FR2848272A1

FR2848272A1 - Winding core for rolls of heavy products comprises main tube with end plugs to reinforce it and position drive members

Info

Publication number: FR2848272A1
Application number: FR0215668A
Authority: FR
Inventors: Jacques Duteil; Charles Boyre
Original assignee: Roll & Concept
Current assignee: Roll & Concept
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2004-06-11
Anticipated expiration: 2022-12-09
Also published as: FR2848272B1

Abstract

The winding core consists of a main tube (1), preferably of aluminum alloy between 2000 and 4000 mm long, with a plug (2) between 200 and 400 mm long inserted into each end. The plugs can be of the same or a different lightweight material, and the outer surface of each one is shaped to engage with reinforcing ribs (1a) inside the tube. The ribs are e.g. three in number, spaced at 120degrees to one another, and the reinforcing ribs have semi-cylindrical cavities (1a1) to receive fixing pins that hold the plugs in place. The centre of each plug has an aperture (2a) to receive a winding machine drive member and can have two or more recesses (2b) for pins on the same.

Description

L'invention se rattache au secteur technique des mandrinsThe invention relates to the technical sector of mandrels

d'enroulement pour le bobinage de produits lourds, tels que films plastiques, papiers, textiles... winding for winding heavy products, such as plastic films, papers, textiles ...

Ces types de mandrins sont généralement réalisés à partir de tubes de section circulaire. Compte tenu des applications, notamment dans les machines textiles, de cartonnages,..., ces mandrins ont une longueur relativement importante, de l'ordre de 2000 mm à 4000 mm, et d'un 10 diamètre d'environ 100 mm à 200 mm, et doivent présenter une grande rigidité longitudinale pour éviter tout phénomène de flexion. Ils peuvent, par exemple, être réalisés en acier. Toutefois, cette solution n'est pas satisfaisante si l'on considère le poids important en résultant créant de grandes difficultés pour les opérateurs en vue de leur manipulation. De 15 même, des problèmes de corrosion peuvent apparaître si l'on considère les milieux dans lesquels ils sont installés. These types of mandrels are generally produced from tubes of circular section. Given the applications, in particular in textile machines, cardboard boxes, etc., these mandrels have a relatively large length, of the order of 2000 mm to 4000 mm, and a diameter of approximately 100 mm to 200 mm, and must have great longitudinal rigidity to avoid any phenomenon of bending. They can, for example, be made of steel. However, this solution is not satisfactory if we consider the significant weight resulting from it, creating great difficulties for operators with a view to their handling. Likewise, corrosion problems can arise if one considers the environments in which they are installed.

Pour remédier à cet inconvénient de poids et de corrosion, on a proposé de réaliser des mandrins en aluminium. Dans ce cas, pour obtenir, 20 une rigidité suffisante, les mandrins peuvent avoir une section alvéolaire. To overcome this disadvantage of weight and corrosion, it has been proposed to produce aluminum mandrels. In this case, in order to obtain sufficient rigidity, the mandrels can have a cellular section.

Par exemple à titre indicatif nullement limitatif, ces mandrins sont commercialisés sous la marque ALVEOTUBE. Si l'on considère la matière constituant ce type de tubes, il est nécessaire de renforcer leurs extrémités, compte tenu des sollicitations qu'ils subissent au moment, notamment, de la 25 prise en charge sur les machines ou de leur manutention. For example, in no way limiting indication, these mandrels are marketed under the brand ALVEOTUBE. If one considers the material constituting this type of tubes, it is necessary to reinforce their ends, taking into account the stresses which they undergo at the time, in particular, of taking over on the machines or of their handling.

Ces renforts sont également constitués par des bagues emmanchées à force sur la périphérie externe du tube, à chacune des extrémités, en étant solidarisées par collage, par exemple. La mise en place de ces bagues externes est relativement délicate à réaliser. En outre, étant donné qu'elles sont réalisées en acier, elles augmentent, d'une manière significative, le poids du mandrin. Enfin, ce profil alvéolaire du tube est relativement onéreux, en opposition à un simple tube en acier, en PVC, ... These reinforcements also consist of rings force-fitted onto the external periphery of the tube, at each of the ends, being secured by gluing, for example. The installation of these outer rings is relatively difficult to achieve. In addition, since they are made of steel, they significantly increase the weight of the mandrel. Finally, this alveolar profile of the tube is relatively expensive, in contrast to a simple steel, PVC, ... tube.

A partir de cet état de la technique, le problème que se propose de résoudre l'invention est de réaliser un mandrin qui soit léger, rigide, pour éviter tout phénomène de flexion, d'un cot de revient réduit, et dont les 10 extrémités soient renforcées pour tenir compte de toutes les sollicitations externes. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un mandrin d'enroulement pour le bobinage de produits, qui comprend un tube 15 principal renforcé par des cannelures internes (3 ou 6 suivant les efforts) et recevant, d'une manière fixe, à chacune de ses extrémités, des embouts internes faisant office de renfort et délimitant une portée femelle pour l'engagement et le positionnement d'un organe d'entraînement. From this state of the art, the problem which the invention proposes to solve is to produce a mandrel which is light, rigid, to avoid any phenomenon of bending, with a reduced cost price, and the ends of which are reinforced to take account of all external stresses. To solve such a problem, a winding mandrel for the winding of products has been designed and developed, which comprises a main tube 15 reinforced by internal grooves (3 or 6 depending on the forces) and receiving, from a fixed manner, at each of its ends, internal end pieces acting as reinforcement and delimiting a female seat for the engagement and positioning of a drive member.

Pour résoudre le problème posé de ne pas alourdir l'ensemble du mandrin et de faciliter la mise en place des embouts de rigidité, chaque embout présente des agencements périphériques d'allègement aptes à diminuer la surface de frottement pour faciliter son introduction aux extrémités du tube. To resolve the problem posed of not weighing down the entire mandrel and of facilitating the positioning of the stiffness end pieces, each end piece has peripheral lightening arrangements capable of reducing the friction surface to facilitate its introduction at the ends of the tube. .

Avantageusement, les agencements d'allègement et de flexibilité sont constitués par des évidements formés périphériquement, sur toute la longueur des embouts et d'une manière parallèle aux génératrices. Advantageously, the lightening and flexibility arrangements consist of recesses formed peripherally, over the entire length of the end pieces and in a manner parallel to the generators.

Un autre problème que se propose de résoudre l'invention est d'assurer une fixation sure, efficace de son extrémité, tout en permettant, si nécessaire, son démontage pour remplacer un embout endommagé. Another problem which the invention proposes to solve is to ensure a secure, effective fixing of its end, while allowing, if necessary, its disassembly to replace a damaged end-piece.

Pour résoudre un tel problème, les embouts sont emmanchés à force 10 dans l'intérieur du tube, à chacune de ses extrémités. Les embouts présentent des agencements périphériques externes coopérant avec des agencements périphériques internes du tube, lesdits agencements étant aptes à assurer une fixation démontables desdits embouts aux extrémités du tube. To solve such a problem, the end pieces are force-fitted into the interior of the tube, at each of its ends. The end pieces have external peripheral arrangements cooperating with internal peripheral arrangements of the tube, said arrangements being capable of ensuring a removable fixing of said end pieces to the ends of the tube.

Par exemple, Les agencements de fixation sont constitués par des formes complémentaires délimitant, en combinaison, un trou pour le vissage de vis auto-taraudeuses. For example, the fixing arrangements consist of complementary shapes delimiting, in combination, a hole for the screwing of self-tapping screws.

Avantageusement, le tube et les embouts sont de section ronde et 20 réalisés dans un matériau de même nature ou non. Le tube et les embouts sont réalisés en matériau léger, notamment en alliages d'aluminium. Advantageously, the tube and the end pieces are of round section and made of a material of the same kind or not. The tube and the end caps are made of light material, in particular aluminum alloys.

Compte tenu des caractéristiques à la base de l'invention, en considérant que ce type de mandrin travaille à des vitesses élevées, il est 25 nécessaire de les équilibrer, ce qui est difficile lorsque le mandrin est composé d'un tube unique. Selon l'invention, il suffit d'agir sur les embouts de renfort en rajoutant ou en supprimant de la matière. Given the basic characteristics of the invention, considering that this type of mandrel works at high speeds, it is necessary to balance them, which is difficult when the mandrel is composed of a single tube. According to the invention, it suffices to act on the reinforcing end pieces by adding or removing material.

L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective, avant montage, des principaux éléments du mandrin; - la figure 2 est une vue en perspective correspondant à la figure 1 après assemblage des différents éléments constitutifs; - la figure 3 est une vue en coupe transversale des embouts de rigidité; - la figure 4 est une vue en coupe transversale du tube principal; - la figure 5 est, à une échelle plus importante, une vue en coupe considérée selon la ligne 5-5 de la figure 2; - la figure 6 est, à plus petite échelle, une vue en coupe longitudinale considérée selon la ligne 6-6 de la figure 5. 15 Le mandrin d'enroulement selon l'invention comprend essentiellement un tube principal (1) recevant, d'une manière fixe, à chacune de ses extrémités, des embouts (2) faisant office de renfort. Le tube (1), de section transversale ronde, est avantageusement exécuté en alliages 20 d'aluminium. Ce tube (1) peut avoir une longueur de 2000 mm à 4000 mm, tandis que chacun des embouts (2) peut avoir une longueur d'environ 200 mm à 400 mm en fonction des organes d'entraînement de la machine réceptrice. Chacun des embouts (2) délimite une portée femelle (2a) de logement et de positionnement d'un organe apte à assurer, d'une manière positive, l'entraînement en rotation de l'ensemble du mandrin. Par exemple, la portée (2a) peut être constituée par un alésage coaxial débouchant. Cette portée (2a) peut présenter au moins deux empreintes diamétralement opposées (2b) pour l'engagement de doigts que peut présenter l'organe d'entraînement. Chaque embout (2) délimite donc une portée externe circulaire apte à être emmanchée à force à chacune des extrémités du tube (1). Cette portée circulaire externe présente des agencements périphériques d'allègement aptes à conférer, à chacun des embouts, une flexibilité pour faciliter son introduction aux extrémités du tube (1). Ces agencements périphériques 10 peuvent être constitués par des évidements arrondis (2c) sur toute la longueur des embouts, de manière parallèle, aux génératrices. The invention is set out below in more detail with the aid of the figures of the appended drawings in which: - Figure 1 is a perspective view, before assembly, of the main elements of the mandrel; - Figure 2 is a perspective view corresponding to Figure 1 after assembly of the various components; - Figure 3 is a cross-sectional view of the stiffness tips; - Figure 4 is a cross-sectional view of the main tube; - Figure 5 is, on a larger scale, a sectional view taken along line 5-5 of Figure 2; - Figure 6 is, on a smaller scale, a longitudinal sectional view taken along line 6-6 of Figure 5. The winding mandrel according to the invention essentially comprises a main tube (1) receiving, a fixed manner, at each of its ends, end pieces (2) acting as reinforcement. The tube (1), of round cross section, is advantageously made of aluminum alloys. This tube (1) can have a length of 2000 mm to 4000 mm, while each of the end pieces (2) can have a length of about 200 mm to 400 mm depending on the drive members of the receiving machine. Each of the end pieces (2) defines a female seat (2a) for housing and positioning a member capable of ensuring, in a positive manner, the rotational drive of the entire mandrel. For example, the bearing surface (2a) can be constituted by a coaxial through hole. This scope (2a) can have at least two diametrically opposite imprints (2b) for the engagement of fingers that can have the drive member. Each end piece (2) therefore delimits a circular external surface capable of being force-fitted at each end of the tube (1). This external circular bearing has peripheral lightening arrangements capable of giving each of the end pieces flexibility to facilitate its introduction at the ends of the tube (1). These peripheral arrangements 10 may consist of rounded recesses (2c) over the entire length of the end pieces, parallel to the generators.

Avantageusement, les différents évidements (2c) sont régulièrement répartis sur une circonférence et délimitent, à intervalles réguliers, des portées d'appui (2d) coopérant avec l'alésage du tube (1). 15 Le tube (1) et les embouts (2) présentent des agencements complémentaires aptes à assurer le blocage en translation desdits embouts à chacune des extrémités du tube (1). Par exemple, le tube (1) présente en débordement de son alésage, des profils rectilignes (la) délimitant 20 latéralement des empreintes semi-circulaire (lai). Dans l'exemple illustré aux figures des dessins, le tube (1) présente trois profils rectilignes internes (la) décalés angulairement de 120 . Ces profils (la) coopèrent avec des empreintes en creux complémentaires (2e) réparties sur la portée circulaire externe des embouts (2). Bien évidemment, de la même façon que les 25 profils (la), les empreintes (2e) sont décalées angulairement de 120 , si l'on considère l'exemple des dessins. Advantageously, the various recesses (2c) are regularly distributed over a circumference and delimit, at regular intervals, bearing surfaces (2d) cooperating with the bore of the tube (1). The tube (1) and the end pieces (2) have complementary arrangements capable of ensuring the locking in translation of said end pieces at each end of the tube (1). For example, the tube (1) has, overflowing from its bore, rectilinear profiles (la) delimiting laterally semi-circular impressions (lai). In the example illustrated in the figures of the drawings, the tube (1) has three internal rectilinear profiles (la) offset angularly by 120. These profiles (la) cooperate with complementary hollow imprints (2e) distributed over the external circular bearing of the end pieces (2). Obviously, in the same way as the profiles (la), the imprints (2e) are angularly offset by 120, if we consider the example of the drawings.

De même, chacune de ses empreintes (2e) présente latéralement un évidement semi-circulaire (2el) de sorte, qu'après engagement et emmanchement à chacune des extrémités du tube (1), les empreintes semicirculaires (lal) et (2el) délimitent, en combinaison, un trou pour le vissage de vis auto-taraudeuses (3) (figure 5). Similarly, each of its imprints (2e) laterally has a semi-circular recess (2el) so that, after engagement and fitting at each end of the tube (1), the semicircular imprints (lal) and (2el) delimit , in combination, a hole for the screwing of self-tapping screws (3) (Figure 5).

Les profils rectilignes (la) constituent avantageusement des cannelures internes de rigidification. Le nombre de cannelures dépend des efforts appliqués sur le tube (1). The rectilinear profiles (la) advantageously constitute internal stiffening grooves. The number of splines depends on the forces applied to the tube (1).

Les embouts (2) sont réalisés également en alliage d'aluminium, de la même façon que le tube (1). Toutefois, sans sortir du cadre de l'invention, le tube (1) et les embouts (2) peuvent être exécutés dans des matériaux différents. Si l'on considère les normes dimensionnelles couramment 15 utilisées dans les industries du papier et du plastique, le diamètre interne (d) de chacun des embouts (2) est de 6 pouces, le diamètre externe du tube (D) est de 8 pouces. The end pieces (2) are also made of aluminum alloy, in the same way as the tube (1). However, without departing from the scope of the invention, the tube (1) and the end pieces (2) can be made of different materials. Considering the dimensional standards commonly used in the paper and plastic industries, the internal diameter (d) of each of the end pieces (2) is 6 inches, the external diameter of the tube (D) is 8 inches .

Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on 20 souligne et on rappelle: - l'utilisation de matériau léger, notamment l'aluminium, pour la réalisation du tube et des embouts, permet d'obtenir un mandrin d'un poids réduit; - rigidité grâce aux cannelures internes du tube principal; - le renforcement des extrémités, pour éviter toute flexion du mandrin, tout en évitant tout risque de détérioration desdites extrémités; - les cots réduits, étant donné que le tube principal constituant le corps du mandrin est réalisé par un simple tube non usiné; - facilité d'équilibrage pour travailler à des vitesses supérieures à 600 m/mn. The advantages emerge clearly from the description, in particular it is emphasized and recalled: - the use of light material, in particular aluminum, for the production of the tube and the end pieces, makes it possible to obtain a mandrel of reduced weight ; - rigidity thanks to the internal grooves of the main tube; - Reinforcement of the ends, to avoid any bending of the mandrel, while avoiding any risk of deterioration of said ends; - reduced costs, since the main tube constituting the body of the mandrel is produced by a simple non-machined tube; - easy balancing to work at speeds above 600 m / min.

Claims

-1- Winding mandrel for the winding of products, characterized in that it comprises a main tube (1) receiving, in a fixed manner, at each of its ends, internal end pieces (2) acting as reinforcement and delimiting a female scope for the engagement and positioning of a drive member.

-2- Mandrel according to claim 1, characterized in that the tube (1) is reinforced longitudinally by internal grooves.

-3- Mandrel according to claim 1, characterized in that the end pieces (2) have peripheral lightening arrangements capable of giving them flexibility to facilitate their introduction, without machining, at the ends of the tube (1).

-4- Mandrel according to claim 3, characterized in that the lightening and flexibility arrangements are constituted by recesses (2c) formed peripherally, over the entire length of the ends, in a parallel manner to the generatrices.

-5- Mandrel according to claim 1, characterized in that the end pieces (2) are force fitted into the bore of the tube (1), at each of its ends.

-6- Mandrel according to claim 5, characterized in that the end pieces (2) have external peripheral arrangements cooperating with internal peripheral arrangements of the tube (1), said arrangements being capable of ensuring a removable fixing of said ends at the ends of the tube . -7- Mandrel according to claim 6, characterized in that the fixing arrangements are constituted by complementary shapes (lai) and (2el) delimiting, in combination, a hole for the screwing of self-tapping screws. 10 -8- Mandrel according to claims 2 and 7, characterized in that the fixing arrangements (lai) are constituted by the internal grooves of the tube. -9- Mandrel according to claim 1, characterized in that the tube (1) and the end pieces (2) are of round section.

-10- Mandrel according to claim 1, characterized in that the tube (1) and the end pieces (2) are made of a light material of the same nature or not, in particular aluminum.