專利名稱：印刷滾筒用螺旋卷繞式筒套及其制造方法與設(shè)備的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種用在印刷滾筒上的筒套，具體地說，涉及一種可利用加壓空氣進(jìn)行膨脹而得以迅速安裝到印刷滾筒上或從其上卸下的可膨脹筒套。本發(fā)明還包括用來形成這種筒套的方法與設(shè)備。
在印刷工業(yè)中，是將柔性印刷“版”安裝到相對印刷滾筒能快速和重復(fù)地裝卸的筒套上。這種筒套必須是廉價的、輕量的、可抵抗操作損傷的，同時能經(jīng)受住多次膨脹而仍能不打滑地可靠地夾持在印刷滾筒上(即可在徑向上作彈性膨脹)。通常，與印刷滾筒的壓配合最好是3至15密耳(mils)。這種筒套應(yīng)該以印刷機(jī)構(gòu)一般能夠有的40～100psig(表壓，磅/英寸2)壓力的空氣進(jìn)行膨脹，并應(yīng)膨脹到足以容易地滑動到印刷滾筒之上，因此通常需要使膨脹量超過壓配合量。這種筒套的典型壁厚約從10至40密耳或40密耳之上。
還需要使筒套具有不存在造成印刷缺陷的不勻度的精密外表面，同時具有均勻的壁厚，以使筒套安裝到一實(shí)際的滾筒上時所造成的外壁面的直徑差(精度或直徑擺動)小于5密耳，最好小于1密耳。這樣的表面不勻度必須最小化，因?yàn)樗鐾蔡子袝r要用于這樣的印刷版，這種版是用一層厚度只為15-20密耳粘合層粘貼成的厚度僅為30-125密耳的層壓件。如果這種印刷筒套是由成層的螺旋纏繞帶制成，而這些帶本身又是絕不許重疊的，則為了獲得高質(zhì)量的印刷，帶的邊緣間的螺旋間距在外表面上應(yīng)該小于35密耳，而最好小于20密耳，而在內(nèi)層上則最好小于50密耳。外表面上有大的間隙時，當(dāng)把油墨涂布到版上再從此版轉(zhuǎn)印到紙上時，由于印刷機(jī)的壓力會使此版下陷到這種間隙內(nèi)，所以會在紙上形成不良的印制圖像。內(nèi)表面層上有大的間隙時則將使得用來裝配筒套的加壓空氣漏泄過量。
也還需要使筒套能夠重復(fù)地進(jìn)行彈性膨脹來牢牢地夾持住印刷滾筒，以防使用時筒套在滾筒上滑動。當(dāng)施加的流體壓力為40～60psi(磅/英寸2)時(將壓力加到一個起到封閉式滾筒作用的密封筒套上時的測量結(jié)果)，最好能使筒套在直徑上至少能有20密耳的膨脹率。這種可彈性膨脹的筒套必須要在整個徑向上具有最低限度的剛度。之所以需要有徑向上的剛度是為了易于安裝筒套，并且是為了在將筒套從印刷滾筒上卸下時不會使筒套在正常操作下或在水平存放時出現(xiàn)彎曲，而造成印刷版與筒套發(fā)生畸變，使筒套的重新安裝成為問題。由單一形成的筒套結(jié)構(gòu)是難以兼具高膨脹性與足夠剛度這兩方面的優(yōu)點(diǎn)的。
要用到許多不同直徑的印刷筒套，還要有許多不同長度的筒套。制造這類筒套的一種經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)方法是在一臺螺旋管卷繞機(jī)上進(jìn)行，此種機(jī)器可以用一件簡單的廉價的工具從事連續(xù)作業(yè)。此機(jī)器用到了一種懸臂式的剛性的固定心軸，在上面以一定角度導(dǎo)引窄的帶來形成管狀結(jié)構(gòu)。有一條驅(qū)動皮帶環(huán)繞在驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓上并依與上述相同的角度位于此心軸上，此驅(qū)動皮帶卷繞到前述的管狀帶結(jié)構(gòu)上，沿著心軸轉(zhuǎn)動并順軸向推進(jìn)此管狀帶結(jié)構(gòu)。在此心軸的未受到支承的一端將管狀結(jié)構(gòu)在其軸向上作周期性的橫向切斷，即將制成品從仍在成型的構(gòu)件上分離下來。
在此需要有這樣一種螺旋管制造方法，它能在幾乎不浪費(fèi)原材料或延長組裝時間的條件下，迅速地改變筒套的直徑與厚度從而是改變著筒套的螺旋卷繞角，由此來小批量地提供合格的筒套。在這種螺旋管制造方法中有幾個變化因素會增加設(shè)立此方法的難度，以及影響到用短的時間和以最少的質(zhì)次產(chǎn)品損失來實(shí)現(xiàn)良好的運(yùn)行條件。
這些變化因素是1)所供應(yīng)的帶在寬度上的變化；2)由于切裁不良在帶的邊緣中產(chǎn)生了弧度或是由于運(yùn)輸和操作使帶的邊緣損傷，造成所供應(yīng)的帶在裁切的邊緣質(zhì)量上有變化；3)帶與心軸間摩擦力的變化；4)驅(qū)動皮帶中張力的變化，這會造成皮帶在管狀構(gòu)件上滑動或造成皮帶在驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓上滑動；5)皮帶的驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓的速度變化；6)操作過程中由于心軸的張力變化與滑動和彎曲，造成的驅(qū)動皮帶角度的變化；7)送到心軸上的帶的張力變化；8)送到心軸上的帶由于有游動(帶的導(dǎo)引不良)而造成帶的角度變化；9)操作者不能密切地監(jiān)控螺旋間隙；
10)驅(qū)動皮帶的驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓中齒輪系磨損而在皮帶中造成不規(guī)則的速度改變；11)轉(zhuǎn)鼓的直徑不精確和與這些轉(zhuǎn)鼓相連接的齒輪系，會由于將直徑有所不同的轉(zhuǎn)鼓用齒輪連接到一起而不能使表面速度相匹配，，加在一個轉(zhuǎn)鼓上形成有動摩擦(比起靜摩擦更易變化)。
至于在傳統(tǒng)的螺旋繞組中，因驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓的速度變動和皮帶在驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓上的打滑所造成的變動，則起因于有一臺馬達(dá)來驅(qū)動下游的驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓，而上游的驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓則是由與此下游驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓成機(jī)械聯(lián)動的一種裝置驅(qū)動或者僅僅是一個惰輪。這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)在于在使用機(jī)械聯(lián)動裝置驅(qū)動上游轉(zhuǎn)鼓的第一種情形中，由于通常機(jī)加工與齒輪連接中的公差，這兩個驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓的周邊速度一般不會正好相等，因而驅(qū)動皮帶會在至少一個驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓上滑動。這種滑動會因此打滑的驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓造成驅(qū)動功率損耗，因而可能導(dǎo)致驅(qū)動皮帶速度發(fā)生變化，這將不利于待生產(chǎn)的此種螺旋結(jié)構(gòu)管的穩(wěn)定性，這主要表現(xiàn)為在兩個相續(xù)的兩個繞圈之間來獲得緊公差的小間隙方面。在使上游轉(zhuǎn)鼓僅僅用作一惰輪的第二種情形中，由于此轉(zhuǎn)鼓不會以皮帶速度轉(zhuǎn)動，從而消除了因不同的轉(zhuǎn)鼓速度而有可能帶來的皮帶打滑問題；但是，上游轉(zhuǎn)鼓不會另有驅(qū)動力施加到皮帶上，因而下游轉(zhuǎn)鼓就必須提供所有的驅(qū)動力以對制管過程中各種轉(zhuǎn)矩變化作出補(bǔ)償，同時還需依賴下游驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓和控制用皮帶之間的摩擦接觸。因此種結(jié)構(gòu)而造成的皮帶打滑也可能成為產(chǎn)生高的轉(zhuǎn)矩負(fù)載的問題。發(fā)明概要本發(fā)明的對象是一種圓柱形的筒套，取多層結(jié)構(gòu)，包括至少兩層熱穩(wěn)定的樹脂質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)層，這些結(jié)構(gòu)層則由可熱熔的熱塑材料的至少一層粘合劑層粘結(jié)到一起。此種粘合劑層本身又最好是由兩片粘合劑層相疊而結(jié)合成單層形式。這樣的粘合劑層較厚且集中在該多層結(jié)構(gòu)層厚的中央附近，而此結(jié)構(gòu)層則集中在偏離開此中心附近。人們認(rèn)為使結(jié)構(gòu)層集中于偏離中心處可比使結(jié)構(gòu)層集中于中心處的類似結(jié)構(gòu)更緊硬。厚的粘合劑層則允許由最少的層數(shù)制成一種簡單的多層結(jié)構(gòu)?？紤]到膨脹性，顧及到強(qiáng)度，可把這種筒套設(shè)計(jì)成只有兩層或三層結(jié)構(gòu)層，而所需厚度的剩余部分則可由一層或兩層粘合劑層來提供。當(dāng)需要有很大的厚度時，結(jié)果便形成了這樣一種簡單結(jié)構(gòu)，它具有可由很少幾層經(jīng)濟(jì)地制成的均勻厚度的結(jié)構(gòu)，而其中較厚的層則是由不具有嚴(yán)格強(qiáng)度要求的較廉價的材料制成。于是，易于將一種基礎(chǔ)設(shè)計(jì)改變，來提供各種均勻的厚度，而不用再花費(fèi)時間去重新計(jì)算可膨脹性對強(qiáng)度的要求。
更具體地說，本發(fā)明的筒套產(chǎn)品是由多層的樹脂質(zhì)材料帶構(gòu)成，每個多層帶包括一層通過加熱而粘合到樹脂質(zhì)結(jié)構(gòu)層上的熱塑粘合劑層，而同粘合劑層相互熱粘合的最外面的帶則相互面對，形成一種較厚的雙層式粘合劑層，它包括了此筒套總壁厚的25～70％的部分。這種筒套是彈性可膨脹的，使得在有流體壓力作用于筒套內(nèi)表面上時，可使筒套的內(nèi)徑至少可膨脹20密耳。集中于壁厚中心附近的較厚粘合劑層包括了筒套的重要部分，并在使套筒獲得大的可膨脹性與剛性方面起到重要作用。它使得支承著大部分載荷的樹脂層相分開。形成一種得以改進(jìn)了抗彎強(qiáng)度的，也即具有良好筒套剛性的梁狀結(jié)構(gòu)。此外，這種筒套是螺旋卷繞成形的，在套筒的外表面中形成一條間距達(dá)35密耳的連續(xù)螺旋間隙。此間隙由相對的側(cè)壁和一個底壁所形成。此側(cè)壁包括外部樹脂質(zhì)層和一部分熱塑性粘合劑層。本發(fā)明包括了一種制造螺旋繞組筒套的方法，在此將一條粘合劑涂層的帶繞到一心軸上，而使有粘合劑的一側(cè)背離心軸，同時將另一粘合劑涂層帶繞到前面所述的第一條帶上并定位成跨過此第一條帶的縫隙。在這兩條帶匯合到心軸上時，在它們所形成的壓接區(qū)加熱兩條帶的涂有粘合劑的一側(cè)將粘合劑層結(jié)合到一起，而不使帶的其余部分顯著受熱。
本發(fā)明包括一種可快速建立并能取得良好運(yùn)行條件的方法，用以連續(xù)地制造一種螺旋繞組的筒套而在筒外的表面上只有很窄的間隙寬度。本發(fā)明包括通過在心軸的鄰近作裁切來對帶寬進(jìn)行控制和對帶導(dǎo)引，以保持預(yù)定的間隙；在兩條配合帶于未加熱的心軸上壓接到一起時，對它們上面的粘合劑涂層直接加熱，使熱快速地轉(zhuǎn)移到粘合劑涂層上并由其上快速地轉(zhuǎn)移開；通過設(shè)置一氣墊和低摩擦的心軸表面，在帶與心軸間形成均勻的摩擦；通過給幾個驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓提供共用的轉(zhuǎn)矩，同時將流體壓力所施加的張力提供給皮帶，使皮帶速度均勻而在轉(zhuǎn)鼓或筒套上只造成最小限度的皮帶打滑，并且對轉(zhuǎn)鼓、皮帶、筒套或心軸等的摩擦變化不具有靈敏性；對外側(cè)帶的螺旋間隔進(jìn)行在線(on-line)的放大的視頻監(jiān)控，用以調(diào)節(jié)切刀來快速地在裝配時使間隙寬度最小化，由此來減少起動時造成的廢品和裝配時間。
本發(fā)明包括一種系統(tǒng)，利用兩個轉(zhuǎn)鼓的獨(dú)立的雙重驅(qū)動裝置，螺旋式地卷繞成緊公差的管套。為此，通過轉(zhuǎn)鼓自身的馬達(dá)來驅(qū)動各個轉(zhuǎn)鼓以傳遞附加的力與轉(zhuǎn)矩，同時由于上游轉(zhuǎn)鼓上并沒有令其周邊速度加速的機(jī)械連接件，所以可以消除打滑的因素；它能在給定的驅(qū)動皮帶速度下傳遞它的轉(zhuǎn)矩載荷。在這種雙重獨(dú)立驅(qū)動系統(tǒng)的一個最佳實(shí)施例中，各個驅(qū)動裝置將一部分所需轉(zhuǎn)矩用來按一定速度驅(qū)動皮帶。在這種結(jié)構(gòu)中，可把一個驅(qū)動裝置用作主動的而把另一個用作從動的。在此種轉(zhuǎn)矩共用系統(tǒng)中，兩個驅(qū)動裝置在驅(qū)動皮帶與兩個轉(zhuǎn)鼓之間以最低限度的打滑來運(yùn)轉(zhuǎn)，而形成一個用于螺旋式管套生產(chǎn)的非常穩(wěn)定的系統(tǒng)。附圖的簡單說明

圖1是用來連續(xù)制造本發(fā)明筒套的螺旋管卷繞機(jī)的部分總體圖。
圖2是圖1中的心軸與驅(qū)動皮帶的部分平面圖。
圖3是帶的切裁與導(dǎo)向裝置、以及用來在圖1中的心軸上對螺旋式卷繞的帶進(jìn)行加熱的裝置的局部總體視圖。
圖4是沿圖3中4-4線截取的心軸與筒套的放大剖面圖。
圖5是圖1與圖2中心軸的詳圖。
圖6A、6B、6C與6D示明本發(fā)明的筒套以及這種筒套的三個實(shí)施例的壁厚的放大剖面圖。最佳實(shí)施例的詳細(xì)說明圖1是用來連續(xù)制造本發(fā)明筒套的螺旋管卷繞機(jī)20的部分總體圖，其中為醒目起見略去了在心軸22上卷繞各個帶40與42的位置上游處的裝置，這些裝置概略地示明于圖2中，包括帶的切裁與導(dǎo)向裝置24與26以及具有用來施加恒定張力的帶的張緊裝置27與29的供帶裝置28與30。帶的裁切與導(dǎo)向裝置則對照圖3中的裝置24作進(jìn)一步說明。設(shè)有一中切刀裝置31，例如一種旋轉(zhuǎn)切刀，來周期性地與運(yùn)動中的完工的筒套44結(jié)合，用來從連續(xù)成形的筒套上分離下已完成的一段筒套。
螺旋管卷繞機(jī)20包括一機(jī)架32，此機(jī)架的頂面34上裝附有心軸支承件36和皮帶載運(yùn)組件38。心軸22為螺旋式地卷繞例如帶40與42這樣一批帶來制造筒套44，提供了平滑的圓柱面。心軸22由通常的夾緊裝置(未示明)的可卸下的方式裝附于支承件36上，使得能快速地裝附上不同尺寸的心軸以用來制造不同規(guī)格的筒套。載運(yùn)件38包括轉(zhuǎn)鼓46與48，它們軸頸式地連接到為軌道54支承與導(dǎo)引的可滑動的底座50與52之上。底座52可以通過轉(zhuǎn)動手輪56而沿軌道54滑動，此手輪56與載運(yùn)件38連接并通過普通的蝸輪結(jié)構(gòu)(未示明)與底座52結(jié)合。底座50則可借助于一個與載運(yùn)件38相連的液壓缸58而沿軌道54滑動。液壓缸58還提供了一種依常規(guī)方式使環(huán)繞兩個轉(zhuǎn)鼓46與48以及筒套44運(yùn)送的循環(huán)驅(qū)動帶60連續(xù)地保持在張緊狀態(tài)下的裝置。轉(zhuǎn)鼓46可旋轉(zhuǎn)地裝附在安裝于底座50上的驅(qū)動馬達(dá)62上，轉(zhuǎn)鼓48可旋轉(zhuǎn)地裝附在安裝于底座42上的驅(qū)動馬達(dá)64上。載運(yùn)件38則在樞軸66上可旋轉(zhuǎn)地安裝于機(jī)架32上，并可以由裝在機(jī)架32上的手輪68作角度調(diào)節(jié)并保持就位，同時由70標(biāo)明的通常的螺紋桿與鎖緊螺母使之與載運(yùn)件38相結(jié)合。馬達(dá)62與64電連接到獨(dú)立地控制著各個馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩與速度的驅(qū)動控制裝置72上。這兩個馬達(dá)的速度設(shè)定為相同的(假定轉(zhuǎn)鼓的直徑相同)，但推動驅(qū)動皮帶60所需的轉(zhuǎn)矩則可以通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩輸出而為各個馬達(dá)共同承擔(dān)；例如，馬達(dá)62與64可以各提供所需轉(zhuǎn)矩的50％，或是馬達(dá)62可以提供所需轉(zhuǎn)矩的60％，而馬達(dá)64則提供其余的40％。通過獨(dú)立地控制共同承擔(dān)的轉(zhuǎn)矩，可使一個或另一個轉(zhuǎn)鼓與皮帶的不受控的打滑現(xiàn)象減至最少并保持穩(wěn)定；這樣便可穩(wěn)定和可靠地控制皮帶的速度，從而同樣地控制著由皮帶所推動的卷帶操作。這還同樣可以控制在皮帶驅(qū)動筒套時由皮帶導(dǎo)致的松緊作用，從而能在運(yùn)行中使筒套與心軸間的摩擦減至最小。運(yùn)行中，轉(zhuǎn)鼓46是下游轉(zhuǎn)鼓而它的速度是設(shè)定速度，轉(zhuǎn)鼓48是上游轉(zhuǎn)鼓而它的速度調(diào)節(jié)到等于下游轉(zhuǎn)鼓46的速度。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，最佳的轉(zhuǎn)矩分擔(dān)比是使上游轉(zhuǎn)鼓48提供比下游轉(zhuǎn)鼓46多的轉(zhuǎn)矩，例如按90/10這樣一個比例。這樣將使心軸的偏轉(zhuǎn)度較低，心軸偏轉(zhuǎn)度的波動較小，同地也可使筒套較少松動。
還可以只驅(qū)動上游轉(zhuǎn)鼓而直接控制其速度，同時讓下游轉(zhuǎn)鼓起到一惰輪作用。這樣就同驅(qū)動下游轉(zhuǎn)鼓而使上游轉(zhuǎn)鼓用作惰輪的主張相反。令人驚奇地是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果上游轉(zhuǎn)鼓是唯一的驅(qū)動裝置時，則在心軸上發(fā)生的彎曲波動顯著地減少，從而能減少皮帶在筒套44上的軸向推進(jìn)中的波動，以及所卷繞的帶相對于心軸的角度的波動；這樣使得能形成一種均勻的間隙。
圖3示明了由于驅(qū)動皮帶60(圖1和圖2)的作用而卷繞到心軸上的帶40和42，該驅(qū)動皮帶60通過螺旋管卷繞技術(shù)中公知的裝置而沿著心軸旋轉(zhuǎn)地和軸向地推動著筒套44。對于此筒套的每一次轉(zhuǎn)動，筒套本身必須沿心軸前進(jìn)一段大于分別卷繞到心軸上的帶40與42的寬度74或76的距離X。此距離X與皮帶60同心軸構(gòu)成的角度78(圖2)、與心軸的直徑以及與所用帶的寬度有關(guān)。帶40與42分別以近似于角度78的值的角度80和82卷繞到心軸上。對于理想的零間距縫隙，X等于帶寬除以角度78的正弦。如果距離X小于此理想值，上述兩條帶本身將搭疊而形成相搭接的螺旋縫隙。如果距離X大于此理想值，則兩條帶本身將分開而形成一個有間隙的螺旋接縫。X的值對于皮帶角度78的稍許變化相當(dāng)敏感，根據(jù)本發(fā)明，用來對于達(dá)不到理想的位置進(jìn)行校正的一種簡單措施是把這兩條帶在其所卷繞的心軸附近的寬度加以改變。在制造本發(fā)明的筒套時，常希望形成一條窄的有間隙的螺旋接縫，但此間隙的寬度必須仔細(xì)地控制到一預(yù)定值；各條帶40與42的螺旋間隙可以不同或相同。最好是把內(nèi)徑帶的間隙控制到0～50密耳較寬的范圍，而把外徑帶的間隙控制到0～35密耳這一較窄的范圍內(nèi)。注意到，內(nèi)帶40是圍繞心軸的外徑卷繞而外帶42是圍繞內(nèi)帶的外徑卷繞。為了使外帶固定到內(nèi)帶上，由加熱裝置83把熱加到兩個帶面匯合到一起的結(jié)合或壓接區(qū)85，以軟化這里存在的熱塑性層，它將在以后參看圖4討論。這兩條帶是在用來將已加熱的粘合劑層固化、使帶密切接觸而形成結(jié)實(shí)的疊層件的張力的作用下卷繞到心軸上的。所有這些帶的角度都相對于筒套的軸線而在相同方向傾斜。
為了控制帶的螺旋間隙和把帶導(dǎo)引到心軸上，通常是把帶離線(off-line)裁切至適當(dāng)寬度，同時對角度78、80和82作小的調(diào)節(jié)，以獲得所需的間隙。這需要從事大量的反復(fù)試驗(yàn)，其中涉及到制備出充分長度的筒套，同時等待角度改變來在此過程中實(shí)現(xiàn)徹底的平衡。在此期間會制造出廢品。對于持續(xù)數(shù)小時或數(shù)日的長期生產(chǎn)過程，這可能并不顯著，但對于短期生產(chǎn)過程，這就代表一個很高百分率的停機(jī)時間和很高百分率的廢品數(shù)。本發(fā)明的申請人已發(fā)現(xiàn)，如果于卷繞點(diǎn)附近在線(on-line)裁定帶寬，就能明顯地減少為實(shí)現(xiàn)小的螺旋間隙而出現(xiàn)的停機(jī)時間與廢品數(shù)量，這樣短期生產(chǎn)就可行了。為了能精確地控制螺旋間隙和把帶導(dǎo)引到心軸上，是在帶正好卷繞到心軸上之前加以切裁。為了能精確地監(jiān)控筒套外徑上的更為嚴(yán)格的螺旋間隙，于視頻監(jiān)控器86上連接有一攝像機(jī)84，如圖中示意地表明，它在外帶40完全卷繞到心軸上以完成筒套44之后，聚焦到螺旋間隙87上。上述攝像機(jī)可以設(shè)置在圍繞心軸的任何方便的轉(zhuǎn)動位置上，但最好是把它放置在能于間隙形成后立即可以注視到此間隙的位置，從而得以在形成有顯著數(shù)量的不合格產(chǎn)品之前，迅速地探測出任何偏差。視頻圖像最好將此種間隙放大100倍，以便讓操作者易在放置于視頻監(jiān)控屏上的標(biāo)尺上進(jìn)行觀察和測量。操作者然后可用手對裁切/導(dǎo)向裝置24調(diào)節(jié)一定的計(jì)算出的值來改變帶寬，直到此監(jiān)控屏上出現(xiàn)的間隙回到一預(yù)選定的值。由于上述裁切位置是位于卷繞管與攝像機(jī)傳感器附近，所以就可將對裁切寬度所作出的改變迅速綜合到卷繞的管中，以把間隙保持于預(yù)定寬度附近而不生產(chǎn)出廢品。為了提供能可靠地控制間隙而需要的精度，上述攝像機(jī)/監(jiān)控器間隙傳感系統(tǒng)應(yīng)有約±2.5密耳的精度。或者，能使此攝像機(jī)自動進(jìn)行分析，同時產(chǎn)生一信號來自動控制此帶的裁切/導(dǎo)向裝置24來改變帶40的寬度。
如圖3所示，設(shè)有成對的傳統(tǒng)的裁切輪90、92與94、96，來裁切帶40的兩邊。這些成對的裁切輪是裝附在寬向調(diào)節(jié)裝置98與100上，以使輪對90、92與94、96分別可以獨(dú)立地調(diào)節(jié)。由輥102將帶支承于上述裁切輪對之間。輥104與106載運(yùn)著所述的帶通過一S形繞圈并將它導(dǎo)引到裁切輪上，輥108與110則載運(yùn)著此帶通過一S形繞圈而導(dǎo)引此帶離開載切輪。在帶卷繞到心軸處的附近應(yīng)用裁切和S形繞圈導(dǎo)向輥，能夠?qū)У倪吘壸鞒鼍艿膶?dǎo)引和精密地調(diào)節(jié)其寬度，而不會壓觸帶的邊緣致使在卷繞成的管中出現(xiàn)損傷邊緣，不會帶來均勻性方面的問題。在帶剛好卷繞到心軸上之前，圍繞支承件114來調(diào)節(jié)導(dǎo)向桿112就可精細(xì)地調(diào)節(jié)裁切的帶的邊緣張力。盡管上面只是對于帶40描述了帶的裁切與導(dǎo)向，但此同一系統(tǒng)能夠應(yīng)用于帶42上以及任何其它可以在心軸上結(jié)合來形成筒套44的帶上。在帶42與其它內(nèi)帶的情形中，這時的間隙范圍可以大于臨界的外帶間隙，從而可以不需進(jìn)行視頻監(jiān)控而在裝配與操作過程中于這些內(nèi)帶上探測出合格的間隙。
參看圖4，用于制造筒套的帶最好取一種多層結(jié)構(gòu)，包括例如杜邦公司生產(chǎn)的聚對苯二甲酸乙二醇酯(商品名Mylar)膜制的熱穩(wěn)定的樹脂質(zhì)層40a與42a，以及可熱熔的熱塑性粘合劑層40b與42b。上述樹脂質(zhì)層可以是一種定向的聚合物。除Mylar聚酯膜外，可用作這種結(jié)構(gòu)層的其它材料例如有聚氯乙烯和聚醋酸乙烯酯之類的聚乙烯樹脂類，還有聚苯乙烯。本發(fā)明的粘合劑最好是這樣一種可結(jié)晶聚合物，它的結(jié)晶相存在于一熔點(diǎn)之下，而它的粘液相則在遠(yuǎn)高于室溫的上述熔點(diǎn)之上，例如約為150～250°F。在此結(jié)晶相中，此粘合劑具有固定聚合物的性質(zhì)。這樣的一種粘合劑有時稱之為熱熔粘合劑。作為對比的一種接觸粘合劑則是一種無定形聚合物，它不具有結(jié)晶相，在室溫下具有高粘液性質(zhì)，使之更易通過塑性變形而粘合。具有本發(fā)明粘合劑特性的某些聚合物可以是聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯與聚丙烯的共聚物、尼龍、聚酯、乙烯基聚合物，等等，所有這些聚合物的熔點(diǎn)都必須低于結(jié)構(gòu)層聚合物的重新取向溫度或軟化溫度。這些帶被排列，以使得當(dāng)它們在一起卷繞到心軸上時，最外層帶的及其相鄰帶的相同的或類似的粘合劑層便會合在一起，形成單一的較厚的由雙層組成的粘合劑層116。這里的兩種粘合劑層應(yīng)該屬于可匹配的化合物族，使之即使存在某些差別，例如在結(jié)合溫度下的粘度差別，也易于結(jié)合。這兩種粘合劑層這樣地結(jié)合成單一層，即，由加熱裝置83所施加的熱使其會合面混合成一體，而加熱裝置83則可以是具有噴嘴118的熱風(fēng)鼓風(fēng)機(jī)，此噴嘴118將熱風(fēng)導(dǎo)引引帶40的整個寬度上并引向帶40與42在心軸上相會合的壓接區(qū)85。當(dāng)粘合劑層40b與42b在心軸上即將接合之前和接合之時，對它們的表面加熱就能為使兩條帶的結(jié)合而提供高度有效和易于控制的加熱。這樣的熱僅僅施加到粘合層上而且限于正好在粘合起之前施加，是不會使結(jié)構(gòu)顯著加熱的。這里所謂的“不顯著加熱”是指結(jié)構(gòu)層在粘合劑層會合到一起并在兩條帶之間形成結(jié)合之時，不會到達(dá)與粘合劑層相同的高溫。在 內(nèi)徑的筒套其壁厚類似于圖6c中所示的情形的情況下，當(dāng)粘合劑的溫度約為用于結(jié)合時的240°F時，在筒套外側(cè)結(jié)構(gòu)層的表面上兩條帶相結(jié)合的壓接區(qū)處，溫度只約為170°F。這對于幫助粘合劑在結(jié)合后快速冷卻，以及對于在把粘合劑預(yù)涂布到結(jié)構(gòu)層處使粘合劑的接合面保持為低溫，都是特別重要的。也可以用其它加熱于手段，例如火焰加熱、微波加熱、超聲加熱、輻射加熱等，把熱施加到粘合劑層上。一種粘合劑層與另一種粘合劑層結(jié)合成雙層式的粘合劑單層，提供了一種具有高撕裂強(qiáng)度的強(qiáng)有力的結(jié)合。用熱塑性粘合劑層進(jìn)行的熱結(jié)合優(yōu)于采用不需要熱的接觸粘合劑，這是因?yàn)闊峤Y(jié)合具有高得多的抗撕裂強(qiáng)度，能夠經(jīng)受筒套的多次膨脹而不發(fā)生分層或顯著的塑性變形。在這兩條帶于壓接區(qū)85相結(jié)合而形成筒套44時，它由于與末加熱的結(jié)構(gòu)層40a及42a相結(jié)合以及由于與末加熱的心軸22緊鄰而被冷卻。還可由末加熱的空氣源給帶42與心軸22之間提供一層空氣膜，而在管與心軸之間給出一種低摩擦的有助于使管冷卻的界面。也可以用其它的冷卻裝置應(yīng)用到管的外側(cè)。本發(fā)明的方法可生產(chǎn)出合格的管結(jié)構(gòu)，它即使在經(jīng)歷多次膨脹后也能具有良好的抗分層性，同時能在外表面上形成小的螺旋間隙和良好的壁厚控制，使得在把筒套過盈配合地裝定到完善的印刷滾筒上時，在筒套中相結(jié)合的帶厚的外徑是在筒套最大外徑的5密耳之內(nèi)，而最好是在1至0.5密耳之內(nèi)。
圖5詳細(xì)示明了心軸32，此心軸包括一個殼料120，它具有一批軸向和徑向分布的孔，例如122和124，它們通過導(dǎo)管(例如可以集合到供給導(dǎo)管130上的導(dǎo)管126與128)而連接到加壓空氣源125上。當(dāng)筒套44就位于心軸上時，從例如122和124這批孔中發(fā)出的壓縮空氣便在支承此筒套的心軸周圍形成一種圓柱面形的空氣膜132。這層空氣膜132流向在帶40與42卷繞起的管端例如在134處的周圍，同時流向心軸的端部例如在136處的周圍。這層空氣膜在心軸與管間形成了一層一致的低摩擦界面。上述殼料120最好是一種相對于與它接觸的管料具有低表面摩擦系數(shù)的剛性材料，以在管與殼之間開始或偶爾接觸時，使對于管子運(yùn)動的摩擦阻力減至最小。由于心軸是空心的且兩端敞開，就可導(dǎo)引冷卻介質(zhì)通過心軸而進(jìn)一步增進(jìn)管的冷卻。
下面對照圖6A中筒套的總圖和圖6B、圖6C與圖6D所示的筒套壁厚的軸向剖面圖，來進(jìn)一步說明在所述繞管機(jī)上制得的螺旋式筒套。這些軸向剖面圖是沿圖6A中例如6-6線截取的。它們(除了槽縫外)在周邊方向上也是有典型性的。參看圖6B，此筒套包括厚度以156標(biāo)明的樹脂質(zhì)材料的外結(jié)構(gòu)層138，厚度以150標(biāo)明的熱塑材料的粘結(jié)劑層140以及厚度以154標(biāo)明的樹脂質(zhì)材料的內(nèi)結(jié)構(gòu)層142。粘合劑層140最好是由在用來形成筒套的帶40與42上預(yù)涂布的粘合劑層結(jié)合形成的雙層形式。同時，預(yù)涂布到各帶上的粘合劑層最好至少有2密耳的厚度，以確定在接合面處有良好的貼合性和“潤濕性”，以便在兩個已加熱的粘合劑層會合時，在外帶整個寬度的結(jié)合面上不會出現(xiàn)凹坑或空白處。當(dāng)在外帶40的前端邊緣144與外帶40的尾端邊緣146相分開的螺旋間隙87處來觀察層140時，其中的兩個分層結(jié)構(gòu)是很明顯的。在間隙87處粘合劑層140的厚度148僅僅是相當(dāng)于帶42上預(yù)涂布的粘合劑層的厚度，小于此粘合劑層結(jié)合成的總厚度150。此時，前述的間隙即由相對的側(cè)壁與底壁界定。這些側(cè)壁包括厚度由156標(biāo)明的外帶層138和一部分預(yù)涂布到外層138上的熱塑性粘合劑層140。此底壁則包括預(yù)涂布到內(nèi)帶層142上的另一部分熱塑性粘合劑層140。注意到外結(jié)構(gòu)層138上預(yù)涂布的粘合劑層并未在粘接過程中變形，它就能流入外帶40的前端邊緣與尾端邊緣間形成的間隙內(nèi)；也就是說，形成在結(jié)構(gòu)層138的預(yù)涂布粘合劑層的兩相應(yīng)邊緣間的間隙不比形成在結(jié)構(gòu)層138的這種邊緣間的間隙窄。確信這種受控的變形能保持預(yù)涂布粘合劑層的均勻性，而在筒套的成品中形成更均勻的壁厚。圖6B中的直線152表示帶上的兩個預(yù)涂布粘合劑層之間的接合線，但這一接合線在層140中由于兩個粘合劑層完全粘合而不明顯了。注意到內(nèi)結(jié)構(gòu)層142上的具有厚度148的預(yù)涂布層也并未因加熱和筒套的成形過程而過量變形；它并未造成間隙87的底壁鼓凸到超過接合線152。這同樣有助于使筒套成品的壁厚均勻。與相結(jié)合而構(gòu)成并粘合的層厚150、154與156相比較，粘合劑層140的相對厚度150乃是本發(fā)明的筒套產(chǎn)品的一個重要特點(diǎn)。在圖6B中，粘合劑約5密耳厚而兩個結(jié)構(gòu)層則約7密耳和3密耳厚。相對的粘合劑厚為5/15或33％。這種相當(dāng)厚的粘合劑層據(jù)信可起到兩重作用1)它將兩個結(jié)構(gòu)層相分開，把橫剖面(間隙除外)視作為梁，可給整個結(jié)構(gòu)以較高的壁厚抗彎強(qiáng)度(剛度)；這兩個結(jié)構(gòu)層可離開此“梁”的中性軸或彎軸較遠(yuǎn)；2)它提供了低成本的厚度可變的層，允許在給定的筒套設(shè)計(jì)中易于改變其厚度來適應(yīng)不同的厚度要求，而不必重新計(jì)算膨脹強(qiáng)度。于是能提供經(jīng)計(jì)算出的彈性膨脹量，同時能提供有較強(qiáng)剛性的筒套。
在本發(fā)明的筒套中，所述兩個結(jié)構(gòu)層是集中在遠(yuǎn)離橫剖面中心處，或者借用梁的術(shù)語來說，遠(yuǎn)離開梁的中心軸線。較弱的粘合劑層集中于中性軸線附近，簡單地說，可以視作為接近厚度的幾何中心。還要注意到，外層通常是兩個結(jié)構(gòu)層中較厚的一個。此種筒套的外層最好至少有2.5密耳厚。這會有利于防止損傷筒套的外表面，此外表面是在把這種筒套用作印刷筒套或輥罩時最易受到例如裁切之類損傷的部分。
圖6C示明本發(fā)明筒套的另一實(shí)例，這里的內(nèi)結(jié)構(gòu)層138a是約10密耳最的樹脂質(zhì)材料，雙層式的粘合劑層140a是20密耳厚的熱塑性材料，而外結(jié)構(gòu)層142a則是約10密耳厚的樹脂質(zhì)材料。相對的粘合劑層厚為20/40或50％。其它的筒套可以從小直徑的具有約70％粘合劑的厚壁筒套至大直徑的具有約25％粘合劑的薄壁筒套。
在某些情形下，可能需要用較厚壁部的印刷筒套，同時在外層繼續(xù)保留有相對于圖6B與6C中的三層式套筒所討論的特性時能改變其可膨脹性；也就是用為此三層厚度25％至75％的粘合劑層將兩個結(jié)構(gòu)層連接到一起，而且此粘合劑層則最好是雙層式的粘合劑層，這可從外間隙中的階躍式粘合劑結(jié)構(gòu)的特性中反映出。在這種情形下，可將另外的帶添加到基本筒套結(jié)構(gòu)中。例如，圖6B中的筒套可以通過增設(shè)圖6D所示的另一種內(nèi)層帶而變更其形式，而得以生產(chǎn)出將會有著五層結(jié)構(gòu)的三帶式筒套，三結(jié)構(gòu)和兩層粘合劑。所添加的帶可以是例如內(nèi)帶158的這樣一種帶，它包括一個樹脂質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)層160，而在其頂側(cè)與底側(cè)上則有預(yù)涂布的粘合劑層。帶158頂側(cè)上預(yù)涂布的粘合劑層將同外帶40底側(cè)上預(yù)涂布的粘合劑層結(jié)合成雙層式的粘合劑層162；而帶158底側(cè)上的預(yù)涂布粘合劑層則同最內(nèi)的帶42頂側(cè)上預(yù)涂布的粘合劑層結(jié)合成雙層式的粘合劑層164。這三個外層的相對粘合劑厚度現(xiàn)在便是兩個外層162的和，此和約為5密耳，這與約7密耳和約3密耳的兩個外結(jié)構(gòu)層相比，相應(yīng)的相對比值為5/15或33％。注意到，只要所用的帶具有25～70％的粘合劑，則整個多層筒套結(jié)構(gòu)將會具有25～70％的相對粘合劑厚度。
所述筒套也可以通過添加只有一層粘合劑粘接到結(jié)構(gòu)層上的帶來變更其形式，只要這條帶不在此筒套的外層上即可。例如可以添加上圖6D中以虛線所示的帶166，而使粘合劑層168粘接到結(jié)構(gòu)層142上。為固然不會形成粘合劑-粘合劑粘接那樣強(qiáng)的接合面，但對于與外層相比而較少受到因使用不經(jīng)心造成影響的內(nèi)層來說，則是合適的。注意到，要是這些帶中之一例如帶158那樣有兩個粘合劑層，則另一條帶則可只含無粘合劑的單一樹脂質(zhì)層。
圖6B與6C中的兩種筒套都具有至少20密耳的彈性膨脹性。所謂20密耳的彈性膨脹性意味著筒套可以在徑向上膨脹20密耳并在用于印刷滾筒式印刷輥上時保持于這種已膨脹狀態(tài)下，同時可以消除這種膨脹并基本上恢復(fù)到筒套的原有徑向尺寸。幾乎沒有或沒有發(fā)生塑性變形。此種筒套然后可以再膨脹和再使用，并再次消除膨脹和恢復(fù)其原有尺寸。對于 英寸內(nèi)徑，40密耳壁厚且壁部結(jié)構(gòu)與圖6C中類似的筒套來說，觀察到可有約130密耳的最大彈性膨脹。
用于本發(fā)明的筒套的層狀態(tài)結(jié)構(gòu)在所用數(shù)量的結(jié)構(gòu)材料之下形成了具有很強(qiáng)剛性的結(jié)構(gòu)。用CCTI(復(fù)合式罐-管研究院)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)程序T-128對這種筒套進(jìn)行了評估。在此試驗(yàn)程序中測量了此種筒套的側(cè)向壓力，得到了每英寸樣品長度上每英寸數(shù)磅偏轉(zhuǎn)度的“剛性系數(shù)”。對于12英寸內(nèi)徑的筒套，樣品的長度為4英寸。本發(fā)明的幾種內(nèi)徑從4.1至9.3英寸而壁厚從15密耳至41密耳的筒套，業(yè)已通過試驗(yàn)證明要比某些市售的采用較高百分比的同一結(jié)構(gòu)材料具有較好的剛性。
權(quán)利要求
1.一種用于支承柔性印刷版的筒套，所說筒套具有內(nèi)表面與外表面且包括一種多層結(jié)構(gòu)，而此種結(jié)構(gòu)的最外層則又包括第一層均勻厚度的樹脂質(zhì)材料層，它由一第三層的熱塑性粘合劑粘接到第二層均勻厚度的樹脂質(zhì)材料層上，所述粘合劑具有的厚度占上述第一、第二與第三層厚度的總和中從約25％至約70％。
2.如權(quán)利要求1所述的筒套，其特征在于所述第一層的厚度大于所述第二層的厚度。
3.如權(quán)利要求1所述的筒套，其特征在于所述第二層的厚度大于所述第一層的厚度。
4.如權(quán)利要求1所述的筒套，其特征在于所述第一與第二層的厚度相等。
5.如權(quán)利要求1所述的筒套，其特征在于所述第一與第二樹脂質(zhì)材料層是聚酯材料層，而所述第三層是聚乙烯-聚丙烯共聚物材料層。
6.如權(quán)利要求1所述的筒套，其特征在于所述筒套在有均勻壓力施加到其內(nèi)表面上時，可在徑向上至少彈性膨脹20密耳。
7.如權(quán)利要求1所述的筒套，其特征在于所述筒套在其外表面上按螺旋卷繞形成有第一種連續(xù)螺旋間隙，此種間隙的寬度在0至35密耳之間；而在其內(nèi)表面上按螺旋卷繞形成有第二種連續(xù)螺旋間隙，此第二種間隙的寬度在0至50密耳之間。
8.如權(quán)利要求7所述的筒套，其特征在于在此筒套外表面上所形成的上述連續(xù)螺旋間隙是由相對的側(cè)壁和一個底壁所界定，所說側(cè)壁包括前述第一層與一部分前述第三層，而所說底壁則包括此第三層的另一部分。
9.一種通過將一些帶螺旋地卷繞到一心軸上而形成筒套的方法，其中的每條帶包括一樹脂質(zhì)層和一熱塑性粘合劑層，而各條帶上的熱塑性粘合劑則在一壓接區(qū)處粘連到一起，改進(jìn)之處包括在所述壓接區(qū)的整個寬度上將熱直接地均勻加到各條帶的熱塑性粘合劑上，而不顯著加熱上述樹脂質(zhì)層。
10.一種通過將一些帶螺旋地卷繞到一心軸上來形成筒套的方法，此方法包括有這樣的步驟從一個帶源將一批帶依一定角度供應(yīng)到心軸上來形成一筒套，并推動此筒套沿心軸前進(jìn)一段距離，此距離大于在此筒套外表面上形成一連續(xù)螺旋間隙的帶的寬度，改進(jìn)之處包括探測此間隙的寬度；將此間隙寬度與一預(yù)定間隙寬度比較，在此種帶從所述帶源來到所述心軸上的過程中裁切所述的帶，同時改變帶寬以補(bǔ)償相對于前述預(yù)定間隙寬度的偏差。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述的帶是在鄰近所述心軸處進(jìn)行裁切。
12.一種螺旋卷繞設(shè)備，它有一個心軸和一條循環(huán)皮帶，此皮帶被一對轉(zhuǎn)鼓導(dǎo)引同時卷繞和推進(jìn)沿著此皮帶所形成的一個筒套，這對轉(zhuǎn)鼓中的一個則在另一個轉(zhuǎn)鼓的下游，其中所述的一個下游轉(zhuǎn)鼓是由一臺馬達(dá)驅(qū)動，而所述另一個上游轉(zhuǎn)鼓則由一與上述下游轉(zhuǎn)鼓相連的聯(lián)動裝置驅(qū)動，改進(jìn)之處包括用一臺馬達(dá)連接上述的另一個上游轉(zhuǎn)鼓來代替所述聯(lián)動裝置，由此各個轉(zhuǎn)鼓施加了為驅(qū)動所述皮帶和使所述筒套沿該心軸推進(jìn)所需轉(zhuǎn)矩的一部分。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于所述另一個上游轉(zhuǎn)鼓提供了所述轉(zhuǎn)矩的大部分。
全文摘要
由下述方法制備了一種用于柔性版印刷工藝的印刷筒套將涂布有粘合劑的兩條帶(40、42)相續(xù)地螺旋式卷繞到一成型心軸(22)上，使外帶覆蓋住先前一層中的縫隙，在兩條帶之間的初始接觸處將熱加到熱塑性粘合劑層上，提供有能確保固化的充分張力，并由一驅(qū)動皮帶(60)將制得的印刷筒套推離開此心軸。
文檔編號B41N6/00GK1122118SQ941919
公開日1996年5月8日 申請日期1994年4月25日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月30日
發(fā)明者R·C·加德納, L·M·克諾爾, R·F·麥康奈爾 申請人:納幕爾杜邦公司