PL249042B1

PL249042B1 - Sposób i urządzenie do wytwarzania rolek bezrdzeniowych, zwłaszcza z folii

Info

Publication number: PL249042B1
Application number: PL441232A
Authority: PL
Inventors: Karol Ciszewski; Tomasz Ciszewski
Original assignee: Tomasz Ciszewski; Karol Ciszewski
Priority date: 2022-05-20
Filing date: 2022-05-20
Publication date: 2026-02-23
Also published as: PL441232A1; EP4385925A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób i urządzenie do wytwarzania rolek bezrdzeniowych, zwłaszcza z folii. Arkusz folii nawija się na dwie współosiowe, ustawione szeregowo, oddalone od siebie o odległość I tuleje o łącznej długości powiększonej o odległość I nie mniejszej niż szerokość arkusza. Po uformowaniu zwoju do zewnętrznych końców tulei doprowadza się obustronnie sprężone powietrze o stałym ciśnieniu, równocześnie dociskając powierzchnię zwoju ze stałą siłą, przez co powoduje się rozsuwanie tulei w przeciwległe strony, podczas gdy powietrzem wypełnia się przestrzeń wewnątrz zwoju powstającą po ustępujących tulejach. Urządzenie wyposażone jest w dwie współosiowe, ustawione szeregowo, oddalone od siebie o odległość I tuleje (1) o łącznej długości powiększonej o odległość I nie mniejszej niż szerokość nawijanego na nie arkusza, łożyskowane w oprawach (2), do których przyłączone są przewody (3) doprowadzające sprężone powietrze; wał pędny nawijaka połączony z serwonapędem obrotowym, sterowanym komputerowo za pomocą algorytmu bazującego na funkcji przyrostu nawoju spirali Archimedesa oraz element dociskowy (5) zwoju.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania rolek bezrdzeniowych, zwłaszcza z folii oraz urządzenie do wytwarzania rolek bezrdzeniowych, zwłaszcza z folii.

Folie z tworzywa sztucznego stosowane są jako opakowania, w szczególności do zabezpieczenia towarów na czas wysyłki lub stabilizowania ich w trakcie transportu na palecie. Najczęściej są sprzedawane w rolkach nawijanych na rdzeń w postaci tulei z kartonu, tym niemniej coraz częściej produkowane są rolki bezrdzeniowe.

Z opisu wynalazku EP1789352 znany jest sposób nawijania i zdejmowania bezrdzeniowych rolek folii z trzpienia. Sposób realizowany jest przez nawijanie folii na perforowane ściany trzpienia. Po uformowaniu rolki folia ściągana jest poprzez powodowanie promieniowego rozszerzania części wewnętrznych zwojów rolki przez dostarczenie przepływu sprężonego powietrza przez komorę powietrzną i perforowaną ścianę trzpienia w celu odłączenia wewnętrznych zwojów rolki od perforowanej ściany. W tym czasie, w celu zapobiegania opadaniu wewnętrznych zwojów rolki podczas jej zdejmowania, steruje się spadkiem ciśnienia wewnątrz komory powietrznej i przepływem powietrza przez zmianę prędkości jego przepływu w perforacjach.

Z opisu wynalazku EP2688823 znany jest trzpień do nawijania bezrdzeniowych rolek folii z tworzywa sztucznego. Trzpień ma kształt rurowy i wyposażony jest na obwodzie w wiele otworów do wytwarzania strumieni powietrza skierowanych w stronę folii. Strumień powietrza zmniejsza tarcie tworząc poduszkę powietrzną i umożliwia zdjęcie nawiniętej rolki z trzpienia. Trzpień zawiera ponadto co najmniej jedną, rozciągającą się osiowo komorę wewnętrzną, połączoną bezpośrednio ze źródłem sprężonego powietrza, doprowadzającą powietrze do otworów obwodowych. Na powierzchni trzpienia utworzona jest warstwa twardego chromu dodatkowo zmniejszająca tarcie.

Z opisu wynalazku EP2432719 znany jest podobny trzpień z otworami obwodowymi. W odróżnieniu od poprzedniego rozwiązania trzpień zawiera wiele oddzielnych powietrznych komór wyrównanych osiowo między przednim a tylnym odcinkiem. Trzpień posiada powietrzny kanał i układ zaworów zamykający wiele powietrznych kanałów i obrotowy pneumatyczny sprzęgający zespół ukształtowany do oddzielnego dostarczania i stopniowego odłączania sprężonego powietrza od każdej pojedynczej powietrznej komory. Pozwala to na regulację ciśnienia powietrza wewnątrz trzpienia i ogranicza jego spadki. Opis ujawnia również sposób ściągania folii z trzpienia, bazujący na kolejnym uruchamianiu zaworów sterujących dopływem powietrza do komór i stopniowym odłączaniu pojedynczych komór powietrznych podczas ściągania rolki z trzpienia.

Istota rozwiązania w zakresie sposobu polega na tym, że arkusz folii nawija się na dwie współosiowe, ustawione szeregowo, oddalone od siebie o odległość I tuleje o łącznej długości powiększonej o odległość I nie mniejszej niż szerokość arkusza. Po uformowaniu zwoju do zewnętrznych końców tulei doprowadza się obustronnie sprężone powietrze o stałym ciśnieniu, równocześnie dociskając powierzchnię zwoju ze stałą siłą, przez co powoduje się rozsuwanie tulei w przeciwległe strony, podczas gdy powietrzem wypełnia się przestrzeń wewnątrz zwoju powstającą po ustępujących tulejach. Korzystnie odległość I od wewnętrznych krawędzi tulei wynosi od 0,1 mm do 5 mm. Korzystnie do tulei dostarcza się powietrze pod ciśnieniem od 5 do 10 Bar. Korzystnie powierzchnię zwoju naciska się z siłą od 20 kg do 100 kg. Korzystnie powietrze pod ciśnieniem podaje się do przestrzenni wewnątrz zwoju dodatkowo przez perforacje w pobocznicy tulei.

Istota rozwiązania w zakresie urządzenia polega na tym, że wyposażone jest w:

- dwie współosiowe, ustawione szeregowo, oddalone od siebie o odległość I tuleje o łącznej długości powiększonej o odległość I nie mniejszej niż szerokość nawijanego na nie arkusza, łożyskowane w oprawach, do których przyłączone są przewody doprowadzające sprężone powietrze,

- wał pędny nawijaka połączony z serwonapędem obrotowym, sterowanym komputerowo za pomocą algorytmu bazującego na funkcji przyrostu nawoju spirali Archimedesa,

- element dociskający zwoju.

Korzystnie odległość I od wewnętrznych zakończeń tulei wynosi od 0,1 mm do 5 mm. Korzystnie wewnętrzne końcowe odcinki tulei są znacznie przewężone. Najkorzystniej stosunek średnicy każdej tulei na odcinku od jej zewnętrznego końca do przewężenia do średnicy jej przewężonego odcinka wynosi od 10:1 do 15:1. Korzystnie powierzchnia tulei pokryta jest teflonem. Korzystnie powierzchnia tulei pokryta jest włóknem węglowym. W korzystnym wykonaniu ściany tulei są perforowane. Najkorzystniej otwory w ścianach tulei mają wielkość od 0,2 do 1 mm. W korzystnym wykonaniu każda tuleja wyposażona jest w niezależny napęd. Korzystnie urządzenie wyposażone jest w układ synchronizujący równomierny rozjazd tulei. W korzystnym wykonaniu każda tuleja sprzężona jest z serwomechanizmem kontrolowanym.

Główną zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że gwarantuje ono uzyskanie miękkiej rolki i zredukowanie naprężeń w finalnym zwoju, dzięki czemu zachowuje on swoją formę i kształt. Zastosowanie niezależnych napędów dla każdej tulei umożliwia nawijanie bardzo cienkich folii, również w sposób bezkontaktowy. Układ synchronizujący gwarantuje równomierny rozjazd trzpieni, a powłoka, którą pokryta jest powierzchnia zewnętrzna pobocznie tulei zapewnia bezproblemowe oddzielenie nawiniętej folii.

Rozwiązania według wynalazków zostały zilustrowane poniższymi przykładami wykonania w tym na rysunku, gdzie Fig. 1 stanowi przekrój urządzenia w trakcie nawijania folii, Fig. 2 stanowi przekrój urządzenia w trakcie inicjowania wysunięcia trzpieni z nowego nawoju, Fig. 3 stanowi przekrój urządzenia z zaznaczonym schematem rozchodzenia się podawanego powietrzna, Fig. 4 stanowi przekrój urządzenia z zaznaczonym kierunkiem wysuwania trzpieni, Fig. 5 stanowi wizualizację urządzenia z nawiniętym nawojem, Fig. 6 stanowi wizualizację urządzenia z wysuniętymi trzpieniami, Fig. 7 stanowi wizualizację urządzenia z usuniętym nawojem, a Fig. 8 stanowi schemat urządzenia.

Przykład I

Arkusz folii nawija się na dwie współosiowe, ustawione szeregowo, oddalone od siebie o odległość I tuleje o łącznej długości powiększonej o odległość I nie mniejszej niż szerokość arkusza. Po uformowaniu zwoju do zewnętrznych końców tulei doprowadza się obustronnie sprężone powietrze o stałym ciśnieniu z przedziału od 5 do 10 Bar. Równocześnie powierzchnię zwoju dociska się ze stałą siłą od 20 do 100 kg. Na skutek działania sprężonego powietrza tuleje rozsuwają się w przeciwległe kierunki, a przestrzeń wewnątrz zwoju powstającą po ustępujących tulejach wypełnia się powietrzem, co zapobiega zapadaniu się zwoju do wewnątrz. Ze względu na to, że w ścianach tulei występuje perforacja, sprężone powietrze wydostaje się na zewnątrz przez otwory w ścianach, co powoduje łatwiejsze wysuwanie tulei z wnętrza zwoju.

Przykład II

Urządzenie ma dwie współosiowe, ustawione szeregowo, oddalone od siebie o odległość I wynoszącą od 0,1 do 0,5 mm tuleje 1, których łączna długość powiększona o odległość I jest nie mniejsza niż szerokość nawijanego na nie arkusza. Tuleje 1 łożyskowane są w oprawach 2, do których przyłączone są przewody 3 doprowadzające sprężone powietrze. Ponadto urządzenie wyposażone jest w wał pędny 4 nawijaka połączony z serwonapędem obrotowym, sterowanym komputerowo za pomocą algorytmu bazującego na funkcji przyrostu nawoju spirali Archimedesa oraz element docinkowy 5 zwoju działający z siłą od 20 do 100 kg. Wewnętrzne końcowe odcinki tulei 1 mają znacznie mniejszą średnicę niż i tak, na przykład, przy średnicy zewnętrznej tulei 1 wynoszącej 3,8 cm średnica wylotu może wynosić 3 mm, a przy średnicy zewnętrznej tulei 1 wynoszącej 8 cm średnica wylotu może wynosić 8 mm. Korzystnie powierzchnia tulei 1 pokryta jest powłoką zmniejszającą tarcie, na przykład teflonem lub włóknem węglowym. W pobocznicach tulei 1 znajdują się otwory o średnicy od 0,2 do 1 mm. Każda tuleja wyposażona jest w niezależny napęd i połączona jest z serwomechanizmem kontrolowanym. Proces odsuwania się tulei od siebie jest kontrolowany przez układ synchronizujący.

Na tuleje nawija się arkusz folii, a następnie powstały zwój dociska się za pomocą elementu dociskowego. Jednocześnie do zewnętrznych końców tulei przewodami 3 doprowadzającymi podaje się do wnętrza tulei 1 sprężone powietrze pod ciśnieniem od 5 do 10 Bar, które wydostaje się przez wyloty oraz otwory w pobocznicach, powodując rozsuwanie się tulei 1 na boki. Powietrze wtłoczone do wewnątrz zwoju podtrzymuje wewnętrzne warstwy zwoju przed zapadnięciem.

Claims

1. Sposób wytwarzania rolek bezrdzeniowych, zwłaszcza z folii polegający na tym, że arkusz folii nawija się na co najmniej jeden obrotowy element wzdłużny o kształcie walca, znamienny tym, że arkusz folii nawija się na dwie współosiowe, ustawione szeregowo, oddalone od siebie o odległość I tuleje o łącznej długości powiększonej o odległość I nie mniejszej niż szerokość arkusza, a po uformowaniu zwoju do zewnętrznych końców tulei doprowadza się obustronnie sprężone powietrze o stałym ciśnieniu, równocześnie dociskając powierzchnię zwoju ze stałą siłą, przez co powoduje się rozsuwanie tulei w przeciwległe strony, podczas gdy powietrzem wypełnia się przestrzeń wewnątrz zwoju powstającą po ustępujących tulejach.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że odległość I od wewnętrznych zakończeń tulei wynosi od 0,1 mm do 5 mm.

3. Sposób według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że do tulei dostarcza się powietrze pod ciśnieniem od 5 do 10 Bar.

4. Sposób według zastrz. 1 lub 2 lub 3, znamienny tym, że powierzchnię zwoju naciska się z siłą od 20 kg do 100 kg.

5. Sposób według zastrz. 1 lub 2 lub 3 lub 4, znamienny tym, że powietrze pod ciśnieniem podaje się do przestrzenni wewnątrz zwoju dodatkowo przez perforacje w pobocznicy tulei.

6. Urządzenie do wytwarzania rolek bezrdzeniowych, zwłaszcza z folii, znamienne tym, że wyposażone jest w: dwie współosiowe, ustawione szeregowo, oddalone od siebie o odległość I tuleje (1) o łącznej długości powiększonej o odległość I nie mniejszej niż szerokość nawijanego na nie arkusza, łożyskowane w oprawach (2), do których przyłączone są przewody (3) doprowadzające sprężone powietrze; równoległy do osi wzdłużnej tulei (1) wał pędny (4) nawijaka, połączony z serwonapędem obrotowym, sterowanym komputerowo za pomocą algorytmu bazującego na funkcji przyrostu nawoju spirali Archimedesa oraz element dociskowy (5) zwoju (6), tworzącego się na tulejach (1).

7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że odległość I od wewnętrznych krawędzi tulei (1) wynosi od 0,1 mm do 5 mm.

8. Urządzenie według zastrz. 6 lub 7, znamienne tym, że wewnętrzne końcowe odcinki tulei (1) mają skokowo zmniejszoną średnicę.

9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że stosunek średnicy każdej tulei (1) na odcinku od jej zewnętrznego końca do przewężenia do średnicy jej wylotu wynosi od 10:1 do 15:1.

10. Urządzenie według zastrz. od 6 do 9, znamienne tym, że powierzchnia zewnętrzna tulei (1) pokryta jest teflonem.

11. Urządzenie według zastrz. od 6 do 10, znamienne tym, że powierzchnia zewnętrzna tulei (1) pokryta jest włóknem węglowym.

12. Urządzenie według zastrz. 6 lub 7 lub 8, znamienne tym, że ściany tulei (1) są perforowane.

13. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że otwory w ścianie tulei (1) mają wielkość od 0,2 do 1 mm.

14. Urządzenie według zastrz. 6 lub 7 lub 8 lub 11, znamienne tym, że każda tuleja (1) wyposażona jest w niezależny napęd.

15. Urządzenie według zastrz. 6 lub 7 lub 8 lub 11 lub 13, znamienne tym, że wyposażone jest w układ synchronizujący równomierny rozjazd tulei (1).

16. Urządzenie według zastrz. 6 lub 7 lub 8 lub 11 lub 13 lub 14, znamienne tym, że każda tuleja (1) sprzężona jest z serwomechanizmem kontrolowanym (7).