Катушка

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Сверж Александр Анатольевич(72) Автор Сверж Александр Анатольевич(73) Патентообладатель Сверж Александр Анатольевич(57) 1. Катушка, содержащая барабан с фланцами на торцах, и ребра жесткости фланцев не выступают за внешние габариты фланцев, отличающаяся тем, что радиальные сечения фланцев и ребра жесткости имеют форму клиньев, направленных навстречу друг другу. 2. Катушка по п. 1, отличающаяся тем, что барабан имеет осевое отверстие, выполненное в виде полого цилиндра по всей длине катушки, соединенного с рабочей поверхностью барабана тремя и более радиальными ребрами жесткости. 3. Катушка по любому из пп. 1-2, отличающаяся тем, что один из торцов барабана закрыт плоской вставкой. 4. Катушка по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что толщина фланца в наиболее узком месте не менее половины габаритной ширины фланца, а наружный край фланца имеет кромку параллельную оси вращения катушки. 5. Катушка по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что толщина ребер жесткости фланца составляет 1/2-2/3 толщины фланца в наиболее узком месте, а количество ребер жесткости не менее 9.(56) 1. Патент 2270072, МПК В 21 С 47/02, приоритет 2005.02.18 г., опубл. 2006.02.20. 2. Патент 2155154, МПК В 65 Н 75/14,02 6/44, приоритет 1998.06.10 г.,опубл. 2000.08.27. 3. Патент 10115200, МПК В 65 Н 75/14 В 65 Н 75/18 В 65 Н 75/04 В 65 Н 75/18. опубл. 2002.10.10. 4. Заявка 69921357 Т, МПК В 65 Н 75/14 В 65 Н 75/18. опубл. 2006-02-02. (прототип). Полезная модель относится к катушкам для хранения и транспортировки лент или нитевидных материалов. В частности для хранения и транспортировки проволоки. Известна катушка для намотки проволоки, состоящая из барабана и двух фланцев на его торцах 1. Недостатком известного устройства является то, что для качественной намотки проволоки необходимо плотное прилегание витков друг к другу, что вызывает значительное аксиальное (вдоль оси вращения катушки) давление, действующее на фланцы. При намотке тонкой проволоки даже незначительная деформация фланцев может вызвать перехлест и повреждение витков проволоки. Уменьшить деформацию фланцев удалось в катушке, состоящей из барабана, фланцев и содержащей одно или несколько ребер жесткости, которые расположены на внешних поверхностях фланцев 2. Недостатком известного устройства является необходимость увеличения габаритных размеров катушки для повышения жесткости и прочности. Т.к. катушка является возвратной тарой для перевозки проволоки, то любое увеличение габаритных размеров увеличивает стоимость транспортных расходов. Также все размеры катушек для намотки проволоки стандартизованы, и увеличение габаритных размеров не позволяет использовать катушки на стандартном оборудовании. Уменьшить деформацию фланцев, не увеличивая габаритные размеры и вес, удалось в катушке, состоящей из барабана и пустотелых фланцев в форме усеченных конусов 3. Недостатком данного устройства является уменьшение полезного объема катушки. Также при намотке проволоки на катушку возникает статистическая нагрузка, сдавливающая барабан. Деформация барабана может вызвать перехлест и повреждение проволоки. Уменьшить деформацию фланцев, не уменьшая полезного объема, удалось в катушке,состоящей из барабана и фланцев с радиальными ребрами жесткости 4. Последнее техническое решение является наиболее близким по технической сущности и поэтому принято в качестве прототипа. Недостатком принятого за прототип устройства является хрупкость фланцев. Вес намотанной на катушку проволоки достигает десятков килограмм, а осевое усилие при намотке - нескольких тонн. Тонкостенные фланцы легко повреждаются при намотке,транспортировке и погрузочно-разгрузочных работах. Повреждение катушки может привести к повреждению всей проволоки, приводя к значительным финансовым потерям. Технической задачей полезной модели является катушка стандартных габаритных размеров, минимального веса, с жесткими фланцами и барабаном, способная переносить значительные статические и динамические нагрузки. Поставленная техническая задача достигается тем, что известна катушка, содержащая барабан с фланцами на торцах, и ребра жесткости фланцев не выступают за внешние габариты фланцев. При этом радиальные сечения фланцев и ребра жесткости имеют форму клиньев, направленных навстречу друг другу. Новым в предлагаемой катушке является то, что радиальные сечения фланцев и ребра жесткости имеют форму клиньев, направленных навстречу друг другу. 2 39972007.10.30 Клиновидное сечение фланцев играет роль дополнительного ребра жесткости и повышает жесткость у основания фланцев. Клиновидные ребра жесткости увеличивают жесткость краев фланцев. При этом толщина краев фланца позволяет выдерживать значительные транспортные нагрузки. Приведенные отличительные особенности заявляемой полезной модели в сравнении с прототипом позволяют увеличить жесткость фланцев к аксиальным нагрузкам и увеличить стойкость фланцев к транспортным нагрузкам. Возможен вариант катушки, в котором барабан имеет осевое отверстие, выполненное в виде полого цилиндра по всей длине катушки, соединенного с рабочей поверхностью барабана тремя и более радиальными ребрами жесткости. Описанное увеличивает жесткость рабочей поверхности барабана, препятствует деформации барабана при намотке проволоки. Также возможен вариант катушки, в котором один из торцов барабана закрыт плоской вставкой. Это уменьшает общий вес катушки и повышает ее прочность за счет расположения рабочих и присоединительных поверхностей в одной детали. Возможен вариант катушки, в котором толщина фланца в наиболее узком месте не менее половины габаритной ширины фланца, а наружный край фланца имеет кромку, параллельную оси вращения катушки. Это позволяет сформировать кромку фланцев, устойчивую к транспортным нагрузкам. Также возможен вариант катушки, в котором толщина ребер жесткости фланца составляет 1/2-2/3 толщины фланца в наиболее узком месте, а количество ребер жесткости не менее 9. Это позволяет добиться максимальной жесткости краев фланцев при минимальном весе катушки, соблюдении всех допусков, формы и расположения рабочих поверхностей. Приведенное позволяет в стандартных габаритных размерах получить катушку минимального веса, с жесткими фланцами и барабаном, способную переносить значительные статические и динамические нагрузки. Полезная модель поясняется чертежами. На фиг. 1 представлено осевое сечение катушки. На фиг. 2 представлена катушка, вид справа. На фиг. 3 представлена катушка, вид слева. На фиг. 4 представлена вставка. На фиг. 5 представлено сечение А-А вставки. Катушка (фиг. 1) содержит барабан 1 с фланцами 2 на торцах, и ребра 3 жесткости фланцев не выступают за внешние габариты фланцев 2. Поверхность осевого отверстия 4 соединена с рабочей поверхностью барабана 1 шестью ребрами 5 жесткости. Один из торцов барабана 1 закрывается вставкой 6. Фланцы 2 имеют кромку 7, перпендикулярную оси вращения катушки. Пример стандартной катушки для намотки проволоки типа ВР 60 длинной а 1841 мм, диаметром фланцев 22541 мм, наружным диаметром барабана 1 с 1021 мм и осевым отверстием 4 диаметром 32,5 0,25 мм. Для катушки типа ВР 60 фланец 2 имеет форму клина шириной 15,5-7,5 мм. Ширина ребер 3 жесткости 3,7 мм. Катушка имеет 12 ребер 3 жесткости фланца (фиг. 2) и 6 ребер 5 жесткости барабана 1 (фиг. 3). Вставка диаметром е 100,4 мм и катушка имеют осевые отверстия 4 и 8 и отверстия для штока привода (например, волочильного стана) 9 и 10(фиг. 4, 5). В катушке осевое отверстие 8 вставки 6 имеет 6 пазов для ребер 5 жесткости барабана 1 для предотвращения проворачивания вставки 6 в катушке. Многочисленные испытания показали, что указанные соотношения оптимальны для катушек данного типа. Катушка используется для наматывания проволоки диаметром 0,25-0,4 мм, длиной 60-80 км, весом до 30 кг. При этом катушка выдерживает скорость намотки проволоки до 30 м/сек, без перехлестов проволоки, а также падения катушки с намотанной проволокой с высоты до 40 см без повреждения фланцев. Увеличение толщины фланцев 2 и ребер 3 жесткости увеличивает вес катушки, незначительно увеличивая жесткость фланцев 2. Уменьшение толщины фланцев 2, ребер 3 же 3 39972007.10.30 сткости и кромки 7 фланца резко увеличивает количество поломок катушек при транспортировке. Уменьшение количества ребер 3 жесткости фланца снижает жесткость фланца,увеличение - повышает вес катушки. Испытания показали, что катушки данной конструкции выдерживают до 7-8 циклов намотка - транспортировка - размотка - обратная транспортировка. Катушки класса ВР 60 других конструкций выдерживали до 5 циклов. Вес катушки в сборе составляет 1,441,5 кг, в то время как аналогичные катушки весят 1,55-1,66 кг. Таким образом, понижен вес катушки, повышена жесткость и прочность на разрыв фланцев и барабана. Увеличена устойчивость катушки к транспортным нагрузкам. Полезная модель может быть выполнена на известном промышленном оборудовании. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4