TW200819381A - Roller for transporting and spreading tape material - Google Patents

Description

200819381 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種用於捲繞骏 的、、奋紅 置中引導及展開膠帶材質 螯摘連續塗佈的裝置，其具有 乂可旋轉方式固定在一滾動輪 :奋叙认4 （roll )，且 滾動輪輛的各端係可固定於一失鉗軸承中。

【先前技術】 滾軸上傳輸之紙、塑膠或 傳送方向呈橫向加寬，並 輪該膠帶材質；具有此類 於真空中薄膜帶（film 之薄膜帶塗佈設備中，特 、以及薄膜上的拉伸應力 形中；因此，展開滾捲一 薄捲筒或膠帶（例如在此_ 金屬’亦稱為展開滚捲）係針對 用於無皺地使膠帶材質平滑並傳 展開滾捲的捲繞裝置係特別用 strip )與捲筒的連續蒸鍍或濺鍍 別是用於必須要平滑與無皺傳輪 (tensile Stress)必須均勻的情 般是在處理或塗佈站的上游處。 橫向於薄膜捲筒之傳送方向的展開效果係藉由沿著滾 動轉轴的縱長軸之展開滾捲的套筒表面之弓形輪廓而產 生，該輪廓係由自置於滾動轉軸上的個別滾捲所產生其 中該展開效果係可受到其與展開滾捲的輪廓周圍薄膜滚筒 的纏繞角度與薄膜滾淹的拉伸力之間的相互作用所影響。 已知有多種不同的建構方式來施行展開滾捲之套筒表

面的這種弓形輪廓，因此，美國專利US 3,951，480A、US 3,804,473A與US 3,666,049各說明了 一種具有軟管的展開 5 200819381 滾捲’軟管係彎曲於縱長方向中作為滚動轉幸由，在轉軸上 有數個具有相同套筒直徑的圓柱狀滾捲，其轎由個別的軸 承而以可旋轉方式加以固定，該等滚捲係由一彈性套筒加 以圍繞以密封間隙。

在其他的展開滾捲之設計中，例如歐洲專利EP 0 829 654A2，具有自滾軸端連續增加或減少之套筒直徑的戴成 圓錐形之滾捲係設置於一連續直線滾動轉軸上，各該等截 成圓錐形之滾捲係藉由個別的軸承，而以可旋轉方式彼此 獨立地固定在滾動轉軸上。 德國專利DE 41 26 535 C2說明了 一種展開滾捲，其 中數個圓柱形滾捲係設置於一直線滾動轉軸上，只有中間 滚捲係平行於該滾動轉軸的縱長軸而加以固定，而其他所 有滚捲則呈鏡對稱方式而可相對於該滾動轉軸的縱長軸調 整一角度。 此外，歐洲專利Ep i 591 392 A2中說明之展開 係具有兩滾動轉軸戴面之 ^ ^ ^ ^ ^ ^ m囬之一非直線滚動轉軸，該兩滚動轉

軸截面係以相對於复继i ^ A 、，、縱長軸之一鈍角而結合在一起；在這 些滾動轉軸截面上之社人 <、、、。合位置的兩側上，有數個滾捲係以 可旋轉方式配置於輛承l 上’其中該等滾捲的套筒表面係為 圓柱形或經截成圓錐开多 〜’且相鄰之套筒直徑係一個接著一 個地逐步轉變。 關於滾捲的驅動， 係彼此連接，並藉由_ 驅動。在被動式展開滾 現已知驅動之展開滾捲，其中滾捲 ^馬達而於展開滚捲的一端加以 捲中，個別的滚捲係藉由展開滾捲 6 200819381 上拉出的薄膜捲筒而移動。

經由薄膜帶塗佈設備之薄膜滾筒而有效展開與穩定無 皺傳輸之同時係需要傳輸薄膜的固定拉伸力，而不撕裂薄 膜滾筒；在習知技術中，此係藉由已知的拉伸力測量滾捲 進行監控，其亦為捲繞裝置中之展開滾捲所配有之額外測 量設備。此一拉伸力測量滾捲測量了垂直作用在薄膜滾筒 上傳輸的拉伸力測量捲縱長軸之滚筒拉伸力而作為張力測 量滚捲上或張力測量滚捲之軸承上的壓縮力。壓縮力的測 量是藉由例如動力計上拉伸力測量滾捲雙側固定的方式而 進行，如德國專利DE41 31 760A1中所說明者；或是利 用拉伸力規、藉由在彎曲桿上固定拉伸力測量滾捲的方式 而進行，如德國專利DE 36 09 623 A1中所說明者。根據 動力計或拉伸力規所測量的壓縮力值，作用在薄膜滚筒上 的拉伸力係藉由例如一滾筒引導系統而維持固定於某一所 欲值，其中該滚筒引導系統係用於致動一滾軸驅動器或一 滾軸制動裝置。 習知技術中的捲繞裝置需經高度設計以及相當大的空 間需求，以進行高品質之滾筒傳輸，特別是薄膜之滾筒傳 輸；此外，最新的最薄薄膜多重處理技術需要越來越多的 空間，以作為薄膜帶塗佈設備内部之薄膜處理與薄膜塗佈 製程的區段。 【發明内容】 因此，本發明的目的之一在於增進一般的展開滾捲， 7 200819381 以減少捲繞裝置的空μ & <間需求與# 4 , 此目的可藉由如争 、叹计人力。 #申睛專利範 徵而實現；而較佳訾论 固乐1項之一般 汽施方式則為申請衷妥,# 徵。 q τ吻辱利範圍附 根據本發明，用认 於測量膠帶材質 係結合至滾轴的至少 丄 何買之拉伸力的 失鉗|4承中， 薄膜而設計的展開滚紅 由於在特別 稍之至少一欢a 測量感測器，便可在一： 处對轴承中結合 伸力測量，因此能鉤政軸中實仃兩種作用，即 捲，進而節省設備内的+展開，衰捲所特有的拉伸 此外，有利的是診 成本。 架，其與垂直於該滾、甘軸承具有彈簧-彈 連接，其中至少—彈動 Λ縱長轴的滚動轉轴 器。 I -彈性軸承支架係形成為 由於傳輸之薄腺、、奋钱μ & 、滾旖的滾筒拉伸力之故，分 轉軸兩端的夾钳軸承 來的彈貫-彈性軸承支架允許 長轴垂直之展開滾軸 神的軸向平行偏斜，其產生了 軸之縱長軸垂直的一姓旲盘 …果偏斜力。根據展開滾捲 擇之薄膜滚筒的纏繞角纟，此_結果偏斜力係導 度的二等分處；此一偏斜力係藉由該等失鉗軸承 轴承支架而成為形變拉伸力。藉由設計為力變 貫-彈性軸承支架，此一形變拉伸力（其與滾筒拉 例）係可藉由整合於該力變換器中的一力感測 量’因此可於展開在滾捲處進行這樣的拉伸力測 s 部分的 屬項之 力變換 針對最 了技伸 展開與 力測量 性軸承 係操作 一力變 配給滾 了與其 與滾動 周圍所 向纏繞 的固定 換器的 伸力成 器加以 量’而 特 特 器 薄 力 拉 滾 支 性 換 動 縱 轉 選 角 彈 彈 比 測 不 200819381 影響其展開功用。因此’迄今仍須獨立執行 滾捲功用便可以轉移至展開滾捲中。 的拉 若因為在展開滾捲兩端處的可變薄膜拉伸力 的偏斜力，則若兩個彈簧-彈性軸承支架都設計為 係為有利的，因為偏斜力的測量係更有差異地進 更為精確，力感測器的讀數可以依次進入滾筒拉 裝置中作為個別的數值或做為平均數值。 5

在本發明之一特別有利的具體實施例中，該 轴承支架及/或力變換器本質上是與滾動轉軸共^ 發明之展開滾捲的此一設計之特徵在於特別節^ 用於測量滾筒拉伸力的有效架構；由於與滾^与 排列，彈簧-彈性軸承支架或力變換器係排列為立 軸承的彎曲桿。而作為力變換器的彎曲桿產生 力，其垂直作用在展開滾軸的縱長軸上作為彎！ 力，並可依序由結合之力感測器加以測量為^伸 縮力。

與滾動轉軸·或力變換器共同延伸之轴承支架 置改進了本發明之展開滾捲的失钳軸承之細微架 需要突出於展開滾捲套筒直徑上的軸承架構元件 式中，可以一種特別精實的單元來實現結合展開 測量之滾捲。 在-特別具體實施例中，該力變換器係配 承的軸側夾鉗刷與夾鉗軸承的固定夾鉗刷之間 變換器的一負载吸收端係分配至該軸侧失鉗刷 伸力測量 而有不同 力變換器 行並因此 伸力調節 彈簧-彈性 弓延伸，本 空間以及 軸共延伸 接至夾鉗 結果偏斜 形變拉伸 力及/或壓 的此種配 構，而不 ;在此方 與拉伸力 ，在夾鉗軸 其中該力 該滾動轉 9 200819381 轴一方面結合至該軸側夾鉗刷中，而另一方面則為力變換 氣的自由移動之負載吸收端。因此，直接作用在滾動轉軸 上的偏斜力係作用於力變換氣的自由移動端，亦即作用於 一短的力傳輸路徑上，因而作為滾筒拉伸力測量之偏移力 測量會變得更為敏感與精確。

在進一步之較佳具體實施例中，滾動轉軸係以可旋轉 方式相對於力變換器而固定。除了因為薄膜滾筒的滾筒拉 伸力所產生的垂直作用於展開滾捲縱長軸的偏移力之外， 藉由展開滾捲上薄膜的傳輸與展開，在展開滾捲的滾動轉 軸上也會產生些微的力矩。藉由滾動轉軸之可旋轉式固定 的輔助，相關的力矩並不會轉移至力變換器，其係造成滾 動轉軸的偏移力。就一方面而言，其避免了力變換器在不 期望之方向上的形變與旋轉而使其力感測器的測量方向無 法與結杲偏移力的方向精確對齊，因而影響滾筒拉伸力的 讀取；就另一方面而言，自作用於力變換器的偏移力中消 除力矩分量可使力感測器在測量滾筒拉伸力時產生較高的 測量精確度。 若力變換器係藉由自對準球狀軸承而連接至軸側夾鉗 刷則可進一步增進滚筒拉伸力的測量精確度；由於軸承之 間的自對準球狀轴承之特殊結構設計，其具有一轉軸角彈 性與低摩擦性，因此，自對準球狀軸承會盡可能的不敏感 以使滾動轉軸盡可能傾斜或使軸側夾鉗刷相對於自對準球 狀軸承的軸承轉轴盡可能傾斜。舉例而言，滾動轉軸的輕 微可變傾斜係由於沿著展開滾捲不均勻作用的滾筒拉伸力 10 200819381 所致，當使用具有非直線滾動轉軸之展開滚料，已經出 現對於自對準球狀軸承的轴狀轉軸之相對設計、輕微傾斜 滾動轉轴#由自對準球狀轴承由滚動轉轴之傾斜所 生的分力會被盡可能禎檢.、， ^ . 的 干環狀軸承，由滾動轉軸之傾斜所 產生的分力會被盡可能補償，並於力冑換$^ 袞筒拉伸力 偏斜力的靜態測量期間被估算為干擾因子。 在一特定實施例中，一夾鉗軸承的固定失鉗刷具有旋 轉固定滾動轉轴之彈性抗旋轉冑置，肖彈隸旋轉裝置可 使滾動轉軸位置固定在相對於纏繞裝置框架之一既定旋轉 角度，而不妨礙與彈簧-彈性軸承支架或力變換器操作性連 接的滾動轉轴之彈性固定。這樣的位置固^寺μ是增進了 本發明具有非直線滚動轉軸<展開滚捲的用③，而成為社 合之展開與拉伸力測量之滾轴1 了有效展開，此一非直 線滾動轉軸的傾斜需要該滾動輳4 切轉軸相對於傳輪於展開滾捲 上之薄膜滾筒的一特定旋轉角度杨里 ^ ^ y 月度位置；在這個旋轉角度位 置中，滚動轉轴必須為可旋轉鎖定 ^ ^ 領疋，其可藉由抗旋轉裝置 來實現滾動轉轴的阻擋旋轉，本I 8日 t 發明之抗旋轉裝置的彈性 同時確保了垂直作用於滚動轉軸的& 褐斜力可以不受宮盔 傳輸至彈簧-彈性軸承支架或力變撿w # 60 支換盗，且因此滾筒拉伸力 的測量不會受到抗旋轉裝置的抑制。 Η評力 本發明之抗旋轉裝置的一種非参& 吊灵用的具體眘絲士# 為彈性套筒’其一方面係連接至軸側 、 方式 J穴樹刷，而另一 則連接至固定夾鉗刷；該套筒以非挺 * 丄 , 觸方式覆蓋了固定在 軸側夹钳刷與固定夾钳刷之間的彈笼 社 5¾ 彈性耗承jb Ao ^ * 變換器，其彈性使得偏斜力得以不A ^ ^ 不人窒礙的作用在彈簧· 11 200819381 彈性軸承支架或力變換器上。 如果滾動轉軸可以不同的旋轉角度位置加以固定，特 別疋可以藉由旋轉與固定其轉軸位置來將非直線滾動轉軸 調整至相對於傳輸於展開滾捲上的薄膜滾筒之平面的不同 結構成形位置；因此，可能影響到相對於薄膜滾筒之展開 滾捲的結構及因而作用在薄膜滾筒上的效果。同樣地，例 如也可以對不同的薄膜滾筒材料性質或不同的薄膜滾筒纏 繞角度來採用展開滾捲’各滾筒拉伸力測量並不受其阻礙 且固定可行。 如果在固定夾钳刷中力變換器的排列可相對該滾動轉 軸調整於一旋轉角度，力變換器的測量方向便可適用於結 果偏斜力的不同方向，其分別形成於展開滾捲周圍特定裝 設之薄膜帶或滾筒的可變纏繞角度；整合至力變換器中的 力感測器的測量方向可因此與結果偏斜力的各別方向精確 匹配’以於藉由薄膜滾筒之結合展開與拉伸力測量滾捲之 可變纏繞角度時產生最佳拉伸力測量。 此外，有利的是，一夾钳軸承是形成為轴向固定轴承， 而另一夾鉗軸承是形成為轴向浮動軸承；這樣的配置使得 展開滾捲可沿其長度產生孰膨眼 度屋生”、、膨脹，而不會有在滾動轉轴之 縱長方向的滑動力產生，其可 户用於夹錯細 而誤導了所欲測量的結果偏斜力。 承或力變換器 【實施方式】 如第1圖與第2圖所示 根據具體實施例 之本發明的 12 200819381 展開滚捲1係由滾動轉軸2所構成’其上之數個 屬製成之圓枉滚捲3係以樞轉方式藉由減磨軸=由例如金 動轉軸2的縱長軸5而加以固定；在滾捲3上技4沿著滾 與測量之薄膜滚筒6，使滾捲3藉以旋轉（見第 出欲展開 為了說明之簡要，已截短第1圖與第2圖闳所示）。 阐甲所示之 捲3的滚動轉軸2。滾動轉軸2的各端係失紐 、有滾 7、g的〆軸侧夾鉗刷9、1 〇中，在失鉗軸承7爽鉗軸承 夾鉗刷9、10與固定夾鉗刷Π、12之間配置8的耗側 13、14，以作為與滾動轉軸2之縱長轴5共5 了力變換器 桿；其中力變換器13、14兩者的負载吸收' 伸的彎曲 頭15、1 6係固定於各軸側失鉗刷9、1 〇中由移動測量 13、1 4的相對於測量頭15、16的一端係緊卜而力變換器 定夾钳刷η、12中。提供自對準球狀軸承、丨在爽鉗於各固 軸側夾鉗刷9、1 0中的力變換器1 3、i 4之 、1 8以用於 16的各自固定，而夾钳至軸側夾钳刷9、1 〇 、、丨i頭1 5、 2也經由這些自對準球狀軸承工7、！ 8而以^中的滚動轉輛 固定。.由於傳輸於展開滾捲j上之薄膜滾 ' 叙轉方式加以 力h、F2之故，滾動轉軸2係轴向平行於的滾筒拉伸 軸5，而朝向結果偏移力Fn偏移，如第3垂直於其縱長 楚描述者;板據實施位置中沿著展開滾捲！與帛4圖中清 的纏繞角度cx,該結果偏移力Fi2係被導之薄膜滾筒6 二等分處。各力變換器13、14係以對於、繞角度α的 轉角而排列於其固定夾鉗刷u、12中，而使2轉轴2的旋 器（圖中未示)的測量方向與結果偏移力p °合之力感測 12的方向相符。 13 200819381 在力變換器13、14上的榡t己μ、2〇指示了力咸、t V Z 刀礅測器的測 量方向，該力感測器測量了兔移力Fl2以作為滾筒拉伸力 Fl、h的測量值，並提供挪量訊號呈滚筒引導系統（圖中 未示）以調節一固定拉伸力。藉由自對準球狀輛承17、18 上的滚動轉軸2之可旋轉軸承，測量頭15、16可保持為無 力矩，因而各別的力感測器只測量由滚筒拉伸力F 1、h所 產生的偏移力Fi2。 根據該具體實施例，滾氣結& ? #於中門& 及動轉軸2係於中間處稍微形成

為弓形，然此未示於第铲插星女L 足3圖中。仏種具有非直線滾動 轉軸2之展開滚捲1所需|^ ▲祕姑9 ♦备 而要的滾動轉軸1 2之實施角度係依 據旋轉角度而定，以於展龆& ^ ^ ^ V# ^ 竭/衰捲1雨端所傳輪的薄膜滾筒 6產生特定的展開效果；為 g m 、 馬此，彈性套同21係提供為該滾 動轉軸2的抗旋轉裝置， ^ ^ ^ 5 . 、一方面連接至軸側失鉗刷9 , 而另一方面係連接至类紐β 、’甘細承7的相關固定夾鉗刷11，並 因此將滾動轉軸2固定扒4士 ;特定的旋轉角位置。套筒21與力 變換器13之間的距離 ..a ^ 離M及其彎曲彈性促進了滾動轉軸2 未又阻撓之偏移，直中 F m丄 八軸側失鉗刷9係朝向結果偏移力 r 1 2 且因此確保咭紝 从 筒拉伸Λ w 、、Ό偏移力F12的無誤測量，以作為滾 伸力Fl、F2的測量值。 其他夾鉗軸承8的 於自對粜铋处土 、 倒爽鋤刷1 〇可朝縱長軸5而相對 J千琢狀軸承u 以支撐。# 订袖向滑動’其係由測量頭16加 ^ 因疋於固〜水 14 1 6係固定於紅人疋鉗刷1 2中的力變換器1 4的測量頭 义π釉向方向中， 2 浮動軸承。i〜 ，因此，此一夾鉗轴承8係形成為 Φ於熱膨脹的续& ^ ^ ^ , 97緣故而使滾動轉軸2於縱長方向 200819381 5中的滑動力並不會轉移至力變換器1 3、1 4的測量頭1 5、 16 ° 根據此一具體實施例，可以精實、節省空間的單位來 實現結合之展開與拉伸力測量滚捲1，其花費較低的設計 心力並可同時實現高精確度的拉伸力測量。 【圖式簡單說明】

本發明之展開滚捲可由上述關於圖式所示之較佳實施 例的說明而得，其中： 第1圖是本發明之展開滾捲沿A-A線的縱長截面圖； 第2圖是本發明之展開滾捲沿B-B線的縱長截面圖； 第3圖是本發明之展開滾捲於設置位置中之透視圖； 以及 第4圖是以示意截面圖說明本發明之展開滾捲。 【主要元件 符 號 說 明】 1 滾 捲 2 轉 軸 3 滾 捲 4 軸 承 5 縱 長 軸 6 滾 筒 7 軸 承 8 轴 承 9 軸 側 夾 鉗 刷 10 軸 侧 夾 钳 刷 11 固 定 夾 鉗 刷 12 固 定 夾 钳 刷 13 力 變 換 器 14 力 變 換 器 15 測 量 頭 16 測 量 頭 15 200819381 17 白 對 準 球 狀軸承 18 白 對準球狀軸承 19 標 記 20 記 21 彈 性 套 筒 F 1、F2 滾 筒 拉 伸 力 F 1 2 結 果 偏 移 力 a 纏 繞 角 度

16

Claims (1)

1. 200819381 十、申請專利範圍： 1. 一種於一捲繞裝置中用於引導及展開一膠帶材質的滾 軸，特別是用於該膠帶材質之一連續塗佈裝置中，其具 有數個以可旋轉方式固定於一滾動輪軸上的滾捲，且該 滚動輪軸的各端係可固定於一夾鉗軸承中，其特徵在 於：

   在該滚軸的至少一夾鉗軸承（7,8)中係整合有一力變 換器（13,14 )以測量該膠帶材質的拉伸力（tensile force ) 〇 2.如申請專利範圍第1項所述之滾轴，其特徵在於： 該等夾钳軸承（7,8 )具有彈簧-彈性軸承支架，其於操 作上係與垂直於該滾動輪軸（2)之一縱長轴（5)的滾 動輪軸（2 )連接，其中至少一該等彈簧-彈性軸承支架 係形成為一力變換器（13,14)。

   3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之滾軸，其特徵在 於： 該彈簧-彈性軸承支架及/或該力變換器（13,14)基本上 與該滾動輪軸（2 )共同延伸。 4. 如申請專利範圍第1項所述之滾軸，其特徵在於： 該力變換器（13,14)係配置在該夾鉗軸承（7,8)的一 17 200819381 軸側夾钳刷（9，1 0 )以及該夾甜軸承（7，$ )的一固定失 鉗刷（11，1 2 )之間，其中該力變換器（1 3，1 4 )的一負 荷吸收端（1 5，1 6 )係分配至該轴側夾鉗刷（9，1 〇 )。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之滾軸，其特徵在於： 該滾動輪軸（2)係相對於該力變換器（13，丨4)以可旋 轉方式加以固定。 6 ·如申請專利範圍第5項所述之滾軸，其特徵在於： 該力變換器（13,14)係藉由一自對準球狀軸承（ 、i 1 8 ) 而連接至該軸側夾甜刷（9，1 Ο )。 如申請專利範圍第5項或第6項所述之滾軸，其特徵在 於： 一夹錯轴承（7 )的該固定夾钳刷（1 1 )係具有可旋轉 固定之該滾動輪軸（2)的一彈性抗轉動裝置（21 •甲請專利範圍第7項所述之滚軸，其特徵在於 該抗轉動裝置（ 連接至該轴側夾 钳刷（11 )。 2 1 )係為一彈性套筒（2〗），其一方面 鉗刷（9)，且另一方面連接至該固定夾 9·如申請專利範圍第 1項所述之滾軸， 其特徵在於： 18 200819381 該滾動輪軸（2 )可以各種旋轉角度位置加以固定。 1 0.如申請專利範圍第1項所述之滾軸，其特徵在於： 該固定夾鉗刷（11，12)中之該力變換器（13,14)的配 置係可以一旋轉角度而相對於該輪軸方向（2 )加以調 整。

   1 1.如申請專利範圍第1項所述之滾軸，其特徵在於： 一夾鉗轴承（7)係形成為一軸向固定軸承，且另一夾 钳軸承（8 )係形成為一轴向浮動軸承。

   19