PL226814B1 - Zwijarka doblachy - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zwijarka do blachy, wyposażona w układ hamulca, przeznaczona w szczególności do zwijania taśm blachy, jako jeden z elementów linii do obróbki blachy rozwijanej z kręgu.

Linie do obróbki blachy rozwijanej z kręgu, takie jak linie do wycinania laserowego płaskich elementów z blachy, jako jeden z elementów składowych posiadają zazwyczaj zwijarkę do blachy, zwijającą na bęben taśmy blachy, przykładowo pociętej wzdłużnie wstęgi blachy. W dziedzinie techniki powszechnie znane jest zastosowanie systemu kontroli siły naciągu zwijanej blachy, co pozwala na stałą i precyzyjną kontrolę procesu zwijania blachy. Zastosowanie takiego systemu ogranicza możliwość wystąpienia uszkodzeń blachy oraz rozprężania się zwiniętego kręgu. Zwyczajowo w takiej sytuacji stosuje się układ hamulca, który za pomocą szczęk wywiera opór na zwijanej blasze, co zapewnia nadanie odpowiedniej siły naciągu. Jednakże podczas procesu zwijania blachy na bęben, zmianie ulega średnica nawijanego kręgu blachy, co wpływa na zmianę kąta z jakim blacha opuszcza hamulec. To z kolei, przy założeniu stałego momentu obrotowego, wpływa na zmianę siły naciągu blachy w miarę zwiększania średnicy bębna. Siła naciągu ulega zmianie ponieważ średnica blachy się zmienia (zwiększenia promienia wodzącego przy stałej sile powoduje wzrost momentu obrotowego) skutkując nierównomiernie zwiniętą blachą. Zmiana kąta blachy na wyjściu z hamulca jest bardzo niekorzystna dla całego procesu produkcji ponieważ wpływa na zmianę siły docisku, co również skutkuje nierównomiernie nawiniętą taśmą oraz tzw. „pływaniem taśmy”. Co więcej, nieodpowiedni kąt blachy znacznie przyśpiesza zużycie elementów roboczych zastosowanego hamulca.

Z amerykańskiego opisu patentowego US5485974A znane jest urządzenie do rozcinania taśmy na szereg taśm o mniejszej szerokości, przy czym każda z rozciętych taśm o mniejszej szerokości nawijana jest na osobną zwijarkę. Rozwijarka, z której podawana jest taśma do rozcinania, jak również zwijarki odbierające rozcięte taśmy, osadzone są na specjalnej ramie, która umożliwia niezależną regulację wysokości szpul. Ramy te wyposażone są w aktuatory zapewniające pionowe przemieszczanie każdej ze szpul. Dzięki temu wraz ze zwiększaniem średnicy szpuli zwijarki oraz wraz ze zmniejszaniem średnicy szpuli rozwijarki, regulowana jest wysokość każdego urządzenia w taki sposób, że zachowana jest stała wysokość rozwiniętej taśmy, przechodzącej przez nieruchomy układ noży. W rozwiązaniu tym, w szczególności w przypadku cięcia metalowych blach, wykorzystane aktuatory muszą charakteryzować się odpowiednią mocą i wytrzymałością, dostosowaną do dużej wagi nawiniętej blachy. Co więcej, utrzymanie stałego poziomu blachy wymaga wykorzystania co najmniej dwóch niezależnych aktuatorów, co wpływa bezpośrednio na zwiększenie liczby urządzeń składowych linii, zwiększając tym samym całkowity koszt linii oraz jej obsługi.

W amerykańskiej publikacji patentowej US2827961A ujawniono urządzenie do utrzymywania, mierzenia i docinania płaskich pasów materiału przenoszonego w rolkach, w szczególności do pasów gumy i skóry. Urządzenie to składa się z ramy osadzonej na kółkach, zapewniających jego mobilność. Urządzenie wyposażone jest w dwie rolki, zwijającą i rozwijającą, rozmieszczone na przeciwległych końcach ramy, pomiędzy którymi znajduje się szereg układów asystujących, w tym układ pomiarowy i układ docinający. Rolki zwijająca i rozwijająca osadzone są na konstrukcjach dźwignicowych, zapewniających regulację ich wysokości. Układ dźwignicowy realizowany jest za pomocą wałów ślimakowych osadzonych na łożyskach, umieszczonych na dwóch krańcach członu wsporczego. Na spodzie każdego wałka ślimakowego zastosowano koło zębate, połączone łańcuchem z pozostałymi kołami zębatymi, przebiegającym pod ramą. Układy dźwignicowe zastosowano w celu podnoszenia z podłoża rolki z nawiniętym pasem materiału do położenia pracy, tj. takiego położenia, które umożliwia swobodne rozwijanie i cięcie materiału. Zastosowany układ dźwignicowy jest obsługiwany ręcznie, za pomocą odpowiedniego uchwytu, przenoszącego napęd na koła zębate unoszące wałki rolek. Biorąc pod uwagę fakt, że układ dźwignicowy ma na celu podniesienie pełnych szpul materiału, jego zastosowanie w układach rozwijania blachy może być utrudnione, ze względu na duży ciężar pełnej, nierozwiniętej szpuli, znacząco przekraczający rozważane szpule materiałów gumowych czy skóry.

Podobny układ dźwignicowy zastosowano w urządzeniu przedstawionym w US3803959A, przeznaczonym do rozcinania taśmy materiału. Urządzenie to jest wyposażone w ramę, na przeciwległych końcach której, zastosowano układy dźwignicowe dla rolek rozwijanego i zwijanego materiału. Zastosowanie układów dźwignicowych ma na celu podnoszenie z podłoża pełnej rolki materiału, bez konieczności jej ręcznego unoszenia. Unoszenie i obniżanie odpowiednich rolek, zwijającej i rozwijającej, realizowane jest za pośrednictwem niezależnych mechanizmów z napędem hydraulicznym,

PL 226 814 B1 poprzez uruchamianie siłowników hydraulicznych. Ograniczona tym samym została potrzeba ręcznej regulacji wysokości rolek. Podobnie jak w powyższym przypadku, zmiana wysokości rozwijanej i nawijanej taśmy realizowana jest za pomocą układów dźwignicowych, co w przypadku systemów do rozwijania metalowych blach, charakteryzujących się zdecydowanie większym ciężarem własnym, może okazać się utrudnione i zdecydowanie częściej będzie narażone na uszkodzenia. Ponadto, celem ustalenia odpowiedniej wysokości rozwijanego materiału w formie pasów, konieczne jest jednoczesne sterowanie obydwoma rolkami, co dodatkowo komplikuje układ sterowania urządzenia.

Problemem technicznym stawianym przed niniejszym wynalazkiem jest zaproponowanie takiego urządzenia do zwijania taśm, które będzie przeznaczone do zwijania metalowych blach rozwijanych z kręgu, będzie zapewniało odpowiedni naciąg zwijanej blachy poprawiający parametry zwijania, nie będzie powodowało uszkodzenia nawijanego materiału, a przy tym będzie proste w konstrukcji, nie będzie wymagało specjalistycznych elementów składowych o wysokiej mocy i wytrzymałości i będzie zapewniało mniejsze zużycie elementów roboczych urządzenia, przez co ograniczy potrzebę częstej konserwacji i napraw. Co więcej, pożądane jest by urządzenie do zwijania taśmy nie wymagało wykonywania ręcznych operacji, a rozwiązanie powyższego problemu realizowane było w sposób automatyczny. Nieoczekiwanie wspomniane problemy techniczne rozwiązał prezentowany wynalazek.

Przedmiotem wynalazku jest zwijarka do blachy, wyposażona w układ zwijania oraz układ hamulca, przy czym układ zwijania zawiera stelaż, na którym osadzony jest obrotowy wał z rolką, zasilany silnikiem w celu nadania mu momentu obrotowego, przy czym taśmy blachy nawijane są na obrotowy wał z rolką tworząc blachę z kręgu, a do stelaża przymocowane jest, poprzez obrotowy przegub, ramię separatora, wyposażone w separatory, oddzielające poszczególne zwijane taśmy blachy, natomiast układ hamulca zawiera okładziny hamulca wywierające siłę oporu P na nawijanych taśmach blachy tak, że wraz z momentem obrotowym M obrotowego wału z rolką wywierają siłę naciągu F na nawijane taśmy blachy, charakteryzująca się tym, że układ hamulca posiada mechanizm dźwignicowy, zapewniający regulowaną wysokość H okładzin hamulca, przy czym wysokość H okładzin hamulca regulowana jest za pomocą układu sterowania, sprzężonego z czujnikiem kątowym umieszczonym w przegubie w taki sposób, że kąt nawijania taśm α utrzymywany jest na stałym poziomie wraz ze zwiększaniem i/lub zmniejszaniem średnicy blachy z kręgu. W korzystnej realizacji wynalazku układ hamulca wyposażony jest w prowadnice hamulca podające taśmy blachy. W kolejnej korzystnej realizacji wynalazku obrotowy wał z rolką zasilany jest silnikiem elektrycznym, połączonym z układem sterowania. W następnej korzystnej realizacji wynalazku mechanizm dźwignicowy układu hamulca zasilany jest silnikiem elektrycznym, połączonym z układem sterowania. Korzystnie czujnik kątowy stanowi czujnik optyczny.

Zwijarka do blachy według niniejszego wynalazku wyposażona została w układ zwijania oraz układ hamulca, co pozwoliło wprowadzać kontrolowaną siłę naciągu taśm nawijanych na bęben blachy. Kontrolowana siła naciągu zwijanych taśm blachy zapewnia równomierne nawijanie blachy oraz brak efektu płynięcia. Zastosowanie układu dźwignicowego, który pozwala na zmianę wysokości układu hamulca, w szczególności okładzin hamulca, pozwala dostosowywać wysokość hamulca do zmiany średnicy blachy z kręgu nawijanej na bęben, a tym samym utrzymywać stały kąt nawijania taśm α. Utrzymanie stałego kąta α z jednej strony powoduje, że siła docisku taśm blachy wywierana przez ramię separatora jest utrzymana na stałym poziomie, przez co zmniejszone jest ryzyko powstania uszkodzeń zwijanej blachy, z drugiej strony zapewnia równomierne zużycie okładzin hamulca, co wydłuża jego czas eksploatacji. Sygnał z czujnika kątowego umieszczonego w przegubie ramienia separatora stanowi sprzężenie zwrotne dla mechanizmu dźwignicowego hamulca, co zapewnia pełną automatyzację całego układu.

Przykładowe realizacje wynalazku zilustrowano na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczny widok z boku zwijarki do blachy z pełnym nawinięciem blachy, fig. 2 - schematyczny widok z boku zwijarki do blachy z niepełnym nawinięciem blachy, fig. 3 - schematyczny widok z boku układu hamulca, fig. 4 - schematyczny widok z góry układu hamulca, natomiast fig. 5 przedstawia schematyczny widok od przodu układu hamulca.

P r z y k ł a d

Na figurach 1 i 2 przedstawiono wycinek linii obróbki blachy rozwijanej z kręgu, obejmujący zwijarkę do blachy według przedmiotowego wynalazku. Zwijarka do blachy obejmuje zasadniczo dwa główne elementy składowe, układ zwijania 1 i układ hamulca 2. Układ zwijania 1 zawiera stalowy stelaż 3 osadzony na płycie podłogowej, na którym zamontowany jest obrotowy wał z rolką 4, na którą nawijane są taśmy blachy 5. Do stelaża 3 przymocowane jest ramię separatora 8, wyposażone na

PL 226 814 B1 końcu w separatory 9. Ramię separatora 8 zostało osadzone na przegubie 7, który umożliwia obrót ramienia separatora 8, a tym samym wywieranie nacisku na nawijanych taśmach blachy 5 i ich oddzielenie. Drugi układ wchodzący w skład zwijarki do blachy stanowi układ hamulca 2. Układ hamulca 2 oparty został o oddzielny moduł o konstrukcji płytowej. Podstawa hamulca 11, która jest kotwiona do podłoża, została wyposażona w mechanizm dźwignicowy, pozwalający na zmianę wysokości H okładzin hamulca 10. Mechanizm dźwignicowy realizowany jest za pośrednictwem rozłożonych w narożach pionowych prowadnic 14, zapewniających sztywne prowadzenie suwaka 16, po którym suwliwie poruszają się główne elementy robocze hamulca, w tym okładziny hamulca 10. Mechanizm dźwignicowy układu hamulca 2 napędzany jest za pomocą silnika elektrycznego, sterowanego z układu sterowania (nie pokazano). Motoreduktor 17 wywołuje ruch obrotowy, który poprzez wał pośredni 19 przenoszony jest do przekładni kątowej 18, która poprzez śruby kulowe 15 nadaje ruch okładzin hamulca 10 w osi pionowej. Zastosowanie silnika elektrycznego z hamulcem oraz zespołu przekładni skutecznie blokuje możliwość samoczynnego obniżenia się układu hamulca 2 zwijarki. Dodatkowo układ hamulca 2 wyposażony jest w prowadnice hamulca 13 podające taśmy blachy 5, zmniejszając ryzyko powstania uszkodzeń, takich jak zagięcia, nieprawidłowe wprowadzenie, itp.

W ten sposób realizowana jest regulacja wysokości H układu hamulca 2. Układ hamulca 2, poprzez ściśnięcie okładzin hamulca 10, wywołuje powstanie siły oporowej P na zwijanych taśmach blachy 5. Z drugiej strony, układ zwijania 1, którego obrotowy wał z rolką 4 również jest zasilany silnikiem elektrycznym, wprowadza moment obrotowy M na blachę z kręgu 6. Moment obrotowy M wraz z siłą oporową P powodują powstanie siły naciągu F, wywieranej na taśmach blachy 5. Zapewnia to równomierne nawijanie taśm blachy 5 oraz brak efektu płynięcia. W przegubie 7 układu zwijania 1 zastosowano optyczny czujnik kątowy 12, który wykrywa zmianę nachylenia ramienia separatora 8, a tym samym stanowi sygnał sprzężenia zwrotnego dla układu sterowania. Sygnał sprzężenia zwrotnego z czujnika kątowego 12 wykorzystywany jest do zmiany wysokości H układu hamulca 2 w taki sposób, że kąt nawijania blachy a utrzymywany jest na stałym poziomie, wraz z nawijaniem i rozwijaniem taśm blachy, co powoduje zmianę średnicy blachy z kręgu 6. Utrzymanie stałego kąta a z jednej strony powoduje, że siła docisku taśm blachy 5 wywierana przez ramię separatora 8 jest utrzymana na stałym poziomie, przez co zmniejszone jest ryzyko powstania uszkodzeń zwijanej blachy 5, z drugiej strony zapewnia jego czas równomierne zużycie okładzin hamulca 10, co wydłuża eksploatacji.

Claims (5)

1. Zwijarka do blachy, wyposażona w układ zwijania (1) oraz układ hamulca (2), przy czym układ zwijania (1) zawiera stelaż (3), na którym osadzony jest obrotowy wał z rolką (4), zasilany silnikiem w celu nadania mu momentu obrotowego (M) , przy czym taśmy blachy (5) nawijane są na obrotowy wał z rolką (4) tworząc blachę z kręgu (6), a do stelaża (3) przymocowane jest, poprzez obrotowy przegub (7), ramię separatora (8), wyposażone w separatory (9), oddzielające poszczególne zwijane taśmy blachy (5), natomiast układ hamulca (2) zawiera okładziny hamulca (10) wywierające siłę oporu (P) na nawijanych taśmach blachy (5) tak, że wraz z momentem obrotowym (M) obrotowego wału z rolką (4) wywierają siłę naciągu (F) na nawijane taśmy blachy (5), znamienna tym, że układ hamulca (2) posiada mechanizm dźwignicowy, zapewniający regulowaną wysokość (H) okładzin hamulca (10), przy czym wysokość (H) okładzin hamulca (10) regulowana jest za pomocą układu sterowania, sprzężonego z czujnikiem kątowym (12) umieszczonym w przegubie (7) w taki sposób, że kąt nawijania taśm (a) utrzymywany jest na stałym poziomie wraz ze zwiększaniem i/lub zmniejszaniem średnicy blachy z kręgu (6).

2. Zwijarka do blachy według zastrz. 1, znamienna tym, że układ hamulca (2) wyposażony jest w prowadnice hamulca (13) podające taśmy blachy (5).

3. Zwijarka do blachy według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że obrotowy wał z rolką (4) zasilany jest silnikiem elektrycznym, połączonym z układem sterowania.

4. Zwijarka do blachy według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 3, znamienna tym, że mechanizm dźwignicowy układu hamulca (2) zasilany jest silnikiem elektrycznym, połączonym z układem sterowania.

5. Zwijarka do blachy według któregokolwiek z zastrz. 1 do 4, znamienna tym, że czujnik kątowy (12) stanowi czujnik optyczny.