PL239174B1 - Wał rozprężny do osiowego centrowania gilzy - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wał rozprężny do osiowego centrowania gilzy stosowany do nawijania - odwijania wstęg taśmy z różnorodnego materiału zwłaszcza o dużej długości i różnej szerokości, w wielu gałęziach przemysłu, papiernictwie, włókiennictwie.

Znany jest z polskiego opisu wzoru użytkowego PL58898 wał rozprężny składający się z korpusu z komorą pneumatyczną stanowiący walec, na powierzchni którego znajdują się podłużne wycięcia, w których osadzone są szczęki przechodzące przez podłużne wycięcia w korpusie, pod którymi umieszczony jest wkład rozprężający zaopatrzony w zawór pneumatyczny, korpus zakończony jest obustronnie czopami. We wnętrzu korpus posiada centrycznie osadzone prowadnice szczęk, na których osadzone są wkłady rozprężające stanowiące dętki. Na powierzchni korpusu umieszczony jest zawór pneumatyczny, który połączony jest z kanałem umieszczonym wewnątrz korpusu z łącznikami dętek.

Z opisu patentowego EP 0665180 pneumatycznie uruchamiany wałek rozprężny zawierający wydłużony cylindryczny korpus, który można osiowo wkładać do rolki, ma na swojej zewnętrznej powierzchni wiele pasków, które są rozmieszczone na obwodzie i mogą rozszerzać się promieniowo dzięki działaniu komór pneumatycznych. Co najmniej trzy z wymienionych pasków są elastyczne, które dzięki swojej wewnętrznej elastyczności tworzą obszary do mechanicznego wstępnego centrowania wału względem rolki. Znane są z opisu US 4135677 ulepszone wały pneumatyczne, uchwyty podnoszące dla materiałów nawijanych na rolki i podnośniki dla taboru oraz metody budowy i działania obejmujące pęcherz powietrza umieszczony w parze koncentrycznie rozmieszczonych wzdłużnie szczelinowych tulei. Po napełnieniu pęcherza zewnętrzna tuleja rozszerza się na rolki dla nawijanych materiałów, zapewniając przyczepność na całej długości. Rozwiązanie to umożliwia centrowanie rolek w celu zapewnienia równowagi obrotowej i stałego naprężenia biegu procesu. W opisie zgłoszenia EP2819941 przedstawiony jest wałek rozprężny wyposażony w wałek porywający i płaszcz zamocowany obrotowo nad wałkiem porywającym i rozciągający się na całej jego długości. Korpus zawiera otwory, przez które mogą wystawać elementy w celu rozłącznego blokowania rdzenia szpuli, którą można zamontować na korpusie. W opisie US2004214698 przedstawiony jest wałek powietrzny, który jest zdolny do utrzymywania rolki materiału zwojowego. Szeroko opisany wynalazek zawierający zestaw podłużnych nadmuchiwanych elementów pęcherza w odpowiednich wzdłużnych rowkach przytrzymujących pęcherz oraz wiele elementów stykających się z rolkami w określonych sekcjach pozycjonuje stabilnie rolki materiału na korpusie wału. Wśród rozwiązań do regulacji osiowania wału względem rolki stosowane są elementy techniczne, rurowe wsporniki, środki podpierające przesuwne, sprężyny cofające, wyszczególnione w opisie patentowym EP 0 992448, w którym są opisy patentów US103547, US233167, US401531.

Podczas procesu nawijania wstęgi na gilzę w jego trakcie następuje przyrost wagi na gilzie od kilku kilogramów do kilku tysięcy kilogramów pochodzący od ciężaru nawijanego materiału w zależności od rodzaju procesów produkcyjnych, na których zastosowano system nawijania. Podczas takiego procesu nawijania lub odwijania najbardziej istotnym parametrem jest utrzymanie pokrywania się wspólnej osi obrotu samego wału rozprężnego oraz osi obrotu zamocowanej na nim gilzy, na którą jest nawijany materiał, którego przyrost wagi podczas procesu nawijania powoduje nacisk grawitacyjny na gilzę.

Nacisk grawitacyjny masy nawijanego materiału powoduje odsuwanie osi gilzy, na którą jest nawijany materiał od osi obrotowej wału rozprężnego napędzający układ gilza - nawijany materiał.

Powyższa niedogodność jest problemem eksploatacyjnym wszelkich maszyn nawijających zwłaszcza tych, które mają wysokie prędkości obrotowe lub liniowe oraz szybkich maszyn drukujących nawijane wstęgi. Nie pokrywanie się osi obrotu gilzy z osią obrotu napędzającego wału rozprężnego powoduje znaczące drgania całego układu wynikające z niewyważenia związanego z niepokrywaniem się obu osi obrotu i ogranicza wydajność produkowanych maszyn nawijających, a w przypadku maszyn drukujących pogarsza jakość druku.

Celem rozwiązania według wynalazku jest utrzymanie gilzy z materiałem nawijanym w osi obrotowej wału rozprężnego zarówno dla małych, jak i średnich jego długości o średnicach do 150 mm.

Istotą rozwiązania według wynalazku jest wał rozprężny składający się z profilowanego korpusu w postaci walca wykonanego najczęściej z aluminium lub innego materiału, w którym usytuowane są metalowe wzdłużne chwytowe szczęki oraz dętki z zaciskaczem. Dętki po napełnieniu powietrzem pod ciśnieniem zapewniają chwyt gilzy za pomocą chwytowych szczęk umożliwiający jej obrót z właściwym momentem obrotowym dla nawijania wstęgi materiału na gilzę. Korpus charakteryzuje się tym, że wyposażony jest w samocentrujący zespół listew dostosowanych do nominalnej wewnętrznej średnicy, których ilość wynosi od trzech do dziewięciu sztuk w zależności od wielkości średnicy wewnętrznej gilzy.

PL 239 174 B1

Listwy wykonane są ze stali i zamocowane są trwale na obwodzie korpusu w rowkach wykonanych w korpusie, mocowane w znany sposób za pomocą wkrętów, kleju. Powierzchnie listew wystające poza obwód korpusu mają zakończenie łukowe na grzbietach wystających z korpusu i są zainstalowane w taki sposób, aby koło opisane na wierzchołkach wystających listew miało nominalną wewnętrzną średnicę gilzy, która będzie użyta do procesu nawijania. Listwy na wystających zakończeniach mają ukośne płaszczyzny umożliwiające łatwe centryczne wprowadzenie gilzy na wał rozprężny. Listwy na wale rozprężnym mogą być monolitem na całej długości wałka lub w formie modułowej utworzonej z kilku pojedynczych listew na całej długości wałka. Wierzchołek listwy jest styczny do nominalnej wewnętrznej średnicy gilzy.

Sposób działania listew centrujących gilzę polega na tym, że przed rozpoczęciem procesu nawijania wprowadza się gilzę na wierzchołki listew, które są dostosowane do wewnętrznej nominalnej średnicy gilzy i wspierają gilzę w minimum trzech punktach na średnicy wewnętrznej. Ukośne płaszczyzny na końcówkach listew pozwalają łagodnie wprowadzić gilzę na wał rozprężny przy użyciu niewielkiego nacisku na czoło gilzy. Tak włożona gilza dzięki listwom pozycjonuje swoją oś obrotu dokładnie w osi całego wału rozprężnego. Po włożeniu gilzy w pozycję do nawijania napełnia się dętki ciśnieniem sprężonego powietrza, które naciskają chwytowe szczęki i chwytają gilzę zapewniając odpowiedni moment obrotowy do nawijania wstęgi materiału na gilzę. Podczas nawijania wstęgi na gilzę ciężar materiału nawijanego przyrasta obciążając swoją wagą chwytowe szczęki wału rozprężnego, a listwy utrzymują oś obrotu gilzy w pozycji tożsamej z osią obrotu wału rozprężnego przy wzrastającym nacisku grawitacyjnym nawijanego materiału. Po zakończonym procesie nawijania gilza wraz z nawiniętym na nią materiałem zostaje zsunięta z wału rozprężnego przy użyciu niewielkiej siły.

Rozwiązanie według wynalazku, w którym zastosowane są listwy tak usytuowane w korpusie wałka rozprężnego na całej jego długości, gwarantują trwale utrzymanie gilzy w osi obrotu procesu nawijania materiału, co w efekcie pozwala na stosowanie większych prędkości obrotowych na maszynach nawijających. Zmniejszają drgania maszyn pochodzących od niewyważenia osi obrotu układu nawijającego, co pozytywnie wpływa na trwałość eksploatacji mechanizmów oraz zmniejszają drgania w maszynach drukujących podczas nawijania, co zdecydowanie poprawia jakość druku.

Zastosowanie rozwiązania według wynalazku szczególnie w wałach rozprężnych do średnicy 150 mm i ciężaru nawijanych materiałów do 100 kg jest korzystne z uwagi na znaczące obniżenie kosztów eksploatacyjnych procesów nawijania przez możliwość zastosowania prostego i taniego sposobu, który łączy zalety wału pneumatycznego i pneumatyczno-mechanicznego.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony został w przykładzie wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia wał rozprężny w przekroju poprzecznym, Fig. 2 przedstawia wał w widoku aksonometrycznym w formie monolitowej listew (5), a Fig. 3 przedstawia wał w widoku aksonometrycznym w formie modułowej listew (5).

Przykład I

Wał rozprężny według wynalazku składa się z profilowanego korpusu 1 w postaci walca wykonanego z aluminium, w którym usytuowane są aluminiowe wzdłużne chwytowe szczęki 2 oraz dętki 3 z zaciskaczem 3a. Dętki 3 po napełnieniu powietrzem pod ciśnieniem naciskają chwytowe szczęki 2 i zapewniają chwyt gilzy 4 umożliwiający jej obrót z właściwym momentem obrotowym dla nawi jania wstęgi materiału. Korpus 1 wyposażony jest w samocentrujący zespół listew 5 dostosowanych do nominalnej wewnętrznej średnicy 8 gilzy 4. Samocentrujący zespół ma pięć listew 5. Listwy 5 wykonane są ze stali i zamocowane są trwale na obwodzie korpusu 1 w rowkach 5a za pomocą wkrętów. Powierzchnie listew 5 wystające poza obwód korpusu 1 mają zakończenie łukowe 10 na grzbietach wystających z korpusu 1 i tworzą koło opisane na wierzchołkach wystających listew 5 o wewnętrznej nominalnej średnicy 8 gilzy 4, która będzie użyta do procesu nawijania. Listwy 5 na wystających zakończeniach mają ukośne płaszczyzny 11 umożliwiające łatwe centryczne wprowadzenie gilzy na wał rozprężny. Listwy 5 na wale rozprężnym są monolitem na całej długości wału. Wierzchołki 10 listew 5 są styczne do nominalnej wewnętrznej średnicy 8 gilzy 4. Listwy 5 po nałożeniu gilzy 4 pozycjonują jej oś obrotu 6 dokładnie w osi 7 całego wału rozprężnego. Podczas nawijania wstęgi na gilzę 4 ciężar materiału nawijanego przyrasta obciążając swoją wagą chwytowe szczęki 2 wału rozprężnego, a listwy 5 utrzymują oś obrotu gilzy w pozycji tożsamej z osią obrotu wału rozprężnego przy wzrastającym nacisku grawitacyjnym 9 nawijanego materiału.

Przykład II

Wał rozprężny według wynalazku składa się z profilowanego korpusu 1 w postaci walca wykonanego z aluminium, w którym usytuowane są aluminiowe wzdłużne chwytowe szczęki 2 oraz dętki 3

PL 239 174 B1 z zaciskaczem 3a. Dętki 3 po napełnieniu powietrzem pod ciśnieniem naciskają chwytowe szczęki 2 i zapewniają chwyt gilzy 4 umożliwiający jej obrót z właściwym momentem obrotowym dla nawijania wstęgi materiału. Korpus 1 wyposażony jest w samocentrujący zespół listew 5 dostosowanych do nominalnej wewnętrznej średnicy 8 gilzy 4. Samocentrujący zespół ma trzy listwy 5. Listwy 5 wykonane są ze stali i zamocowane są trwale na obwodzie korpusu 1 w rowkach 5a za pomocą wkrętów. Powierzchnie listew 5 wystające poza obwód korpusu 1 mają zakończenie łukowe 10 na grzbietach wystających z korpusu 1 i tworzą koło opisane na wierzchołkach wystających listew 5 o wewnętrznej nominalnej średnicy 8 gilzy 4, która będzie użyta do procesu nawijania. Listwy 5 na wystających zakończeniach mają ukośne płaszczyzny 11 umożliwiające łatwe centryczne wprowadzenie gilzy na wał rozprężny. Listwy 5 na wale rozprężnym są w formie modułowej utworzonej z dwóch pojedynczych listew 5 na całej długości wału. Wierzchołki 10 listew 5 są styczne do nominalnej wewnętrznej średnicy 8 gilzy 4. Listwy 5 po nałożeniu gilzy 4 pozycjonują jej oś obrotu 6 dokładnie w osi 7 całego wału rozprężnego. Podczas nawijania wstęgi na gilzę 4 ciężar materiału nawijanego przyrasta obciążając swoją wagą chwytowe szczęki 2 wału rozprężnego, a listwy 5 utrzymują oś obrotu gilzy w pozycji tożsamej z osią obrotu wału rozprężnego przy wzrastającym nacisku grawitacyjnym 9 nawijanego materiału.

Claims (5)

Zastrzeżenia patentowe

1. Wał rozprężny do osiowego centrowania gilzy, składający się z profilowanego korpusu (1) w postaci walca wykonanego najczęściej z aluminium lub innego materiału, w którym usytuowane są metalowe wzdłużne chwytowe szczęki (2) oraz dętki (3) z zaciskaczem (3a), znamienny tym, że korpus (1) wyposażony jest w samocentrujący zespół listew (5) dostosowanych do wewnętrznej nominalnej średnicy (8) gilzy (4), przy czym samocentrujący zespół zawiera od trzech do dziewięciu listew (5), które wykonane są ze stali i zamocowane są trwale na obwodzie korpusu (1) w rowkach (5a) wykonanych w korpusie (1), że listwy (5) na wale rozprężnym mogą być monolitem na całej długości wału lub w formie modułowej utworzonej z kliku pojedynczych listew (5) na całej długości wału, że powierzchnie listew (5) wystające poza obwód korpusu (1) mają zakończenie łukowe (10) na grzbietach wystających z korpusu (1), oraz listwy (5) po nałożeniu gilzy (4) pozycjonują jej oś obrotu (6) dokładnie w osi (7) całego wału rozprężnego.

2. Wał rozprężny według zastrz. 1, znamienny tym, że listwy (5) mocowane są w rowkach (5a) w znany sposób za pomocą wkrętów, kleju.

3. Wał rozprężny według zastrz. 1,2, znamienny tym, że listwy (5) mają na wystających zakończeniach ukośne płaszczyzny (11) do łatwego centrycznego wprowadzenia gilzy (4) na wał rozprężny.

4. Wał rozprężny według zastrz. 1,2, 3, znamienny tym, że zakończenia łukowe (10) listew (5) są styczne do wewnętrznej nominalnej średnicy (8) gilzy (4).

5. Wał rozprężny według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas nawijania wstęgi na gilzę (4) ciężar materiału nawijanego przyrasta obciążając swoją wagą chwytowe szczęki (2) wału rozprężnego, a listwy (5) utrzymują oś obrotu (6) gilzy (4) w pozycji tożsamej z osią obrotu (7) wału rozprężnego przy wzrastającym nacisku grawitacyjnym (9) nawijanego materiału.