專利名稱：可膨脹的軸的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種可膨脹的軸，該軸用于可旋轉地支承由材料制成的輥的管狀芯部，所述管狀芯部必須在纏繞或退繞過程期間受到支承。所述材料可以是紙，也可以是其他類型的卷軸材料，諸如織物、金屬、塑料膜、箔、膠帶等。用于插入芯部的可膨脹的軸采用具有縱向延伸的類型，并且采用沿著該軸的縱向方向延伸的輪廓，該輪廓包括多個縱向凹槽， 可充氣和可膨脹的腔，適于布置在凹槽中，以及布置成連接所述可充氣和可膨脹的腔的握持裝置，所述握持裝置適于在可充氣和可膨脹腔進行膨脹的情況下在第一位置與第二位置之間徑向移動。此外，本發明涉及一種使可膨脹的軸膨脹的方法。所述握持裝置采用鎖定-釋放裝置的類型，其可被推動與待纏繞的輥的芯部的內部接觸，使得該芯部在纏繞過程期間保持在所述軸的相同位置處。該握持裝置通過將所述握持裝置壓制在芯部上或進入芯部內部而將所述芯部保持定位。
背景技術：
用于可旋轉地支承重的大尺寸輥的可膨脹的軸是公知的。對軸進行膨脹通常采用純機械力或流體壓力實現，該流體壓力大多數時間是氣動的，因為壓力下的空氣正常情況下存在于制造工廠中。根據本發明的軸采用流體壓力類型。美國專利3，053，467公開一種類型的流體壓力可膨脹的軸，其中該軸具有中空軸，外圓柱狀殼體包括多個徑向開口，在其上形成對稱模式，一系列單獨的T截面的握持部件位于相應的孔中，采用中心設置的細長環形腔形式的可充氣的腔與該握持部件連接。當該環形腔充氣時，該握持部件向外變形并且與芯部接合。這種類型同樣從專利申請 US-A-4, 461，430、DE-A1-195 24489 和 DE-U1-295 10 88 3 中公知。上述可膨脹的軸存在的劣勢包括，所有的握持部件獨立地連接環形充氣腔的表面。如果握持元件在所有徑向方向上都不具有相同的剛度，那么其將導致在纏繞期間搖擺。 纏繞期間的搖擺使得在纏繞中，重新纏繞材料的邊緣不會精確地垂直于芯部的軸線，進一步地，該搖擺在機械部件中產生不平衡，導致軸、軸承和受連接部件的磨損。纏繞期間的搖擺也能夠導致產品的質量差或無法使用。例如，如果該軸使用在打印工作中，該搖擺會導致打印質量差。該環形充氣腔易于受到損壞，并且通常會脹破。當空氣從可充氣腔排放時，后者變形，由此，該握持部件會掉落到中空軸中。在這種情況下，由于該軸的內部結構，所以難于在工作地點修理該軸，該軸必須返回至制造商。此外，這種類型具有下述問題，即，將極大的外力施加至環形可充氣腔，該腔可以側向地移動。具有僅一個氣囊的環形可充氣腔進一步趨向于將該芯部膨脹為脫離圓形的狀態，并且從該芯部的內側磨掉材料。另一種類型的膨脹軸采用下述輪廓類型，其中，該軸具有多邊形形狀，該軸的表面設置有具有四邊形形狀的傾斜等距的縱向凹槽，承載一個或多個氣腔，其在膨脹時，導致銷徑向移動并且相對于輥的芯部鎖定該軸，這些銷定位在氣腔上。這種類型的軸公知于例如 US-A-5 681 007 禾口 DE-A-44 39 035。
由于它們的多邊形形狀和凹槽，這種類型的膨脹輪廓軸必須采用具有高機械強度和剛性的材料制成。這些類型的軸通常采用擠壓鋁制成。擠壓鋁輪廓軸不總是具有足夠的機械強度，易受到沖擊的影響并且需要相對昂貴的制造成本。如果該軸同時需要良好的對中和高強度，那么所述軸通常采用磨制的鋼制成并且具有非常昂貴的制造成本。鋼軸還具有明顯的重量并且在安裝和拆卸過程期間需要額外且比較昂貴的操作工具。此外，由于外部形狀，這些類型的軸易于在更換芯部時受到沖擊的影響。對于輪廓的損害會導致尖的角部，因此使氣腔和易于受到損害的端部件穿孔。因此，需要對上述劣勢提供靈活的方案。
發明內容
本發明的一個目的是完全或部分地克服上述劣勢以及現有技術的缺陷。更具體地說，本發明的一個目的是提供一種可膨脹的軸，具有增加的彎折強度，同時減小成本和總重量。同樣重要的是，該芯部在纏繞期間不在該軸上軸向地移動，否則，重新纏繞的紙的邊緣將不再精確地垂直于該芯部的軸線。同樣地，本發明的一個目的在于提供一種軸，該軸的構造簡單，制造成本低廉并且易于拆卸進行維護和修理。本發明的另一目的是提供一種具有最小數量的不同部件的軸，從而減小零件的數量和成本。上述目的，以及許多其他目的、優勢和特征將根據下述說明書而變得清楚明了，其通過根據本發明的方案實現，其中，所述可膨脹的軸包括布置在所述輪廓的外部的外圓柱狀管，所述外圓柱狀管包括多個開口，并且，所述握持裝置對齊所述管中的開口，使得所述握持裝置在可膨脹的腔的膨脹期間沿軸的徑向方向突伸過并且越出所述管。包括外圓柱狀管狀結構的軸增加剛性和強度，尤其提供相應于彎折應力的最大阻力。在外圓柱狀管的強度增加的情況下，可使用更便宜和更輕的輪廓。總共地，包括外圓柱狀管的可膨脹的軸減小重量、成本并且增加彎折應力，所述軸不可避免地在旋轉期間經受該應力。添加的強度進一步增加軸的壽命。具有外圓柱狀管的軸進一步具有下述優勢，該軸能夠容易地拆卸從而進行維修和替換。通過移除該外圓柱狀管，該輪廓能夠得到維護，泄漏的可膨脹的腔能夠被密封或替換。根據本發明的一項實施例，所述輪廓可具有至少三個縱向凹槽。三個或多個縱向凹槽使得所述握持裝置能夠將芯部支撐在至少三個不同位置，由此獲得可膨脹軸的對中。根據本發明的優選軸的輪廓具有三個縱向凹槽，使得可膨脹的軸實現最好的對中。可膨脹的軸可具有包括三個或六個縱向凹槽的輪廓，所述凹槽優選地分別以 120°或60°的角布置在它們之間。當所述輪廓包括六個縱向凹槽時，可充氣的腔能夠被連續地充氣。根據一項實施例，所述握持裝置可沿著所述軸的縱向方向或切向方向延伸。當握持裝置沿著所述軸的切向方向延伸時，它們將對圍繞外周的主要部分的芯部提供均勻的支
4撐。在本發明的一項實施例中，該軸可包括軌道，所述軌道布置在所述可膨脹的腔與所述握持裝置之間的凹槽中。所述軌道保護所述可充氣的腔并且有助于形成簡單的結構。 在根據本發明的另一實施例中，所述握持裝置可連接至所述軌道。在根據本發明的一項實施例中，一個或多個彈性或彈簧部件可布置成與軌道連接，當所述腔放氣時，所述彈性或彈簧部件適于促使所述軌道進入所述凹槽。所述彈性或彈簧部件可采用彈簧件，彈性彎折件，0型環，橡膠帶等。在根據本發明的一項實施例中，所述軌道具有凸起從而可拆卸地固定所述握持裝置。具有小凹窩的握持裝置可由此壓靠該凸起，由此，獲得可拆卸的固定。該握持裝置和/ 或凸起可具有采用其他凸起或凹窩形式的進一步的接合。所述握持裝置也可咔持或擰入或者采用任何其他適當方式可拆卸地固定至所述軌道。在根據本發明的實施例中，該輪廓可分為多個模塊。采用這種方式，該輪廓能夠容易地采用多個不同長度制成。在另一實施例中，所述模塊可形成有用于握持裝置的下壓部。兩個模塊能夠放置到一起并且握持裝置可部分地在兩個模塊上延伸。在根據本發明的一項實施例中，該輪廓模塊可裝配在一個或多個桿上。所述模塊由此通過裝配在所述桿上而相對于彼此保持定位。所述模塊被推動到一起從而形成長的輪廓。所述模塊設置在所述桿上，類似于鏈上的珍珠。所述模塊中用于容納所述桿的孔可定位在所述凹槽之間。除了確保所述模塊的正確設置，所述桿也可為軸提供額外的強度。這一額外的強度從桿的自身強度獲得，也通過由固定軸獲得的增加強度實現。正確的設置意味著，凹槽必須設置在外圓柱狀管中的多個開口的直接下方。所述桿可采用許多不同的材料制成，但是如果強度也是一個重要問題，那么桿可優選地采用任何堅硬的材料制成，例如，鋼、鐵、鋁或其他適當的材料。根據本發明，可膨脹的腔可通過氣壓膨脹，因為壓力下的空氣在制造工廠中正常情況下是存在的。本發明也涉及用于膨脹一可膨脹的軸的方法。該方法包括下述步驟-將可膨脹的軸設置入芯部，-將可充氣介質連接至所述軸，以及-經由可充氣的介質使可膨脹的腔膨脹，使得所述握持裝置徑向地向外移動抵靠所述芯部的內表面，由此，所述軸對齊在所述芯部內部，使得所述芯部被固定并且保持。
本發明和其許多優勢將參照示意性附圖進行更詳細地說明，為了示出的目的，其示出一些非限制性的實施例，其中圖1示意性地示出一項實施例的透視圖，其中，該握持裝置沿著軸的縱向方向延伸，該握持裝置處于第一位置。圖2示意性地示出圖1的實施例，握持裝置處于第二位置。圖3示意性地示出另一項實施例的透視圖，其中，該握持裝置沿著軸的切向方向延伸，握持裝置處于第一位置。圖4示意性地示出圖3的實施例，握持裝置處于第二位置。圖5示意性地示出圖4的實施例的透視圖，其中，外圓柱狀管已經被移除。圖6示意性地示出圖3的實施例，圖6(A)是沿著圖6的線A-A的橫截面剖視圖， 圖6(B)是沿著圖6的線B-B的橫截面剖視圖。圖7示意性地示出一項實施例的透視圖，其中，其輪廓被分為多個模塊。圖8示意性地示出該充氣部件的透視圖。圖9示意性地示出圖8的充氣分配部件，圖9 (A)是沿著圖9的線A-A所做的橫截面剖視圖，圖9(B)是充氣分配部件的透視圖。圖10示意性地示出一項實施例的透視圖，其中，該輪廓被分為裝配在桿上的多個模塊。圖11示意性地示出具有握持裝置的軌道的一項實施例。所有的附圖是高度示意性的，并不必要按照比例，它們僅是必要性地用于闡述本發明的部件，其他部件被省略或者僅僅是建議使用的。
具體實施例方式本發明將參照附圖所示的優選實施例進行更具體地說明。在那些圖中，附圖標記 1指代根據本發明的可膨脹軸。該可膨脹軸1具有外部圓柱狀管2，包括多個開口，握持裝置3在其中對齊。該握持裝置3能夠沿著該軸的徑向方向突伸并且超出該管。該握持裝置3適于根據一未公開的可充氣腔而在第一位置與第二位置之間進行徑向地移動。在圖1 中，該握持裝置3沿著軸1的縱向方向拉長，該握持裝置3處于第一位置。在該未公開的可充氣腔的膨脹期間，該握持裝置3將從第一位置移動至第二位置，超過圖2所公開的外部圓柱狀管2。在第二位置，該握持裝置3將與待纏繞的輥的芯部的內部接觸，使得該芯部在纏繞過程期間保持在該軸上的相同位置處。該握持裝置3通過將握持裝置3壓制在該芯部上或進入該芯部內部而將該芯部保持定位。在該表面上，該握持裝置3能夠進一步地涂覆有彈性材料，或者其可具有粘性表面，由此在該芯部的內表面上穩固良好的握持，而不將其損壞。在一些情況下，理想地，該握持裝置3伸入該芯部的內部。在這種情況下，該握持裝置3 能夠具有帶一個或多個尖端的表面。該握持裝置均勻地設置在該軸上，均勻的壓力同時地由該可充氣腔施加在其上。由此，清楚可知，該軸將其本身對中在芯部中，隨著其整體直徑由所述腔的充氣而增加。圖3公開本發明的一項實施例，其中，該握持裝置3沿著軸1的切向方向延伸。該握持裝置3處于第一位置。圖4公開與圖3中相同的軸1，但是這里握持裝置3處于第二位置。圖3和圖4公開不具有任何表面的握持裝置3。從附圖中可見，該握持裝置3如何可從軸1的外部替換，而不拆卸軸1。圖5公開具有切向握持裝置3的軸1的一項實施例，其中，外部圓柱狀管2已經被移除。在這一實施例中，該輪廓4具有三個凹槽(在透視圖中，僅可見一個凹槽)。該握持裝置3連接至軌道6，軌道6設置在凹槽中。當不可見的可膨脹的腔充氣時，帶有連接握持裝置3的軌道6將在凹槽中沿徑向地移動，該握持裝置3將被推動穿過并且越出位于外部圓柱狀管中的開口，未示出。當纏繞過程完成時，該輥的芯部通過膨脹腔7的放氣而被從膨脹軸1移除，由此， 來自于該芯部的內表面上的握持裝置3的壓力將停止，重力作用將推動帶有握持裝置3的軌道6進入凹槽。機身側上的握持裝置3將仍然伸展超過外部圓柱狀管2中的開口，但是不具有任何壓制力，因此易于從軸1移除該輥。當軸1必須設置在待纏繞的新輥中時，機身側上的握持裝置3仍然伸展超過外部圓柱狀管2中的開口。即使在這些握持裝置3上不存在壓力，它們在一些情況下仍然使得該更換復雜化。一個或多個柔性或彈性部件5能夠設置圍繞該握持裝置3或部分地圍繞該握持裝置3，或者，如圖5所公開的那樣，圍繞軌道6， 也將自動地將機身側上的握持裝置3吸入凹槽中。彈性或彈簧部件5能夠采用任何適當的形式和材料制成，例如，金屬或塑性彈簧或者橡膠帶或者彈性0型環。當可膨脹的腔被充氣時，該彈性或彈簧裝置將打開或拉伸，當可膨脹的腔被放氣時，該彈性或彈簧裝置將收縮并且所有的握持裝置將被吸入凹槽。圖6公開圖5的實施例，包括外部圓柱狀管2，圖6 (A)公開沿著圖6的線A-A所做的橫截面剖視圖，圖6(B)公開沿著圖6的線B-B所做的橫截面剖視圖。該線A-A相對于彈性部件5分離軸1，線B-B穿過握持裝置3分離軸。圖6(A)中的橫截面剖視圖公開一項實施例，其中，彈性部件5部分地圍繞輪廓4和軌道6設置從而當該膨脹腔7被放氣時，自動地將該握持裝置吸入凹槽中。每個軸的彈性或彈簧部件5的數量取決于軸的長度。圖6 (B) 中的橫截面剖視圖公開由于如圖6(A)中公開的彈簧部件5而被吸入同樣在機身側上的凹槽的握持裝置3。圖7公開本發明的一項實施例的透視圖，其中，所公開的外圓柱狀管2具有在外圓柱狀管中的開口。輪廓4以模塊的方式累積形成并且在這一實施例中具有六個縱向凹槽9。 該握持裝置3布置成位置轉移/錯位，由此，該握持裝置3與基本上該軸的整個外周表面接觸，由此將良好的握持穩定在芯部的內表面上，同時不會使該表面變形或損壞。所述模塊能夠形成有相應于握持裝置3的下壓部10。下壓部10形成為使得兩個模塊放置到一起形成相應于握持裝置3的空間。該輪廓4可通過一個單獨的模塊形成，所述單獨的模塊通過使該輪廓模塊在反射(reflection)和60度旋轉之間交替而組裝形成。圖8公開一項實施例，其中，該軸被分為充氣入口部分11、分配部分12和軸部分 13。該分配部分12公開在圖9中，圖9(A)是沿著圖9的線A-A所做的橫截面剖視圖。該分配部件12進一步公開在圖9(B)中的透視圖中。空氣通過入口閥14并且經由分配部分 12使可膨脹腔7充氣。該分配部件12將空氣分配入管入口 15。在所公開的實施例中，空氣根據帶有三個可充氣腔的具有三個凹槽的輪廓而被分配進入三個管入口 15。該充氣可設置在軸1的一端或兩端中。優選的實施例是可膨脹腔具有管件的形式并且通過來自于管件的一端或兩端的空氣而被膨脹的實施例。現有技術通常使用封閉的管，具有沿縱向側的用于充氣的孔。替代地使用根據本發明的管件是低成本的方案，不需要制備孔，緊固和其他裝配件。圖10公開本發明的一項實施例的透視圖，其中，外圓柱狀管2包括多個孔，在這些孔中可設置握持裝置。該輪廓4公開為以模塊的形式聚集(在圖10中可僅看見兩個模塊)。 所述模塊被推到一起從而形成長的輪廓。在這一實施例中，輪廓4具有三個縱向凹槽9。所述模塊在這一實施例中使用總共三個縱向桿16相對于彼此保持定位。所述模塊被裝配在桿16上，類似于弦上的珍珠。在模塊中用于容納桿16的三個孔定位在凹槽9之間。除了確保正確地設置所述模塊，桿也可為該軸提供額外的強度。這一額外的強度即從桿自身的強度獲取，也從固定軸的增加強度獲取。圖11公開一項具有凸起17的軌道6的實施例。該圖示意性地公開具有小凹窩18 的握持裝置3如何可以被壓靠凸起17，由此獲得可拆卸的固定。該握持裝置3和/或凸起可具有采用凸起或凹窩形式的進一步接合。該軌道6設置在輪廓中的凹槽中的可膨脹的腔的上方。(在圖11中未公開)。當具有可膨脹腔和軌道的該輪廓已經設置在外圓柱狀管中時，該握持裝置能夠通過將握持裝置3壓制在軌道6上的凸起17而拆卸地連接至軌道。該握持裝置也可擰入或采用任何其他適當的方式可拆卸地連接至軌道。該外圓柱狀管可采用任何強硬的材料制造，例如，鐵、鋼、鋁或其他適當的材料。該輪廓可通過擠壓或鑄造過程制造。優選的材料是塑料，易于處理，相對便宜并且 S度低ο該握持裝置可根據在纏繞過程下待支撐的輥的尺寸和類型而采用許多不同的材料制造。材料的實例可以是聚合物材料，例如聚氨酯、聚乙烯或聚酰胺或天然橡膠等，或者類似于鋁的金屬。雖然已經結合本發明的優選說明本發明，但是本領域技術人員清楚可知，可在不脫離由隨后的權利要求限定的本發明的情況下得到若干改變。
權利要求
1.一種用于插入芯部的可膨脹的軸(1)，所述可膨脹的軸具有縱向延伸并且包括-輪廓G)，沿著所述軸的縱向方向延伸，所述輪廓包括多個縱向凹槽(9)；-可充氣和可膨脹的腔(7)，適于布置在所述凹槽(9)中；-布置成連接至腔(7)的握持裝置(3)，所述握持裝置適于在可充氣和可膨脹的腔膨脹的情況下在第一位置與第二位置之間徑向移動，使得所述握持裝置C3)根據所述可膨脹的腔(7)的膨脹而可在第一位置和第二位置之間沿徑向方向移動其中-外圓柱狀管⑵布置在所述輪廓⑷的外部，所述外圓柱狀管包括多個開口，并且其中，所述握持裝置C3)對齊所述管的開口，使得所述握持裝置在可膨脹的腔的膨脹期間沿軸的徑向方向突伸穿過并且超出所述管。
2.根據權利要求1所述的軸(1)，其中，所述輪廓包括至少三個縱向凹槽(9)。
3.根據權利要求2所述的軸(1)，其中，所述輪廓包括三個或六個縱向凹槽(9)，所述凹槽優選地分別以120°或60°的角布置在它們之間。
4.根據前述任一權利要求所述的軸(1)，其中，所述握持裝置C3)沿著所述軸的縱向方向延伸。
5.根據權利要求1-3任一項所述的軸(1)，其中，所述握持裝置C3)沿著所述軸的切向方向延伸。
6.根據前述任一權利要求所述的軸(1)，其中，軌道(6)布置在所述可膨脹的腔(7)與所述握持裝置(3)之間的凹槽(9)中。
7.根據權利要求6所述的軸(1)，其中，所述握持裝置C3)連接至所述軌道(6)。
8.根據權利要求6或7所述的軸(1)，其中，一個或多個彈性或彈簧部件( 布置成與軌道連接，當所述腔放氣時，所述彈性或彈簧部件適于促使所述軌道進入所述凹槽。
9.根據權利要求8所述的軸(1)，其中，所述部件(5)采用彈簧件，彈性彎折件，0型環， 橡膠帶等。
10.根據權利要求6-9任一項所述的軸(1)，其中，所述軌道具有凸起(17)從而可拆卸地固定所述握持裝置(3)。
11.根據前述任一權利要求所述的軸(1)，其中，所述輪廓(4)被分為多個模塊。
12.根據權利要求11所述的軸(1)，其中，所述握持裝置C3)部分地延伸過兩個模塊。
13.根據權利要求11或12所述的軸(1)，其中，所述模塊裝配在一個或多個桿(16)上從而確保相關聯于所述外圓柱狀管( 中的多個開口而正確地將凹槽(9)布置在所述模塊中。
14.一種用于膨脹根據前述權利要求1-13任一項所述的可膨脹的軸(1)的方法，該方法包括下述步驟-將可膨脹的軸設置入芯部，-將可充氣介質連接至所述軸，以及-經由可充氣的介質使可膨脹的腔(7)膨脹，使得所述握持裝置徑向地向外移動抵靠所述芯部的內表面，由此，所述軸對齊在所述芯部內部，使得所述芯部被固定并且保持。
15.根據權利要求14所述的方法，其中，所述可膨脹的腔被順序地(sequentially)充氣。
全文摘要
本發明涉及一種用于插入芯部的可膨脹的軸(1)，所述可膨脹的軸具有縱向延伸并且包括輪廓(4)，沿著所述軸的縱向方向延伸，所述輪廓包括多個縱向凹槽(9)；可膨脹和可膨脹的腔(7)，適于布置在所述凹槽(9)中；布置成連接至腔(7)的握持裝置(3)，所述握持裝置適于在可膨脹和可膨脹的腔膨脹的情況下在第一位置與第二位置之間徑向移動，使得所述握持裝置(3)根據所述可膨脹的腔(7)的膨脹而可在第一位置和第二位置之間沿徑向方向移動，其中外圓柱狀管(2)布置在所述輪廓(4)的外部，所述外圓柱狀管包括多個開口，并且其中，所述握持裝置(3)對齊所述管的開口，使得所述握持裝置在可膨脹的腔的膨脹期間沿軸的徑向方向深處穿過并且超過所述管。
文檔編號B65H75/24GK102292276SQ200980154988
公開日2011年12月21日 申請日期2009年10月23日 優先權日2009年1月20日
發明者K.韋伯 申請人:林代爾產品公司