自对准的可枢转卷筒组件的制作方法
【专利摘要】本发明提供用于罐本体(1)罐装饰机的卷筒组件(50)。卷筒组件(50)包括轴承组件(56)，该轴承组件形成假想枢轴点(100)，由此卷筒(54)可以相对于支撑卷筒轴(52)枢转。为了允许卷筒(54)相对于卷筒轴(52)枢转，轴承组件(56)位于一个位置处，并且为卷筒(54)和卷筒轴(52)之间仅有的接触点。
【专利说明】自对准的可枢转卷筒组件
[0001]相关专利申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年4月26日提交的系列号为N0.13/456，579的美国专利申请的优先权，该专利申请以引用方式并入本文。
【技术领域】
[0003]本发明总体涉及卷筒组件，该卷筒组件联接到卷筒承载体，以用于装饰容器，更具体地，本发明涉及卷筒组件，其中卷筒与罐装饰装置的表面自对准。
【背景技术】
[0004]装饰(即任何标记)通常由利用旋转“覆盖层”的罐装饰装置施加给罐。覆盖层(或更一般地为多个覆盖层)设置在大直径(即相对于施加有罐装饰的罐本体而言的大直径)旋转盘的周边上。在覆盖层接触罐之前，一个或多个油墨工位以期望的图案将油墨施加到覆盖层。罐以与覆盖层对应的速度旋转，然后与覆盖层接触。罐以其基本上一个完整的旋转接触覆盖层。在罐和覆盖层彼此接触期间，油墨从覆盖层转印到罐上。然后，罐可以经受进一步的处理，例如清漆、干燥等，以确保油墨不被污染。
[0005]在罐装饰过程期间用来支撑和操纵罐的装置是卷筒转动架。通常，卷筒转动架包括具有旋转轴线的盘。卷筒转动架的盘的旋转轴线基本上平行于覆盖层轮的旋转轴线。多个长形卷筒组件联接到卷筒转动架的盘。每个卷筒组件的纵向轴线大致平行于覆盖层轮的旋转轴线和卷筒转动架的盘的旋转轴线，然而，如果卷筒需要具有一定量的径向“内束”，如下所述，那么卷筒转动架的盘的旋转轴线可以朝向覆盖层轮的轴线倾斜。
[0006]如上所述，罐必须在其接触油墨覆盖层时旋转。这种旋转是通过卷筒组件实现的，罐安装在该卷筒组件上。初始要注意的是，在罐的制造过程中，在该点处，罐是不完整的，即罐不具有顶部。从而，罐为大致杯状物，具有大致平的基部，带有依靠的侧壁。罐设置在卷筒组件的远侧端部上，并且通过真空保持就位。也就是，卷筒组件被构造为在远侧端部处抽真空，由此将罐保持就位。
[0007]为了实现罐的旋转，卷筒组件包括卷筒和卷筒轴。卷筒和卷筒轴为大致圆柱形，但是具有半径不同的部分。卷筒轴包括通道，可以通过该通道抽真空。卷筒轴的一端(近侧端部)联接到卷筒转动架的盘。从而，卷筒轴从卷筒转动架的盘悬置。优选地，卷筒轴相对于卷筒转动架的盘不旋转(在卷筒转动架的盘旋转时绕卷筒转动架的盘的轴线旋转)。
[0008]卷筒为设置在卷筒轴上的大致圆柱形外壳。卷筒通常在两端开口。卷筒被构造为绕卷筒轴同中心地旋转。轴承组件设置在卷筒和卷筒轴之间。轴承组件允许卷筒相对于卷筒轴旋转。旋转装置(通常为将罐装饰装置覆盖层轮联接到一个或多个卷筒的带系统)被构造为使得每个卷筒在正好罐接触油墨覆盖层之前处于合适的旋转速度。当罐接触油墨覆盖层时，或在正好罐接触油墨覆盖层之前，该旋转装置与卷筒脱开。还要注意到，卷筒必须与覆盖层相距特定的距离，以便在罐和油墨覆盖层之间形成合适的压力，该合适的压力使得油墨进行转印而不扭曲覆盖层，而扭曲覆盖层引起扭曲的图像，或者使得卷筒以及由此罐减缓其旋转速度，这还导致在罐上形成扭曲图像。
[0009]在这种构造中，罐装饰装置和卷筒转动架的盘的各个部件必须精确地对准，并且被构造为以特定的速度旋转，以确保罐装饰施加到罐上而不会污染、涂污或以其他方式扭曲标记。因此，卷筒转动架的盘的元件在传统上非常刚性，以便控制它们相对于其它元件的位置。
[0010]即使对于非常刚性的部件，仍然有一个不对准的诱因，即卷筒组件是悬置的。在这种构造中，已知的是，在向罐施加图像时，卷筒组件的远侧端部响应于由覆盖层施加到其上的压力而进行偏转。补偿这种偏转的一种方法是将卷筒组件构造为具有选择的径向位移，或者卷筒组件的“内束”。也就是，卷筒转动架的盘沿径向朝向覆盖层轮倾斜。这使得卷筒组件的远侧端部定位成距覆盖层轮的旋转轴线比距卷筒组件的近侧端部更近。从而，当覆盖层接触罐(在卷筒上)时，由覆盖层形成的偏压使得卷筒组件向内偏转微小的量，由此卷筒组件的纵向轴线基本上平行于覆盖层轮的旋转轴线。
[0011]注意到，作为卷筒组件的刚性构造的一部分，并且如图1所示，通常在卷筒4和卷筒轴5之间设置有两组轴承2、3。通常具有在卷筒组件的远侧端部附近设置的滚珠轴承组件2和在卷筒组件的近侧端部附近设置的滚针轴承3组件。通过沿着卷筒组件的纵向轴线在两个位置处将卷筒支撑在卷筒轴上，卷筒在能够旋转时相对于卷筒轴处于固定定向。
[0012]从而，为了在所有罐的罐装饰中取得一致且良好的质量，每个卷筒组件必须大致平行于覆盖层轮的旋转轴线。卷筒组件的部件上的任何偏离平行状况可能导致在每个罐中卷筒组件没有完全印刷。当发生这种情况时，必须要确定相关卷筒组件中哪一个部件偏离规范，并且将其更换。这可能导致大量的机器停产。有时候当操作者检测这样的不对准而不是执行正确的维护时，操作者将简单地增大罐装饰装置的压力，以便使得偏离规范的卷筒组件正确地进行印刷。然而，这导致剩余的卷筒组件具有比必要载荷高的载荷，并且通常降低卷筒转动架的盘组件的使用寿命。
【发明内容】
[0013]通过允许卷筒在卷筒轴上“浮动”，本文所公开的和要求保护的概念克服了不对准的卷筒组件的问题。这是通过提供一卷筒组件实现的，其中轴承组件形成假想枢轴点，由此卷筒可以相对于卷筒轴枢转。也就是，虽然构造卷筒转动架盘组件(更具体地为卷筒组件)的传统方法要求在卷筒和卷筒轴之间的两个支撑位置处在部件之间具有紧密但可旋转的配合，但是本文所公开的卷筒组件允许轴承组件在卷筒和卷筒轴之间具有单个或两个非常靠近的轴承单元。此外，轴承单元的尺寸形成为允许卷筒相对于卷筒轴枢转。卷筒的这种相对于卷筒轴运动的有意的能力在本文中限定为“浮动”。
[0014]在操作中，卷筒相对于卷筒轴的浮动允许卷筒与覆盖层对准。也就是，即使卷筒轴未对准，即基本上不平行于覆盖层轮的旋转轴线，由覆盖层接触卷筒所产生的偏压也能使得卷筒相对于卷筒轴枢转，从而卷筒变得基本上平行于覆盖层轮的旋转轴线。这种构造允许卷筒组件和卷筒转动架盘的构造具有不太严格的规范，并且允许卷筒与覆盖层轮的旋转轴线自动地对准。
[0015]在另一个实施例中，轴承组件的尺寸形成为用以适应具有不同直径的卷筒。也就是，虽然具有传统尺寸的铝罐仍然是通用的，但是尺寸可选的铝罐正在变得更加通用。当罐具有可选的尺寸并且由此卷筒具有可选的尺寸时，需要将不同尺寸的卷筒联接到卷筒轴。为了适应不同尺寸的卷筒，轴承组件可以利用三个滚珠轴承单元。三个滚珠轴承单元仍然提供单个假想枢轴点，但是允许卷筒和卷筒轴上具有较大的接触面积。较大的接触面积允许不同尺寸的卷筒联接到单个卷筒轴。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]参考附图，从以下优选实施例的说明中可以获得本发明的完整理解，其中:
[0017]图1为现有技术的卷筒组件的横截面图。
[0018]图2为罐装饰机的侧视图。
[0019]图3为枢转卷筒组件的横截面图。
[0020]图4为滚珠轴承单元的横截面图。
[0021]图5A为另一个枢转卷筒组件的横截面图，图5B为另一个枢转卷筒组件的横截面图，图5C为另一个枢转卷筒组件的横截面图。
【具体实施方式】
[0022]如在此所用的，“大致平行”，即当比较两个旋转轴线时，意味着两个轴线彼此处于大约0.007度内和/或卷筒长度的每英寸0.001度。
[0023]如在此所用的，“基本上平行”，即当比较两个旋转轴线时，意味着两个轴线彼此处于大约0.0035度内和/或卷筒长度的每英寸0.005度。
[0024]如在此所用的，“假想枢轴”为一点，物理元件绕该点枢转，但是在该位置处没有该元件的部分存在。“假想枢轴”由与“假想枢轴”间隔开的多个物理枢轴点形成。另外，“假想枢轴”是有意形成的，并且由于制造公差而不是固有存在的。也就是，例如在具有内座圈和外座圈、滚珠轴承设置在内座圈和外座圈之间的滚珠轴承单元中，制造公差允许具有径向间隙，即由两个座圈限定的通道稍大于滚珠轴承的直径。虽然这样的间隙可以允许一个座圈相对于另一个座圈枢转或摇摆，但是这样的微小的且有意的枢转量不会形成“假想枢轴点”。
[0025]如在此所用的，“联接”意味着两个或更多个元件之间的连接，无论是直接的还是间接的，只要发生连接即可。
[0026]如在此所用的，“直接地联接”意味着两个元件彼此直接接触。
[0027]如在此所用的，“固定地联接”或“固定”意味着两个部件联接以成一体地运动，同时相对于彼此保持恒定的定向。
[0028]如在此所用的，“对应”表示具有互补形状的两个结构部件的尺寸形成为彼此接合，即至少部分地彼此接触，具有微小量的摩擦。从而，与构件对应的开口具有基本上相似的形状，并且其尺寸形成为稍稍大于构件，从而该构件可以以微小量的摩擦穿过开口。
[0029]如在此所用的，“罐本体”为具有一个闭合端部的大致圆柱形本体。闭合端部的周边大致设置在平面中，但是闭合端部的中间部分可以是弓形的。
[0030]图2中示出了用于罐本体I的罐装饰机10。罐装饰机10包括罐本体进给机构12、卷筒转动架组件14、多个油墨工位16、覆盖层轮18和罐传送组件22，该覆盖层轮18具有绕外圆周设置的多个覆盖层20。卷筒转动架组件14包括卷筒承载体30，如图所示，该卷筒承载体为具有旋转轴线34的盘32。注意到，某些卷筒承载体30包括多个板，这些板相对于彼此沿径向滑动，由此形成具有可变半径的盘组件。这种构造与本发明不相关，因此没有示出，但是本文所公开的概念可以与这样的卷筒承载体30—起操作。因此，如在此所用的，“卷筒承载体”并不限于简单的盘32。
[0031]以下详细讨论的多个卷筒组件50联接到卷筒承载体30。卷筒组件50通常是长形的，并且在一端处联接到卷筒承载体30.每个卷筒组件50 (并且更具体地为每个卷筒轴52)与卷筒承载体的旋转轴线34基本上平行地延伸。覆盖层轮18也被构造为在轴线19上旋转，该轴线19与卷筒承载体的旋转轴线34基本上平行地延伸。覆盖层20设置在覆盖层轮18的外表面上。从而，覆盖层20定位成沿侧向或沿径向接合卷筒组件50.已知的是，每个油墨工位16通常经由中间板圆筒36向覆盖层20施加油墨。油墨工位16通常设置在覆盖层轮的旋转轴线19的与卷筒承载体30相对的一侧上。通常包括多个带40和引导轮42的预旋转组件38 (示意性地示出)操作性地联接到覆盖层轮18，并且具有带40，该带40被构造为接合卷筒54 (下文中描述)并且使卷筒54旋转。
[0032]在操作中，罐本体I在罐本体进给机构12处设置在卷筒组件50的远侧端部上。当卷筒承载体30旋转时，卷筒组件50与罐本体I 一起朝向覆盖层轮18运动。在接合覆盖层20之前，预旋转组件的带40接合卷筒54并且使卷筒54绕卷筒组件的纵向轴线旋转。当卷筒承载体30继续旋转时，卷筒组件50与罐本体I 一起运动成与涂有油墨的覆盖层20接合，同时以一速度旋转，使得罐本体I在与覆盖层20接合期间旋转一次。这使得覆盖层20上的油墨转印到罐本体I上。然后，罐传送组件22将罐本体I从卷筒组件50移除，并且将罐本体I传送到接下来的处理工位，例如但不限于固化完结工位24。
[0033]如图3所示，卷筒组件50包括长形的卷筒轴52、中空长形的卷筒54和轴承组件56。长形卷筒轴52具有纵向轴线60、近侧端部62和远侧端部64。卷筒轴52可以限定一个或多个通道66，所述通道与真空组件和/或加压空气供应装置(均未示出)流体连通。已知的是，被抽吸通过卷筒组件50的真空可以用来在罐装饰操作期间将罐本体I保持就位，并且加压空气可以用来将罐本体I从卷筒54移除。卷筒轴的近侧端部62被构造为联接到卷筒承载体30。卷筒轴的纵向轴线60与卷筒承载体的旋转轴线34基本上平行地延伸。另夕卜，卷筒轴52具有轴承组件座部68，该轴承组件座部68设置成与卷筒轴的远侧端部64相邻，该轴承组件座部68具有基本光滑的外表面，并且被构造为接合轴承组件56。卷筒轴52还具有中间部分70，该中间部分70设置在卷筒轴的近侧端部62与轴承组件座部68之间。卷筒轴的中间部分70具有限定外表面72的第一半径。另外，卷筒轴52具有凸缘74，当卷筒54设置在卷筒轴52上时，如下所述，凸缘74设置成与卷筒轴的近侧端部62相邻(下文中讨论)。如图所示，卷筒54的长度与卷筒轴52的长度大致相同。然而，这不是必须的，卷筒54可以较短。如下所述，卷筒轴的凸缘74被构造为堵塞进入卷筒轴52和卷筒54之间的间隙170的入口。因此，卷筒轴的凸缘74根据卷筒54的长度而定位在卷筒轴52上。
[0034]注意到，卷筒54为具有纵向轴线55的中空长形本体。卷筒54被构造为绕卷筒轴52可旋转地设置。卷筒54还被构造为绕卷筒轴的纵向轴线60同中心地旋转。也就是，卷筒54在卷筒轴52上绕该卷筒轴52旋转。卷筒54具有近侧端部80、远侧端部82、与卷筒的远侧端部82相邻的轴承组件座部84、以及中间部分86，该中间部分86设置在卷筒的近侧端部80和卷筒的轴承组件座部84之间。卷筒的中间部分86具有限定卷筒内表面88的第二半径。另外，在卷筒的外表面90上具有带表面92。带表面92被构造为与预旋转组件的带40临时接合。也就是，当卷筒54运动靠近覆盖层轮18时，如上所述，预旋转组件的带40接合带表面92。当预旋转组件的带40运动时,卷筒54绕其纵向轴线55旋转。
[0035]轴承组件56被构造为设置在卷筒54和卷筒轴52之间。当组装时，如下所述，轴承组件56将卷筒54可旋转地联接到卷筒轴52。此外，轴承组件56限定了基本上设置在卷筒轴的纵向轴线60上的假想枢轴点100。假想枢轴点100被构造为允许卷筒54相对于卷筒轴52枢转。也就是，由于假想枢轴点100，使得卷筒的纵向轴线55可以相对于卷筒轴的纵向轴线60枢转。更具体地，假想枢轴点100被构造为允许卷筒的纵向轴线55相对于卷筒轴的纵向轴线60在0.00到+/-0.20度之间旋转，或更优选地旋转大约+/-0.018度。
[0036]在一个实施例中，轴承组件56包括至少一个浮动滚珠轴承单元110。滚珠轴承单元110包括外座圈112、内座圈114和多个滚珠轴承116。外座圈112为具有外表面120和内表面122的圆环形本体。外座圈的内表面122包括为凹槽124的轴承滚道123。外座圈的凹槽124具有弓形横截面形状，该弓形横截面形状具有近侧边缘126和远侧边缘128。弓形外座圈的凹槽124的曲率基本上对应于滚珠轴承116的曲率或半径。外座圈的外表面120被构造为联接到卷筒54。内座圈114也为具有外表面130和内表面132的圆环形本体。内座圈的外表面130包括为凹槽136的轴承滚道134。内座圈的凹槽136具有弓形横截面形状，该弓形横截面形状具有近侧边缘138和远侧边缘140。弓形内座圈的凹槽136的曲率基本上对应于滚珠轴承116的曲率或半径。内座圈的内表面132被构造为联接到卷筒轴52。内座圈的外表面130的半径比外座圈的内表面122的半径小。
[0037]当组装时，滚珠轴承单元110包括内座圈114，内座圈114设置在外座圈112内，并且内座圈114和外座圈112中每个的中心(即每个圆环的中心)基本上对准。在这种构造中，在内座圈的外表面130与外座圈的内表面122之间具有间隙150。此外，外座圈的凹槽124和内座圈凹槽136形成通道152，并且滚珠轴承116设置在该通道152内。滚珠轴承单元的通道152的尺寸被加大，如图4所示，该图为了可视性而夸大了。也就是，滚珠轴承单元的通道152有意地具有比滚珠轴承116的直径大的径向间距。从而,外座圈112相对于内座圈114 “浮动”，使得有限数量(即小于总数)的滚珠轴承116有效地接合(同时支承不止微小的载荷)外座圈112和内座圈114两者。
[0038]此外，这种构造使得滚珠轴承单元110形成假想枢轴点100。也就是，因为通道152的尺寸被加大，所以外座圈112和内座圈114可以相对于彼此绕假想枢轴点100枢转。假想枢轴点100基本上设置在外座圈112和内座圈114的中心处。在这种情况下，“基本上设置在中心处”意味着假想枢轴点100处于座圈112、114的中心处，或者与座圈112、114的中心微小地间隔开。注意到，座圈112、114的中心沿着卷筒轴的纵向轴线60设置。从而，假想枢轴点100基本上设置在卷筒轴的纵向轴线60上。
[0039]虽然所公开的概念应用于任何尺寸的滚珠轴承单元110，但是以下的尺寸表示用于滚珠轴承单元110的一实施例，该滚珠轴承单元110具有直径为大约0.266英寸的滚珠轴承116。为了允许座圈112、114相对于彼此在-0.20到+0.20度之间枢转，滚珠轴承单元的通道152具有在大约0.0002英寸到0.0008英寸之间的径向间隙。在这样的构造中，座圈112、114还可以相对于彼此沿径向或轴向运动，由此允许座圈112、114相对于彼此枢转。
[0040]轴承组件56为卷筒轴52和卷筒54之间仅有的联接。此外，轴承组件56沿着卷筒轴的纵向轴线60位于离散位置处。也就是，与沿着卷筒组件的旋转轴线在两个或更多个间隔开的位置处设置有轴承和/或其它支撑件的现有卷筒组件不同，本文所公开的概念提供设置在单个位置处的轴承组件56。因为轴承组件56设置在单个位置处，并且因为轴承组件56形成假想枢轴点100，所以卷筒54可以相对于卷筒轴52枢转。
[0041]也就是，每个卷筒组件50如下地进行组装。每个卷筒轴52直接地或间接地安装在卷筒承载体30上。每个卷筒轴的纵向轴线60与卷筒承载体的旋转轴线34基本上平行地延伸。滚珠轴承单元的内座圈114设置在卷筒轴的轴承组件座部68中。滚珠轴承单元的内座圈114联接到卷筒轴52，并且优选地固定到卷筒轴52。卷筒54设置在卷筒轴52上，其中滚珠轴承单元的外座圈112设置在卷筒的轴承组件座部84中。滚珠轴承单元的外座圈112联接到卷筒54，并且优选地固定到卷筒54。在这种构造中，卷筒54可旋转地设置在卷筒轴52上，并且被构造为绕卷筒轴的纵向轴线60同中心地旋转。
[0042]此外，因为轴承组件56为卷筒轴52和卷筒54之间仅有的联接,并且因为轴承组件56形成假想枢轴点100，所以卷筒54可以相对于卷筒轴52枢转，即卷筒的纵向轴线55可以相对于卷筒轴的纵向轴线60枢转。优选地，卷筒的纵向轴线55相对于卷筒轴的纵向轴线60可以在0.0到0.20度之间枢转，并且更优选地可以枢转0.18度。另外，轴承组件56距卷筒轴的远侧端部64比距卷筒轴的近侧端部62更近，因此假想枢轴点100距卷筒轴的远侧端部64比距卷筒轴的近侧端部62更近。另外，因为轴承组件56位于离散位置处，所以轴承组件56不包括距卷筒轴的近侧端部62比距卷筒轴的远侧端部64更近的轴承(滚珠轴承或任何其它轴承)。从而，卷筒54大致被支撑在与卷筒轴的纵向轴线60大致垂直地延伸的单个平面处。
[0043]另外，轴承组件56优选地距卷筒轴的远侧端部64比距卷筒轴的近侧端部62更近。也就是，优选的是，卷筒54的罐本体I支撑端部相对于卷筒轴52不悬置。从而，轴承组件56设置成距卷筒的远侧端部82比距卷筒的近侧端部80更近。此外，本文所公开的概念需要卷筒54能够绕假想枢轴点100自由地枢转，从而不可能具有与轴承组件56间隔开的轴承或者任何其它支撑结构或联接件。也就是，在多于两个点处支撑的结构不可能绕这些点中的一个点枢转。然而，轴承组件56可以包括彼此相邻地设置的两个滚珠轴承单元110。在这种构造中，滚珠轴承单元110中的尺寸被放大的通道152被构造为形成单个假想枢轴点 100。
[0044]另外，在这种构造中，因为卷筒轴的中间部分70的第一半径小于卷筒的中间部分86的第二半径，所以在卷筒轴的中间部分70和卷筒的中间部分86之间存在间隙170，如图3所示。期望的是，限制进入该间隙170的灰尘和其它碎屑的量，这些灰尘和其它碎屑随后可能损坏轴承组件56。因此，卷筒轴的凸缘74的半径足以大致靠近卷筒组件50的近侧端部80。也就是，卷筒轴的凸缘74和卷筒的内表面88之间的间距小于大约0.030英寸。注意到，卷筒轴的凸缘74不接触卷筒的内表面88。从而，卷筒轴的凸缘74不支撑卷筒54。
[0045]在这种构造中，卷筒54(更具体地为卷筒的纵向轴线55)相对于卷筒轴的纵向轴线60可以在0.00到0.20度之间枢转，并且更优选地可以枢转大约0.18度。从而，在罐装饰操作期间，当覆盖层20接合罐本体I时，卷筒54将绕假想枢轴点100枢转，直到用于罐本体I的旋转轴线(即卷筒的纵向轴线55)与覆盖层20的旋转轴线(即覆盖层轮的旋转轴线19)大致平行。也就是，覆盖层20接合罐本体I的压力所产生的偏压自动地将卷筒54运动成与覆盖层轮的旋转轴线19 (以及卷筒承载体的旋转轴线34)大致对准。从而，在这种构造中，卷筒轴52可以不需要具有预先形成的内束来抵抗覆盖层20接合罐本体I的压力所产生的偏压。
[0046]在另一个实施例中，如图5所示，长形卷筒轴52A可以被构造成适应具有不同直径的卷筒54A、54B、54C。该实施例基本上类似于上述实施例，不同的是采用具有不同直径的较小的浮动滚珠轴承单元110A、110B、IlOC和卷筒54A、54B、54C。因此，应当理解，卷筒54A、54B、54C和其它构造具有与上述相同的元件，并且使用类似的附图标记，除非另有说明。在该实施例中，轴承组件56A包括彼此相邻地设置的三个浮动滚珠轴承单元110AU10B、IlOC0三个滚珠轴承单元110A、110B、1 1C仍然形成基本上设置在卷筒轴的纵向轴线60上的单个假想枢轴点100。进一步地且如前所述，假想枢轴点100被构造成允许卷筒54A相对于卷筒轴52A枢转。也就是，由于假想枢轴点100，使得卷筒的纵向轴线55可以相对于卷筒轴的纵向轴线60枢转。更具体地，假想枢轴点100被构造为允许卷筒的纵向轴线55相对于卷筒轴的纵向轴线60在0.00到+/-0.20度之间旋转，或更优选地旋转大约+/-0.015度。
[0047]另外，轴承组件56A是卷筒轴52A和卷筒54A、54B、54C之间仅有的联接。此外，轴承组件56A沿着卷筒轴的纵向轴线60位于离散位置处。也就是，与沿着卷筒组件的旋转轴线在两个或更多个间隔开的位置处设置有轴承和/或其它支撑件的现有卷筒组件不同，本文所公开的概念提供设置在单个位置处的轴承组件56A。也就是，当三个浮动滚珠轴承单元110A、110B、110C彼此相邻地设置并且没有间隔开时，轴承组件56A设置在单个位置处。因为轴承组件56A设置在单个位置处，并且因为轴承组件56A形成假想枢轴点100，所以卷筒54A、54B、54C可以相对于卷筒轴52A枢转。
[0048]优选地，卷筒54A、54B、54C具有从包括大约2.572英寸直径、大约2.253英寸直径和大约2.063英寸直径的组中选择的外径。如上所述，每个卷筒54A、54B、54C具有中间部分86，该中间部分具有限定了卷筒内表面88的第二半径。卷筒的中间部分86的第二半径大于卷筒轴的中间部分70的第一半径。从而，在卷筒轴的中间部分70和卷筒的中间部分86之间存在间隙170。总体上，卷筒的中间部分86具有的厚度比卷筒轴承组件座部84A、84B、84C 薄。
[0049]另外，轴承组件56A的外半径，也就是三个浮动滚珠轴承单元110A、110B、IlOC的外半径在大约0.777英寸至0.877英寸之间，更优选地，外半径为大约0.827英寸。当卷筒54A、54B、54C具有不同的外径并且浮动滚珠轴承单元110A、110B、1 1C可以与所有三个卷筒54A、54B、54C —起使用时，每个卷筒54A、54B、54C上的卷筒轴承组件座部84A、84B、84C的厚度的尺寸不同，从而卷筒轴承组件座部84A、84B、84C的内表面的半径对应于浮动滚珠轴承单元110A、110B、110C的外半径。例如，如果卷筒54A的直径为大约2.572英寸，那么卷筒轴承组件座部84A的厚度为大约0.459英寸，该厚度即为从卷筒54A的外表面到卷筒轴承组件座部84A处的内表面测量的厚度。如果卷筒54B的直径为大约2.253英寸，那么卷筒轴承组件座部84B的厚度为大约0.300英寸，该厚度即为从卷筒54B的外表面到卷筒轴承组件座部84B处的内表面测量的厚度。如果卷筒54C的直径为大约2.063英寸，那么卷筒轴承组件座部84C的厚度为大约0.2045英寸，该厚度即为从卷筒54C外表面到卷筒轴承组件座部84C处的内表面测量的厚度。因此，每个卷筒轴承组件座部84A、84B、84C处的内表面的半径对应于轴承组件56A的半径。
[0050]虽然所公开的概念应用于任何尺寸的滚珠轴承单元110A、110B、110C，但是以下的尺寸表示用于滚珠轴承单元110A、110B、1 1C的一个实施例，该滚珠轴承单元具有直径为大约0.178英寸的滚珠116。为了允许座圈112、114相对于彼此在-0.20到+0.20度之间枢转，滚珠轴承单元的通道152 (图4)具有在大约0.0002英寸到0.0014英寸之间的径向间隙，并且更优选地具有大约0.0008英寸的径向间隙。在这样的构造中，座圈112、114还可以相对于彼此沿径向或轴向运动，由此允许座圈112、114相对于彼此枢转。
[0051]如上所述，卷筒轴的凸缘74被构造成基本上靠近卷筒组件50的近侧端部80。也就是，卷筒轴的凸缘74和卷筒的内表面88之间的间距小于大约0.030英寸。从而，卷筒54A、54B、54C不被卷筒轴的凸缘74支撑。当卷筒轴的凸缘74的尺寸不能够改变时，卷筒轴的凸缘74的尺寸形成为稍稍小于最大直径的卷筒54A的近侧端部80的内径。对于这种卷筒54A，卷筒的近侧端部80可以在卷筒轴的凸缘74之上(即从该凸缘沿径向向外)延伸。对于具有较小直径的卷筒54B、54C，卷筒的近侧端部80设置成与卷筒轴的凸缘74的轴向表面相邻。也就是，具有较小直径的卷筒54B、54C所具有的轴向长度还稍稍小于最大直径的卷筒54A的轴向长度。要注意的是，在任何这些构造中，卷筒轴的凸缘74并不接触卷筒54A、54B、54C。也就是，为了能够看到，附图中的间隙被夸大了。
[0052]虽然已经详细描述了本发明的具体实施例，但是本领域技术人员应当理解，在本公开的整体教导下可以对这些细节进行各种修改和替换。因此，所公开的特定布置仅仅是示意性的而非限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求及其任何和全部等效来限定。
【权利要求】
1.一种卷筒组件(50)，其包括: 长形的卷筒轴(52)，所述卷筒轴具有纵向轴线(60)、近侧端部￠2)和远侧端部(64)；中空长形的卷筒(54)，所述卷筒被构造为绕所述卷筒轴(52)可旋转地设置，并且被构造为绕所述卷筒轴的纵向轴线(55)同中心地旋转； 轴承组件(56)，所述轴承组件设置在所述卷筒(54)和所述卷筒轴(52)之间，由此所述轴承组件(56)将所述卷筒(54)可旋转地联接到所述卷筒轴(52)； 所述轴承组件(56)限定了假想枢轴点(100)，所述假想枢轴点基本上设置在所述卷筒轴的纵向轴线(55)上；并且 其中所述轴承组件包括至少三个滚珠轴承单元。
2.根据权利要求1所述的卷筒组件(50)，其中所述卷筒的纵向轴线(55)相对于所述卷筒轴的纵向轴线(60)在所述假想枢轴点(100)处能够在0.00到0.20度之间枢转。
3.根据权利要求2所述的卷筒组件(50)，其中所述卷筒的纵向轴线(55)相对于所述卷筒轴的纵向轴线￠0)在所述假想枢轴点(100)处能够枢转0.15度。
4.根据权利要求1所述的卷筒组件，其中: 所述轴承组件的外半径在大约0.777英寸至0.877英寸之间；并且所述卷筒具有轴承组件座部，所述卷筒的轴承组件座部的半径对应于所述轴承组件的外半径。
5.根据权利要求4所述的卷筒组件，其中所述轴承组件的外半径为大约0.827英寸。
6.根据权利要求1所述的卷筒组件，其中所述卷筒的外径从包括大约2.572英寸直径、大约2.253英寸直径和大约2.063英寸直径的组中选择。
7.根据权利要求1所述的卷筒组件(50)，其中所述假想枢轴点(100)距所述卷筒轴的远侧端部￠4)比距所述卷筒轴的近侧端部￠2)更近。
8.根据权利要求7所述的卷筒组件(50)，其中所述三个滚珠轴承单元(110)彼此相邻地设置。
9.根据权利要求1所述的卷筒组件(50)，其中: 所述卷筒轴(52)具有与所述卷筒轴的远侧端部￠4)相邻地设置的轴承组件座部(68)以及设置在所述卷筒轴的近侧端部￠2)和所述轴承组件座部￠8)之间的中间部分(70)，所述卷筒轴的中间部分(70)具有限定了外表面(72)的第一半径； 所述卷筒(54)具有近侧端部(80)、远侧端部(82)、与所述卷筒的远侧端部(82)相邻的所述轴承组件座部(84)以及设置在所述卷筒的近侧端部(80)和所述卷筒的轴承组件座部(84)之间的中间部分(86)，所述卷筒的中间部分(86)具有限定了内表面(88)的第二半径; 所述卷筒轴(52)的第一半径小于所述卷筒(54)的第二半径，由此在所述卷筒轴的中间部分(70)和所述卷筒的中间部分(86)之间存在间隙(170);并且 所述卷筒轴(52)具有凸缘(74)，当所述卷筒(54)设置在所述卷筒轴(52)上时，所述凸缘与所述卷筒轴的近侧端部￠2)相邻地设置，所述卷筒轴的凸缘(74)的外半径小于但基本上等于所述卷筒(54)的第二半径，由此在所述卷筒轴的凸缘(74)和所述卷筒的内表面(88)之间存在间隙。
10.根据权利要求1所述的卷筒组件(50)，其中所述轴承组件(56)为所述卷筒轴(52)和所述卷筒(54)之间仅有的联接。
11.一种卷筒转动架组件(14)，其包括: 卷筒承载体(30)，所述卷筒承载体被构造为绕轴线(34)旋转； 多个长形的卷筒组件(50)，每个卷筒组件(50)都具有长形的卷筒轴(52)、中空长形的卷筒(54)和轴承组件(56)； 每个所述卷筒轴(52)都具有纵向轴线(60)、近侧端部￠2)和远侧端部(64)； 每个所述卷筒轴的近侧端部￠2)都联接到所述卷筒承载体(30)，每个所述卷筒轴(52)都与所述承载体的旋转轴线(34)基本上平行地延伸； 每个所述卷筒(54)都被构造为绕相关的卷筒轴(52)可旋转地设置，并且被构造为绕所述相关的卷筒轴的纵向轴线￠0)旋转； 每个所述轴承组件(56)都设置在相关的卷筒(54)和相关的卷筒轴(52)之间，由此每个所述轴承组件(56)都将所述相关的卷筒(54)可旋转地联接到所述相关的卷筒轴(52)；每个所述轴承组件(56)都限定了假想枢轴点(100)，所述假想枢轴点基本上设置在所述相关的卷筒轴的纵向轴线(60)上；并且 其中所述轴承组件包括至少三个滚珠轴承单元。
12.根据权利要求11所述的卷筒组件(50)，其中所述卷筒的纵向轴线(55)相对于所述卷筒轴的纵向轴线(55)在所述假想枢轴点(100)处能够在0.00到0.20度之间枢转。
13.根据权利要求12所述的卷筒组件(50)，其中所述卷筒的纵向轴线(55)相对于所述卷筒轴的纵向轴线￠0)在所述假想枢轴点(100)处能够枢转0.15度。
14.根据权利要求11所述的卷筒组件，其中: 所述轴承组件的外半径在大约0.777英寸至0.877英寸之间；并且所述卷筒具有轴承组件座部，所述卷筒的轴承组件座部的半径对应于所述轴承组件的外半径。
15.根据权利要求14所述的卷筒组件，其中所述轴承组件的外半径为大约0.827英寸。
16.根据权利要求11所述的卷筒组件，其中所述卷筒的外径从包括大约2.572英寸直径、大约2.253英寸直径和大约2.063英寸直径的组中选择。
17.根据权利要求11所述的卷筒组件(50)，其中所述假想枢轴点(100)距所述卷筒轴的远侧端部￠4)比距所述卷筒轴的近侧端部￠2)更近。
18.根据权利要求17所述的卷筒组件(50)，其中所述两个滚珠轴承单元(110)彼此相邻地设置。
19.根据权利要求11所述的卷筒组件(50)，其中: 所述卷筒轴(52)具有设置在所述卷筒轴的近侧端部￠2)和所述轴承组件(56)之间的中间部分，所述卷筒轴的中间部分(70)具有限定了外表面(72)的第一半径； 所述卷筒(54)具有近侧端部(80)、远侧端部(28)、与所述卷筒的远侧端部(82)相邻的轴承组件座部(84)以及设置在所述卷筒的近侧端部(80)和所述卷筒的轴承组件座部(84)之间的中间部分(86)，所述卷筒的中间部分(86)具有限定了内表面(88)的第二半径; 所述卷筒轴(52)的第一半径小于所述卷筒(54)的第二半径，由此在所述卷筒轴的中间部分(70)和所述卷筒的中间部分(86)之间存在间隙(170);并且 所述卷筒轴(52)具有凸缘(74)，当所述卷筒(54)设置在所述卷筒轴(52)上时，所述凸缘与所述卷筒轴的近侧端部￠2)相邻地设置，所述卷筒轴的凸缘(74)的外半径小于但基本上等于所述卷筒(54)的第二半径，由此在所述卷筒轴的凸缘(74)和所述卷筒的内表面(88)之间存在间隙。
20.根据权利要求11所述的卷筒组件(50)，其中所述轴承组件(56)为所述卷筒轴(52)和所述卷筒(54)之间仅有的联接。
【文档编号】F16C19/04GK104350294SQ201380030027
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年4月10日 优先权日:2012年4月26日
【发明者】K·S·弗莱彻 申请人:斯多里机械有限责任公司