高刚度卷芯
专利汇可以提供高刚度卷芯专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种高 刚度 卷芯。该卷芯(10)通过主要由诸如玻璃 纤维 材料之类的纤维增强塑料(FRP)形成而具有高刚度。具体地说，卷芯(10)包括由FRP制成的管状壳体(12)，以及一对大致管状的端部装配件(14)，所述端部装配件结合到壳体(12)在相对端部处的内表面，并且所述端部装配件(14)包括计示硬度显著低于壳体(12)的材料，并 定位 成与卷绕/解绕卡盘(20)相接合。各个端部装配件的轴向长度均为壳体(12)的长度的相对较小的一部分。，下面是高刚度卷芯专利的具体信息内容。
1、一种卷芯，该卷芯包括：
筒形纤维增强塑料壳体，该壳体具有外表面和内表面并具有相对端 部；以及
一对大致管状的端部装配件，所述端部装配件结合到所述壳体在所 述相对端部处的内表面，所述端部装配件包括计示硬度显著低于所述壳 体的计示硬度的材料，并定位成通过插入所述壳体的所述相对端部的卡 盘而被接合和摩擦夹紧。
2、根据权利要求1所述的卷芯，其中，所述端部装配件包括由施加 到所述壳体的内表面上的所述材料制成的涂层。
3、根据权利要求2所述的卷芯，其中，所述材料包括聚氨酯。
4、根据权利要求1所述的卷芯，其中，所述壳体在所述相对端部之 间的长度足以容纳宽度约为4.3米的卷绕材料。
5、根据权利要求1所述的卷芯，其中，所述壳体的公称内径约为 76毫米，径向厚度约为14至18毫米。
6、根据权利要求1所述的卷芯，其中，所述壳体的公称内径约为 130至150毫米，径向厚度约为9至17毫米。
7、根据权利要求1所述的卷芯，其中，所述壳体的公称内径约为 200至300毫米，径向厚度约为13毫米。
8、根据权利要求1所述的卷芯，其中，所述壳体的公称内径约为 415毫米，径向厚度约为13至16毫米。
9、根据权利要求1所述的卷芯，其中，所述壳体的公称内径约为 570毫米，径向厚度约为13至17毫米。
10、根据权利要求1所述的卷芯，其中，各个端部装配件的的轴向 长度约为50至300毫米，所述壳体的轴向长度超过1米。
11、根据权利要求1所述的卷芯，其中，各个端部装配件的径向厚 度约为1至6毫米。
技术领域
本发明涉及一种用于诸如纸的幅膜(web)材料的卷芯。
背景技术
在卷绕或解绕操作期间，卷芯通常安装在可扩展的旋转卡盘上，该 卡盘插入卷芯的各端并扩展开以夹紧卷芯的内部，从而在卷芯和卡盘之 间施加有扭矩时，卷芯不会相对于卡盘滑移。通常，借助于结合到一个 或两个卡盘上的驱动器而实现卷芯的旋转，并且使卷芯旋转以获得例如 15至16米/秒的幅膜速度。材料卷通常在卷绕机的作用下进行相当大的 周向加速和减速。这又使纸板卷的接合端受到相当大的扭力。这通常致 使卡盘在卷芯内侧上进行一定滑移。在极端情况下，该滑移可引起“咬 出”(chew-out)，使卷芯基本被卡盘毁坏。
因而，对于诸如4.32米宽的凹版印刷机的极端应用场合而言，需要 具有高刚度和充分抗咬出性的卷芯，但是期望保持标准卷芯直径以与现 有卷绕/解绕设备兼容。
发明内容
一个实施例中的卷芯的长度足以容纳新型转轮凹版印刷机所需的 4.32米宽的纸。
在本发明的一个实施例中，所述端部装配件包括由与所述FRP壳体 相比计示硬度相对较低的材料形成的涂层。所述材料可包括诸如聚氨酯 之类的橡胶类或弹性体材料。所述涂层可这样设置，即：在所述壳体绕 其轴线旋转的同时将液体形式的所述材料淀积到所述壳体的内表面上， 使得该材料被离心力径向向外甩出并因此流动，从而形成围绕所述壳体 周边的厚度基本均匀的涂层。可选的是，所述端部装配件可单独制造成 管状件，然后插入所述壳体中并以适当形式结合到其上。
根据本发明的卷芯的公称内径可在约76毫米(3英寸)至约560毫 米(22英寸)的范围内，壁厚可在约9毫米(0.34英寸)至约18毫米(0.710 英寸)的范围内。所述卷芯的长度可超过1米，甚至达到足以容纳新型 转轮凹版印刷机中所用的4.32米宽的纸的长度。所述端部装配件均可具 有约50至300毫米的轴向长度以及约1至6毫米的径向厚度。
附图说明
这样概括描述了本发明之后，以下将参照附图，这些附图并不一定 是按比例绘制的，其中：
图1是根据本发明一个实施例的卷芯的立体图，其中有将要插入该 卷芯中的卡盘；
图2是在卡盘插入后，沿图1中的线2-2的剖视图；以及
图3是沿图2中的线3-3的剖视图。
具体实施方式
图1至图3示出了根据本发明一个实施例的管状件或卷芯10。卷芯 10包括纤维增强塑料(FRP)制成的管状壳体12，该壳体12可例如通过 拉制工序形成，在该工序中树脂浸渍的纤维束被线性拉动通过围绕中心 筒形芯轴或支承件的环状模具。对于本发明来说壳体12的具体形成方式 不是关键的，如有需要可利用其它工序形成该壳体。FRP材料可包括多 种纤维材料和树脂基质材料。所述纤维可例如是玻璃、碳、芳香族聚酰 胺、聚酯等。所述树脂基质可包括任何已知的合适材料，例如环氧树脂、 聚酯、尼龙、乙烯基酯等。
所述卷芯还包括一对管状的端部装配件14(仅示出了一个)，它们 分别安装在壳体12的相对端部内并结合到该壳体的内表面。各个端部装 配件的轴向长度显著小于壳体12的长度，并且长度仅需足以与卡盘20 (仅示出了一个)接合，所述卡盘插入卷芯的端部，以在卷绕在卷芯上 的一卷材料的卷绕或解绕期间夹紧并支承卷芯。因而，在本发明的优选 实施例中，各端部装配件的轴向长度在约100毫米至约300毫米的范围 内，而卷芯的长度通常超过1米并且可能达到约4.3米。
端部装配件14构造成其计示硬度显著低于FRP壳体12。通常，FRP 壳体的硬度太大，以至于卡盘不能通过足够的摩擦阻力夹紧壳体以在卷 芯或卡盘加速或减速的某些操作期间防止卷芯和卡盘之间发生滑移。端 部装配件提供了使卡盘能更容易“挤入”并摩擦夹紧从而防止滑移的表 面。为此，端部装配件优选由诸如弹性体或橡胶类材料的可变形材料构 成。对于端部装配件来说，聚氨酯是特别合适的材料，但是也可使用包 括纸板或其它相对较软的材料在内的其它材料来代替。
端部装配件14可通过多种方式形成并可通过多种方式结合到壳体 12。形成端部装配件的现场方法包括使壳体12绕其轴线旋转并将呈液态 形式的端部装配件材料施加至该壳体在其相对端部处的内表面。离心力 将该材料向外甩出，并致使其沿着壳体的内表面流动，从而在壳体端部 处的内表面上形成厚度基本均匀的涂层。然后该材料凝固，从而在该壳 体的各端处形成涂层。可选的是，可单独形成端部装配件，然后利用合 适的粘合剂将其结合到壳体。例如，端部装配件可形成为薄壁纸板管， 然后被粘附到壳体的内表面。
端部装配件14通过在插入的卡盘的作用下沿径向变形，来部分地提 供其预定功能，在某些情况下，卡盘具有可径向向外扩展的叶片或突起 以与卷芯的内表面接合。因此，理想的是端部装配件应具有足够的径向 厚度以允许某种程度的径向变形。有利的是，该径向厚度可为约1至6 毫米。
优选的是，端部装配件14的计示硬度应小于约20洛氏C。
根据本发明的卷芯可以以宽的尺寸范围形成。卷芯倾向于按照其内 径进行某种程度的标准化，但是存在多种标准。例如，常用卷芯的公称 内径约为76毫米(3英寸)、127毫米(5英寸)、1 52毫米(6英寸)、203 毫米(8英寸)、254毫米(10英寸)、305毫米(12英寸)、406毫米(16 英寸)和559毫米(22英寸)。卷芯有几种常用的壁厚，这包括8.6毫米 (0.34英寸)、12.7毫米(0.5英寸)、13.7毫米(0.54英寸)、15毫米(0.59 英寸)、15.2毫米(0.60英寸)以及18毫米(0.71英寸)。当然，本发明 可应用于具有这些尺寸的卷芯，但是本发明不限于任何具体的内径和壁 厚尺寸。
就长度而言，根据本发明的卷芯的长度通常超过1米，并且可足够 长以容纳最近开发的新型转轮凹版印刷机中所用的4.32米宽的纸。卷芯 的FRP壳体12所提供的高刚度使得卷芯的固有频率相对于传统纸板卷芯 来说得到提高，从而使卷芯可以在达到其第一固有频率之前以更高速度 旋转。通过卷芯的适当设计(即，材料选择、壁厚等)，可确保固有频率 高于在使用期间卷芯预期达到的最高转速。
本发明使得卷芯可享有高刚度FRP材料的优点，同时通过卷绕/解绕 卡盘仍保持对卷芯的充分摩擦夹紧。
本发明所属领域的技术人员受益于以上描述和相关附图所提供的教 导，将会想到这里所阐述的发明的多种修改和其它实施例。因此，应理 解，本发明不限于所公开的具体实施例，所述修改和其它实施例理应包 含在所附权利要求的范围内。尽管这里采用了具体术语，但是这些术语 仅在一般和描述意义上而不是为了限制的目的来使用。
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