Барабан биговального устройства
Изобретение относится к барабану, на котором установлено биговальное кольцо, в устройстве для бигования материала, такого как бумага. Задачей изобретения является разработка упругого биговального кольца, которое может быть разрезано с образованием двух примыкающих концов для обеспечения возможности установки кольца в устройство без снятия вала. Барабан (2) для установки упругого биговального кольца (8) биговального устройства выполнен в виде двух частей (14, 15), каждая из которых имеет цилиндрическую наружную поверхность (12) и отверстие для установки части барабана на вал (4). Первая и вторая части (14, 15) барабана имеют такую форму, что две части (14, 15) барабана могут упираться друг в друга с образованием между ними основания (18) и двух боковых стенок канала (6) для размещения упругого биговального кольца (8). По меньшей мере, одна боковая стенка канала (6) выполнена с углублением так, что упругое биговальное кольцо (8), расположенное в канале (6) и выступающее в боковом направлении в углубление, не может быть извлечено в радиальном направлении из канала (6). В результате, отсутствует необходимость расположения кольца (8) в натяжении для удержания его на месте, так что можно использовать разрезное кольцо (8) и выполнять замену колец в устройстве без удаления вала (4) из машины, в которой он установлен. Техническим результатом изобретения является разработка упругого биговального кольца и возможность его установки в устройстве без снятия вала. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к барабану, на котором установлено биговальное кольцо, в устройстве для бигования материала, такого как бумага, картон, пленка, фольга или другого листового материала, для обеспечения его простого сгибания. Устройство особенно подходит для установки на выходе печатной машины или на входе листогибочной машины, однако его можно также использовать в отдельной биговальной машине или в других сочетаниях.
Уровень техники
Большой процент печатного материала, такого как книжные обложки или поздравительные открытки, необходимо подвергать бигованию, прежде чем можно выполнять следующую операцию сгибания.
Известное устройство для бигования материала описано в заявке WO 00/55080. Устройство состоит из первого барабана, установленного на первом поворотном валу, при этом первый барабан имеет, по меньшей мере, одну канавку для удержания упругого кольца, которое выступает из канавки. Второй вал установлен на втором, параллельном поворотном валу и имеет, по меньшей мере, одну соответствующую канавку. Когда упругое кольцо, выступающее из первого барабана, находится на одной линии с канавкой второго барабана, лист материала, подаваемый между двумя вращающимися барабанами, подвергается бигованию за счет давления упругого кольца, деформирующего бумагу в канавку второго барабана.
Первый и второй параллельные валы могут быть обычно верхним и нижним валами обычной фальцевальной машины. Первый барабан установлен на первом валу, так что барабан и упругое кольцо вращаются вместе с валом. Второй барабан может быть установлен на втором валу с выравниванием соответствующих канавок. В качестве альтернативны, как описано в заявке на WO 2004/073966, второй барабан может быть установлен на подшипниках, так что он может вращаться независимо от второго вала и в предпочтительном варианте осуществления может также скользить в осевом направлении вдоль второго вала.
Первым недостатком указанного решения является то, что упругое кольцо необходимо растягивать за его рабочий диаметр для прохождения над наружной поверхностью барабана и достижения канавки. Несмотря на упругость кольца, это растяжение, особенно если оно повторяется во время срока службы кольца, может приводить к удлинению кольца, так что оно не входит полностью в канавку и не имеет достаточного натяжения для плотного вхождения в канавку. В результате бигование может становиться менее надежным, и, поскольку не плотно удерживаемое кольцо непрерывно деформируется при вращении барабана, может сокращаться срок службы кольца.
Вторым недостатком указанного решения является то, что новое кольцо может быть установлено в биговальное устройство лишь посредством удаления вала из машины, в которой он установлен. Хотя устройство может обеспечивать пространство для хранения запасных колец, их срок службы ограничен и кольца необходимо иногда заменять. Трудность удаления вала различна для разных машин, однако всегда является операцией, требующей времени, во время которой всю машину нельзя использовать для любой из ее функций.
Сущность изобретения
Изобретение предлагает барабан биговального устройства, содержащий первую часть барабана, имеющую цилиндрическую наружную поверхность и отверстие для установки первой части барабана на вал; и вторую часть барабана, имеющую цилиндрическую наружную поверхность и отверстие для установки второй части барабана на вал; при этом первая и вторая части барабана имеют такую форму, что две части барабана упираются друг в друга с образованием между ними основания и двух боковых стенок канала для размещения упругого биговального кольца; и причем, по меньшей мере, одна боковая стенка канала выполнена с углублением так, что обеспечивается удержание упругого биговального кольца, расположенного в канале и выступающего в боковом направлении в углубление в радиальном направлении из канала.
Выполнение барабана из двух частей с каналом, образованным в месте соединения двух частей, позволяет собирать барабан вокруг упругого биговального кольца вместо растяжения кольца для прохождения вокруг барабана. В частности, кольцо может скользить на место на первой части барабана посредством преимущественно осевого движения, так что кольцо не растягивается за рабочий диаметр перед приведением в упор второй части барабана для завершения канала. Первая часть барабана предпочтительно имеет форму для образования основания и одной боковой стенки канала, в то время как вторая часть барабана имеет форму для образования другой стенки канала. Это обеспечивает надежную посадку кольца на основании канала перед приведением в упор второй части барабана.
После фиксации двух частей барабана с упором друг в друга и с образованием канала между ними геометрическое замыкание стенок канала с углублениями и кольца удерживает кольцо на месте в канале. Больше не требуется, чтобы кольцо находилось в натяжении для удержания его на месте, так что можно использовать разрезное кольцо и его можно устанавливать в устройство без удаления вала из машины, в которой он установлен.
Для обеспечения назначения углубления, т.е. невозможности извлечения в радиальном направлении упругого биговального кольца, расположенного в канале и выступающего в боковом направлении в углубление, достаточно, чтобы при рассматривании канала в радиальном направлении внутрь, какая-либо часть канала была скрыта для наблюдателя. Это включает, но не ограничиваясь этим, случай, когда устье канала является наиболее узкой частью. «Углубление» или производные слова используются в данном описании в этом смысле.
Поперечное сечение канала предпочтительно имеет, по существу, плоское основание и две боковые стенки, сходящиеся от их пересечения с основанием в направлении устья канала. В таком канале может быть размещено упругое кольцо с поперечным сечением в форме ласточкиного хвоста, и оно обеспечивает, что плоское основание является самой широкой частью канала, за счет чего кольцо надежно располагается и удерживается внутри канала.
В предпочтительном варианте выполнения барабана, согласно изобретению, первая часть барабана имеет обращенную наружу направляющую поверхность меньшего диаметра, чем наружная цилиндрическая поверхность; а вторая часть барабана имеет обращенную внутрь поверхность, которая скользит по направляющей поверхности первой части барабана для приведения двух частей барабана в осевой упор друг с другом. Направляющая поверхность первой части барабана может расширяться к основанию канала для облегчения расширения непрерывного упругого кольца до рабочего диаметра; или же направляющая поверхность может быть цилиндрической поверхностью, которая также образует основание канала для облегчения расположения разрезного кольца.
Вторая часть барабана может быть выполнена в виде манжеты, выполненной с возможностью скольжения только по направляющей поверхности первой части барабана, при этом обращенная внутрь поверхность второй части барабана образована отверстием второй части барабана.
Изобретение предлагает также упругое биговальное кольцо для биговального устройства, при этом кольцо содержит выступающее в радиальном направлении биговальное ребро и, по меньшей мере, одно боковое ребро для размещения углублений боковой стенки канала в барабане биговального устройства. Как указывалось выше, кольцо может быть разрезано с образованием двух примыкающих концов для обеспечения возможности установки кольца в устройство без снятия вала.
Наконец, изобретение предлагает также способ установки упругого биговального кольца в барабан биговального устройства, включающий этапы, на которых: располагают упругое биговальное кольцо на основании и одной боковой стенке канала, образованной первой частью барабана; и обеспечивают осевое скольжение второй части барабана в упор с первой частью барабана, в результате чего обеспечивается расположение упругого биговального кольца также на второй боковой стенке канала, образованной второй частью барабана.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой первый вариант выполнения барабана, согласно изобретению, при этом верхняя половина показана в продольном разрезе;
Фиг.2 представляет собой второй вариант выполнения барабана, согласно изобретению, при этом верхняя половина показана в продольном разрезе;
Фиг.3 представляет собой альтернативные поперечные сечения канала для использования в биговальном устройстве, согласно изобретению.
На фиг.1 показан барабан 2, установленный на вращающемся валу 4, который образует часть биговального устройства. Барабан 2 образует канал 6, в котором размещено упругое биговальное кольцо 8 так, что биговальное ребро 10 кольца 8 выступает над наружной цилиндрической поверхностью 12 барабана 2. При использовании показанный барабан 2 располагают вблизи другого барабана с канавкой (не показан), установленного на второй, параллельный вал (не показан), как хорошо известно из уровня техники. Барабан с канавкой может быть прочно установлен с возможностью вращения со вторым валом, но предпочтительно вращается свободно независимо от второго вала и скользит в осевом направлении вдоль второго вала. Барабан с канавкой имеет, по меньшей мере, одну окружную канавку вокруг своей наружной цилиндрической поверхности, которая принимает биговальное ребро 10. Когда барабан 2, согласно изобретению, вращается, а барабан с канавкой вращается в противоположном направлении, то лист бумаги, картона или другого материала, подаваемый между биговальным ребром 10 барабана 2 и окружной канавкой противоположного барабана, деформируется и подвергается бигованию.
Сам показанный на фиг.1 барабан 2 имеет окружную канавку 13 в наружной поверхности 12. Это позволяет использовать идентичный барабан 2 в перевернутом виде в качестве барабана с канавкой на втором валу для выполнения бигования. Кроме того, если идентичный барабан также имеет биговальное кольцо 8, то биговальное кольцо 10 каждого барабана может входить в канавку 13 другого барабана с образованием расположенных на небольшом расстоянии друг от друга пары биговок (например, на расстоянии 6 мм), одна вверх и одна вниз, что желательно в таких применениях, как обложки каталогов и справочников.
Барабан 2 содержит первую часть 14 барабана и вторую часть 15 барабана. Каждая часть 14, 15 барабана имеет кольцевую форму с центральным отверстием, которое плотно прилегает вокруг вала 4. Винты 16, 17 без головки можно затягивать для прижатия соответствующих частей 14, 15 барабана к валу 4 или же отпускать для обеспечения скольжения частей 14, 15 барабана вдоль вала 4.
Канал 6 для удержания биговального кольца 8 (см. также фиг.3а) расположен в наружной поверхности 12 барабана 2 в месте соединения между двумя частями 14, 15 барабана. Первая часть 14 барабана образует основание 18 и первую боковую стенку 20 канала 6, в то время как вторая часть барабана образует вторую боковую стенку 21 канала 6. Основание 18 канала образовано частью, обращенной вверх цилиндрической направляющей поверхностью 22 первой части 14 барабана, которая имеет меньший радиус, чем цилиндрическая наружная поверхность 12. Вторая часть 15 барабана имеет соответствующую обращенную внутрь цилиндрическую наружную поверхность 24, которая скользит вдоль направляющей поверхности 22 первой части, пока обращенные друг к другу концевые поверхности соответствующих частей 14, 15 не придут в упор друг с другом.
Канал 6 имеет по существу прямоугольное поперечное сечение, но каждая боковая стенка 20, 21 имеет поднутрение 26, за счет чего канал 6 шире у основания 18, чем у своего устья. Упругое биговальное кольцо 8 имеет соответствующее поперечное сечение с широким основанием, сужающимся в более узкое тело. В качестве альтернативы его можно рассматривать как тело в целом с прямоугольным поперечным сечением с боковыми ребрами 27, выступающими в поднутренные углубления 26 боковых стенок 20, 21 канала 6. Биговальное ребро 10 выступает радиально наружу из биговального кольца 8; и на каждой стороне биговального ребра 10 имеется обращенная наружу упругая поверхность 28. Упругая поверхность слегка выступает за цилиндрическую наружную поверхность 12 барабана 2, так что она обеспечивает тягу для материала, который подается через биговальное устройство и помогает или заменяет специальные тяговые ленты, известные из уровня техники.
Поскольку биговальное кольцо 8 удерживается на месте за счет геометрического замыкания между углублениями боковых стенок 20, 21 канала 6 и боковыми ребрами 27 кольца 8, то биговальное кольцо 8 не должно быть натянуто вокруг барабана 2. Поэтому биговальное кольцо 8 может быть разрезано в точке 30 на своей окружности. Разъединение может быть выполнено посредством отливки первоначально с разрезом или посредством отливки непрерывного кольца с последующим разрезанием. В качестве альтернативы если толщина кольца и кривизна канала не очень большие, то кольцо 8 можно отливать или экструдировать в виде прямой полосы, а затем обертывать вокруг барабана 2 с образованием кольца на месте.
Барабан 2 собирают следующим образом. Две части 14, 15 барабана устанавливают на вал 4 и затягивают винт 16 без головки для фиксации первой части 14 барабана в правильном осевом положении для биговального кольца 8, расположенного в канале 6, для выполнения бигования в требуемой точке. Затем биговальное кольцо 8 располагают на первой части 14 барабана. Концы кольца 8 могут быть разделены в разрезе 30, и упругое кольцо 8 деформируют для прохождения зазора между концами над валом. Затем основание кольца 8 обертывают вокруг направляющей поверхности 22 первой части 14 и перемещают со скольжением в осевом направлении, так что кольцо 8 входит в зацепление с боковой стенкой 20 канала 6, при этом боковое ребро 27 расположено в поднутренном углублении 26. Два конца биговального ребра 8 должны безукоризненно сходиться, так что в биговальном ребре 10 нет зазора. Затем перемещают со скольжением в осевом направлении вторую часть 15 барабана вдоль вала 4 и вдоль направляющей поверхности 22 первой части 14 барабана, пока обращенные друг к другу концевые поверхности соответствующих частей 14, 15 не упрутся друг в друга, при этом второе боковое ребро 27 биговального кольца 8 находится в поднутрении 26 второй боковой стенки 21 канала 6. Винт 17 без головки затягивают для фиксации в этом положении второй части 15 барабана. Последовательность можно менять на противоположную для удаления или замены биговального кольца 8.
На фиг.2 показан вариант выполнения изобретения, аналогичный показанному на фиг.1. Соответствующие части обозначены одинаковыми позициями, и их описание повторно не приводится. Главное отличие состоит в том, что в этом варианте выполнения первая часть 14 барабана проходит по всей осевой длине барабана 2; и вторая часть 15 барабана не находится в контакте с валом, а выполнена в виде манжеты, скользящей лишь по направляющей поверхности 22 первой части барабана.
Разрез на фиг.2 выполнен по винтам 16, 17 без головки. Винт 17 без головки тот же, что и на фиг.1, и поворачивается в резьбовом отверстии для опоры на вал 4 и фиксации первой части 14 барабана в заданном положении. По сравнению с фиг.1 винт 17 без головки короче и не упирается в вал 4, а в первую часть 14 барабана. Он может упираться просто в направляющую поверхность 22, однако, как показано на фиг.2, предпочтительно он входит в шпоночную канавку 32, вырезанную в направляющей поверхности 22. Шпоночная канавка 32 может иметь любую длину в окружном направлении, однако предпочтительно она является по существу линейным каналом, параллельным оси в одном осевом положении вокруг направляющей поверхности 22. Шпоночная канавка 32 заканчивается недалеко от конца барабана 2, так что когда винт 17 без головки слегка отпущен, то вторая часть 15 барабана может скользить в осевом направлении вдоль направляющей поверхности 22 первой части 14 барабана, пока винт 17 не достигнет конца шпоночной канавки 32. Это достаточно открывает канал 6 для упругого кольца 8, подлежащего установке или удалению, но предотвращает отделение второй части 15 барабана от первой части 14 барабана без дальнейшего отвинчивания винта 17 без головки.
На фиг.3 показаны возможные различные поперечные сечения канала 6, хотя можно легко представить многие другие сечения. Место соединения между первой и второй частями 14, 15 барабана на этих чертежах не показано, поскольку оно может пересекать основание 18 канала 6 в различных точках и под различными углами.
На фиг.3а показан в увеличенном масштабе канал 6, согласно фиг. 1 и 2. Он имеет широкое плоское основание 18, а вертикальные боковые стенки 20, 21 имеют поднутрение под углом с пересечением углов основания 18 и с образованием углублений 26.
На фиг.3b показан вариант канала 6, в котором боковые стенки 20, 21 не имеют вертикальной части, а проходят под углом от устья канала до углов основания 18 с образованием углублений 26 по всей глубине канала.
На фиг.3с показана самая узкая часть канала 6, которая не обязательно должна быть у устья.
На фиг.3d показано, что углубление 26 может быть выполнено даже в канале 26 постоянной шириной, хотя эта асимметричная форма не является предпочтительной.
На фиг.3е показано углубление 26 полукруглого поперечного сечения, которое не доходит до основания 18 канала.
На фиг.3f показан канал 6 круглого поперечного сечения, в котором нет четкой границы между боковыми стенками 20, 21 и основанием 18. Однако это поперечное сечение все же имеет углубления 26, как определено выше, поскольку части канала, смежные с боковыми стенками 20, 21, не видны при рассматривании сверху.
Понятно, что описанные здесь варианты выполнения изобретения являются лишь иллюстрацией и не имеют ограничительного характера. В частности, показанные здесь в отдельных вариантах выполнения признаки можно использовать совместно в различных комбинациях.
Хотя в приведенных в качестве иллюстрации вариантах выполнения вторая часть 15 барабана показана скользящей по направляющей поверхности 22 первой части 14 барабана и фиксируемой с помощью винта 17 без головки, она может быть в качестве альтернативы установлена с помощью резьбового соединения, при условии принятия мер для фиксации части 15 против отвинчивания при вращении барабана 2.
Могут быть предусмотрены средства, такие как канал для хранения запасных упругих биговальных колец, во второй части барабана или между второй частью барабана и аналогичной третьей частью барабана (не показана).
1. Барабан (2) биговального устройства, содержащий
первую часть (14) барабана, имеющую цилиндрическую наружную поверхность (12) и отверстие для установки первой части барабана на вал (4); и вторую часть (15) барабана, имеющую цилиндрическую наружную поверхность (12) и отверстие для установки второй части барабана на вал (4);
при этом первая и вторая части (14, 15) барабана имеют такую форму, что две части (14, 15) барабана упираются друг в друга с образованием между ними основания (18) и двух боковых стенок (20, 21) канала (6) для размещения упругого биговального кольца (8);
причем, по меньшей мере, одна боковая стенка (20, 21) канала (6) выполнена с углублением так, что обеспечивается удержание упругого биговального кольца (8), расположенного в канале (6) и выступающего в боковом направлении в углубление (26) в радиальном направлении из канала (6).
2. Барабан по п.1, в котором поперечное сечение канала (6) имеет, по существу, плоское основание (18) и две боковые стенки (20, 21), сходящиеся от их места соединения с основанием (18) в направлении устья канала.
3. Барабан по п.1 или 2, в котором первая часть (14) барабана имеет форму для образования основания (18) и одной боковой стенки (20) канала, а вторая часть (15) барабана имеет форму для образования другой боковой стенки (21) канала.
4. Барабан по п.1, в котором первая часть (14) барабана имеет обращенную наружу направляющую поверхность (22) меньшего радиуса, чем наружная цилиндрическая поверхность (12), а вторая часть (15) барабана имеет обращенную внутрь поверхность (24), которая скользит по направляющей поверхности (22) первой части (14) барабана.
5. Барабан по п.4, в котором направляющая поверхность (22) первой части (14) барабана является цилиндрической поверхностью, которая также образует основание (18) канала.
6. Барабан по п.4 или 5, в котором вторая часть (15) барабана выполнена в виде манжеты, выполненной с возможностью скольжения полностью на направляющую поверхность (22) первой части (14) барабана, при этом обращенная внутрь поверхность (24) второй части (15) барабана образована отверстием второй части (15) барабана.
7. Упругое биговальное кольцо (8) биговального устройства, содержащее выступающее в радиальном направлении биговальное ребро (10) и, по меньшей мере, одно боковое ребро (27) для расположения в углублении боковой стенки (26) канала (6) в барабане (14, 15) биговального устройства.
8. Кольцо по п.7, в котором кольцо (8) разрезано с образованием двух примыкающих концов.
9. Кольцо по п.7 или 8, дополнительно содержащее, по существу, цилиндрическую тяговую поверхность (28), смежную с биговальным ребром (10).
10. Способ установки упругого биговального кольца (8) в барабан биговального устройства, включающей этапы, на которых
располагают упругое биговальное кольцо (8) на основании (18) и первой боковой стенке (20) канала, образованной первой частью (14) барабана; и
обеспечивают осевое скольжение второй части (15) барабана в упор с первой частью (14) барабана, в результате чего обеспечивается расположение упругого биговального кольца (8) также на второй боковой стенке (21) канала (6), образованной второй частью (15) барабана;
при этом биговальное кольцо (8) содержит, по меньшей мере, одно боковое ребро (27), которое за счет этого располагается в углублении (26), по меньшей мере, одной из первой и второй стенок (20, 21), так что обеспечивается удержание кольца (8) в радиальном направлении из канала (6).
11. Способ по п.10, в котором упругое биговальное кольцо (8) разрезано с образованием двух концов, при этом этап расположения кольца (8) включает обертывание кольца (8) вокруг первой части (14) барабана для приведения двух концов кольца (8) в упор друг с другом в канале (6).
