专利名称：切碎机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种切碎机，这种切碎机用于将薄片状材料(一般为文件材料)切割成许多小块，从而不能读取包含在这些材料上的信息。下面将参照纸片对这种切碎机进行说明，当然应该知道这种切碎机还可以将多种薄片状材料切碎。
背景技术：
传统的切碎机包括一个切割机构，该切割机构包括两个轴，这两个轴以能够围绕各自的平行轴线进行转动的方式进行安装；多个切割盘，这些切割盘以一定的间距设置在各个轴上并相互交错排列，所述的轴可沿两个相反的方向转动，从而形成一个间隙，文件材料(例如纸件)可被输送到该间隙内。相邻切割盘的周缘之间的接合将使文件材料受到多次纵向切割，而且这些切割盘还可设置有多个横向刀刃，文件材料可被这些横向刀刃沿横向切断。
这些切碎机产生具有一定尺寸的颗粒。形成的颗粒其尺寸决定了切碎机以何种安全度进行操作，而且所需的安全度越高，那么颗粒的尺寸就要越小。由于再现技术向着越来越高级的方向发展，因此也就要求切碎机能够加工出尺寸更小的颗粒。实际上，印刷技术的变化，例如可缩放的字体和风景式的格式，都要求颗粒的尺寸越来越小，以保持当前的安全水平。因此，有人提出了安全度的新标准，即，最大颗粒大小为1毫米×5毫米。
常规的传统切碎机能够将材料切碎成具有合理尺寸的颗粒，虽然可以达到的最小颗粒大小为1毫米×5毫米，但是，很难使所有颗粒同时达到这样小的颗粒大小。已经证明有两个原因导致很难使颗粒同时达到较小的尺寸。首先，为利用上述类型的传统切碎机完成优质的切割操作，需要使设置在两个轴上的切割盘精确啮合，以使纸件在被横向刀刃切穿时使纸件保持在拉紧状态下。例如，对于颗粒长度为4毫米的情况而言，这些切割盘必须在约为2毫米的公差范围内相互对准，但是目前还不能可靠地达到这种精确度。
其次，在颗粒尺寸较小的情况下，驱动这些切割盘所需的动力会不成比例地增加，这意味着这种切碎机将会具有较低的薄片容量。
发明内容
因此，就需要提供一种能够可靠并经济地使颗粒尺寸达到很小的切碎机。
根据本发明的第一方面提供一种切碎机，该切碎机包括a)一个壳体，该壳体限定了一个通道，需要被切碎的薄片材料可从该通道内穿过；b)一个冲压机构，该机构包括多个冲压部件和一个能够使冲压部件从缩回位置移动到伸出位置上的机构，其中在缩回位置上，冲压部件与通道间隔一定的距离，而在伸出位置上，冲压部件穿过该通道进行延伸；和c)一个进送机构，该机构用于将薄片材料送入冲压机构内，这样，冲压部件在缩回位置和伸出位置之间的反复移动就能够将整个薄片材料切碎。
由于这种切碎机采用冲压机构将薄片材料切碎，因此与传统的切碎机相比，需要对不同的对准问题加以考虑，尤其是对准操作不能降低该机器的快速使用。
整个薄片最好被切割成多个直径小于5毫米的颗粒。该颗粒大小优选小于3毫米到5毫米，在更好的情况下，该颗粒大小应小于2毫米×5毫米，该颗粒大小最好小于1毫米×5毫米。最优选的颗粒大小应小于1毫米×4毫米。
进送机构可包括多个进送辊。
该切碎机最好还包括一个冲模部件，该冲模部件设置有多个孔，这些孔能够容纳处于伸出位置上的冲压部件。
这些冲压部件可以方便地做直线移动。但是，这些冲压部件也可以以转动的方式进行移动。该切碎机最好包括多排冲压部件。这样就能够容易地达到较小的颗粒大小。例如，对于转动的切碎机而言，这些冲压部件可成排设置在一个滚筒上。每排冲压部件最好相对其相邻的一排或多排冲压部件交错排列。这样就能够更有效地将纸切碎。
在一个实施例中，该切碎机仅包括两排冲压部件，其中一排冲压部件的直径为3毫米到5毫米，而另一排冲压部件的直径则为5毫米到7毫米。优选地，直径较小的那排冲压部件其直径约为4毫米，而直径较大的那排冲压部件将直径约为6毫米。已经发现这种结构有利于加工出小颗粒大小的颗粒，而且满足新的安全标准。
最好在通道的每一侧设置一排处于缩回位置上的冲压部件，能够使冲压部件产生移动的机构可通过操作使冲压部件做往复运动。这样不仅可以向这种切碎机提供平衡作用，而且还能够用这些冲压部件本身来控制纸片的最后部分经由该通道的运动。如果需要，冲压部件的往复移动还可按照下述方式进行控制使所有冲压部件都能够同时处于伸出位置上，而且所有冲压部件都能够同时处于缩回位置上。在这种情况下，进送机构可与用于移动冲压部件的机构同步操作，从而当这些冲压部件缩回时进送机构开始动作。如果需要，冲压部件的往复移动可按照下述方式进行控制使用时，一排或多排冲压部件能够与需要切碎的材料相接合。这就意味着即使材料的边缘已经从进送辊移过，这些需要切碎的材料也能够被冲压部件所支撑。这种往复运动可构成用于将薄片材料送入切碎机内的进送机构。或者，这些冲压部件会以下述速度做往复运动在纸片与连续的冲压部件相接合的时间段内，使纸片下落的距离介于所需的尺寸参数范围内。
该切碎机可包括另一个进送机构，例如如下文所述的空气进送机构。该切碎机可包括一个支架，需要切碎的纸就放置在该支架上。该支架可以适当的方式包括多个凸指，这些凸指在至少一排冲压部件的各个冲压部件之间延伸。这样就提供了一种为待冲压纸片定位的便利方法。
该切碎机还可包括一个用于改变颗粒大小的调节机构。颗粒大小可以从宽度等于冲压部件之直径的颗粒改变至更小一些的颗粒。最小的颗粒宽度可以非常小，例如为0.1毫米。进送机构最好设置调节机构。
根据本发明还提供一种将薄片材料切碎的方法，该方法包括下述步骤将一个需要切碎的薄片材料进送到一个冲压机构内并反复对这些薄片材料进行冲压，以将整个薄片切碎。薄片材料优选被切割成直径小于5毫米的颗粒，将薄片材料切割成小于5毫米×3毫米的颗粒则更好，更加优选的情况是将其切割成5毫米×2毫米以下的颗粒，5毫米×1毫米的颗粒，最好将其切割成4毫米×1毫米以下的颗粒。冲压机构最好由一组冲压部件构成，这些冲压部件能够方便地做直线移动，而且这些冲压部件最好能够往复移动。或者，这些冲压部件可以转动。
该方法最好还包括采用多个进送辊。这些进送辊最好能够控制材料的移动速度。
进送优选是间歇性的。
该方法还包括对需要切碎的材料进行支撑。
该方法最好还包括当薄片材料在两次冲压运动之间从冲压部件上移动一个小于冲压部件之直径的距离时，沿长度方向从一个边缘对薄片材料进行切割。这样就可以形成细小的颗粒。
除了上述内容外，本发明的第二方面涉及到对薄片材料进送机构的改进，薄片材料例如可以是纸，而且薄片材料可被进送到一个装置内，例如切碎机内，以在该装置内对薄片材料进行处理。下面将接合纸对这些机构进行说明，当然，应该知道这些机构还可以对多种不同类型的薄片材料进行处理。
可能在切碎机内出现的一个问题在于当纸张的边缘离开辊时，就会有少量没有从切碎机构穿过的纸停留在切碎机构的上方。该问题可通过将进送辊设置在距切碎机构尽可能近的位置上并利用重力对最后那部分纸进送输送而得以缓解，但这些方案并非完全令人满意。
因此，就需要提供一种能够将整个纸件送入这些机构内的连续式进送机构。
根据本发明的第二方面提供一种薄片材料的切碎机，该切碎机包括一个切碎机构和一个空气进送机构。
利用空气进送机构能够将需要输送的薄片材料完全送入切碎机构内。该机构还具有下述优点与采用传统机构的情况相比，薄片材料的拉伸量或卷曲量较小。该空气进送机构还将因该切碎机执行切碎操作而产生的尘土吸走，这样对健康的危害就少一些。
该空气进送机构最好包括一个抽吸机构，该抽吸机构可适当地包括一个抽吸泵。该抽吸机构产生的压差可以大于0.5巴。
一个气流通道会穿过该切碎机构延伸，在该气流通道内，抽吸部件最好设置在切碎机构之后。
该空气进送机构最好包括一个用于收集碎粒的收集部件，该收集部件可包括一个具有渗透性的袋子。该收集部件或另一收集部件还适合于将在切碎过程中生成的灰尘收集起来。
该空气进送机构最好包括多个设置在气流通道内的中间腔室，这些中间腔室位于切碎机构之后、收集部件之前。
该切碎机最好包括多个进送辊，这些进送辊可方便地设置在气流通道内并位于切碎机构之前。这些都有利于开始进送薄片材料。
下面将参照附图，通过实例对本发明的一个最佳实施例加以说明，其中图1为一个透视图，图中示出了作为本发明最佳实施例的切碎机；图2为一个侧剖视图，图中示出了冲压机构的细节；图3为一个穿过冲压机构的前剖视图，图中示出了支撑部件的细节；图4A为该切碎机的顶视图，图中示出了驱动机构的细节；图4B为沿图4A中的剖面线A-A的剖视图；图5示意性地示出了图1所示的冲压部件的部件分解透视图；图6示意性地示出了设置有另外一个空气进送机构的另一可选实施例。
具体实施例方式
该切碎机10包括一对进送辊12、一个冲压部件14和一个驱动/传动机构16。该冲压部件14已经在图2和5中详细示出。它包括两个冲压板18、20和两个底模28、30，每个冲压板上都支撑着一排冲压部件22、24。
图2示出了用于使冲压板18、20移动的机构。一个齿形带34通过多个皮带和/或齿轮(图4)被电机所驱动，该齿形带对偏心凸轮32进行驱动，该凸轮32使推板36移动，从而将冲压板18、20推动前进到切碎机内。推板36与指状板38相连接，当凸轮转动时，该指状板沿远离切碎机的方向拉动冲压板18、20。这些机构在传统的自动冲压装置中都是通用的，因此不再对其进行赘述。
两个底模28、30设置有两排与两排冲压部件22、24相对应的孔26。这些孔26保持与冲压部件22、24对准，而且起到模孔的作用，这样冲压部件就可以延伸到这些模孔内。
这些底模沿水平方向彼此对准，而且相互间间隔一个小间隙40，该间隙限定了一个通道，需要切碎的纸可从该通道内穿过。一排冲压部件22、24安装在该通道40的每一侧上，较小的那排冲压部件22设置在较大的那排冲压部件24的上方。这两排冲压部件例如可由图5所示的孔板26交错排列，这样就使每个较小冲压部件的中心位于两个较大冲压部件的中心之间。较大的那排冲压部件24相互间隔一定的距离，该距离小于较小的那排冲压部件24的直径，如图3所示。
每排冲压部件24、26都具有一个缩回位置(图1中所示)和一个伸出位置，在缩回位置上，冲压部件24、26与通道40间隔一定的距离，而在伸出位置上，这些冲压部件穿过通道40进行延伸。在冲压部件的整个移动行程中，这些冲压部件始终通过底模28、30上的孔26保持对齐。
进送辊12包括两个沿水平方向间隔并涂覆有橡胶的圆筒，这两个圆筒可围绕两相应平行的轴线转动，要被切碎的纸可被送入到这两个圆筒之间。其中一个圆筒通过弹簧42与其固定件连接在一起。这能够将多张薄片纸片送入辊12内，同时在纸片上保持张力。
冲压机构14通过皮带和齿轮系统16被电机连续驱动。进送辊12通过一个皮带(图4A)被一个独立的步进式电机(未示出)所驱动。该步进电机与冲压机构14同步动作。当冲压机构14缩回时，部件电机启动并将纸片送入通道40内。因而，进送辊12的驱动是间歇式的，即仅当冲压机构缩回时才动作。当冲压部件22、24从小间隙40内缩回时，这些进送辊开始工作；当冲压部件移动到接合位置上时，即当冲压部件重新进入通道40内时，进送辊将停止工作。
纸片在其被切碎的过程中一直受到进送辊12的支撑。图3示出了另一个支架。该支架包括一排凸指44，这排凸指在位于下方的那排冲压部件24之间延伸，以使其几乎抵靠在位于上方的那排冲压部件22上，而且在冲压部件22和凸指44之间存在一个仅为约0.2毫米的间隙。
这种冲压式切碎机10可按照下述方式进行操作。使用者将纸片边缘放置在进送辊12之间并打开切碎机10开关。这样，纸片就会被拉入进送辊12内，同时通过弹簧42在纸片上保持一定的张力。
进送辊12将纸片进送到位于底模28、30之间的通道40内，而且纸片被向下推动，直到与冲压机构14相接触。对冲压机构14的驱动要按照下述方式进行控制使两排冲压部件22、24被以往复运动的方式驱动，以使其基本上同时位于伸出位置以及基本上同时位于缩回位置上。这样就产生了一种平衡的切碎动作。
当纸片的前缘接近第一排冲压部件22时，冲压部件22将从该纸片上取下一个直径达4毫米的圆圈，这决定于纸片的进送速度。实际上，进送速度是按照下述方式进行控制的使冲压部件22的每次前移运动都能够将一小部分圆圈冲压下来。当纸片继续被进送时，冲压部件24就会对纸片进行冲压。这将取下直径达6毫米的圆圈但是，在更常见的情况下，进送速度是按照能够将纸片切割成极小的月牙形的方式进行控制的。其尺寸决定于进送辊12的进送速度。如果需要，可以将颗粒的宽度减小至0.1毫米。
当纸片的后缘离开进送辊12时，纸片就会下落，直到其支撑在支撑部件即凸指44上。接着，位于上方的那排冲压部件22就会在纸片上冲压出一排4毫米的孔。位于冲压部件22和凸指24之间的纸片也会被除掉，而且通常是在模孔处被切除的，因为冲压部件22和凸指44之间的间隙太小了。接下来，纸片就会下落，直到被冲压出来的孔之顶部支撑在凸指44上，而且位于下方的那排冲压部件24操作，从而对纸片做进一步地切割。接着，重复执行该过程，直到整个纸片都被切碎。
为了保证在切碎操作过程中将纸片主动地送入通道内，进送辊最好尽可能靠近地延伸至冲压区。但是，在纸片的后缘离开进送辊的情况下，纸片将不能穿过该冲压区，已经发现在后续的冲压操作过程中，被送入进送辊之间的下一批纸片会将存留在该通道内的上批纸片的残留物清扫干净。
现参照附图6，图中示出了包括有一个切碎机构52、多个进送辊56和一个空气进送机构54的切碎机50。在该实施例中，切碎机包括多个设置在底模部件60上的冲压部件58。
该空气进送机构54包括一个抽吸泵62，该泵通过管子64与一个收集腔室66相连接，该腔室66内容纳有一个纸袋68，该纸袋被用作切碎颗粒的收集袋。管子70将收集腔室与两个较小的腔室或歧管72、74连接在一起。每个歧管72、74分别设置在孔道76、78的出口处，当冲压部件58处于伸出位置上时，这些孔道用于容纳冲压部件。
下面将对该机器的气流通道加以说明。空气沿箭头X所示的方向通过进送通道80被吸入模孔60内，其还包括一个入口，该入口用于将纸片输送道切碎机构内。当冲压部件处于缩回位置上时，如图1所示，空气就会由进送通道80经孔道76、78流向歧管72、74、这些歧管72、74为将模孔部件60内的多个孔道76、78连接起来提供了一种便利的方式。空气从歧管72、74流向位于收集腔室66内的纸袋68，而且通过该纸袋68流向泵62。
当冲压部件58处于伸出位置上时，它们将经过进送通道80延伸到孔道76、78内，而且可以基本防止空气从空气进送机构54流过。
为使该切碎机50进行操作，通过进送辊56将多个纸片79送入切碎机构内。这些辊56能够在一开始将纸片的边缘输送道进送通道80内。一旦位于进送通道80内，纸片就会受到一定程度的负压作用，而且进送通道80内的高速空气会沿空气通道拉动纸片。空气的速度会随着纸片数量的增加而变大，因为纸片数量的增加会使进送通道80变窄，因此尽管载荷变大，空气进送机构80的效力得以保持。
当纸片到达切碎机构54时，纸片就会基本按照上述的方式被切碎。这样就会产生许多小型纸粒82，这些纸粒将沿气流通道经过孔道76和78、歧管72和74和管子70被运送到收集腔室66内。接着，这些纸粒将被收集在纸袋68中。一旦纸袋68被装满，那么就可以容易地将其倒空，而且还可以对这些已经被切碎的颗粒82进行处理。
由空气进送机构54产生的负压将纸片拉入切碎机50内，而且这也是一种用于将碎纸颗粒82收集起来的便利方式。如图所示，在上述的实施例中，该空气进送机构可另外设置多个进送辊，但是该空气进送机构也可作为单独的进送机构发挥作用。与前述的进送辊不同，该空气进送机构不对纸片进行拉伸或使纸片变皱，而是能够实现平滑而有效的进送操作。
尽管已经对切碎机作出了上述的说明，但是应该清楚本文所述的空气进送机构还可用于其它装置上，例如打印机，在打印机中，薄片材料被进送到一个处理头处。
当然，应该知道这种切碎机还可以对多种文件材料及纸件进行处理。可以通过改变切碎机的进料速度或通过改变冲压部件的尺寸和结构来改变加工出的颗粒尺寸。此外，与传统的切碎机相比，该机器能够接收数量较多的纸片，而且不会有过大的动力损耗。
在本说明书中，“包括”是指“包括或由...构成”，而“包括”的现在分词也表示“包括或由...构成”。
如果合适，在上述说明书中、下述的权利要求书中、或附图中以特定方式或以用于实现特定功能的部件之方式或以实现特定效果的方法或工艺之方式而公开的特征可以单独或组合在一起以多种方式实施本发明。
权利要求
1.一种切碎机，该切碎机包括a)一个壳体，该壳体限定了一个通道，要被切碎的薄片材料可从该通道内穿过；b)一个冲压机构，该机构包括多个冲压部件；和一个能够使冲压部件从缩回位置移动到伸出位置上的机构，其中在缩回位置上，冲压部件与通道间隔一定的距离，而在伸出位置上，冲压部件延伸穿过该通道(32)延伸；c)一个进送机构(12)，该机构用于将所述薄片材料送入冲压机构内；这样，冲压部件在缩回位置和伸出位置之间的反复移动就能够将整个薄片材料切碎。
2.根据权利要求1的切碎机，其特征在于所述整个薄片可被切割成多个直径小于5毫米的颗粒。
3.根据权利要求2的切碎机，其特征在于所述颗粒的尺寸小于1毫米×4毫米。
4.根据权利要求1至3之一的切碎机，其特征在于所述进送机构包括多个进送辊。
5.根据上述权利要求之一的切碎机，还包括一个底模部件，该部件设置有多个孔，这些孔能够容纳处于伸出位置上的冲压部件。
6.根据上述权利要求之一的切碎机，其特征在于所述冲压部件直线移动。
7.根据上述权利要求之一的切碎机，其特征在于所述冲压部件转动移动。
8.根据上述权利要求之一的切碎机，包括多排冲压部件。
9.根据权利要求8的切碎机，其特征在于每排冲压部件都与其相邻的一排或多排冲压部件交错排列。
10.根据权利要求8或9的切碎机，包括仅两排冲压部件，其中一排冲压部件的直径介于3毫米到5毫米之间，而另一排冲压部件的直径则介于5毫米至7毫米之间。
11.根据权利要求10的切碎机，其特征在于较小冲压部件的直径约为4毫米，较大冲压部件的直径约为6毫米。
12.根据权利要求8至11之一的切碎机，其特征在于所述多排以一对或多对的方式进行设置，每对中的其中一排在冲压部件的缩回位置上各位于通道的一侧；使冲压部件移动的部件可通过操作使每对冲压部件做往复移动，从而使这对或每对冲压部件都能够同时缩回或伸出。
13.根据权利要求12的切碎机，其特征在于所述冲压部件的往复移动按照下述方式进行控制使所有冲压部件都基本上同时处于伸出位置上，以及基本上同时处于缩回位置上。
14.根据权利要求13的切碎机，其特征在于所述进送机构与用于移动所述冲压部件的机构同步操作，当用于移动所述冲压部件的机构使冲压部件收回时，进送机构开始动作。
15.根据上述权利要求之一的切碎机，还包括一个支架，要切碎的材料就定位在该支架上。
16.根据权利要求15的切碎机，其特征在于所述支架包括多个凸指，这些凸指在至少一排冲压部件的各冲压部件之间延伸。
17.根据上述权利要求之一的切碎机，还包括一个用于改变颗粒大小的调节机构。
18.根据权利要求17的切碎机，其特征在于所述进送机构提供所述调节机构。
19.一种用于将薄片材料切碎的方法，该方法包括将要切碎的薄片材料进送到一个冲压机构内，对该薄片材料进送反复冲压从而将整个薄片材料切碎的步骤。
20.根据权利要求19的方法，其特征在于所述整个薄片都被切割成直径小于5毫米的颗粒。
21.根据权利要求20的方法，其特征在于所述颗粒大小小于1毫米×4毫米。
22.根据权利要求19至21之一的方法，其特征在于所述冲压机构由一组冲压部件构成。
23.根据权利要求22的方法，其特征在于所述冲压部件可直线移动。
24.根据权利要求23的方法，其特征在于所述冲压部件可以往复移动。
25.根据权利要求22的方法，其特征在于所述冲压部件可以转动。
26.根据权利要求19至25之一的方法，其特征在于所述进送操作是间歇性进行的。
27.根据权利要求19至26之一的方法，还包括对需要切碎的材料进行支撑。
28.根据权利要求19至25之一的方法，包括沿长度方向从一个边缘将薄片材料切碎，该材料在两次冲压移动之间移动通过冲压部件一定的距离，该距离小于冲压部件的直径。
29.一种薄片材料的切碎机，其包括一个切碎机构和一个空气进送机构。
30.根据权利要求29的切碎机，其特征在于所述空气进送机构包括一个抽吸机构。
31.根据权利要求30的切碎机，其特征在于由所述抽吸机构产生的压差大于0.5巴。
32.根据权利要求29至31之一的切碎机，其特征在于一个气流通道穿过切碎机构延伸。
33.根据权利要求32的切碎机，其特征在于所述抽吸机构在气流通道内设置在切碎机构之后。
34.根据权利要求29至33之一的切碎机，其特征在于所述空气进送机构包括一个用于收集已切碎颗粒的收集部件。
35.根据权利要求34的切碎机，其特征在于所述收集部件包括一个具有渗透性的袋子。
36.根据权利要求34或35的切碎机，其特征在于所述收集部件适合于将在切碎过程中产生的灰尘收集起来。
37.根据权利要求34至36之一的切碎机，其特征在于所述空气进送机构包括多个中间腔室，这些中间腔室设置在气流通道内并位于切碎机构之后和收集部件之前。
38.根据权利要求29至37之一的切碎机，其特征在于还包括多个进送辊。
39.一种根据权利要求1至16之一和权利要求29至38之一的切碎机。
40.一种切碎机或一种用于将薄片材料切碎的切碎方法，基本参照附图所述和/或如图所示。
41.在本文和/或附图中所公开的那些特征的所有新特征或组合。
全文摘要
本发明公开了一种切碎机，该切碎机包括a)一个壳体，该壳体限定了一个通道，需要被切碎的薄片材料可从该通道内穿过；b)一个冲压机构，该机构包括多个冲压部件(22)和一个能够使冲压部件从缩回位置移动到伸出位置上的机构，其中在缩回位置上，冲压部件与通道间隔一定的距离，而在伸出位置上，冲压部件穿过该通道(32)延伸；和c)一个进送机构(12)，该机构用于将薄片材料送入冲压机构内，这样，冲压部件在缩回位置和伸出位置之间的反复移动就能够将整个薄片材料切碎。本发明还公开了一种用于将薄片材料切碎的方法，该方法包括将需要切碎的薄片材料进送到一个冲压机构内并对该薄片材料进送反复冲压，从而将整个薄片材料切碎。
文档编号B26D11/00GK1665597SQ03815116
公开日2005年9月7日 申请日期2003年5月9日 优先权日2002年5月9日
发明者D·米德, P·A·埃里斯 申请人:Acco英国有限公司