卷軸的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于卷繞材料條尤其是塑料膜且尤其是拉伸膜的夾緊軸。為了提供具有盡量高的強度和剛性的夾緊軸，設(shè)有一種夾緊軸，其具有軸體和空腔，該軸體大部分由纖維加強塑料構(gòu)成以獲得盡可能高的抗彎強度，該空腔沿該軸體的外周面設(shè)置，其中該空腔在徑向內(nèi)向上由纖維加強塑料層界定，且多個夾緊板條能在徑向外向上擴張出該空腔。
【專利說明】
卷軸
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于卷繞尤其是塑料膜且確切說是拉伸膜的材料條的夾緊軸。本發(fā)明還涉及制造這種夾緊軸的方法以及具備這種夾緊軸的卷繞機。
【背景技術(shù)】
[0002]由夾緊軸和用于卷繞和/或退卷各種類型的條狀、帶狀或紗線狀材料如紙、鋁和塑料膜、紡織物或纖網(wǎng)織物等的卷繞筒管構(gòu)成的卷軸是充分已知的且尤其針對各種應(yīng)用目的或一定的卷繞技術(shù)。
[0003]在相應(yīng)的卷繞機中容納卷繞筒管一般通過具有機械控制機構(gòu)或氣動控制機構(gòu)的可擴張的夾緊板條或夾緊爪實現(xiàn)，該控制機構(gòu)造成卷繞筒管的中心夾緊且允許也以高轉(zhuǎn)矩驅(qū)動卷繞筒管。
[0004]在卷繞所謂的拉伸膜時又出現(xiàn)對卷軸的特殊要求。
[0005]根據(jù)應(yīng)用環(huán)境也被稱為貨物單元保險膜、貨板拉伸膜、卷繞拉伸膜或包裝拉伸膜的拉伸膜從現(xiàn)代物流中在貨板貨物單元的運輸中不再被想起。除了貨板固定外，這種膜也保護貨板貨物以免受氣候影響和臟污。拉伸膜在此最佳適應(yīng)于貨板和貨品形狀而沒有使之損傷。另外，為了施加拉伸膜，此刻可提供各種半自動或全自動的拉伸設(shè)備來“包裹”堆放的貨板。
[0006]拉伸膜按照不同的厚度和寬度制造。一般，例如在卷寬為200mm-1000mm且優(yōu)選500mm的情況下膜厚在12-35微米之間，供貨卷重為10-20kg。
[0007]隨著當(dāng)前歐洲有約1.5百萬噸/年以及在全世界有約3.0百萬噸/年，拉伸膜市場在未來也得到可觀的體積份額。對拉伸膜制造設(shè)備的要求因而就效率和產(chǎn)量而言總在提高。提高的要求也必然隨著卷繞機而來，該卷繞機在制造設(shè)備末端將制造好的拉伸膜卷繞到卷繞筒管上。在此情況下，卷繞筒管可以在整個制造范圍內(nèi)使用。但在大多數(shù)情況下并排采用多個卷繞筒管，其中該拉伸膜在卷繞至卷繞筒管之前在制造方向上通過相應(yīng)的刀被切分。因此，例如在1500mm制造寬度情況下三個各500mm寬的收獲物并行移動和卷繞。
[0008]卷繞筒管本身一般由紙管構(gòu)成且可以根據(jù)應(yīng)用環(huán)境在寬度、內(nèi)徑和外徑方面且進而也在其壁厚方面是截然不同的。
[0009]為了可以針對所有應(yīng)用環(huán)境將所制成的拉伸膜卷繞到卷繞筒管上，相關(guān)的卷繞機具有所謂的夾緊軸，其具有可控的夾緊爪用于徑向夾緊相關(guān)的卷繞筒管。但因為事先不知道給夾緊軸裝備哪種卷繞筒管，故夾緊軸必須針對所有可能類型的運行狀況來設(shè)計。同時要注意待卷繞的拉伸膜因為所述性能而具有高達400%的高延展性。這導(dǎo)致對夾緊軸的極嚴(yán)要求。
[0010]從W02013/003968A9中公開了一種卷繞機，其中，夾緊軸在兩側(cè)安裝在雙軸承中以阻止不希望有的夾緊軸振動且同時允許高的轉(zhuǎn)動加速。
[0011]為了針對夾緊軸在外徑小的同時獲得高的抗彎強度還知道了，夾緊軸完全或部分由纖維復(fù)合材料制造，就像例如在W02005/124212A1或US5，746，387中所述的那樣。
[0012]由纖維復(fù)合材料構(gòu)成的夾緊軸一般由塑料或者交聯(lián)的樹脂材料(反應(yīng)型樹脂)構(gòu)成，其包含呈長度有限的碎段、長纖維、墊或織物形式的加強纖維如天然纖維、玻璃纖維(GFK復(fù)合材料)或碳纖維(CFK復(fù)合材料)。包含碎纖維的復(fù)合材料尤其被連續(xù)擠出或以壓注法來加工。包含長纖維的復(fù)合材料尤其以卷繞方法(長絲卷繞)或拉擠法(拉擠成型)被加工成管或套。
[0013]所謂的CFK軸(CFK代表碳纖維加強塑料或英語的CFRP)尤其適用。CFK在此一般由定向長纖維構(gòu)成，其大多以多層形式嵌埋在塑料母材中。但夾緊板條所需要的凹空部不希望地減弱了夾緊軸的強度和剛性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種具有盡可能高的強度和剛性的夾緊軸。
[0015]該任務(wù)通過一種用于卷繞材料條的夾緊軸完成，夾緊軸具有軸體和空腔，該軸體大部分由纖維加強塑料構(gòu)成以獲得盡量高的抗彎強度，該空腔沿軸體的外周面設(shè)置，其中所述空腔在徑向內(nèi)向上由纖維加強塑料層界定，并且多個夾緊板條在徑向外向上可從空腔擴張出。
[0016]本發(fā)明的另一個主要認識在于，用于夾緊板條的空腔不是由徑向連貫的凹空部構(gòu)成，而是在徑向內(nèi)向上由纖維加強塑料層界定。通過這種方式，夾緊軸的強度和剛性可被有效提尚。
[0017]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式規(guī)定，該纖維加強塑料由借助硬化樹脂結(jié)合的定向長纖維構(gòu)成。
[0018]根據(jù)另一個優(yōu)選實施方式規(guī)定，該定向長纖維由碳纖維構(gòu)成。
[0019]根據(jù)另一個優(yōu)選實施方式規(guī)定，所述夾緊板條在其徑向端具有殼套形構(gòu)件，其由塑料和/或纖維復(fù)合材料構(gòu)成。
[0020]—種可能的制造本發(fā)明夾緊軸的方法是以下方法，其中，設(shè)有用于接納可徑向擴張的夾緊板條的異型體，長纖維繞該異型體層壓，其中該異型體在徑向內(nèi)向上貼靠具有定向長纖維的至少一層上，該異型體與長纖維一起借助硬化的樹脂結(jié)合，并且在樹脂硬化之后，這些可徑向擴張的夾緊板條被置入異型體中。
[0021]該異型體例如可由鋁或塑料構(gòu)成。為此，該異型體在其定向裝配方面盡量貼合，該異型體除了樹脂方面的附著力外還可以被粘固和/或擰入。
[0022]另一種可能的制造本發(fā)明夾緊軸的方法是以下方法，其中，大部分由纖維加強塑料制造軸體以獲得盡可能高的抗彎強度，其中沿著該軸體的周面銑削出多個空腔，這些空腔在徑向內(nèi)向上由纖維加強塑料層界定，并且可徑向擴張的多個夾緊板條被置入該空腔中。
[0023]包括本發(fā)明夾緊軸的用于卷繞材料條材的卷繞機優(yōu)選是具有設(shè)于夾緊軸的至少一側(cè)的軸承裝置的卷繞機，該夾緊軸的各端在兩個間隔的區(qū)域中支承在該軸承裝置內(nèi)。
[0024]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，設(shè)有設(shè)于夾緊軸兩側(cè)的軸承裝置，夾緊軸兩端支承在其中，在此，兩個軸承裝置中的每一個在兩個相互間隔的區(qū)域中支承該夾緊軸的對應(yīng)端。
[0025]根據(jù)另一個優(yōu)選實施方式，設(shè)有至少一個包圍該夾緊軸的卷繞筒管，該卷繞筒管借助擴張的夾緊板條可相對于該夾緊軸被固定。
[0026]本發(fā)明的優(yōu)點是該夾緊軸及其軸承總體具有較高的強度和剛性，為此，由于較高的彎曲臨界轉(zhuǎn)速而可以長期實現(xiàn)較高的制造速度。
【附圖說明】
[0027]結(jié)合附圖來描述本發(fā)明的其它細節(jié)和優(yōu)點，其中:
圖1示出具有相對于長纖維不利定向的空腔的卷軸，
圖2示出具有對準(zhǔn)傾斜延伸的長纖維的空腔的卷軸，
圖3示出具有對準(zhǔn)軸向延伸的長纖維的空腔的卷軸，
圖4示出夾緊軸利用雙軸承兩側(cè)支承，
圖5示出本發(fā)明夾緊軸的截面。
【具體實施方式】
[0028]首先，描述空腔關(guān)于長纖維的定向。
[0029]如果以卷繞法(長絲卷繞)用長纖維制造該夾緊軸，則要注意無法實現(xiàn)長纖維相對于軸線的平行取向，因為在制造卷繞筒管時存在機器方限制。相反，只能實現(xiàn)達到約7°的取向。如果現(xiàn)在如圖1所示使該空腔的凹空部還是軸向取向，則其就與之交叉的長纖維而言不利的影響到該夾緊軸的強度和剛性。
[0030]圖1示出包括夾緊軸101的卷軸的左半部分。該卷軸具有軸向取向的空腔102，多個夾緊板條能被置入其中，所述夾緊板條能以氣動方式被向外壓迫，且可選地通過彈簧力又被回移。用103來表示夾緊軸內(nèi)的第一層長纖維的取向，用104表示第二層長纖維的取向。因為該空腔縮短長纖維103、104，故空腔取向不利影響到該夾緊軸的強度和剛性。
[0031]圖2示出卷軸，其具有夾緊軸201和對準(zhǔn)傾斜延伸的長纖維的空腔。附圖標(biāo)記201、203和204對應(yīng)于附圖標(biāo)記101、103和104，因而對此可以參見圖1的描述。但空腔202現(xiàn)在沿著定向長纖維204取向，從而可以減輕對夾緊軸的強度和剛性的所述不利影響。
[0032]圖3示出例如從W02005/124212A1中知道的具有特殊制造的夾緊軸301的卷軸。附圖標(biāo)記301和302對應(yīng)于圖1的附圖標(biāo)記101和102，從而與此相關(guān)地可以參見圖1的說明?，F(xiàn)在，如此制造夾緊軸，即，定向長纖維303相對于夾緊軸301和軸向取向的空腔302軸向延伸。這根據(jù)W02005/124212A1通過使用加強筋來實現(xiàn)，加強筋以拉擠法制造且允許很高的纖維體積比例。也按照相應(yīng)方式來定向該空腔。
[0033]圖4示出如由W02013/003968A9公開的夾緊軸利用雙軸承兩側(cè)支承。但W02013/003968A9未公開雙軸承與由纖維加強塑料構(gòu)成的夾緊軸的組合。該組合從本發(fā)明的角度來看也是很有利的。為此由CFK制造的夾緊軸401在左側(cè)被牢固夾入雙軸承402中。軸承裝置403也以雙軸承形式構(gòu)成，但該軸承裝置可以通過雙臂剪狀部件被松開，從而在該剪狀部件使軸承裝置403擺轉(zhuǎn)開之后，可從右側(cè)將一個或多個卷繞筒管套到夾緊軸上或又從夾緊軸上取下。
[0034]圖5示出由纖維加強塑料構(gòu)成的本發(fā)明夾緊軸的截面。夾緊軸501沿其周面具有五個空腔，氣動軟管502以及活動的夾緊板條503被置入其中。在徑向內(nèi)向上，這些空腔由纖維加強塑料層界定，從而調(diào)節(jié)出夾緊軸期望的剛性?？蛇x地但并非必須地，夾緊板條503還利用彈簧件被預(yù)緊，一旦足夠的空氣逸出軟管502，則該彈簧件將夾緊板條置入根據(jù)圖5a所示的位置。只要夾緊板條503未被預(yù)緊，則夾緊板條503在空氣逸出時處于各止擋之間的位置，但不會有轉(zhuǎn)矩被傳遞至靠外的卷繞筒管。
[0035]如果現(xiàn)在從根據(jù)圖5a的狀態(tài)開始軟管502被填充壓縮空氣，則出現(xiàn)根據(jù)圖5b的狀態(tài)，據(jù)此使夾緊板條503移出且可施加徑向力在靠外的卷繞筒管上。
[0036]夾緊板條503可以在軸向上連續(xù)延伸于整個夾緊軸上。但或者完全可行的是，所述夾緊板條由多個較小元件構(gòu)成，其數(shù)量被選擇成可以有足夠大的轉(zhuǎn)矩傳遞給靠外的卷繞筒管。夾緊軸501本身可以完全由纖維加強塑料制造，但或者由包含纖維加強塑料和金屬的復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
[0037]附圖標(biāo)記列表
101夾緊軸；102空腔或夾緊板條；103第一層長纖維的取向；104第二層長纖維的取向；201夾緊軸;202空腔或夾緊板條;203第一層長纖維的取向；204第二層長纖維的取向；301夾緊軸；302空腔或夾緊板條;303定向長纖維;401夾緊軸;402固定軸承裝置;403活動軸承裝置;501夾緊軸;502氣動軟管;503夾緊板條。
【主權(quán)項】
1.一種用于卷繞材料條的夾緊軸，具有軸體和空腔，該軸體大部分由纖維加強塑料構(gòu)成以獲得盡可能高的抗彎強度，該空腔沿該軸體的外周面設(shè)置，其中該空腔在徑向內(nèi)向上由纖維加強塑料層界定，且多個夾緊板條能在徑向外向上從該空腔擴張出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾緊軸，其中，該纖維加強塑料由借助硬化的樹脂結(jié)合的定向長纖維構(gòu)成。3.根據(jù)權(quán)利要求1至2之一所述的夾緊軸，其中，該定向長纖維由碳纖維構(gòu)成。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的夾緊軸，其中，該夾緊板條在其徑向端具有由塑料和/或纖維復(fù)合材料構(gòu)成的殼罩形構(gòu)件。5.—種制造根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾緊軸的方法，其中，設(shè)有用于接納能徑向擴張的夾緊板條的異型體，長纖維圍繞該異型體層壓，其中該異型體在徑向內(nèi)向上貼靠在具有定向長纖維的至少一層上，其中該異型體與該長纖維一起借助硬化的樹脂結(jié)合，并且在樹脂硬化后所述能徑向擴張的夾緊板條被置入該異型體中。6.—種制造根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾緊軸的方法，其中，軸體大部分由纖維加強塑料制造以獲得盡可能高的抗彎強度，其中沿該軸體的周面銑削出多個空腔，其中這些空腔在徑向內(nèi)向上由纖維加強塑料層界定，并且能徑向擴張的多個夾緊板條被置入該空腔中。7.—種卷繞材料條的卷繞機，具有根據(jù)權(quán)利要求1的夾緊軸和安置在該夾緊軸的至少一側(cè)上的軸承裝置，該夾緊軸的各端在兩個相互間隔的區(qū)域內(nèi)支承在該軸承裝置中。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的卷繞機，具有設(shè)于該夾緊軸兩側(cè)的軸承裝置，該夾緊軸的兩端支承在該軸承裝置內(nèi)，其中兩個軸承裝置中的每一個在兩個相互間隔的區(qū)域內(nèi)支承該夾緊軸的對應(yīng)端。9.根據(jù)權(quán)利要求7至8之一所述的卷繞機，具有至少一個包圍該夾緊軸的卷繞筒管，該卷繞筒管借助擴張的夾緊板條能相對于該夾緊軸被固定。
【文檔編號】B65H75/24GK105849021SQ201480056954
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年10月15日
【發(fā)明人】F.霍夫曼
【申請人】溫德莫勒及霍爾希爾公司