przeciwnej rolki w celu utworzenia wygarbienia od strony rolki przeciwnej i wgłębienia od strony danej rolki. Zatem całkowita grubość uformowanego arkusza wzrasta z powodu garbów po obu jego stronach.

Z pary rolek R1 i R2 arkusz przechodzi pomiędzy dalszymi parami A, B, C, które dalej nadają mu profil. Pary rolek A, B, C, ukształtowane są identycznie jak para rolek R1 i R2, a ich przeznaczeniem jest dalsze kształtowanie arkusza S. Para rolek R1, R2 oraz pary A, B, C napędzane są

183 790 przez wspólny zespół napędowy D o znanym kształcie, zawierającym np. silnik elektryczny E. Rolki napędzane są z zasadniczo jednakową prędkością obwodową, w związku z czym arkusz przechodzi w sposób ciągły i z jednakową prędkością pomiędzy rolkami R1, R2 oraz pomiędzy dalszymi parami rolek. Po nadaniu kształtu arkusz cięty jest na odcinki do transportu i użycia.

Figura 2 pokazuje przekrój przez fragmenty rolek R1 i R2 w miejscu gdzie stykają się ze sobą. Jak pokazano na fig.2 każda z rolek R1, R2 ma jednakowe zęby T rozmieszczonych w wielu rzędach tworzących linie śrubowe, które są nachylone do osi rolki o kąt 45°. Każdy ząb ma zaokrąglony wierzchołek 1 stykający się z każdą ze ścian bocznych 2, 3, 4, 5, każda ze ścian nachylona jest do osi pod kątem 45°. Od każdej krawędzi wierzchołka rozciągają się jednakowe ściany boczne 2, 3, 4 i 5. Przyległe boki spotykają się z odpowiednimi krawędziami zęba. Zarys boku widziany z kierunku jednej z krawędzi do drugiej ma postać krzywej o kształcie ewolwenty. Wszystkie ściany boczne we wszystkich zębach mająjednakowy kształt. Normalne ścian bocznych zębów leżą naprzeciwko środka między kierunkiem osiowym i obwodowym. Na fig.7 pokazano powiększony rzut aksonometryczny rolki.

Arkusz materiału Sjest ściskany i rozciągany przez zęby T podczas przejścia pomiędzy rolkami R1, R2, w związku z tym całkowita długość arkusza nieznacznie się zmniejsza. Zmniejszenie całkowitej długości (jeżeli taka wystąpi) zależy od kilku współczynników, włączając w to grubość materiału i wzrost całkowitej grubości, która spowodowana jest przez rolki. Korzystnie, całkowita długość arkusza nie zmniejsza się o więcej niż 15% początkowej wartości. Ogólnie długość arkusza, który opuszcza rolki, wynosi co najmniej 90% długości początkowej, korzystnie zachowuje się długość arkusza w granicach 95% do 100% (lub więcej) długości początkowej. Całkowita grubość arkusza opuszczającego rolki powinna zawierać się pomiędzy dwu- trzykrotnąpoczątkowa grubościąmateriału. Dalsze przejście arkusza przez rolki A, B, C trochę redukuje całkowitą grubość materiału.

Jak można zauważyć na fig. 2 ściany boczne zębów rolek R1, R2 zwrócone są do odpowiednich powierzchni sąsiednich zębów i oddzielone przez odstępy 6, które to odstępy nie są zajęte przez zęby T drugiej rolki. W zacisku pomiędzy rolkami R1, R2 zęby T wchodzą w przerwy pomiędzy krawędziami zębów T z krawędziami każdego zęba T ustawionymi naprzeciw sąsiednich zębów T.

W szczelinach 6 arkusz Sjest zdolny do przyjęcia kształtu określonego przez siły zadane arkuszowi na wierzchołkach zębów T. Siły te działają w ten sposób, że arkusz nie pozostaje płaski w szczelinach 6.

Na fig. 5 pokazano kształt zęba w jednym z korzystnych rozwiązań według wynalazku, w którym wykorzystane są małe zęby. Rozwiązanie to jest szczególnie przydatne do obróbki cienkiego arkusza. Na fig. 6 pokazano w zwiększonej skali preferowany kształt zęba w innym korzystnym rozwiązaniu w którym wykorzystywane są duże zęby. Jest to rozwiązanie przydatne do obróbki grubego arkusza. Wielkość zaokrągleń jest dobrana w celu uniknięcia takich kształtów naroży w każdym miejscu, które mogłyby uszkodzić formowany materiał. Korzystnie jest określać wielkość zaokrągleń poprzez technikę pomiarową użytą w odniesieniu do kół zębatych. Fig 6 przedstawia, w przypadku dużego zęba pomiar zaokrąglenia naroży wierzchołka 1.0 R oraz pomiar zaokrąglenia wierzchołka 2 5 R, które wynoszą odpowiednio 1.0 mm i 2.5 mm. Odpowiednie wartości dla małego zęba wynoszą 0.2 mm i 1.0 mm w obu przypadkach. W wyniku zaokrąglenia naroży i wierzchołka, podczas tworzenia się garbów i wgłębień przy przej ściu przez rolki R1, R2, nie ma powodu do pękania arkusza i odpadania kawałków, które mogłyby zalegać w przestrzeniach pomiędzy zębami rolek. Okruchy takie miałyby tendencję do gromadzenia się i uszkadzania garbów i wgłębień powstających na arkuszu S z dalszej części zwoju, a niniejszy wynalazek pozwala tego uniknąć.

Figura 8 pokazuje garby uformowane na arkuszu zgodnie z wynalazkiem. Należy zauważyć, że garby i wgłębienia są relatywnie gładkie, co jest rezultatem zaokrąglenia zębów rolek.

183 790

183 790

FIG. 2

183 790

FIG. 6

183 790

FIG. 8

183 790

RI

PI

FIG. 1

FIG. 4

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 Cena 2,00 zł.

Claims (4)

Zastrzeżenia patentowe

1. Zestaw rolek do walcowania na zimno płaskich, cienkich arkuszy, w którym na obwodzie każdej rolki są zęby ustawione w równoległych rzędach tworzących linie śrubowe, każdy ząb posiada cztery ściany boczne o kształcie ewolwenty, przy czym każda ściana boczna leży naprzeciwko środka między kierunkiem osiowym i obwodowym, a rolki w czasie pracy są oddalone od siebie na taką odległość, że zęby jednej rolki trafiają w przestrzenie pomiędzy zębami drugiej rolki i formujągarby po obu stronach arkusza podczas jego przejścia pomiędzy rolkami, znamienny tym, że górne części zębów (T) mają zaokrąglenia o dwóch różnych krzywiznach, przy czym promień zaokrąglenia wierzchołka (2.5R) wynosi od 1,0 do 2,5 mm, a promień zaokrąglenia naroży wierzchołka (1.0R) od 0,2 do 1,0 mm.

2. Zestaw rolek według zastrz. 1, znamienny tym, że promień zaokrąglenia naroży wierzchołka (1.0R) wynosi 1,0 mm a promień zaokrąglenia wierzchołka (2.5R) wynosi 2,5 mm

3. Zestaw rolek według zastrz. 1, znamienny tym, że promień zaokrąglenia naroży wierzchołka (1.0R) wynosi 0,2 mm a promień zaokrąglenia wierzchołka (2.5R) jego wynosi 1,0 mm.

4. Sztywny arkusz materiału z garbami uformowanymi po obydwu stronach otrzymany przez walcowanie na zimno płaskich cienkich arkuszy zestawem rolek, w którym na obwodzie każdej rolki są zęby ustawione w równoległych rzędach tworzących linie śrubowe, przy czym każdy ząb posiada cztery ściany boczne o kształcie ewolwenty i każda ściana boczna leży na przeciwko środka między kierunkiem osiowym i obwodowym, a rolki w czasie pracy są oddalone od siebie na taką odległość, że zęby jednej rolki trafiają w przestrzenie pomiędzy zębami drugiej rolki, przy czym względne pozycje zagłębień i garbów ustawione są w ten sposób, że linie narysowane na powierzchni nie są linearne, ściany boczne garbów leżą na linii rozciągającej się pomiędzy kierunkiem wzdłużnym i poprzecznym, całkowita grubość materiału jest nie większa niż czterokrotna grubość początkowa arkusza, skokowa odległość pomiędzy sąsiednimi wgłębieniami i garbami zawiera się w granicach od 2 mm do 5 mm oraz w granicach cztero- do dziesięciokrotnej grubości arkusza, znamienny tym, że garby i zagłębienia arkusza są zaokrąglone, przy czym promień zaokrąglenia wierzchołka wynosi od 1,0 do 2,5 mm, a promień zaokrąglenia naroży wierzchołka od 0,2 do 1 mm.

* * *