Сердечник для рулона материала - RU105273U1
Код документа: RU105273U1
Чертежи
Описание
2420-173535RU/081
СЕРДЕЧНИК ДЛЯ РУЛОНА МАТЕРИАЛА
Настоящая полезная модель относится к сердечнику для рулона материала. Материал может представлять собой печатную бумагу для полиграфической промышленности, или другой материал для других отраслей промышленности.
Известные сердечники для рулонов печатной бумаги, как правило, имеют форму картонных трубок. Эти картонные трубки традиционно выбрасывались, когда рулон бумаги на картонной трубке был использован. Однако это представляет значительную статью издержек, и их утилизация является неэкономичными, как с точки зрения необходимости утилизации сердечников, так и с точки зрения необходимости обеспечения новых сердечников. Дополнительно, в полиграфической промышленности, технологические разработки обеспечили системы слежения за катушками для слежения за рулонами бумаги, когда они перемещаются с бумажных заводов на товарные склады, в доки, канцелярские магазины и на печатные машины. Эти системы слежения включают в себя маркировку сердечников идентификационными метками. Идентификационные метки также являются значительной статьей расходов, и пользователи неудовлетворенны необходимостью в оплате стоимости идентификационных меток, если они выбрасываются вместе с использованными сердечниками после того, как печатная бумага на сердечниках была использована.
Попытка решения вышеупомянутой проблемы описана в GB-A-2400093, где описан сердечник для рулона печатной бумаги, содержащий участок корпуса, отверстие, проходящее сквозь корпус, первый концевой элемент, который разъемно прикреплен к первому концу корпуса, и второй концевой элемент, разъемно прикрепленный ко второму концу корпуса, при этом сердечник изготовлен из пластикового материала. Сердечник, описанный в GB-A-2400093, представляет собой значительное усовершенствование по сравнению с известными картонными сердечниками. Однако сердечник согласно GB-A-2400093 обладает собственными недостатками. Более подробно, промышленность требует все более крупных рулонов материала, с точки зрения диаметра рулонов и/или ширины рулонов, а также все больших скоростей вращения. Больше определенного размера, в ходе использования, сердечники, изготовленные из картона или пластикового материала, становятся неустойчивыми и подвержены поломке. Неустойчивость и поломка представляют серьезную потенциальную угрозу для персонала, управляющего машинным оборудованием, например полиграфическим оборудованием, в котором используется печатная бумага на сердечнике. Само оборудование также может быть повреждено. Таким образом, нормы техники безопасности и охраны труда противоречат использованию сердечников, изготовленных из картона, а также изготовленных из пластикового материала.
Задачей настоящей полезной модели является устранение вышеупомянутых проблем.
Соответственно, в одном неограничивающем воплощении настоящей полезной модели обеспечивается сердечник для рулона материала, содержащий корпус, первый концевой элемент, разъемно прикрепленный к первому концу корпуса, первое отверстие, проходящее сквозь первый концевой элемент, второй концевой элемент, разъемно прикрепленный ко второму концу корпуса, второе отверстие, проходящее сквозь второй концевой элемент, третье отверстие, проходящее сквозь корпус, при этом первое, второе, и третье отверстия имеют общую продольную ось, первое отверстие имеет гладкую внутреннюю поверхность, посредством чего первое отверстие может принимать патрон, так что центрирование патрона облегчается при помощи гладкой внутренней поверхности первого отверстия, второе отверстие имеет гладкую внутреннюю поверхность, посредством чего второе отверстие способно принимать патрон, так что центрирование патрона облегчается при помощи гладкой внутренней поверхности второго отверстия, корпус изготовлен из металла, а первый и второй концевой элементы изготовлены из пластиковых материалов, причем первый концевой элемент имеет первый фланец, который упирается в первый конец корпуса, второй фланец, который упирается во второй конец корпуса, при этом первый и второй фланцы и корпус имеют одинаковый внешний диаметр так, что сердечник имеет непрерывную жесткую внешнюю поверхность для приема рулона материала.
Изготовление корпуса из металла способствует преодолению вышеупомянутых проблем, связанных с неустойчивостью и поломкой, вызванных изготовлением сердечника из картона или пластикового материала. Более точно, в ходе больших скоростей вращения рулона материала на машинном оборудовании, таком, например, как полиграфическое оборудование, корпус имеет тенденцию к чрезмерному нагреву, если корпус изготовлен из пластикового материала. В результате, пластиковый материал теряет часть своей жесткости, и изгибается так, что корпус больше не простирается по прямой линии. Сердечник, изготовленный из картона, может потерять жесткость при подвергании влажной окружающей среде. В ходе вращения, сердечники из картона и пластикового материала имеют тенденцию выйти из равновесия, при этом корпус вызывает опасные колебания и даже поломку сердечника. Эту проблему можно решить при помощи корпуса, изготовленного из металла. Однако металл вызывает свои проблемы, поскольку вышеупомянутое применение идентификационных меток, как правило, будет недопустимо при использовании сердечника, изготовленного полностью из металла. Эту проблему можно преодолеть путем обеспечения первого и второго концевых элементов, изготовленных из пластикового материала. Пластиковый материал, как правило, будет выбираться так, чтобы он был достаточно мягким для обеспечения достаточного трения с патронами, помещаемыми в первый и второй элементы, и которые приводятся в движение для того, чтобы привести рулон материала во вращение. Эти патроны не должны скользить в первом и втором отверстиях первого и второго концевых элементов, соответственно. Также, пластиковый материал не должен быть таким твердым, чтобы разламываться при использовании в холодных условиях, например в странах с холодным климатом. Удерживающая способность первого и второго концевых элементов позволяет восстанавливать сердечник и не выбрасывать его, таким образом, преодолевая проблему, связанную с ненужными отходами, которая возникает при использовании картонных трубках. Использование металла для корпуса помогает преодолеть проблемы, связанные с использованием корпуса, изготовленного из пластикового материала или картона. Изготовление первого и второго концевых элементов из пластикового материала устраняет проблему, связанную с тем, что металл препятствует использованию идентификационных меток. Сердечник целиком может быть использован более одного раза. После такого многоразового использования, если конец будет поврежден, этот конец можно с легкостью заменить для того, чтобы обеспечить дальнейшее использование всего сердечника. Процесс многоразового использования, ремонта, и дальнейшего многоразового использования может быть повторен при желании и должным образом.
Сердечник может быть таким, что первый концевой элемент помещается в третье отверстие на первом конце корпуса, и что второй концевой элемент помещается в третье отверстие на втором конце корпуса. Ввод первого и второго концевых элементов в третье отверстие позволяет внешнему диаметру участка корпуса оставаться постоянным. Если первый и второй концевые элементы помещаются поверх первого и второго концов корпуса, внешний диаметр корпуса увеличивается, либо уменьшается диаметр первого и второго концов корпуса.
Предпочтительно, сердечник таков, что первый конец корпуса принимает вставной участок первого концевого элемента, и второй конец корпуса принимает вставной участок второго концевого элемента.
Сердечник может быть таким, что третье отверстие имеет продольно простирающиеся шпонки, и что вставные участки первого и второго концевых элементов имеют соответствующие пазы. При желании, вставные участки первого и второго элементов могут быть оборудованы продольно простирающимися шпонками, в этом случае третье отверстие будет иметь соответствующие ответные пазы. Продольно простирающиеся шпонки вдоль третьего отверстия значительно повышают прочность корпуса, так как шпонки увеличивают толщину стенки корпуса на глубину шпонок. Сопрягающиеся зацепляющиеся шпонки и пазы удерживают первый и второй концевые элементы на месте в третьем отверстии, и таким образом вращение, приложенное к первому и второму концевым элементам патронами в первом и втором отверстии, может быть передано на корпус, и рулон материала на сердечнике. Как правило, шпонки будут простираться по всей длине третьего отверстия. Корпус, таким образом, может быть легко экструдирован.
В альтернативном воплощении полезной модели, сердечник таков, что третье отверстие является ровным, и что вставные участки первого и второго концевых элементов являются ровными. В таком случае, вставные участки первого и второго концевых элементов могут удерживаться в третьем отверстии при помощи подходящего связующего вещества, или при помощи других подходящих и соответствующих крепежных средств.
Во всех воплощениях полезной модели, когда используются вставные участки, первый концевой элемент может иметь первую принимающую часть, и второй концевой элемент может иметь вторую принимающую часть. Первая и вторая принимающие части позволяют с легкостью помещать патроны в первое и второе отверстие первого и второго концевых элементов.
Сердечник может быть таким, что первый концевой элемент имеет первый фланец для опоры на первый конец корпуса, и второй концевой элемент имеет второй фланец для опоры на второй конец корпуса.
Во всех воплощениях полезной модели, сердечник может включать в себя винты, которые используются при съемном креплении первого и второго концевых элементов к корпусу.
Металл, используемый для корпуса, предпочтительно представляет собой алюминий. Алюминий предпочтительно представляет собой алюминиевый сплав. Предпочтительным в настоящее время алюминиевым сплавом является алюминиево-магниево-кремниевый сплав. Такой алюминиево-магниево-кремниевый сплав изготавливается под маркой № 6063ТА, и используется для структурных частей самолета. Использование алюминиевого сплава позволяет достичь в три раза больших скоростей вращения, чем можно достичь при корпусе, изготовленном из пластикового материала.
Пластиковый материал, используемый для первого и второго концевых элементов, предпочтительно представляет собой сополимер полипропилена.
Сердечник в соответствии с настоящей полезной моделью может включать в себя идентификационную метку для обеспечения возможности отслеживания сердечника в применении.
Как правило, идентификационная метка будет оборудована на одном из первого и второго элементов. Однако, при желании, идентификационная метка может быть предусмотрена как на первом концевом элементе, так и на втором. Если один из первого и второго концевых элементов повреждается, например, патроном, то этот поврежденный концевой элемент можно легко заменить, идентификационную метку можно восстановить, и оставшаяся часть сердечника будет сохранена.
Предпочтительно, идентификационная метка представляет собой радиочастотную идентификационную метку. Могут быть использованы и другие типы идентификационных меток.
Настоящая полезная модель также распространяется на рулон материала, включающий в себя сердечник в соответствии с полезной моделью. Материалом предпочтительно является печатная бумага, но альтернативно это могут быть и обои, картон, пленка из пластмассы, фольга или ткань. Пленка из пластмассы может быть использованы в обертывающей промышленности или упаковочной промышленности. Фольга может быть изготовлена из пластикового материала или из металла, например, из алюминия. Ткань может быть использована для одежды, полотен или штор.
Воплощения полезной модели будут описаны далее, лишь в виде примера, и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фигуры 1-3 схематично изображают три этапа, ведущих к поломке известного картонного сердечника;
Фигура 4 изображает частично покомпонентный вид первого сердечника согласно настоящей полезной модели;
Фигура 5 изображает вид с торца корпуса сердечника, показанного на Фигуре 4;
Фигура 6 изображает разрез одного из концов сердечника, показанного на Фигуре 4, и показывает ввод патрона для обеспечения возможности использования сердечника, как показано в целом на Фигуре 1;
Фигура 7 изображает вид с торца, показывающий, как сердечник, показанный на Фигуре 6, затягивается;
Фигура 8 изображает правый конец второй сердечника согласно настоящей полезной модели, второй сердечник имеет идентификационную метку;
Фигура 9 изображает сердечник с Фигуры 8 в употреблении; и
Фигура 10 изображает схематичный вид в перспективе сердечника в употреблении, как показано на Фигуре 9.
Как показано на Фигуре 1, сердечник 2, изготовлен из картонного материала. Показано, что сердечник 2 расположен между двумя установочными блоками 4, 6, которые показаны схематично, и которые могут формировать подходящие части широкого разнообразия печатных машин. Может требоваться, чтобы сердечник 2 имел длину от 700 мм до более 4300 мм. Когда рулон бумаги 8 практически был размотан с сердечника 2, сердечник может вращаться со скоростью 1400-2900 оборотов в минуту.
Фигура 2 показывает, что сердечник 2 имеет тенденцию к началу неконтролируемого вращения. В результате деформации формы сердечника 2 до формы, показанной на Фигуре 2, сердечник 2 подвергается большим вибрациям и отгибается от прямой линии.
Фигура 3 показывает, что случается, если вращение сердечника 2 продолжается, когда сердечник 2 находится в состоянии, показанном на Фигуре 2. Более точно, на Фигуре 3 можно увидеть, что сердечник 2 разломался на большие куски, которые произвольно отходят от установочных опор 10. Большие отломанные куски 12, 14 сердечника 2 либо отлетают от печатной машины, и могут таким образом причинить вред персоналу, работающему вблизи печатной машины, либо они бьют по деталям печатной машины, и, таким образом, возможно, повреждают печатную машину. Очевидно, что все это опасно, и нормы безопасности и охраны труда требуют, чтобы такого не происходило.
Если сердечник 2 альтернативно изготовлен из пластикового материала, достигается значительное улучшение по сравнению с использованием картона для сердечника 2. Тем не менее, требования полиграфической промышленности постоянно требуют все больших и больших рулонов бумаги, и все больших скоростей вращения сердечника. При рулонах бумаги диаметром более 1,5 метров, и больших скоростях вращения, сердечник 2, изготовленный из пластикового материала, также будет стремиться деформироваться до формы, показанной на Фигуре 2. Это возникает из-за того, что пластиковый материал нагревается в ходе использования, и пластиковый материал для сердечника 2 тогда становится недостаточно прочным для удержания рулона бумаги 8 в ходе использования. В результате это приводит к по меньшей мере большим вибрациям, и отхождению от прямой линии, как случается при картонном сердечнике 2, и как показано на Фигуре 2. В лучшем случае это может потребовать остановки оборудования, с закономерной потерей производственного времени, и возможным нарушением сроков работы. В крайних случаях, сердечник 2, изготовленный из пластикового материала, может сорваться с установочных опор 8, с последующей опасностью для персонала и оборудования.
Теперь, ссылаясь на Фигуры 4-7, показан первый сердечник 16 согласно настоящей полезной модели. Сердечник 16 предназначен для рулона печатного материала (не показано). Сердечник 16 содержит корпус 18, первый концевой элемент 20, который разъемно прикреплен к первому концу 22 корпуса 18, и первую скважину 24 в первом концевом элементе 20. Сердцевина 16 также содержит второй концевой элемент 26, разъемно прикрепленный ко второму концу 28 корпуса 18. Второе отверстие (не показано) простирается сквозь второй концевой элемент 26. Первый и второй концевые элементы 20, 26 имеют одинаковую конструкцию. Третье отверстие 30 простирается сквозь корпус 18.
Первое отверстие 24, второе отверстие и третье отверстие 28 имеют общую продольную ось. Первое отверстие 24 имеет гладкую внутреннюю поверхность 32, посредством чего первое отверстие 24 способно принимать патрон 34 так, чтобы центрированию патрона 34 способствовала гладкая внутренняя поверхность 32 первого отверстия 24. Подобным образом, второе отверстие имеет гладкую внутреннюю поверхность, посредством чего второе отверстие способно принимать патрон (не показано), так, что центрирование патрона облегчается при помощи гладкой внутренней поверхности второго отверстия.
Корпус изготовлен из металла в форме алюминиево-магниево-кремниевого сплава, который известен в самолетостроении под маркой № 6063ТА. Первый и второй концевые элементы 22, 26 изготовлены из пластикового материала в форме сополимера полипропилена. Сополимер полипропилена является достаточно мягким для захвата патронов так, что при использовании, патроны в первом и втором концевых элементах 20, 26 не вращаются относительно первого и второго концевых элементов 20, 26. Это особенно важно при использовании машинного оборудования, которое осуществляет вращательное торможение через патроны, таким образом, создавая высокие показатели крутящего момента. Первая и вторая вставки из пластикового материала действуют как соединение привода с гибким валом, поглощая непредвиденные или высокие уровни торможения. При таких высоких уровнях торможения, картон стал бы расслаиваться. Пластиковый материал также достаточно мягкий, чтобы не разламываться в ходе использования, особенно при холодных температурах. Использование алюминиевого сплава для корпуса 18 позволяет сделать корпус 18 длиннее и выдерживать большие нагрузки в ходе больших скоростей вращения сердечника 16, чем в случае, если корпус 18 изготовлен из картона или пластикового материала. Если бы корпус 18 был изготовлен из картона или пластикового материала, то большие скорости вращения стремились бы вынудить корпус 18 изогнуться или разломаться, как показано на фигурах 2 и 3.
Первый концевой элемент 20 помещен в третье отверстие 30 на первом конце 22 корпуса 18. Подобным образом, второй концевой элемент 26 помещен в третье отверстие 30 на втором конце 28 корпуса 18. Более точно, первый конец 22 корпуса 18 принимает вставной участок 36 первого концевого элемента 20. Подобным образом, второй конец 28 корпуса 18 принимает вставной участок 38 второго концевого элемента 26.
Корпус 18 таков, что третье отверстие 30 имеет продольно простирающиеся шпонки 40. Вставные участки 36, 38 первого и второго концевых элементов 20, 26, соответственно, имеют сопрягающиеся пазы 42. Шпонки 40 и пазы 42 зацепляются друг с другом для обеспечения приложения вращения, приложенного к первому и второму концевым элементам 20, 26, к корпусу 18. Дополнительно, как лучше видно на фигуре 5, шпонки 40 выполняют функцию упрочняющих элементов для корпуса 18. Шпонки 40, как показано на фигуре 5, имеют такую же толщину, как толщина корпуса 18. Таким образом, в местах расположения шпонок 40, корпус 18 имеет толщину, в два раза превышающую его обычную толщину. Это помогает корпусу 18 поддерживать очень тяжелые бумажные грузы, например до трех тонн при ширине 2,2 метра, и при высоких оборотах, например 2900 оборотов в минуту в точке, когда бумага на сердечнике 16 почти закончилась, эта точка известна как точка соединения внахлест. Корпус 18 может вращаться со скоростью 4200 оборотов в минуту, и его длина может достигать 4,5 метров. Таким образом, несмотря на то, что алюминий дороже пластикового материала, можно использовать его в более жестких условиях, и его срок службы может превышать в три раза срок службы сопоставимого корпуса 18, изготовленного из пластикового материала. Этот увеличенный срок службы снижает значение первичного увеличения стоимости алюминия по сравнению с начальной стоимостью пластикового материала. Дополнительно, существует дополнительное преимущество, заключающееся в том, что алюминиевый корпус может быть использован при больших длинах, чем при изготовлении из пластиковых материалов, при больших скоростях вращения и с более тяжелыми бумажными грузами. Более того, использование алюминия безопасно для окружающей среды, поскольку оно помогает избежать утилизации относительно большого числа корпусов 18, и соединенных с ними первых и вторых концевых элементов 20, 26, изготовленных из пластикового материала.
Первый концевой элемент 22 имеет первый фланец 44, который упирается в первый конец 22 корпуса 18. Подобным образом, второй концевой элемент 26 имеет второй фланец 46, который упирается во второй конец 28 корпуса 18. Первый и второй фланцы и корпус 18имеют одинаковый внешний диаметр так, что сердечник 16 имеет непрерывную жесткую внешнюю поверхность для приема рулона материала.
Как показано на фигуре 6, первый концевой элемент 20 имеет первую принимающую часть 48. Эта первая принимающая часть 48 предназначена для облегчения ввода патрона 34 в отверстие 24. Подобным образом, второй концевой элемент 26 имеет вторую принимающую часть для облегчения ввода патрона 34 в его отверстие.
Фигура 7 показывает патрон 34 в первом отверстии 24 первого концевого элемента 20. Видно, что патрон 34 имеет четыре захватных элемента 50, которые захватывают гладкую внутреннюю поверхность 32 первого отверстия 24. Фигура 7 также показывает использование длинного стержня 52, например длиной 1 метр. Очень большое давление прилагается к концу стержня 52 в направлении, показанном стрелкой 54. Это вызывает вращение патрона 34 по часовой стрелке в первом отверстии 24, и вынуждает захватные элементы 50 туго захватывать гладкую внутреннюю поверхность 32. При помощи этих средств, патрон 34 легко можно центрировать в первом отверстии 24, а также он может достаточно прочно удерживаться в первом отверстии 24 для приложения к патрону движущей силы, так чтобы весь сердечник 16 мог вращаться.
Теперь, ссылаясь на фигуры 8, 9 и 10, показан второй сердечник 58 согласно настоящей полезной модели. Частям, подобным частям сердечника 2, присвоены подобные ссылочные позиции для облегчения сравнения и понимания. Таким образом, второй сердечник 58 имеет корпус 18, первый концевой элемент 20 и второй концевой элемент 26. Показано, что сердечник 58 поддерживает рулон бумаги 60.
Идентификационная метка 62, представляющая собой радиочастотную идентификационную метку 62, прикреплена, как показано, к внешней поверхности первого и/или второго концевого элемента 20, 26. Идентификационная метка 62 имеет антенну 64, открытую во фланцах 44, 46 для обеспечения возможности передачи на пост управления. Передача, как правило, будет представлять собой передачу уникального идентификационного номера или другой подходящей информации для идентификации. Использование идентификационной метки или меток 62 позволяет отслеживать рулон бумаги 60, когда он перемещается с бумажного завода на товарный склад, в док, в канцелярский магазин и на печатную машину. Идентификационные метки 62 представляют значительную статью расходов, и их можно сохранить, если первый и/или второй концевые элементы 20, 26 повредятся. Вместо выброса всего сердечника 58, поврежденный первый или второй концевой элемент 20, 26 можно заменить, а идентификационную метку 62 восстановить и использовать повторно. Идентификационная метка 62, как правило, будет прикреплена лишь к одному из первого и второго концевых элементов 20, 26. Однако при сердечниках длиной более одного метра, или если этого требует машинное оборудование, логистика или параметры управления, идентификационная метка 62 может быть прикреплена как к первому, так и ко второму концевым элементами 20, 26. При желании, идентификационная метка может быть прикреплена к корпусу 18, например, посредине корпуса 18. В этом случае, может быть использована двухпроводная антенна, при этом каждый луч простирается в каждый конец корпуса 18 и в концевой элемент 20, 26 на этом конце корпуса 18. Корпус 18 действует, как клетка Фарадея, и, как правило, будет предотвращать или мешать передаче сигнала. Однако так как идентификационная метка 62 имеет антенну, оканчивающуюся в одном или обоих из первого и второго концевых элементов 20, 26, антенна простирается за конец корпуса 18, и можно достичь передачи сигнала.
Очевидно, что воплощения полезной модели, описанные выше со ссылкой на прилагаемые чертежи, были приведены в виде примера, и что допустимы модификации. Таким образом, например, сердечники 16, 58 могут быть использованы для другого материала, нежели бумага.
Реферат
1. Сердечник для рулона материала, содержащий корпус, первый концевой элемент, разъемно прикрепленный к первому концу корпуса, первое отверстие, проходящее сквозь первый концевой элемент, второй концевой элемент, разъемно прикрепленный ко второму концу корпуса, второе отверстие, проходящее сквозь второй концевой элемент, третье отверстие, проходящее сквозь участок корпуса, при этом первое, второе и третье отверстия имеют общую продольную ось, первое отверстие имеет гладкую внутреннюю поверхность, посредством чего первое отверстие способно принимать патрон, так, чтобы центрирование патрона облегчалось при помощи гладкой внутренней поверхности первого отверстия, второе отверстие имеет гладкую внутреннюю поверхность, посредством чего второе отверстие способно принимать патрон, так, чтобы центрирование патрона облегчалось при помощи гладкой внутренней поверхности второго отверстия, при этом корпус изготовлен из металла, а первый и второй концевые элементы изготовлены из пластикового материала, причем первый концевой элемент имеет первый фланец, который упирается в первый конец корпуса, второй фланец, который упирается во второй конец корпуса, при этом первый и второй фланцы и корпус имеют одинаковый внешний диаметр так, что сердечник имеет непрерывную жесткую внешнюю поверхность для приема рулона материала. ! 2. Сердечник по п.1, в котором первый концевой элемент помещается в третье отверстие на первом конце корпуса, и в которой второй концевой элемент помещается в третье отверстие на втором конце корпуса. ! 3. Сердечник по п.2, в котором первый конец корпуса принимает вставной участок первого концевого э�
Формула
