Вузол намотування для намотування композитної стрічки на котушку з втулкою (варіанти), пристрій для намотування стрічки та спосіб намотування композитної стрічки на котушку з втулкою

Номер патенту: 94444

Опубліковано: 10.05.2011

Автори: Грайфорд Аленн, Бейтмен Аян Роджер, Меймен Крейґ Ентоні

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Вузол намотування для намотування композитної стрічки на котушку з втулкою, в якому композитна стрічка має: пластичну стрічку, що розтягується, яка має плоску основу і сукупність окремих бічних буртиків, розташованих уздовж і розміщених на основі, і сукупність підсилюючих деталей, що розтягуються, розміщених уздовж у відповідних буртиках, буртики і підсилюючі деталі утворюють композитні буртики, до складу вузла для намотування котушки входить головна рама;

тримач котушки для підтримки котушки з можливістю обертання відносно головної рамки;

привід котушки для обертання котушки відносно головної рами; каретка, встановлена для бокового руху відносно котушки; пристрій для гнуття, встановлений на каретці для прийому стрічки, коли вона подана на втулку котушки, і деформування стрічки для надання їй вигнутої основи; і привід пристрою для гнуття, приєднаний до пристрою для гнуття для протягування стрічки через пристрій для гнуття.

2. Вузол намотування за п. 1, який відрізняється тим, що до складу пристрою для гнуття входить рама пристрою для гнуття;

пара розміщених паралельно окремих підтримуючих роликів, встановлених з можливістю обертання на рамі пристрою для гнуття, щонайменше один з підтримуючих роликів має канавки для прийому композитних буртиків композитної стрічки; і

регулюючий ролик, паралельний підтримуючим роликам, встановлений з можливістю обертання на рамі пристрою для гнуття і призначений для прокочування по внутрішній стороні композитної стрічки, внутрішньою стороною є сторона основи, протилежна стороні основи, на якій розміщені буртики, регулюючий ролик встановлений або може бути встановлений так, що композитна стрічка проходить між підтримуючими роликами і регулюючим роликом, композитна стрічка деформується і виходить з пристрою для гнуття з вигнутою основою.

3. Вузол намотування за п. 2, який відрізняється тим, що входить композитна стрічка, яка має пластичну стрічку, що розтягується, з плоскою основою і сукупністю розміщених по боках окремих поздовжніх буртиків, встановлених на основі, і сукупність підсилюючих деталей, що розтягуються, розміщених у відповідних буртиках, буртики і підсилюючі деталі утворюють композитні буртики, в якому канавки підтримуючого ролика мають форму і розмір, відповідні композитним буртикам, тому, коли композитна стрічка проходить між підтримуючими роликами і регулюючим роликом, виключається будь-яке бокове зміщення композитних буртиків відносно основи.

4. Вузол намотування для намотування композитної стрічки на котушку, яка має втулку, в якому до складу композитної стрічки входить пластична стрічка, що розтягується, яка має плоску основу і сукупність окремих бічних буртиків, розташованих уздовж і розміщених на основі, і сукупність підсилюючих деталей, що розтягуються, розміщених у відповідних буртиках, буртики і пидсилюючі деталі утворюють композитні буртики, до складу вузла для намотування на котушку входить:

головна рама,

тримач котушки для закріплення з можливістю обертання котушки відносно головної рамки,

привід котушки для приведення в рух котушки відносно головної рамки,

пристрій для гнуття, встановлений над котушкою з можливістю віддалення від втулки вздовж радіуса, коли діаметр котушки з намотаною стрічкою збільшується, пристрій для гнуття приймає стрічку, коли вона подається назустріч нижній частині котушки і пластично деформує стрічку, надаючи її основі викривленої форми і підтримуючи підсилюючі стрічки у перпендикулярному напрямі відносно основи, і привід котушки для протягування стрічки через пристрій для гнуття.

5. Вузол намотування за п. 4, який відрізняється тим, що до складу пристрою для гнуття входить: рама пристрою для гнуття, пара розміщених паралельно окремих підтримуючих роликів, встановлених з можливістю обертання на рамі пристрою для гнуття, щонайменше один з підтримуючих роликів має канавки для прийому композитних буртиків композитної стрічки, і

регулюючий ролик, паралельний підтримуючим роликам, встановлений з можливістю обертання на рамі пристрою для гнуття і призначений для прокочування по внутрішній стороні композитної стрічки, внутрішньою стороною є сторона основи, протилежна стороні основи, на якій розміщені буртики, регулюючий ролик встановлений або може бути встановлений так, що композитна стрічка проходить між підтримуючими роликами і регулюючим роликом, композитна стрічка деформується і виходить з пристрою для гнуття з вигнутою основою.

6. Вузол намотування за п. 5, який відрізняється тим, що входить композитна стрічка, яка має пластичну стрічку, що розтягується, з плоскою основою і сукупністю розміщених по боках окремих поздовжніх буртиків, встановлених на основі, і сукупність підсилюючих деталей, розміщених у (між) відповідних буртиках, при цьому буртики і підсилюючі деталі утворюють композитні буртики, в якому канавки підтримуючого ролика мають форму і розмір, відповідні композитним буртикам, тому, коли композитна стрічка проходить між підтримуючими роликами і регулюючим роликом, виключається будь-яке бокове зміщення композитних буртиків відносно основи.

7. Вузол намотування за пп. 4, 5 або 6, який відрізняється тим, що має каретку, встановлену для бокового руху відносно котушки, пару підтримуючих важелів, кожен підтримуючий важіль має нижній кінець, який може ковзати по каретці, середню частину і верхній кінець, з'єднаний з пристроєм для гнуття за допомогою осі, і перший з'єднувальний важіль, який має нижній кінець, з'єднаний з кареткою, і верхній кінець, з'єднаний з середньою частиною одного з підтримуючих важелів, в якому підтримуючі важелі і перший з'єднувальний важіль дозволяють пристрою для гнуття рухатись уздовж радіуса від втулки, коли діаметр котушки з намотаною стрічкою збільшується, без обертання пристрою для гнуття відносно головної рами.

8. Вузол намотування за п. 7, який відрізняється тим, що нижні кінці підтримуючих важелів з'єднані за допомогою другого з'єднувального важеля для підтримання відносної відстані між ними.

9. Пристрій для намотування стрічки, що розтягується, яка має сукупність прямих буртиків на котушку зі втулкою, до складу пристрою входить рама;

тримач котушки для утримання з можливістю обертання котушки відносно рами;

направляючий вузол для приведення в рух стрічки по дотичній в напрямку до втулки, направляючий вузол може рухатись відносно котушки у напрямі, паралельному осі обертання котушки, ланцюг роликів з канавками, розміщених так, що вони можуть обертатись навколо окремих паралельних осей, кожен ролик перебуває у взаємодії з сусіднім роликом за допомогою пари куліс, кожна пара куліс може повертатися на осі відносно сусідньої пари куліс, ланцюг розміщений частково навколо втулки і має перший і другий кінці, приєднані до направляючого вузла для можливості руху з направляючим вузлом відносно котушки, і засоби для підтримання постійного натягу ланцюга при намотуванні котушки; в якому ролики притискають стрічку всередину в напрямку до осі котушки, і канавки охоплюють буртики стрічки, так що вона вигинається навколо котушки, підтримуючи таким чином буртики.

10. Спосіб намотування композитної стрічки на котушку з втулкою, де стрічка має сукупність розміщених уздовж по боках окремих буртиків, встановлених на основі, який включає в себе такі етапи:

подача стрічки в напрямі втулки котушки;

проходження стрічки через набір роликів для пластичної деформації для гнуття основи стрічки; і

намотування деформованої стрічки на втулку для формування намотаної стрічки, намотування створює натяг у стрічці, в якому пластична деформація стрічки через набір роликів зменшує натяг в стрічці, який в іншому випадку залишається.

11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що буртики залишаються перпендикулярними основі при проходженні через набір роликів, таким чином орієнтація буртиків відносно основи залишається незмінною.

12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що положення осі котушки, на яку направляють стрічку, може змінюватись.

13. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що на етапі подачі і деформації стрічки для гнуттям основи отримують радіус кривизни основи стрічки у межах 120-80 % від радіуса втулки.

Текст

1. Вузол намотування для намотування композитної стрічки на котушку з втулкою, в якому композитна стрічка має: пластичну стрічку, що розтягується, яка має плоску основу і сукупність окремих бічних буртиків, розташованих уздовж і розміщених на основі, і сукупність підсилюючих деталей, що розтягуються, розміщених уздовж у відповідних буртиках, буртики і підсилюючі деталі утворюють композитні буртики, до складу вузла для намотування котушки входить головна рама; тримач котушки для підтримки котушки з можливістю обертання відносно головної рамки; привід котушки для обертання котушки відносно головної рами; каретка, встановлена для бокового руху відносно котушки; пристрій для гнуття, встановлений на каретці для прийому стрічки, коли вона подана на втулку котушки, і деформування стрічки для надання їй вигнутої основи; і привід пристрою для гнуття, приєднаний до пристрою для гнуття для протягування стрічки через пристрій для гнуття. 2. Вузол намотування за п. 1, який відрізняється тим, що до складу пристрою для гнуття входить рама пристрою для гнуття; пара розміщених паралельно окремих підтримуючих роликів, встановлених з можливістю обертання на рамі пристрою для гнуття, щонайменше один з підтримуючих роликів має канавки для прийому композитних буртиків композитної стрічки; і 2 (19) 1 3 94444 4 тушки і пластично деформує стрічку, надаючи її основі викривленої форми і підтримуючи підсилюючі стрічки у перпендикулярному напрямі відносно основи, і привід котушки для протягування стрічки через пристрій для гнуття. 5. Вузол намотування за п. 4, який відрізняється тим, що до складу пристрою для гнуття входить: рама пристрою для гнуття, пара розміщених паралельно окремих підтримуючих роликів, встановлених з можливістю обертання на рамі пристрою для гнуття, щонайменше один з підтримуючих роликів має канавки для прийому композитних буртиків композитної стрічки, і регулюючий ролик, паралельний підтримуючим роликам, встановлений з можливістю обертання на рамі пристрою для гнуття і призначений для прокочування по внутрішній стороні композитної стрічки, внутрішньою стороною є сторона основи, протилежна стороні основи, на якій розміщені буртики, регулюючий ролик встановлений або може бути встановлений так, що композитна стрічка проходить між підтримуючими роликами і регулюючим роликом, композитна стрічка деформується і виходить з пристрою для гнуття з вигнутою основою. 6. Вузол намотування за п . 5 , який відрізняється тим, що входить композитна стрічка, яка має пластичну стрічку, що розтягується, з плоскою основою і сукупністю розміщених по боках окремих поздовжніх буртиків, встановлених на основі, і сукупність підсилюючих деталей, розміщених у (між) відповідних буртиках, при цьому буртики і підсилюючі деталі утворюють композитні буртики, в якому канавки підтримуючого ролика мають форму і розмір, відповідні композитним буртикам, тому, коли композитна стрічка проходить між підтримуючими роликами і регулюючим роликом, виключається будьяке бокове зміщення композитних буртиків відносно основи. 7. Вузол намотування за пп. 4, 5 або 6, який відрізняється тим, що має каретку, встановлену для бокового руху відносно котушки, пару підтримуючих важелів, кожен підтримуючий важіль має нижній кінець, який може ковзати по каретці, середню частину і верхній кінець, з'єднаний з пристроєм для гнуття за допомогою осі, і перший з'єднувальний важіль, який має нижній кінець, з'єднаний з кареткою, і верхній кінець, з'єднаний з середньою частиною одного з підтримуючих важелів, в якому підтримуючі важелі і перший з'єднувальний важіль дозволяють пристрою для гнуття рухатись уздовж радіуса від втулки, коли діаметр котушки з намотаною стрічкою збільшується, без обертання пристрою для гнуття відносно головної рами. 8. Вузол намотування за п. 7, який відрізняється тим, що нижні кінці підтримуючих важелів з'єднані за допомогою другого з'єднувального важеля для підтримання відносної відстані між ними. 9. Пристрій для намотування стрічки, що розтягується, яка має сукупність прямих буртиків на котушку зі втулкою, до складу пристрою входить рама; тримач котушки для утримання з можливістю обертання котушки відносно рами; направляючий вузол для приведення в рух стрічки по дотичній в напрямку до втулки, направляючий вузол може рухатись відносно котушки у напрямі, паралельному осі обертання котушки, ланцюг роликів з канавками, розміщених так, що вони можуть обертатись навколо окремих паралельних осей, кожен ролик перебуває у взаємодії з сусіднім роликом за допомогою пари куліс, кожна пара куліс може повертатися на осі відносно сусідньої пари куліс, ланцюг розміщений частково навколо втулки і має перший і другий кінці, приєднані до направляючого вузла для можливості руху з направляючим вузлом відносно котушки, і засоби для підтримання постійного натягу ланцюга при намотуванні котушки; в якому ролики притискають стрічку всередину в напрямку до осі котушки, і канавки охоплюють буртики стрічки, так що вона вигинається навколо котушки, підтримуючи таким чином буртики. 10. Спосіб намотування композитної стрічки на котушку з втулкою, де стрічка має сукупність розміщених уздовж по боках окремих буртиків, встановлених на основі, який включає в себе такі етапи: подача стрічки в напрямі втулки котушки; проходження стрічки через набір роликів для пластичної деформації для гнуття основи стрічки; і намотування деформованої стрічки на втулку для формування намотаної стрічки, намотування створює натяг у стрічці, в якому пластична деформація стрічки через набір роликів зменшує натяг в стрічці, який в іншому випадку залишається. 11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що буртики залишаються перпендикулярними основі при проходженні через набір роликів, таким чином орієнтація буртиків відносно основи залишається незмінною. 12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що положення осі котушки, на яку направляють стрічку, може змінюватись. 13. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що на етапі подачі і деформації стрічки для гнуттям основи отримують радіус кривизни основи стрічки у межах 120-80 % від радіуса втулки. Цей винахід відноситься до труб, отриманих намотуванням по спіралі, і, зокрема, до пристроїв і способів для обробки і намотування стрічок, з яких виготовляють труби намотуванням по спіралі. Пластикові трубки можна виготовляти намотуванням по спіралі пластикової стрічки, яка має послідовність розташованих уздовж неї окремих буртиків, розміщених з проміжками. Такий тип трубок, отриманих намотуванням по спіралі, відомий у промисловості і описаний у патентах, які стосуються пластикової стрічки і машини, за допомогою якої з цієї стрічки виготовляють трубки. Раніше для виготовлення труб високої якості було необхідно, щоб товщина пластикової стрічки і її буртиків була досить значною. Одначе, в патенті Австралії № 2003227090 описане значне покращення технології виробництва труб, отриманих намотуванням по спіралі. Композитна стрічка, опи 5 сана в патенті № 2003227090, має підсилювальну стрічку, що розтягується, розміщену вздовж, яка підтримується з боків секцією буртиків (див. фіг.1). Підсилювальна стрічка має відношення висоти до товщини, щонайменше, 3:1 і орієнтована перпендикулярно до основи стрічки. З цієї композитної стрічки можна виготовляти негнучку трубу, здатну витримувати дію значних радіальних сил, без використання товстої стрічки з товстими буртиками (див. фіг.2). Коли композитна стрічка, така, як описана в Австралійській заявці на патент № 2003227090, або інша подібна стрічка намотана на котушку для транспортування після виробництва, можуть виникнути труднощі. Зокрема, коли композитна стрічка призначена для труби великого діаметра, часто бажано намотати стрічку на котушку, яка має втулку меншого діаметру, ніж діаметр намотаної трубки. Це може стати проблемою для збереження підсилюючої частини композитної стрічки. Точніше, буртики композитної стрічки притискаються до основи, як показано на фіг. 4, 5, 6 і 7. Іншою проблемою, яка виникає при намотуванні композитної стрічки типу, описаного вище, є те, що при використанні відомих способів намотування і пристроїв на тяжіння стрічки стає настільки великим, що стрічка рветься або пошкоджується іншим чином. Предметом цього винаходу є пристрій і спосіб, які вирішують деякі або всі проблеми, описані вище. Згідно першого аспекту винаходу пропонується вузол для намотування композитної стрічки на котушку, яка має втулку, до складу композитної стрічки входить пластична стрічка, що розтягується, з плоскою основою і сукупність розміщених на основі по боках окремих поздовжніх буртиків і сукупність підсилюючих деталей, що розтягуються, розміщених уздовж між відповідними буртиками, буртики і підсилюючі деталі утворюють композитні буртики, вузол для намотування на котушку включає в себе: головну раму; тримач котушки для підтримки котушки з можливістю обертання відносно головної рамки; привід котушки для обертання котушки відносно головної рамки; каретка для бокового руху відносно котушки; пристрій длягнуття, встановлений на каретці для прийому стрічки, коли вона подана на втулку котушки, і деформування стрічки для надання їй вигнутої основи; і привід пристрою для гнуття, приєднаний до пристрою для гнуття для протягування стрічки через пристрій для гнуття. Переважно пристрій для гнуття включає в себе: раму пристрою для гнуття; пару розміщених паралельно окремих підтримуючих роликів, встановлених з можливістю обертання на рамці пристрою для гнуття, щонайменше, один з підтримуючих роликів має канавки для прийому композитних буртиків композитної стрічки; і регулюючий ролик, паралельний підтримуючим роликам, встановлений з можливістю обер 94444 6 тання на рамці пристрою для гнуття, і призначений для прокочування по внутрішній стороні композитної стрічки, внутрішня сторона основи, протилежна стороні основи, на якій розміщені буртики, регулюючий ролик встановлений або може бути встановлений так, що композитна стрічка проходить між підтримуючими роликами і регулюючим роликом, композитна стрічка деформується і виходить з пристрою для гнуття з вигнутою основою. Крім того, вузол включає в себе композитну стрічку, яка має пластичну стрічку, що розтягується, з плоскою основою і сукупністю розміщених по боках окремих поздовжніх буртиків, встановлених на основі, і сукупність підсилюючих деталей, розміщених уздовж між відповідними буртиками, буртики і підсилюючі деталі утворюють композитні буртики, канавки підтримуючого ролика мають форму і розмір, відповідні композитним буртикам, тому коли композитна стрічка проходить між підтримуючими роликами і регулюючим роликом, виключається будь-яке бокове зміщення композитних буртиків відносно основи. Іншим предметом винаходу є намотувальний вузол для намотування композитної стрічки на котушку, яка має втулку, до складу композитної стрічки входять: пластична стрічка, що розтягується, з плоскою основою і сукупність розміщених на основі по боках окремих поздовжніх буртиків, які виступають з основи, і сукупність підсилюючих деталей, що розтягуються, розміщених уздовж між відповідними буртиками, буртики і підсилюючі деталі утворюють композитні буртики, вузол для намотування на котушку включає в себе: головну раму; тримач котушки для закріплення з можливістю обертання котушки відносно рами; привід котушки для приведення в рух котушки відносно основної рами; пристрій для гнуття, встановлений над котушкою з можливістю віддалення від втулки вздовж радіуса, коли діаметр котушки з намотаною стрічкою збільшується, пристрій для гнуття приймає стрічку, коли вона подається назустріч нижній частині котушки, і пластично деформує стрічку надаючи її основі викривленої форми і підтримуючи підсилюючі стрічки у перпендикулярному напрямі відносно основи; і привід котушки для протягування стрічки через пристрій для гнуття. До складу пристрою для гнуття входять: рамка пристрою для гнуття; пара розміщених паралельно окремих підтримуючих роликів, встановлених з можливістю обертання на рамці пристрою для гнуття, щонайменше, один з підтримуючих роликів має канавки для прийому композитних буртиків композитної стрічки; і регулюючий ролик, паралельний підтримуючим роликам, встановлений з можливістю обертання на рамці пристрою для гнуття, і призначений для прокочування по внутрішній стороні композитної стрічки, внутрішня сторона основи, протилежна стороні основи, на якій розміщені буртики, регулюючий ролик встановлений або може бути встановлений так, що композитна стрічка проходить 7 між підтримуючими роликами і регулюючим роликом, композитна стрічка деформується і виходить з пристрою для гнуття з вигнутою основою. Крім того, до складу вузла входить композитна стрічка з пластичною стрічкою, що розтягується, з плоскою основою і сукупність розміщених на основі по боках окремих поздовжніх буртиків, які виступають з основи, і сукупність підсилюючих деталей, що розтягуються, розміщених уздовж між відповідними буртиками, буртики і підсилюючі деталі утворюють композитні буртики, канавки підтримуючого ролика мають форму і розміри, які відповідають композитним буртикам, так що композитна стрічка проходить між підтримуючими роликами і регулюючим роликом, виключається будь-яке бокове зміщення композитних буртиків відносно основи. Крім того, до складу вузла входять: каретка, встановлена для бокового руху відносно котушки; пара підтримуючих важелів, кожен підтримуючий важіль має нижній кінець, який може ковзати по каретці, середню частину і верхній кінець, з'єднаний з пристроєм для гнуття з можливістю обертання; і перший з'єднувальний важіль, який має нижній кінець, з'єднаний з кареткою і верхній кінець, з'єднаний з середньою частиною одного з підтримуючих важелів, в якому підтримуючі важелі і перший з'єднувальний важіль дозволяють пристрою для гнуття рухатись уздовж радіусу від втулки, коли діаметр котушки з намотаною стрічкою збільшується, без обертання пристрою для гнуття відносно головної рами. Бажано, щоб нижні кінці підтримуючих важелів були з'єднані з другим з'єднувальним важелем для підтримання відносної відстані між ними. Третім предметом винаходу є пристрій для намотування стрічки, що розтягується, яка має сукупність виступаючих буртиків, на котушку з втулкою, до складу пристрою входять: рама; тримач котушки для утримання з можливістю обертання котушки відносно рамки; вузол приводу для приведення в рух стрічки по дотичній в напрямку до втулки, вузол приводу може рухатись відносно котушки у напрямі, паралельному осі обертання котушки; ланцюг роликів з канавками, розміщених так, що вони можуть обертатись навколо окремих паралельних осей, кожен ролик перебуває у взаємодії з сусіднім роликом за допомогою пари куліс, кожна пара куліс може повертатися на осі відносно сусідньої пари куліс, ланцюг розміщений частково навколо втулки і має перший і другий кінці, приєднані до вузла приводу для можливості руху з вузлом приводу відносно котушки; і засоби для підтримання постійного на тяжіння ланцюга при намотуванні котушки; в якому ролики притискають стрічку всередину в напрямку до осі котушки, і канавки охоплюють буртики стрічки, так що вона вигинається навколо котушки, підтримуючи таким чином буртики. Згідно четвертого аспекту винаходу пропонується спосіб намотування композитної стрічки на 94444 8 котушку зі втулкою, стрічка має сукупність розміщених по боках уздовж окремих буртиків, встановлених на основі, спосіб включає в себе такі етапи: подача стрічки в напрямі втулки котушки; проходження стрічки через набір роликів для пластичної деформації для викривлення основи стрічки; і намотування деформованої стрічки на втулку для формування намотаної стрічки, намотування створює натяжіння у стрічці, в якому пластична деформація стрічки через набір роликів зменшує натяжіння в стрічці, яке в іншому випадку залишається. Буртики, бажано, встановлені на основі і проходять через набір роликів, завдяки цьому орієнтація буртиків відносно основи стрічки залишається незмінною. Крім того, бажано, спосіб допускає зміну положення осі котушки, на яку направляється стрічка. Етап направлення і деформації стрічки для викривлення її основи забезпечує радіус кривизни 120-80% радіуса втулки. Згідно п'ятого аспекту винаходу пропонується спосіб намотки стрічки з буртиками, що розтягується, на котушку, яка має втулку, спосіб складається з таких етапів: направлення стрічки по дотичній на втулку; намотування стрічки на втулку; і підтримання буртиків стрічки в ході вигинання стрічки навколо втулки. Крім того, спосіб передбачає зміну положення осі котушки, на яку направляється стрічка. Варіанти реалізації винаходу будуть описані нижче і проілюстровані рисунками. Ці варіанти служать для ілюстрації і не обмежують рамок винаходу. Детальний опис варіантів винаходу Варіанти винаходу проілюстровані рисунками: На фіг.1 показана композитна стрічка, з якої намотуванням виготовляють спіральну трубку. На фіг.2 показана спіралевидна трубка, намотана зі стрічки, показаної на фіг. 1. На фіг.3 показана частина підсилювальної стрічки в трубці, показаній на фіг.2. На фіг. 4 показана стрічка з фіг. 1 з буртиками в стиснутому стані. На фіг.5 показаний розріз стрічки з фіг.4. На фіг.6 показана наступна стрічка, яку використовують в трубках більшого діаметру. На фіг.7 показаний розріз стрічки з фіг.6 у стиснутому стані. На фіг.8 показаний вузол намотування на котушку за винаходом. На фіг.9 показана схема вузла з фіг.8. На фіг. 10 показаний вигляд збоку пристрою для гнуття з фіг. 9, 10, який вигинає стрічку. На фіг.11а і 11b показані вигляди пристрою для гнуття вузла намотування на котушку, показаного на фіг.8. На фіг. 12 показаний розріз частини пристрою для гнуття з фіг. 11а і 11b. На 13а і 13b показані схематичні вигляди пристрою для гнуття з фіг.8-12 у верхньому і в нижньому положенні. 9 На фіг. 14 показаний вузол намотування на котушку за другим аспектом винаходу. На фіг. 15 показаний вигляд знизу вузла, показаного на фіг. 14. На фіг. 16 показаний вигляд, подібний вигляду на фіг. 12, але більш детальний, з протилежного боку знизу. На фіг. 17 показаний пристрій за третім аспектом винаходу. На фіг. 18 показаний загальний вигляд пристрою з фіг. 16. На фіг. 19 показаний детальний вигляд знизу пристрою з фіг. 18. На фіг. 8 показаний вузол намотування на котушку 200, який відповідає першому аспекту винаходу. Вузол намотування на котушку 200 призначений для намотування композитної стрічки типу, показаного на фіг. 1 і 6, на котушку. До його складу входить головна рамка 202, тримач котушки 204 для підтримання котушки 50 з можливістю обертання відносно головної рамки, привід котушки 206, пристрій для гнуття 90 і привід пристрою для гнуття 210 для протягування стрічки 10 через пристрій для гнуття 90. Пристрій для гнуття 90 встановлений під котушкою 50 з можливістю руху по радіусу від втулки 55 при збільшенні діаметру котушки внаслідок намотування стрічки. Пристрій для гнуття 90 приймає стрічку 10, яка подається в нижню частину котушки 50, і пластично деформує стрічку 10, щоб надати при підтримуванні підсилюючих стрічок 30 (показаних, наприклад, на фіг. 1) в перпендикулярному положенні відносно основи 12. В іншому варіанті винаходу (не показаному) пристрій для гнуття 90 може бути встановленим над або поряд з котушкою, а стрічка 10 може подаватись в напрямку верхньої сторони втулки 55 котушки. Пристрій для гнуття 90 більш детально показаний на фіг. 10, 11а і 11b. Як видно з рисунків, пристрій для гнуття 90 складається з рами 92, пари розміщених паралельно окремих підтримуючих роликів 94 і 94', які встановлені з можливістю обертання на рамі 92. Як видно з фіг. 10, обидва підтримуючі ролики 94 і 94' мають таку форму, що утворюють три канавки 96 для прийому буртиків 20 стрічки 10, як більш детально показано на фіг. 12. Регулюючий ролик 98 встановлений паралельно підтримуючим роликам 94 і також встановлений з можливістю обертання на рамі 92 пристрою для гнуття на допоміжній рамі 99. Регулюючий ролик встановлений для прокочування по внутрішній стороні 14 композитної стрічки 10. Регулюючий ролик 98 встановлений так, що коли композитна стрічка 10 проходить між підтримуючими роликами 94 і регулюючим роликом 98, підсилюючі стрічки 30 в композитній стрічці 10 пластично деформуються, і композитна стрічка 10 виходить з пристрою для гнуття 90 із вигнутою основою 12, в той час як підсилюючі стрічки 30 залишаються в положенні, перпендикулярному до основи 12. Це краще видно на фіг. 10. Засоби приводу 102 призначені для протягування стрічки 10 між підтримуючими роликами 94 і регулюючим роликом 98. 94444 10 В цьому варіанті винаходу до складу засобів приводу входять привідний ролик 104, який намотує стрічку 10 саму на себе, і перший підтримуючий ролик 94. Сам привідний ролик 104 приводиться в рух цепним приводом 103, показаним на фіг. 13а і 13b, привід 210 пристрою для гнуття приводить в рух цепний привід 103, що призводить до того, що привідний ролик 104 штовхає стрічку 10 між регулюючим роликом 98 і другим підтримуючим роликом. Початком гнуття стрічки для скручування в спіраль полегшується штовханням (конструкцію з використанням протягування важко запустити в початковий момент). З фіг. 10, 11 і 12 видно, що регулюючий ролик 98 встановлений на допоміжній рамі 99 (яка може рухатись відносно підтримуючих роликів 98) для встановлення вигину композитної стрічки 10. Для цього передбачені регулювальні гвинти 100. Відомо, що для оптимального спірального намотування ступінь гнуття, який забезпечується пристроєм для гнуття 90, має бути подібним до кривизни втулки 55. Приблизним узгодженням радіуса стрічки, що намотується, і радіуса втулки 55 забезпечується легке намотування стрічки 10 з малим стисканням буртиків. При збільшенні діаметру котушки немає необхідності в установленні ступеня гнуття, який забезпечує пристрій для гнуття 90. Хоч існує деяке надлишкове перегинання, це не викликає значних труднощів. Важливим елементом вузла намотування на котушку згідно цього варіанту винаходу є здатність утримувати пристрій для гнуття 90 встановленим радіально суміжно з попередніми витками стрічки, що намотується, коли діаметр котушки зростає. Це досягається за допомогою механізму переміщення пристрою для гнуття 90 радіально від втулки 55, коли діаметр котушки з намотаною стрічкою зростає. Цей механізм складається з каретки 240, встановленої для бокового руху відносно котушки 50, пари підтримуючих важелів 212 і 212' і пари з'єднувальних важелів 220 і 220' (див. фіг. 13а і 13b). На фіг. 13а видно, що підтримуючий важіль 212 має нижній кінець 214, який може ковзати в каретці 240, і верхній кінець 216, який з'єднаний за допомогою осі до задньої опори 112 пристрою для гнуття 90 (задня опора краще показана на фіг. 10). Перший з'єднувальний важіль 220 має нижній кінець 222, який за допомогою осі з'єднаний з кареткою 240, і верхній кінець 224, з'єднаний за допомогою осі з середньою частиною 215 підтримуючого важеля 212. Крім того, другий підтримуючий важіль 220' з'єднує нижній кінець 214 першого підтримуючого важеля 212 з нижнім кінцем 214' другого підтримуючого важеля 212'. Така конструкція дозволяє пристрою для гнуття 90 переміщуватись вертикально вгору і вниз, накриваючи намотану котушку. Направляючі ролики 93, які краще видно на фіг. 10, котяться по втулці 55, а потім, в ході намотування, по намотаній стрічці. В іншому, не показаному, варіанті реалізації винаходу з'єднувальний важіль 220' може бути встановлений аналогічно з'єднувальному важелю 220, який може бути приєднаний за допомогою осі до каретки 240 одним кінцем і за допомогою осі до 11 середньої частини другого підтримуючого важеля 212' іншим кінцем. Вузол каретки 240 має передні нижні ролики 234 і задні нижні ролики 235, які краще показані на фіг. 13а і 13b. Ці ролики рухаються по передньому і задньому нижніх каналах 230 і 232, показаних на фіг.9. На головній рамі 202 також є верхній і нижній канали 242 і 244. На каретці 240 також встановлені направляючі ролики 246 і 248. Таке розташування роликів і каналів дозволяє каретці рухатись у бічному напрямі відносно втулки 55. Для переміщення каретки 240 в бічному напрямку відносно втулки при намотуванні можуть бути використані різні засоби приводу. Наприклад, безкінечний пневматичний циліндр, як показано на фіг. 15. Система управління використовується для забезпечення бокового руху назад і вперед поперек втулки, щоб стрічка намотувалась окремими шарами. Робота вузла намотування на котушку 200 буде описана з посиланням на фіг. 8-13а і 1 3d. Стрічка 10 проходить крізь вхідний отвір каретки 250 (до складу якої в ідеалі входить сукупність роликів), через пристрій для гнуття 90 на котушку 50. Стрічка 10 надходить на котушку 50 і потім проходить через набір роликів, до складу якого входять підтримуючі ролики 94 і регулюючий ролик 98 і привідний ролик 104, щоб забезпечити пластичне деформування стрічки 10 для вигинання основи 12 і утримання перпендикулярного відносно основи 12 положення підсилюючих стрічок 30. Деформована таким чином стрічка 10 намотується на втулку 55 для формування намотаної стрічки. При збільшенні діаметра намотаної стрічки положення набору роликів змінюється, щоб утримати їх у положенні, радіально суміжному попереднім виткам намотаної стрічки. Вузол для намотування котушки згідно другого варіанту винаходу показаний на фіг. 14, 15 і 16. Цей варіант винаходу подібний варіанту винаходу, описаному вище, але в ньому пристрій для гнуття 90 переміщується тільки поперек котушки. Він не переміщується радіально в напрямі до і від втулки. На фіг. 15, зокрема, показаний фрикційний блок 86, встановлений на стержні 86', який переміщує каретку 240 в боковому напрямку назад і вперед від однієї сторони котушки 50 до іншої. На фіг. 16 пристрій для гнуття показаний більш детально. Пристрій для гнуття 90 подібний пристрою для гнуття, показаному на фіг. 11 і 12, але без направляючих роликів 93. Пристрій для гнуття 90 пластично деформує стрічку 10, а вузол приводу котушки 206 обертає котушку 50 відносно головної рами, щоб намотувати стрічку 10 після її пластичної деформації пристроєм для гнуття 90. В такій конструкції пластична деформація стрічки 10 пристроєм для гнуття 90 зменшує натяжіння стрічки 10, необхідне для намотування стрічки 10 обгортання стрічкою 10 котушки 50. Це важливо з багатьох причин. Однією причиною є можливість управління натяжінням стрічки, яку намотують на втулку, щоб його можна було змінювати незалежно від первинного процесу гнуття. Зменшенням на тяжіння стрічки навколо втулки досягається зменшення тенденції до стис 94444 12 нення і руйнування попередньо намотаних витків стрічки. В цьому варіанті винаходу для оптимального намотування ступінь гнуття, який надає пристрій для гнуття 90 має бути подібним або бути трохи меншим, ніж кривизна втулки 55. Узгодження радіуса стрічки і радіуса повністю намотаної котушки (який більший, ніж радіус втулки 55) забезпечує легке намотування стрічки 10 з низькою вірогідністю руйнування буртиків. Хоч деякий ступінь гнуття, який виникає без опори, виникає при проходженні стрічки крізь пристрій для гнуття 90, це гнуття на котушці 50 не викликає ніяких труднощів. Для цього варіанту винаходу найбільш підходять котушки з розміром втулки, який приблизно дорівнює діаметру, необхідному для остаточної намотаної трубки. На фіг. 17, 18 і 19 показаний альтернативний пристрій 60 для намотування стрічки 10 з буртиками, що розтягується, на котушку 50. Пристрій 60, який відповідає третьому варіанту винаходу, складається з рами 62, тримача котушки 72 у вигляді стержня, направляючого вузла 70 для направлення стрічки по дотичній в напрямку до втулки 55, що краще видно на фіг. 18. До складу пристрою 60 також входять послідовність 100 роликів з канавками 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250. Ролики з канавками встановлені з можливістю обертання на окремих паралельних осях, розміщених з проміжками, кожен ролик окремо взаємодіє з сусіднім роликом за допомогою пари куліс куліси 228 і 229 між роликами220 і 230, показаними на фіг. 18. Кожна пара куліс може обертатись навколо осі відносно сусідньої пари куліс. Послідовність роликів 100 простягається навкруг втулки 55 і має перший кінець 102 і другий кінець 198, приєднаний до направляючого вузла 80, щоб рухатись з направляючим вузлом відносно котушки 50, як більш детально показано на фіг. 18. Засобом для підтримування постійного натяжіння послідовності 100, коли котушка 50 намотана, є натяжний пристрій 310, як показано на фіг. 18. Кабельний натяжний пристрій 310 втягує або відпускає кабель для підтримання постійного натяжіння. На фіг. 19 видно, що ролик 230 три окремих канавки 232, 234 і 236. Відстань між середньою лінією канавок відповідає відстані між середньою лінією буртиків 20 стрічки 10, як показано на фіг.19. Кожен з роликів 110-250 в послідовності роликів 100 має канавки подібні канавкам 232, 234 і 236, показані на фіг.19. В процесі роботи ролики притискують стрічку 10 вздовж радіуса всередину в напрямі осі 75 котушки 50, і канавки оточують буртики 20 стрічки 10, яка вигнута навколо котушки, підтримуючи таким чином буртики 20. Ролики та їх канавки мають такі розміри, що є певний кліренс між вершиною буртиків і роликами на дні канавок, як показано на фіг. 12. Це дозволяє циліндричній частині роликів: 233 і 235 ролика 230 притискатись до основи 12 стрічки 10. Тиск роликів на основу 12 стрічки залежить від натяжіння яке задається засобами натяжіння 310. 13 В цьому варіанті винаходу кліренс між роликами і буртиками становить приблизно 1 мм. В інших варіантах може бути використане інше значення кліренсу. В процесі роботи направляюча 80 стрічки рухається поперек поверхні втулки 55, яка приводиться в рух за допомогою фрикційної муфти або інших засобів 86, як показано на фіг. 18. Передбачена система управління для забезпечення рівномірного намотування стрічки 10 на втулку 55. У всіх варіантах винаходу, описаних вище, направляючий вузол 80 може бути встановлений на рамі 62, а тримач котушки, який утримує котушку 94444 14 50 з можливістю її обертання відносно рами 62, може бути встановлений з можливістю бокового руху відносно рами 62. При цьому виникає перевага в забезпеченні руху стрічки 10 по прямій лінії, без бокового згинання під час намотування на котушку 50. Хоч цей винахід описаний на прикладах бажаних варіантів для полегшення його розуміння, можуть бути використані різні модифікації, що не виходять за рамки цього винаходу. Тому винахід слід розуміти з урахуванням всіх цих модифікацій, які не виходять за його рамки. 15 94444 16 17 94444 18 19 94444 20 21 94444 22 23 94444 24 25 94444 26 27 94444 28 29 94444 30 31 94444 32 33 94444 34 35 Комп’ютерна верстка Мацело В. 94444 Підписне 36 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Spool winding assembly for winding composite strip onto spool with hub (embodiments), device for strip winding and method for composite strip winding onto spool with hub

Автори англійською

Bateman Ian Roger, Mayman Craig Anthony, Crawford Glenn

Назва патенту російською

Узел намотки для намотки композитной ленты на катушку с втулкой (варианты), устройство для намотки ленты и способ намотки композитной ленты на катушку с втулкой

Автори російською

Бейтмен Аян Роджер, Меймен Крейг Энтони, Кроуфорд Гленн

МПК / Мітки

МПК: B29C 53/00, B21C 47/06

Мітки: котушку, втулкою, намотування, вузол, спосіб, стрічки, варіанти, композитної, пристрій

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/18-94444-vuzol-namotuvannya-dlya-namotuvannya-kompozitno-strichki-na-kotushku-z-vtulkoyu-varianti-pristrijj-dlya-namotuvannya-strichki-ta-sposib-namotuvannya-kompozitno-strichki-na-kotushku.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Вузол намотування для намотування композитної стрічки на котушку з втулкою (варіанти), пристрій для намотування стрічки та спосіб намотування композитної стрічки на котушку з втулкою</a>

Подібні патенти