專利名稱：用于旋轉(zhuǎn)支承各種材料的卷材的管狀軸的強化結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種強化輕合金或類似材料的管狀軸的復合結(jié)構(gòu)，軸可以是外表面光滑的類型或者外表面上有液壓膨脹裝置的類型，該軸用于旋轉(zhuǎn)支承板狀、帶狀或類似材料的卷材，后者可帶有管狀芯軸或者繞其本身卷成。
眾所周知，旋轉(zhuǎn)支承重型、大尺寸的卷的軸通常為圓柱形管狀結(jié)構(gòu)，以減小其重量并增強抵抗旋轉(zhuǎn)時不可避免地受到的彎曲的能力。
為了達到這些目的，這類軸必須由鋼或高硬度的合金制成。
此外，為了使卷材能夠卡鎖在其支承軸上，需要卡鎖—解脫裝置，一般情況下，該裝置由置于軸的圓柱形空腔中的彈性材料的外殼或腔室組成，并與液壓源相通，于是當膨脹時，它們就把卡銷或卡舌元件從圓柱結(jié)構(gòu)表面上的開口推出，于是將卷材的管芯鎖定在軸上。在其他一些情況下，空心軸的圓柱形表面具有角度相等的四邊形或燕尾形的縱向凹槽，帶有一個或多個空腔，通過膨脹產(chǎn)生卡銷的徑向移動并將滾輪的管芯鎖定在軸上，這些卡銷處于空腔中，并由各種系統(tǒng)所保持。
在輕型小尺寸的卷材的情況下，通過用同軸的楔子插入到管芯的端部，即插入軸表面和管芯圓柱表面之間而將卷鎖定在軸上。
在所有上述的情況下，特別是對于重型大尺寸的卷材，這種軸必須用高機械強度和剛性的材料制成，以避免高速轉(zhuǎn)動時軸發(fā)生不希望的彎曲。
為了克服這一缺點，采用了只具有小直徑的孔的鋼軸或金屬合金軸，這樣就造成了可觀的成本和相當?shù)闹亓俊?br> 所以，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于支承板材、帶材或類似材料的卷的管狀軸的強化結(jié)構(gòu)，這樣的鋁合金、硬質(zhì)塑料或類似材料制成的管狀軸能夠具有一個增加了的抗彎強度，基本與管狀鋼軸所具有的抗彎強度為相同的數(shù)量級，同時具有總的裝配軸重量減輕、生產(chǎn)成本降低、應用廣泛的顯著優(yōu)點。本發(fā)明的另一個目的是提供一種上述類型的強化結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)既簡單，又能迅速制成，同時還適合根據(jù)不同要求的各種長度和直徑的輕合金、塑料或類似材料的軸，以使這些軸用來支承更重的大直徑的卷材。
再一個目的是提供一種強化結(jié)構(gòu)，它可應用在輕合金或塑料的管狀軸上，可以是具有光滑外表面的或是外表面上具有等徑向距離燕尾形或類似形狀的縱向槽的軸，以便根據(jù)已有的技術(shù)可制成圓柱形空腔中有膨脹腔的膨脹軸或是槽內(nèi)有若干空腔的膨脹軸。
上述的這些目的將從下面的敘述中變得更加清晰，這些目的是通過一種管狀軸的強化結(jié)構(gòu)來達到的，該軸可用于旋轉(zhuǎn)支承紙、塑料、纖維或金屬帶等類似材料的卷材，根據(jù)本發(fā)明，該結(jié)構(gòu)包括一些有螺紋的直的圓柱形鋼桿，通過旋轉(zhuǎn)擰入相應的縱向螺紋孔中，這些孔按等分角度或基本等分角度的位置設置在輕合金(特別是鋁合金)、硬質(zhì)塑料或類似材料的管狀軸的環(huán)形厚度部分上，所述螺紋孔相互平行并盡量遠離管狀組件的縱向中心軸線，以便使所述圓柱形桿旋入所述螺紋孔后，能夠在負載旋轉(zhuǎn)時抵抗軸的彎曲趨勢。
所述圓柱形加強桿具有基本與管狀軸相同的長度。
所述圓柱形加強桿所需的數(shù)量是這樣的，對于兩個圓柱形桿之間的每一個弧形區(qū)域，在其直徑相對的區(qū)域總是對應有至少一個或兩個圓柱形桿，于是當軸在負載下旋轉(zhuǎn)時，在上面位置的圓柱形桿承受壓力，而在直徑相對的下部的圓柱形桿承受張力。
此外，所述強化結(jié)構(gòu)可應用于光滑表面的軸和具有用于卷材鎖定的膨脹裝置的軸。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點從下面給出的詳細描述中并結(jié)合附圖將更加明顯，附圖給出非限制性的例子，其中

圖1為本發(fā)明的合金或類似材料的管狀軸部分的強化結(jié)構(gòu)的第一個實施例的立體圖；圖2為本發(fā)明強化結(jié)構(gòu)的另一個實施例的立體圖。
參照所述附圖，特別是圖1，本發(fā)明的強化結(jié)構(gòu)適用于管狀軸，用1表示其總體，它由硬質(zhì)塑性材料如聚氯乙烯(PVC)或鋁合金制成。在其外圓柱壁2上有五個斷面呈四邊形的縱向槽3，這些槽實際上沿著軸的全長延伸并且是等角度分布的。
槽3具有一個或多個空氣腔室，其上裝有卡銷或卡舌裝置，每當空氣腔室充氣時，卡銷或卡舌裝置就從槽3中徑向伸出；這種“膨脹”構(gòu)造是現(xiàn)有技術(shù)的一部分，因而不作進一步的描述。一種特別有效的膨脹構(gòu)造，其結(jié)構(gòu)簡單、互換性好且生產(chǎn)成本低，它構(gòu)成了本發(fā)明申請人的意大利專利1100972號的主題。
相反，圖2示出了一種輕合金、例如鋁合金或塑性材料的空心軸，它具有一光滑外圓柱形表面，并設計成可接納膨脹元件，元件由軸的圓柱形空腔中的空氣腔室操縱，并從圖2中3a所示的長孔中伸出。
根據(jù)本發(fā)明，由輕合金或類似材料制成的兩種軸1的強化結(jié)構(gòu)基本上由若干圓柱形的且全長上有螺紋的鋼桿4構(gòu)成，在本例的圖中示出五個鋼桿。
每支鋼桿4旋入螺紋孔5中，該螺紋孔沿縱向加工在軸1的環(huán)形壁6的厚度部分中，并基本沿軸的全長延伸。
螺紋孔5按等分角度布置并平行于軸1的縱向重心線。該螺紋孔5應最大可能地遠離管狀軸1的中心線，以便獲得軸的最大剛度、特別是當軸帶著負載卷材旋轉(zhuǎn)時的最大抗彎曲強度。
為了進一步減小空心軸旋轉(zhuǎn)時的變形，最好使用奇數(shù)個與空心軸尺寸大小相適應的加強桿，或者，桿的數(shù)目使得在旋轉(zhuǎn)時每當一個桿處于上面位置從而受到由于載荷產(chǎn)生的彎曲壓應力時，在直徑相對的位置上總有至少一個桿受到張力。用這種方式，上面和下面位置的桿相互共同配合，以減小軸的彎曲。
實際上已發(fā)現(xiàn)，上述的強化結(jié)構(gòu)可以使低剛性材料、例如鋁合金、硬質(zhì)塑料和其類似材料制成的管狀軸具有必要的剛度，且具有比相同尺寸的鋼軸重量顯著減輕的優(yōu)點，重量的減小量可達到甚至超過50％。
顯然，可對本發(fā)明所描述的實施例進行改進，包括對軸的構(gòu)成材料和加強桿的數(shù)量的改變，但這些不會超出本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.輕合金、塑性材料或類似材料制成的管狀軸的強化結(jié)構(gòu)，可用于旋轉(zhuǎn)支承紙、纖維、金屬板或類似材料的卷材，其特征為，它由一些加工有螺紋的直圓柱形鋼桿組成，鋼桿可旋入相應的縱向螺紋孔中，這些孔按等分角度的位置設置在輕合金、特別是鋁合金、硬質(zhì)塑料或類似材料的管狀軸的環(huán)形周邊的厚度部分上，所述螺紋孔相互平行并盡可能地遠離管狀軸的縱向中心線，以便使所述圓柱形桿在旋入所述螺孔后，能夠在負載旋轉(zhuǎn)時阻抗軸的彎曲趨勢。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強化結(jié)構(gòu)，其特征為，所述圓柱形加強桿和其相應的螺紋孔最好具有與管狀軸長度相等的長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的強化結(jié)構(gòu)，其特征為，所述圓柱形桿的數(shù)量是使得對于兩個相鄰桿之間的每一個部位，在直徑相對的部位總對應有至少一個桿。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求所述的強化結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述桿及其相應的孔最好沿管狀軸的全長進行螺紋加工。
全文摘要
輕合金、塑性材料或類似材料的管狀軸的強化結(jié)構(gòu)，可用于旋轉(zhuǎn)支承紙、纖維、金屬板或類似材料的卷材，它包括若干有螺紋的直圓柱形鋼桿，可旋入相應的縱向螺紋孔中，這些孔按等分角度的位置設置在輕合金、特別是鋁合金、硬質(zhì)塑料或類似材料的管狀軸的環(huán)形周邊的厚度部分上，所述螺紋孔相互平行并盡可能遠離管狀軸的縱向中心線，以便圓柱形桿旋入所述孔后，能夠在負載旋轉(zhuǎn)時阻抗軸的彎曲趨勢。
文檔編號B65H75/18GK1137477SQ9610396
公開日1996年12月11日 申請日期1996年4月2日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月3日
發(fā)明者吉奧維尼·蓋特蓋爾 申請人:I.E.S.公司