CN1137477A - 用于旋转支承各种材料的卷材的管状轴的强化结构 - Google Patents

Abstract

轻合金、塑性材料或类似材料的管状轴的强化结构，可用于旋转支承纸、纤维、金属板或类似材料的卷材，它包括若干有螺纹的直圆柱形钢杆，可旋入相应的纵向螺纹孔中，这些孔按等分角度的位置设置在轻合金、特别是铝合金、硬质塑料或类似材料的管状轴的环形周边的厚度部分上，所述螺纹孔相互平行并尽可能远离管状轴的纵向中心线，以便圆柱形杆旋入所述孔后，能够在负载旋转时阻抗轴的弯曲趋势。

Description

用于旋转支承各种材料的卷材的管状轴的强化结构

本发明涉及一种强化轻合金或类似材料的管状轴的复合结构，轴可以是外表面光滑的类型或者外表面上有液压膨胀装置的类型，该轴用于旋转支承板状、带状或类似材料的卷材，后者可带有管状芯轴或者绕其本身卷成。

众所周知，旋转支承重型、大尺寸的卷的轴通常为圆柱形管状结构，以减小其重量并增强抵抗旋转时不可避免地受到的弯曲的能力。

为了达到这些目的，这类轴必须由钢或高硬度的合金制成。

此外，为了使卷材能够卡锁在其支承轴上，需要卡锁—解脱装置，一般情况下，该装置由置于轴的圆柱形空腔中的弹性材料的外壳或腔室组成，并与液压源相通，于是当膨胀时，它们就把卡销或卡舌元件从圆柱结构表面上的开口推出，于是将卷材的管芯锁定在轴上。在其他一些情况下，空心轴的圆柱形表面具有角度相等的四边形或燕尾形的纵向凹槽，带有一个或多个空腔，通过膨胀产生卡销的径向移动并将滚轮的管芯锁定在轴上，这些卡销处于空腔中，并由各种系统所保持。

在轻型小尺寸的卷材的情况下，通过用同轴的楔子插入到管芯的端部，即插入轴表面和管芯圆柱表面之间而将卷锁定在轴上。

在所有上述的情况下，特别是对于重型大尺寸的卷材，这种轴必须用高机械强度和刚性的材料制成，以避免高速转动时轴发生不希望的弯曲。

为了克服这一缺点，采用了只具有小直径的孔的钢轴或金属合金轴，这样就造成了可观的成本和相当的重量。

所以，本发明的一个目的是提供一种用于支承板材、带材或类似材料的卷的管状轴的强化结构，这样的铝合金、硬质塑料或类似材料制成的管状轴能够具有一个增加了的抗弯强度，基本与管状钢轴所具有的抗弯强度为相同的数量级，同时具有总的装配轴重量减轻、生产成本降低、应用广泛的显著优点。本发明的另一个目的是提供一种上述类型的强化结构，该结构既简单，又能迅速制成，同时还适合根据不同要求的各种长度和直径的轻合金、塑料或类似材料的轴，以使这些轴用来支承更重的大直径的卷材。

再一个目的是提供一种强化结构，它可应用在轻合金或塑料的管状轴上，可以是具有光滑外表面的或是外表面上具有等径向距离燕尾形或类似形状的纵向槽的轴，以便根据已有的技术可制成圆柱形空腔中有膨胀腔的膨胀轴或是槽内有若干空腔的膨胀轴。

上述的这些目的将从下面的叙述中变得更加清晰，这些目的是通过一种管状轴的强化结构来达到的，该轴可用于旋转支承纸、塑料、纤维或金属带等类似材料的卷材，根据本发明，该结构包括一些有螺纹的直的圆柱形钢杆，通过旋转拧入相应的纵向螺纹孔中，这些孔按等分角度或基本等分角度的位置设置在轻合金(特别是铝合金)、硬质塑料或类似材料的管状轴的环形厚度部分上，所述螺纹孔相互平行并尽量远离管状组件的纵向中心轴线，以便使所述圆柱形杆旋入所述螺纹孔后，能够在负载旋转时抵抗轴的弯曲趋势。

所述圆柱形加强杆具有基本与管状轴相同的长度。

所述圆柱形加强杆所需的数量是这样的，对于两个圆柱形杆之间的每一个弧形区域，在其直径相对的区域总是对应有至少一个或两个圆柱形杆，于是当轴在负载下旋转时，在上面位置的圆柱形杆承受压力，而在直径相对的下部的圆柱形杆承受张力。

此外，所述强化结构可应用于光滑表面的轴和具有用于卷材锁定的膨胀装置的轴。

本发明的其他特征和优点从下面给出的详细描述中并结合附图将更加明显，附图给出非限制性的例子，其中：

图1为本发明的合金或类似材料的管状轴部分的强化结构的第一个实施例的立体图；

图2为本发明强化结构的另一个实施例的立体图。

参照所述附图，特别是图1，本发明的强化结构适用于管状轴，用1表示其总体，它由硬质塑性材料如聚氯乙烯(PVC)或铝合金制成。在其外圆柱壁2上有五个断面呈四边形的纵向槽3，这些槽实际上沿着轴的全长延伸并且是等角度分布的。

槽3具有一个或多个空气腔室，其上装有卡销或卡舌装置，每当空气腔室充气时，卡销或卡舌装置就从槽3中径向伸出；这种“膨胀”构造是现有技术的一部分，因而不作进一步的描述。一种特别有效的膨胀构造，其结构简单、互换性好且生产成本低，它构成了本发明申请人的意大利专利1100972号的主题。

相反，图2示出了一种轻合金、例如铝合金或塑性材料的空心轴，它具有一光滑外圆柱形表面，并设计成可接纳膨胀元件，元件由轴的圆柱形空腔中的空气腔室操纵，并从图2中3a所示的长孔中伸出。

根据本发明，由轻合金或类似材料制成的两种轴1的强化结构基本上由若干圆柱形的且全长上有螺纹的钢杆4构成，在本例的图中示出五个钢杆。

每支钢杆4旋入螺纹孔5中，该螺纹孔沿纵向加工在轴1的环形壁6的厚度部分中，并基本沿轴的全长延伸。

螺纹孔5按等分角度布置并平行于轴1的纵向重心线。该螺纹孔5应最大可能地远离管状轴1的中心线，以便获得轴的最大刚度、特别是当轴带着负载卷材旋转时的最大抗弯曲强度。

为了进一步减小空心轴旋转时的变形，最好使用奇数个与空心轴尺寸大小相适应的加强杆，或者，杆的数目使得在旋转时每当一个杆处于上面位置从而受到由于载荷产生的弯曲压应力时，在直径相对的位置上总有至少一个杆受到张力。用这种方式，上面和下面位置的杆相互共同配合，以减小轴的弯曲。

实际上已发现，上述的强化结构可以使低刚性材料、例如铝合金、硬质塑料和其类似材料制成的管状轴具有必要的刚度，且具有比相同尺寸的钢轴重量显著减轻的优点，重量的减小量可达到甚至超过50％。

显然，可对本发明所描述的实施例进行改进，包括对轴的构成材料和加强杆的数量的改变，但这些不会超出本发明的保护范围。

Claims (4)

1.轻合金、塑性材料或类似材料制成的管状轴的强化结构，可用于旋转支承纸、纤维、金属板或类似材料的卷材，其特征为，它由一些加工有螺纹的直圆柱形钢杆组成，钢杆可旋入相应的纵向螺纹孔中，这些孔按等分角度的位置设置在轻合金、特别是铝合金、硬质塑料或类似材料的管状轴的环形周边的厚度部分上，所述螺纹孔相互平行并尽可能地远离管状轴的纵向中心线，以便使所述圆柱形杆在旋入所述螺孔后，能够在负载旋转时阻抗轴的弯曲趋势。

2.根据权利要求1所述的强化结构，其特征为，所述圆柱形加强杆和其相应的螺纹孔最好具有与管状轴长度相等的长度。

3.根据权利要求1或2所述的强化结构，其特征为，所述圆柱形杆的数量是使得对于两个相邻杆之间的每一个部位，在直径相对的部位总对应有至少一个杆。

4.根据以上权利要求所述的强化结构，其特征在于，所述杆及其相应的孔最好沿管状轴的全长进行螺纹加工。