FR2583398A1

FR2583398A1 - Shaft which can expand and retract, especially for the gripping of mandrels receiving materials in the form of a web

Info

Publication number: FR2583398A1
Application number: FR8509168A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-06-17
Filing date: 1985-06-17
Publication date: 1986-12-19
Also published as: FR2583398B3

Abstract

A shaft which can expand and retract in order to position and grip mandrels onto which materials in the form of a web are wound, which comprises semi-cylindrical shells, which can move radially, defining the external surface of the shaft, and a control means actuated by compressed air in order to move the said shells radially, the shaft being characterised in that the said control means comprises two pistons 18, 18' solidly attached to a central hollow shaft 20 provided with an axial bore 21 for supplying the two chambers E, E', in which the said pistons move, with compressed air, these pistons interacting with tapered rings 22, 22', 22" in order to move the said shells 32, 32' radially.

Description

La présente invention concerne un arbre expansible et rétractable, conçu pour assurer le positionnement et le serrage de mandrins sur lesquels sont enroulés des matériaux en bande, tels que, notamment, des rouleaux de papier pour des machines à imprimer, des rouleaux de matières plastiques pour toutes applications, et en particulier pour l'emballage, des bandes métalliques, etc. The present invention relates to an expandable and retractable shaft, designed to ensure the positioning and tightening of mandrels on which are wound strip materials, such as, in particular, rolls of paper for printing machines, rolls of plastics for all applications, and in particular for packaging, metal strips, etc.

Généralement, les arbres expansibles comprennent une vessie gonflable interposée entre un arbre central et des coquilles semi-cylindriques, délimitant la surface extérieure de l'arbre expansible devant serrer le mandrin, la vessie étant alimentée par de 1' air comprimé afin de déplacer radialement lesdites coquilles, qui viennent alors s'appliquer contre le mandrin à serrer (voir notamment le brevet français n" 77 19 097, déposé le 22 juin 1977 par le présent titulaire). Generally, the expandable shafts comprise an inflatable bladder interposed between a central shaft and semi-cylindrical shells, delimiting the external surface of the expandable shaft which must tighten the mandrel, the bladder being supplied with compressed air in order to move said radially shells, which are then applied against the mandrel to be tightened (see in particular French patent No. 77 19 097, filed on June 22, 1977 by the present holder).

La présente invention se propose d'apporter un arbre expansible dont l'organe de commande n'est pas constitué par une vessie gonflable, qui constitue un élément relativement fragile. The present invention proposes to provide an expandable shaft whose control member is not constituted by an inflatable bladder, which constitutes a relatively fragile element.

En conséquence, cette invention concerne un arbre expansible et rétractable pour assurer le positionnement et le serrage de mandrins sur lesquels sont enroulés des matériaux en bande, qui comprend des coquilles semi-cylindriques déplaçables radialement et délimitant la surface extérieure de l'arbre, et un moyen de commande actionné par de l'air comprimé pour déplacer radialement lesdites coquilles, cet arbre étant caractérisé en ce que ledit moyen de commande comprend deux pistons, solidaires d'un arbre creux central pourvu d'un alésage axial pour l'alimentation en air comprimé de deux chambres dans lesquelles se déplacent lesdits pistons, ces derniers coopérant avec des.bagues coniques pour déplacer radialement lesdites coquilles. Consequently, this invention relates to an expandable and retractable shaft for ensuring the positioning and tightening of mandrels on which strip materials are wound, which comprises semi-cylindrical shells radially displaceable and delimiting the external surface of the shaft, and control means actuated by compressed air to move said shells radially, this shaft being characterized in that said control means comprises two pistons, integral with a central hollow shaft provided with an axial bore for the air supply compressed two chambers in which move said pistons, the latter cooperating with conical rings to displace said shells radially.

Selon une caractéristique de cette invention, les coquilles comportent des bagues à profil interne tronconique coopérant avec lesdites bagues coniques pour assurer le déplacement radial des coquilles. According to a characteristic of this invention, the shells comprise rings with a frustoconical internal profile cooperating with said conical rings to ensure the radial displacement of the shells.

Selon l'invention, l'ensemble mobile constitué par les pistons et l'arbre sur lequel ils sont montés est muni d'un moyen de rappel agissant à l'encontre de l'action de l'air comprimé, notamment un ressort ou un vérin. According to the invention, the mobile assembly constituted by the pistons and the shaft on which they are mounted is provided with a return means acting against the action of compressed air, in particular a spring or a cylinder.

Selon une autre caractéristique de cette invention, les coquilles sont retenues en expansion à l'aide de flasques, fixés respectivement sur les extrémités dudit arbre expansible. According to another characteristic of this invention, the shells are retained in expansion by means of flanges, fixed respectively on the ends of said expandable shaft.

Selon cette invention, l'alimentation en air comprimé des chambres re cevant respectivement les pistons s'effectue par l'intermédiaire d'ajutages radiaux forés dans ledit arbre creux et débouchant sur l'alésage axial de cet arbre. According to this invention, the supply of compressed air to the chambers respectively receiving the pistons is effected by means of radial nozzles drilled in said hollow shaft and opening onto the axial bore of this shaft.

D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés, qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les dessins:
- les Figures 1 et 2 sont des vues identiques, en coupe axiale verticale, montrant l'arbre expansible selon l'invention, respectivement au repos et à l'état expansé.Other characteristics and advantages of this invention will emerge from the description given below with reference to the appended drawings, which illustrate an embodiment thereof devoid of any limiting character. In the drawings:
- Figures 1 and 2 are identical views, in vertical axial section, showing the expandable shaft according to the invention, respectively at rest and in the expanded state.

L'arbre expansible selon cette invention comprend, comme connu, des demi-coquilles semi-cylindriques 32, 32', délimitant la surface externe de l'arbre, et qui sont déplaçables radialement vers l'extérieur par un moyen de commande décrit ci-après, afin de venir s'appliquer contre la surface interne du mandrin à serrer (non représenté). Ces coquilles 32, 32' sont retenues sur les extrémités 10, 12 de l'arbre par l'intermédiaire de flasques 36, 36', fixés par des vis dans lesdites extrémités, ces flasques permettant en outre de limiter les déplacements radiaux des coquilles 32, 32', comme on le voit clairement en examinant le dessin. The expandable shaft according to this invention comprises, as known, semi-cylindrical half-shells 32, 32 ′, delimiting the external surface of the shaft, and which are displaceable radially outwards by a control means described below after, in order to be applied against the internal surface of the mandrel to be tightened (not shown). These shells 32, 32 'are retained on the ends 10, 12 of the shaft by means of flanges 36, 36', fixed by screws in said ends, these flanges also making it possible to limit the radial displacements of the shells 32 , 32 ', as can be clearly seen by examining the drawing.

L'arbre expansible comporte, disposé selon son axe, un arbre creux 20 dont l'alésage axial 21 débouche sur une enceinte 14, alimentée en air comprimé par l'intermédiaire d'une valve de commande 16. Cet arbre creux 20 comporte deux ajutages radiaux 30, 30' faisant communiquer l'alésage axial 21 avec deux chambres E, E' dans lesquelles peuvent se déplacer deux pistons 18, 18' fixes sur l'arbre 20. Comme on le voit sur la Figure 2, la chambre E a un volume délimité par les faces en regard du piston 18 et de l'extrémité 12 de l'arbre, le volume de la chambre E' est délimité par les surfaces en regard du piston 18' et d'une plaque en forme de disque 40, fixée sur l'extrémité 10 de l'arbre. The expandable shaft comprises, arranged along its axis, a hollow shaft 20 whose axial bore 21 opens onto an enclosure 14, supplied with compressed air by means of a control valve 16. This hollow shaft 20 has two nozzles radial 30, 30 ′ communicating the axial bore 21 with two chambers E, E ′ in which two pistons 18, 18 ′ fixed on the shaft 20 can move. As can be seen in FIG. 2, the chamber E has a volume delimited by the opposite faces of the piston 18 and of the end 12 of the shaft, the volume of the chamber E 'is delimited by the opposite surfaces of the piston 18' and of a disc-shaped plate 40 , fixed on the end 10 of the shaft.

Sur l'arbre axial 20 sont enfilées respectivement des bagues coniques 22, 22', 22", et des bagues entretoises 26, 26', pouvant coulisser le long de l'arbre 20, comme on le verra ci-après. Les bagues 22, 22', 22", à surface extérieure conique, prennent appui sur les alésages internes de demi-bagues 24, 24', 24", à profil interne tronconique, qui sont fixées, par exemple à l'aide de vis, sur les coquilles 32, 32'. Des bagues entretoises 28, 28' sont interposées entre les bagues 24, 24', 24". On the axial shaft 20 are threaded respectively conical rings 22, 22 ', 22 ", and spacer rings 26, 26', which can slide along the shaft 20, as will be seen below. The rings 22 , 22 ', 22 ", with conical outer surface, bear on the internal bores of half-rings 24, 24', 24", with frustoconical internal profile, which are fixed, for example by screws, on the shells 32, 32 '. Spacer rings 28, 28' are interposed between the rings 24, 24 ', 24 ".

L'étanchéité des différents éléments constituant l'arbre est assurée,de façon classique, à l'aide de joints toriques, visibles sur les Figures. Un sys tème de rappel, réalisé ici sous la forme d'un ressort 38, mais qui peut, sans sortir du cadre de l'invention, être remplacé par un vérin, assure le rappel de l'ensemble mobile constitué par l'arbre creux 20 et les pistons 18, 18', à l'encontre de l'action de l'air comprimé. The various elements constituting the shaft are sealed, in a conventional manner, using O-rings, visible in the Figures. A return system, produced here in the form of a spring 38, but which can, without departing from the scope of the invention, be replaced by a jack, ensures the return of the mobile assembly constituted by the hollow shaft 20 and the pistons 18, 18 ', against the action of compressed air.

Le fonctionnement est le suivant
Au repos (Figure 1), le ressort de rappel 38 repousse l'ensemble mobile arbre creux 20, pistons 18, 18', vers la droite en regardant le dessin. Les positions relatives des séries de bagues 22, 22', 22" et 24, 24', 24" sont telles que les coquilles 32, 32' sont "rétractées", donnant à l'arbre expansible son diamètre minimal, ce qui permet de positionner l'arbre dans l'alésage du mandrin à serrer.The operation is as follows
At rest (Figure 1), the return spring 38 pushes the mobile hollow shaft 20, pistons 18, 18 'assembly to the right, looking at the drawing. The relative positions of the series of rings 22, 22 ', 22 "and 24, 24', 24" are such that the shells 32, 32 'are "retracted", giving the expandable shaft its minimum diameter, which allows position the shaft in the bore of the mandrel to be tightened.

Lorsque la valve 16 laisse passer l'air comprimé, la pression pneumatique repousse l'arbre 20, puis elle est transmise aux chambres E, E' (Fig. 2) par l'intermédiaire de l'arbre creux 20 et des ajutages 30, 30'. La pression agit sur les pistons 18, 18', fixés à l'arbre 20, pour les déplacer vers la gauche en regardant le dessin. Pendant ce déplacement, les bagues 22, 22', 22", montées sur l'arbre creux 20, prennent appui sur les profils internes associés des demi-bagues 24, 24', 24", sur lesquelles sont montées les coquilles 32, 32' ces demi-bagues 24, 24', 24" sont repoussées radialement vers l'extérieur, en agissant sur les demi-coquilles 32, 32', qui viennent prendre alors la position représentée sur la Figure 2, pour laquelle l'arbre expansible présente un diamètre maximal, pour s'appliquer contre le mandrin à serrer. When the valve 16 lets the compressed air pass, the pneumatic pressure pushes the shaft 20, then it is transmitted to the chambers E, E ′ (FIG. 2) via the hollow shaft 20 and the nozzles 30, 30'. The pressure acts on the pistons 18, 18 ', fixed to the shaft 20, to move them to the left while looking at the drawing. During this movement, the rings 22, 22 ', 22 ", mounted on the hollow shaft 20, bear on the associated internal profiles of the half-rings 24, 24', 24", on which the shells 32, 32 are mounted 'these half-rings 24, 24', 24 "are pushed radially outwards, by acting on the half-shells 32, 32 ', which then take the position shown in Figure 2, for which the expandable shaft has a maximum diameter, to be applied against the mandrel to be tightened.

Dès que cesse la pression de l'air comprimé, le ressort de rappel 38 ramène l'ensemble mobile, constitué par l'arbre 20, les pistons 18, 18' et les bagues 22, 22', 22", dans la position illustrée par la Figure 1, le diamètre extérieur de l'arbre étant alors minimal. As soon as the pressure of the compressed air ceases, the return spring 38 returns the mobile assembly, constituted by the shaft 20, the pistons 18, 18 'and the rings 22, 22', 22 ", to the position illustrated by Figure 1, the outer diameter of the shaft then being minimal.

I1 demeure bien entendu que-cette invention n'est pas limitée b l'exemple de réalisation décrit et représenté, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. It remains to be understood that this invention is not limited to the embodiment described and shown, but that it encompasses all variants thereof.

Claims

IONS CLAIMS

1 - Expandable and retractable shaft to ensure the positioning and tightening of mandrels on which strip materials are wound, which comprises semi-cylindrical shells, radially displaceable, delimiting the outer surface of the shaft, and an actuated control means by compressed air to move said shells radially, this shaft being characterized in that said control means comprises two pistons (18, 18 ') integral with a central hollow shaft (20) provided with an axial bore (21 ) for the supply of compressed air to the two chambers (E, E ') in which said pistions move, the latter cooperating with conical rings (22, 22', 22 ") to radially move said shells (32, 32 ' ).

2 - Expandable shaft according to claim 1, characterized in that the shells (32> 32 ') are provided with rings with a frustoconical internal profile (24, 24', 24 ") which cooperate with said conical rings (22, 22 ', 22 ") to ensure the radial displacement of the shells.

3 - Expandable shaft according to one of claims 1 or 2, characterized in that the movable assembly constituted by said hollow central shaft (20) and the two pistons (18, 18 ') is provided with an acting return means against the action of compressed air, this return means can be constituted by a spring (38) or a jack.

4 - Expandable tree according to any one of the preceding claims, characterized in that the shells (32, 32 ') are retained in expansion by means of flanges (36, 36') fixed respectively on the ends (10, 12 ) of said expandable tree.

5 - Expandable shaft according to any one of the preceding claims, characterized in that the supply of compressed air to the chambers (E,

E ') respectively receiving the pistons (18, 18') is effected by means of radial nozzles (30, 30 ') drilled in said hollow shaft (20) and opening onto the axial bore (21) of this tree.