用砂轮切割幅材卷的机器和方法与流程

文档序号:11442015阅读:207来源:国知局
用砂轮切割幅材卷的机器和方法与流程

本发明涉及用于加工幅材卷、特别但不限于纸张、例如但是不限于用于生产卫生纸、厨房用纸或者类似纸品的薄纸或者类似纸品的幅材卷的机器的领域。



背景技术:

在许多用于生产卷绕幅材的卷筒的工业领域中,产生出具有显著轴向尺寸的幅材卷,随后该幅材卷被切割成更小的卷筒、即切割成用于包装和销售的更小轴向尺寸的卷筒。这种加工的典型例子是在用于生产卫生纸、厨房用纸及类似纸品的卷筒的薄纸转换领域。在该领域中,纤维素材料的层片借助连续的机器来生产并被卷绕成所谓的起始带卷(parentreels)。这些带卷然后松开并复卷绕在复卷机上以形成幅材卷,所述幅材卷的轴向长度对应于由造纸机所生产的层片的宽度并等于待销售产品的多个轴向长度。

接着,使用切割机将幅材卷分成将用于包装和消费的更小轴向尺寸的卷筒。在us6786808和us5522292中描述了这种类型的切割机的示例。用于卷绕幅材、特别是薄纸的幅材卷的切割机通常包括用于待切割幅材卷的进给路径和沿着给进给路径布置的切割头。切割头包括一个或多个盘形切割刀片,该盘形切割刀片围绕其轴线旋转并且还具有周期性运动、例如旋转或者振动运动以顺序地切割沿着进给路径进给到单独后续卷筒中的更大轴向尺寸的幅材卷。

盘形切割刀片承受磨损并因此需要经常打磨。当打磨它时,盘形切割刀片逐渐地磨损,其中,它的直径减少减小。当达到最小直径时,应当更换盘形切割刀片。

当盘形切割刀片采用新的盘形切割刀片来更换时,必须调整砂轮的姿态,从而朝着具有不同于(大于)已更换的已磨损的盘形切割刀片的直径的新的盘形切割刀片移动砂轮。该操作需要很长时间而且特别复杂。它还要求操作者进出机器的布置盘形切割刀片位置的危险区域。

因此,需要提供克服或至少部分减少上述缺点的用于切割幅材卷的机器。



技术实现要素:

根据一个方面,提供了一种用于切割幅材卷的机器,其包括:

-用于待切割的幅材卷的给送路径;

-沿着给送路径布置的切割头,所述切割头包括用于盘形切割刀片的联接部,并所述切割头设计成为盘形切割刀片施加围绕其轴线的旋转运动和循环移动以将幅材卷切割成单个卷筒,并且所述切割头设计成允许幅材卷沿着给送路径向前移动;

-打磨单元,其包括安装在旋转轴上并与盘形切割刀片的一侧协作以打磨盘形切割刀片的切削刃的至少一个砂轮;

-以朝着盘形切割刀片移动砂轮的受控靠近系统。

受控靠近系统可设计成根据大体上平行于旋转轴的轴线的方向来移动砂轮。

受控靠近系统可包括布置和构造成轴向移动砂轮的致动器、例如电动马达。

在其它实施例中,受控靠近系统可包括布置和构造成移动砂轮的至少一个弹性部件。

根据另一方面,提供了用于调整在切割机的盘形切割刀片和可相对于盘形切割刀片移动的打磨单元的至少一个砂轮之间的相互位置的方法,其中,砂轮安装旋转轴上并布置成与盘形切割刀片的一侧协作。该方法包括以下步骤:

-将砂轮支撑在壳体处;

-将壳体带到相对于盘形切割刀片的标称位置中;

-朝着盘形切割刀片可控制地移动砂轮,以根据相对于壳体的靠近方向移动砂轮,从而将壳体保持在标称位置中;

-一旦到达在砂轮和盘形切割刀片之间的相互接触位置,就锁定在砂轮和壳体之间的相互位置。

本领域的技术人员将理解本发明所基于的构思可迅速地作为用于设计其它结构、其它方法和/或其它系统的基础,以实现本发明的各种目的。因此,重要的是,权利要求被认为是包括那些不偏离本发明的精神和范围的等效结构。

在以下详细描述中,将描述还具有用于在盘形切割刀片已磨损时自动更换盘形切割刀片的特殊的且创新性的系统的机器。然而,应当理解的是,在其它实施例中,这些用于自动更换已磨损的盘形切割刀片的系统是可省略的,并且砂轮的靠近可在手动更换切割刀片的情况下执行。反之亦然,用于自动更换已磨损的切割刀片的系统也可用在没有用于砂轮的自动靠近系统的切割机中。

附图说明

现在通过遵循示出了本发明的实际实施例的描述和附图应该使得本发明更清楚。更特别是,在附图中:

图1是切割机的实施例的主要构件的局部示意性侧视图;

图2是切割头的前视图;

图3示出了根据在图2中的iii-iii的截面;

图4是用于布置到图2和图3的切割头上的盘形切割刀片的卡盘的放大截面;

图5是用于盘形切割刀片的支撑构件的侧视图;

图6是图5的支撑构件的轴侧视图;

图7是安装在支撑构件上的盘形切割刀片的前视图;

图8示出了根据在图7中的viii-viii的直径截面;

图9a至图9o示出了用于安装盘形切割刀片的次序和用于更换盘形切割刀片的次序;

图10a至图10j示出了用于更换盘形切割刀片的次序的示意性前视图;

图11是用于在存储单元中的盘形切割刀片的支撑件的细节;

图12是砂轮和在可能的实施例中朝着盘形切割刀片移动砂轮的相应的受控靠近系统的纵向横截面;

图13是砂轮和以在另外可能的实施例中朝着盘形切割刀片移动砂轮的相应的受控靠近系统的纵向横截面;

图14是具有不同结构的存储单元的切割机的示意性侧视图;

图15是根据切割刀片和刀片移动系统的图14的xv-xv的示意性前视图;以及

图16是根据在图14中的xvi-xvi的平面图。

具体实施方式

参考附图进行以下示例性实施例的详细描述。在不同附图中的同样的附图标记识别为相同或者类似的部件。此外,附图不一定按照比例。此外,以下详细描述不限制本发明。本发明的保护范围由所附的权利要求来限定。

在说明书中,关于"一个实施例"或者"所述实施例"或者"一些实施例"意思是参考一实施例所描述的特殊的特征、结构或者部件包含在所描述目的的至少一个实施例中。在说明书中的句子"在实施例中"或者"在所述实施例中"或者"在一些实施例中"因此不必然指的是同样的实施例或者多个实施例。特定的特征、结构或者部件可此外以任何适合的方式组合在一个或多个实施例中。

图1示意性地示出了可以体现本发明的切割机1的主要构件。应当理解的是,切割机的结构可不同于此处简短描述的结构。例如,可设置不同的驱动机构,用于传输幅材卷和盘形切割刀片的给送运动。盘形切割刀片可具有往复运动、例如代替连续运动的振动运动。此外,切割机的切割头可包括更多个盘形切割刀片。

此处所示的切割机1包括用附图标记p所示意性标示的给送路径,将被切割成更小的轴向尺寸的卷筒r的幅材卷l沿着该给送路径向前移动。这些卷筒接着进给到容置机(未示出)。切割机布置在未示出且对于本领域技术人员是己知的复卷机和另外的加工站的下游。

在一些实施例中,切割机1包括切割站3,所述切割站继而包括示意性地用附图标记5所标示的切割头。切割头5可包括围绕旋转轴线a-a旋转的轨道头7,所述旋转轴线a-a通常定向成近似于在与用于待切割的幅材卷l的给送路径p相同的方向。切割头5的轨道头7携带可围绕其旋转轴线b-b旋转的至少一个盘形切割头9。盘形切割刀片9的旋转轴线b-b可通常定向成近似在轴线a-a的方向上。正如本领域技术人员己知的,在轴线a-a和b-b不完全彼此平行和/或不完全平行于沿着用于待切割的幅材卷的给送路径p的给送方向的位置处具有切割机。这是由于切割机的与本发明的说明书的不相关的并且涉及在切割头5和待切割的幅材卷l的向前运动的之间的相对移动的一些特征。

切割机1可包括为盘形切割刀片9提供转动运动的马达11,以及为切割头5和轨道头7提供围绕轴线a-a转动运动的另一马达13。

正如本领域技术人员己知的,幅材卷l可沿着彼此平行的一个或多个通道根据给送路径p向前移动,以便同时切割更多个幅材卷并增加切割机1的生产能力。

幅材卷l的向前移动可例如借助连续的柔性构件15、诸如由马达17驱动的链或者皮带来提供。有利地,马达11、13以及17能够以本领域技术人员所己知的且不更加详细描述的方式由中央控制单元来控制。

柔性构件15可包括推动件16,所述推动件沿着柔性构件15的延展以优选地规则的间隔布置,以沿着给送路径p推动每个单个幅材卷l通过切割站3。

在一些实施例中,幅材卷的向前运动能够是以恒定速度或者可变速度的连续运行的。在其它实施例中,向前运动是可断断续续的。在停止期间,幅材卷通过盘形切割刀片9来切割。正如对于本领域技术人员己知的,轨道头7和/或盘形切割刀片9可具有沿着路径p的向前和向后移动,以切割幅材卷l同时它在不停止的情况下沿着给送路径p移动。在一些实施例中,可提供保持部件;它们在切割步骤期间闭合以保持幅材卷,因此确保了更好的切割质量,并且它们在幅材卷将向前移动时打开。保持部件优选地为两个:一个保持部件在切割平面的上游以保持幅材卷,且一个保持部件在切割平面的下游以保持幅材卷的被切割以形成卷筒的部分。

图2和图3示出了切割头5以及特别地轨道头7的实施例。

在该实施例中,切割头5包括滑动件21,所述滑动件安装在轨道头7上以便为了将在下面更好描述的目的根据双箭头21来移动。在一些实施例中,滑动件21在由轨道头7所承载的引导件23上引导。齿轮马达或者其它的前进致动器25根据双箭头21来移动滑动件21。该运动可借助于具有螺纹杆27和螺母29、例如再循环的球形螺钉的系统传递。螺母29可紧固到滑动件21。

在有利的实施例中,用附图标记31和33来标示的两个打磨单元可布置在滑动件21上。正如将在下面更加详细地描述的,每个打磨单元31、33为了将在下面解释的目的包括用于打磨盘形切割刀片9的相应的砂轮和朝着盘形切割刀片的切削刃移动相应的砂轮的受控靠近系统。所述砂轮布置成使得它们中的的每个砂轮打磨该盘形切割刀片9的切削刃的两个侧面中的一个侧面。例如当盘形切割刀片相对于它的中间平面是对称的时,两个打磨单元31、33的两个砂轮可彼此相同。然而,这不是必需的,而在一些实施例中只是优选的。众所周知,在一些实施例中,盘形切割刀片9可具有非对称的边缘。在该情况下,两个打磨单元的砂轮可彼此不同和/或它们可彼此不同地调整。

此外,切割头5包括整体上由附图标记35所标示的用于盘形切割刀片9的联接部。联接部35以下将参考图4和图5至图8进行更加详细地描述。

联接部35可包括心轴或者旋转轴37,所述心轴或者旋转轴由通过未详细地示出的马达11或者其它合适的发动机来控制齿轮或者滑轮39驱动旋转,可围绕该心轴或者旋转轴37驱动所述齿形带41。

图4示出了用于将盘形切割刀片9联接到切割头5的联接部35的放大截面,同时图5至图8示出了盘形切割刀片及其支撑构件的细节,从而借助从在下面描述并与切割机1相联的存储单元中取出盘形切割刀片的搬运构件来自动地更换它们。盘形切割刀片9的更换将参考图9和图10在下面详细地描述。

在图4的示意性图像中,示出了支撑所述旋转轴或者心轴37的轴承43。正如参考图5至图8而更好地描述的,旋转轴或者心轴37具有座45,己知的保持装置49插入在所述座中以锁定盘形切割刀片9所能够具有的轴51。保持装置49的打开和关闭借助于通过管道53所给送的加压流体、例如油或者空气以及通过轴37的旋转分配器55来控制。

在一些实施例中,轴37具有前凸缘37f,盘形切割刀片9靠着前凸缘如以下所描述的方式来锁定。

盘形切割刀片9的轴51可为支撑构件57的一部分,其分别在图5和图6中以侧视图和轴侧视图来单独示出。在图5和图6中,支撑构件57缺少柄51,所述柄例如可拧入到支撑构件57的螺纹孔57f中。

在一些实施例中,支撑构件57具有凸缘59,所述凸缘具有用于接触盘形切割刀片9并且更特别地接触所述盘形切割刀片9的一端面的前表面59s,所述端面与在安装在切割头5上时和轴37的凸缘37f接触的端面相对。

在一些实施例中,支撑构件57具有凸出部61,其中,螺纹孔57f设置成用于紧固柄51。如在图4和图8中所示的,凸出部61具有进入盘形切割刀片9的通孔的环形圈61c。

在一些实施例中,支撑构件57具有从相对于柄51的相反侧上的凸缘59延伸的另一中心凸出部63。正如将在以下很清楚的是,可使用凸出部63以接合支撑构件57所紧固到的盘形切割刀片9并将盘形切割刀片9从存储单元移动到切割头5,反之亦然。

在一些实施例中,凸出部63具有构造成由在以下所描述的搬运构件接合的环形槽63s。

联接部35和具有与盘形切割刀片9相联的柄51的支撑构件57用于借助于搬运构件用可容置在与切割机1组合的存储单元中的新的盘形切割刀片来更换盘形切割刀片9,该搬运构件自动地允许将第一盘形切割刀片安装到切割头5上,并且当工作的盘形切割刀片已经磨损时采用容置在存储单元中的后续的盘形切割刀片来更换它。搬运构件在更换盘形切割刀片9期间的操作参考图9a至图9o和图10a至图10j的次序将在以下更加详细地描述。

在一些实施例中,支撑构件57的凸缘59具有围绕支撑构件57的轴线x-x分布的座59a,永久磁体(未示出)可插入到座的内部与盘形切割刀片9协作。当盘形切割刀片9未借助于柄51固定到切割头5的联接部35时、例如当盘形切割刀片容置在存储单元中时,插入在座59a中的永磁体通过磁引力将盘形切割刀片9保持在支撑构件57上。

在图9a至图9o中示出了容纳壳体3c,整体上用附图标记3标示的切割站布置在所述容纳壳体内部,并且示出了切割站的具有轨道头7的切割头5。幅材卷前进构件以及切割机1的能够以己知方式构造的并且与本发明的理解不相关的其它构件已经省略。

在图9a至图9o,附图标记71整体上示出了用新的盘形切割刀片来更换已磨损盘形切割刀片的搬运构件。附图标记73示出了保持新的盘形切割刀片9和从切割头5移除的已磨损的盘形切割刀片的存储单元。

在图9a至图9o所示的搬运构件71的形状和存储单元73的形状只经由非限制示例来给定。应当理解的是,如果能够适合于执行以下所描述的操作以将盘形切割刀片9放置到切割头5上并用新的盘形切割刀片9更换它,搬运构件71就能够以不同方式构造。

类似地,如果适合于执行以下所描述的操作,存储单元73就能够以不同于此处所描述的方式来构造并在图9a至图9o中示出。

在图9a至图9o中所示的实施例中,存储单元73包括可围绕轴线c旋转、整体上用附图标记75来标示的转盘形刀片保持器(此处以下简化为转盘)。在所示的实施例中,轴线c相对于切割头5的旋转轴线和待切断的幅材卷l的给送路径大体上90°定向,所述给送路径在图9a中用箭头p示意性地标示。

通过本身已知的方式,在幅材卷切割机的一些实施例中,例如当承载工作盘形切割刀片的旋转支撑件具有振动运动时,幅材卷给送路径可不平行于切割头5的旋转轴线,从而在机器操作期间调整盘形切割刀片的旋转轴线的位置。该类型的机器对于本领域技术人员己知的,其中,切割头的旋转轴线相对于幅材卷给送路径偏斜。在该情况下,存储单元73的转盘75的旋转轴线c可相对于切割头5的旋转轴线或者安装在切割头5上的盘形切割刀片的旋转轴线的方向大体上处于90°。盘形切割刀片9通过它们的旋转轴线大体上平行于轴线c的方式安装在转盘73上。如下文所述,为了从存储单元73中取出盘形切割刀片和/或为了使它们再次插入到存储单元里,它们可暂时旋转大约90°,以便将它们布置成使得它们相应的旋转轴线布位于在切割头5上的要安装的正确位置,即使得旋转轴线大体上平行于在盘形切割刀片安装在切割头上时所得到的旋转轴线的方向。

也能够提供具有转盘75的存储单元73,该转盘75以与例如相对于在图9a至图9o中的轴线c的位置处于90°的定向不同的方式围绕轴线c旋转。然而,该类型的配置具有更大的侧体积,并且在某些情况下可能不那么方便。稍后将参考图14至图16描述其它具有同轴盘形切割刀片的更紧凑的实施例。

在图9a所示的条件下,五个盘形切割刀片布置在存储单元73上并用附图标记9a-9e来标示。盘形切割刀片9a-9e可彼此相同并且在工作的盘形切割刀片出现磨损时可接连使用。

在其它实施例中,或者在此处所描述的切割机1的其它使用模式中,也能够将盘形切割刀片9a-9e以彼此不同的方式、例如根据卷绕成单个幅材卷l的材料的性质而放置在存储单元73上。事实上,可能必须使用不同硬度、不同切割边缘或者具有根据形成幅材卷的幅材的性质或者缠绕特征而变化的特征的刀片。

在其它实施例中,可提供用于切割刀片的存储单元73,其中,盘形切割刀片9借助于柔性装载机、例如皮带运输机并且不借助刚性转盘来承载。在另外的实施例中,可提供若干个存储单元73或者具有多个转盘的存储单元或者具有用于盘形切割刀片9的多个柔性构件支撑座,从而增加存储单元的容量。

为了最小化存储单元73在待切割的幅材卷的给送路径p的一侧处的体积,在所示的实施例中,盘形切割刀片9a-9e安装成它们的轴线平行于转盘75的旋转轴线c。也能够是不同的配置,其中,盘形切割刀片9a-9e布置成使得它们的轴线正交于转盘75的旋转轴线c。

正如将在以下所描述的,存储单元73的其中容置盘形切割刀片9a-9e的座能够以大约90°围绕竖直轴线旋转,从而以布置每个座使得相应的盘形切割刀片9能够以正确定向插入到座中或者从该座移除。

搬运构件71可包括围绕大体上平行待要切割的幅材卷的给送路径p的方向的轴线d旋转或者枢转的臂77。此外,臂77可在振动或旋转轴线d的方向上具有根据双箭头f77的移动。

旋转臂77可在它的末端处具有适于接合盘形切割刀片9的夹具或者其它夹紧构件79。在一些实施例中,夹具或者其它夹紧构件79构造成与以上所描述的支撑件构件57所具有的凸出部63协作。

存储单元73和搬运构件71的操作如下。

在图9a中,切割头5缺少盘形切割刀片且在存储单元73中布置五个新的盘形切割刀片9a-9e。

在图9b中,盘形切割刀片9a的旋转轴线已经被旋转大约90°,以便沿着给送路径p几乎平行于幅材卷l的给送方向穿过切割站3。

在图9c中,搬运构件71的旋转臂77已经顺时针旋转,以使夹具79与盘形切割刀片9a的附件或者凸出部63协作以在凹槽63s处接合附件或者凸出部。

在图9d中,搬运构件71的旋转臂77根据箭头f71移动,从而远离平行于待切断的幅材卷l的给送路径p的存储单元73,以使盘形切割刀片9移动远离存储单元并从相应的座移除。

图9e示出了将取自存储单元73的盘形切割刀片9a携带到切割站3内部的旋转臂77的顺时针(在附图中)旋转运动。在存储单元73的盘形切割刀片9a自由出入的区域中能够看到座81,盘形切割刀片9a从该座81中取出。

在图9f中,旋转臂77的旋转使盘形切割刀片9a与切割头5的联接部35轴向对准。

在图9g中,旋转臂77根据箭头f77平移以在切割头5的联接部35上附接盘形切割刀片9a。

在图9h中,旋转摆动的臂77开始离开或者移动远离盘形切割刀片9a已经插入其中的区域,以开始切削。

存储单元73的转盘75保持固定在之前所选取的允许盘形切割刀片9a被拾取的角位置中。

当由于重复的打磨操作而盘形切割刀片9a已经磨损并将被更换时,或者当盘形切割刀片将因为任何其它原因、例如因为它破损了而被更换时,将旋转臂77带到在图9i中所示的位置中。在该位置中,旋转臂77采用夹具79接合与盘形切割刀片9a集成的凸出部或者附件63。

在图9j中,搬运构件71的旋转臂77根据箭头f77移动以在平行于旋转轴线的方向上将切割刀片9a移动远离在切割头5上所提供的联接部35。

在图9k中,盘形切割刀片9a由于臂77的逆时针旋转(在附图中)离开切割站3。

在图9l中,臂77使已磨损的盘形切割刀片9a与之前自由出入的座81轴向对准,同时在图9m中旋转臂77平行于它的旋转轴线移动以接合在座81中的已磨损盘形刀片9a的柄51。

在图9n中,旋转臂77在低的位置中并且已磨损的盘形切割刀片9a可旋转90°以再次到达其旋转轴线相对于幅材卷l的沿着给送路径p的给送方向定向成大约90°的位置。

在图9o中,存储单元73的转盘75旋转1/5圆周角,以使新的盘形切割刀片9b到达拾取位置。从该位置,重复以上所描述的循环从而使新的盘形切割刀片9b达到在切割头5的联接部35上接合并再次开始切割幅材卷l的工作位置中。

在图9i至图9o中,盘形切割刀片9a具有小于在图9a至9h中所示的直径,因为刀片9a在由于反复打磨引起磨损而直径减少之后被更换。

在图9i至图9o的次序中所示的用新的刀片更换已磨损的刀片的整个循环需要非常短的时间、大约1到3分钟。这是切割机停机的时间。当已磨损的盘形切割刀片9a已用新的盘形切割刀片9b更换时,切割机开始再次切割。更换切割装置9a所需的时间如此短,使得没有必要停止在切割机上游的机器。例如由上游复卷机所产生的新的幅材卷l流暂时地由布置在复卷机和此处所描述的切割机1之间的存储单元选取。

以上所示的更换已磨损盘形刀片的循环在图10a至图10j的次序的前视图中示意性地所示。在图10f至图10j中,盘形切割刀片9具有更小的直径,以说明它已磨损。

图11示出了存储单元73所具有的座81的可能的配置。座81可装备有提供内部孔85的轴套83,紧固至盘形切割刀片9的支撑构件57的柄51插入在内部孔85中。柄51具有凹槽51s,球87能够通过弹簧89在径向方向偏压接合在所述凹槽中,以便形成借助在座81里的柄51保持盘形刀片9的可逆的锁定。

如在图11中所示,轴套83可在附图标记83a处铰接至支架91继而在附图标记93处铰接至转盘75。由致动器(未示出)所控制的系杆95在附图标记97处铰接至支架91。系杆95根据箭头f95的移动引起座81根据双箭头f81的振动并且更具体地轴套83围绕铰链93的振动,因此使盘形切割刀片9的轴线从静止位置(图9a和图11)旋转90°至拾取位置,即参见图9b的旋转臂77拾取它的位置。

正如以上所标示的,此处所描述类型的切割机中所使用的盘形切割刀片的磨损主要是由于需要反复打磨盘形切割刀片的切削刃,盘形切割刀片的切削刃由于与形成幅材卷l的幅材的纤维素纤维和与通常形成管状卷绕芯的纸板的相互作用而变钝,幅材卷围绕所述管状卷绕芯形成。

如图2和图3所述的,切割头5具有两个打磨单元31、33以打磨盘形切割刀片9所具有的切削刃的两个相对侧。周期性地且自动地执行打磨,即反复打磨随着时间并不一定是以规则间隔来进行,而是例如根据由盘形切割刀片9所执行的切割的数量和/或待切割的产品的硬度来进行。借助于由齿轮马达25(图2)所控制的滑动件21的移动朝着盘形切割刀片9的切削刃通过移动打磨单元31、33的砂轮来完成打磨。

为了正确地打磨盘形切割刀片9的切削刃,必须每次更换工具,将打磨单元31、33的砂轮带到相对于盘形切割刀片9的正确位置中。该打磨单元相对于新的盘形切割刀片9的安装在切割头5上的位置的调整目前通过操作员进入到盘形切割刀片9所在的区域中的机器来手动地执行。这对操作者来说是相当的危险的,并延长了停机时间。

根据所描述的内容,在一些实施例中,可提供用于每次更换工具时自动调节打磨单元31、33的砂轮的机构,这不要求操作员进入切割机1中。下面具体参考图12和图13关于打磨单元31、33的自动调整所描述的内容在与自动工具更换系统、即自动更换如上所述的盘形切割刀片9的系统一起应用时是特别有利的。

然而,可通过也在手动发生用新的盘形切割刀片更换已磨损的盘形切割刀片的机器中的以下所示的调整系统获得各种优点。在任何情况下,根据以下所描述的砂轮的调整允许减少操作员将逗留在切割机1内部、在盘形切割刀片9所定位的区域中的时间;因此它也允许减少由于操作员和盘形切割刀片9的切削刃之间的接触可能导致的事故的可能性,并减少机器的停机时间。

在下面,将描述打磨单元的两个实施例,其可为一般性地打磨单元31或者打磨单元33。这两个打磨单元可以等同或者大致相等的方式。事实上,两个打磨单元只在该方面可大体上不同,其中,打磨单元中的一个打磨单元通过推压相应的砂轮靠着盘形切割刀片9的切削刃的第一侧而工作,同时另一砂轮被拉压靠着同一切削刃的相对一侧而工作。

因此,下面将描述只一个打磨单元31、33。

初始参考图12,在可能的实施例中,打磨单元31、33包括可由旋转轴103有利地支撑的砂轮101。旋转轴103优选地空转地安装在形成用于旋转轴103的支撑件的轴套105中。

附图标记107示出了用于旋转轴103的支撑轴承,且y-y示出了其旋转轴线。

在一些实施例中,轴套105容置在套筒109或者再循环的球套筒或者允许轴套105根据双箭头fl05的低摩擦运动的其它构件的内部。

有利地,旋转轴103安装在形成用于旋转轴的支撑件的轴套105中,使得它可借助轴承107在轴套105内部空转旋转,但是不能轴向地、即相对于轴套105平行于旋转轴线y-y移动。因此,轴套105、旋转轴103和砂轮101沿着箭头f105一起移动。

在一些实施例中,制动器或者锁定构件111与形成用于旋转轴103的支撑件的轴套105相联,其允许轴套105(且因此旋转轴103和砂轮101)相对于外部壳体113轴向地锁定,打磨单元31、33通过外部壳体113固定至滑动件21。

在一些实施例中,制动器或者锁定构件111可在内部空腔113a的外部安装在壳体113上,套筒或者再循环球套筒109和轴套105可容置在内部空腔113a中。为了作用轴套105上并相对于壳体113锁定它,制动或者锁定构件111在一侧处约束到壳体113并且在另一侧处它与轴套105的延伸部105a配合。延伸部105a可与旋转轴103的轴线y-y同轴并穿过制动器111。制动器111可具有作用在延伸部105a上的夹紧爪(未示出)。

延伸部105a可为中空的,使得旋转轴103可穿过轴套105的延伸部105a根据情况在附图标记103a处延伸至与砂轮101相对的一端,在那里可提供扭转联接至旋转轴103的手轮115。

具有延伸部105a的轴套105可借助于作用靠着与壳体113一体的抵接部上的一个或者两个弹性部件在由箭头fl05x标示的方向上或者在相反方向(箭头fl05y)上被弹性地偏置。

在图12中所示的实施例中,打磨单元31、33具有两个弹性构件121和123。在一些实施例中,两个弹性构件121、123可由螺旋压缩弹簧构造或者包括螺旋压缩弹簧。在其它实施例中,可使用碟形弹簧或者其它弹性构件。

两个压缩弹簧或者其它弹性构件121、123将两个相反的弹簧力施加到轴套105上。为此,弹性部件121可容置在约束至轴套105的延伸部105a的座125和与壳体113一体的抵接部127之间。采用这种方式,压缩弹簧或者其它弹性部件121产生根据箭头fl05y的推力,这迫使轴套105在该方向上相对于壳体113移动。在一些实施例中,弹簧121的压缩程度可借助于改变座125的位置的螺钉系统来调整。

压缩弹簧或者其它弹性部件123布置在与壳体113一体的抵接部129和与轴套105一体的座130之间。采用这种方式,弹簧或者其它弹性部件123在轴套105上产生相对于壳体113在箭头fl05x的方向定向的推力。

两个弹簧或者其它弹性构件121、123可施加不同的力,使得作用在轴套105上的弹簧力是由两个相反的弹性构件121、123所产生的两个弹簧力的合力。

以上参考图12所描述的打磨单元31、33的操作也将参考图2和图3在下面解释。

当新的盘形切割刀片9将安装在切割机1时,使切割头5的滑动件21(图2和3)带到缩回位置、即远离联接部35。在该位置中,两个打磨单元31、33的砂轮101距离盘形切割刀片9一定距离,其可因此被去除和更换。

一旦新的盘形切割刀片9已经通过将柄51插入到联接部35里安装在切割头5上,滑动件21通过根据箭头f21的靠近运动从缩回位置逐渐地靠近至更接近新的盘形切割刀片9的标称位置,其中,两个打磨单元31、33的砂轮101定位成距离盘形刀片9的切削刃很短的距离、例如1至2毫米。从该位置,两个砂轮101将调整成移动至正确位置,其中,它们以足够的压力作用靠着盘形切割刀片9的切削刃的相应的一侧。

在从缩回位置至标称位置的平移运动期间,形成用于砂轮101的旋转轴103的支撑件的轴套105由于夹紧构件或者制动器111的作用而相对于壳体113保持静止。这使轴套105的延伸部105a锁定至壳体113。

一旦已到达标称位置,砂轮101相对于插入联接部35上的盘形切割刀片9的切削刃具有非常短距离,制动器111被制动。因此,弹簧系统121、123推压相应的砂轮101靠着盘形切割刀片9的一侧。如前所述,两个打磨单元31、33可在方向上不同,其中,砂轮被偏压靠着盘形切割刀片9的切削刃的一侧。通常,如可特别在图3中所见的,两个砂轮布置成使得在两侧上工作,但是它们都由相应的旋转轴103承载,所述相应的旋转轴均定向成相对于切割刀片9所位于的平面的同一侧。

因此,为了作用在盘形切割刀片9的切削刃的相对两侧上,一个砂轮101必须在方向fl05x上被推压靠着盘形切割刀片9的切削刃的相应的一侧,同时另一打磨单元的另一砂轮101将在箭头fl05y的方向上被拉动作用靠着同一切削刃的相对一侧上。两个砂轮101可彼此相等且具有都设置有磨料的两个相同的端面101a、101b,端面中的仅一个作用在切削刃的相应的一侧上。砂轮是可翻转的,使得当砂轮的两个端面中的一个磨损时,砂轮可翻转以便使用另一端面。

在两个方向fl05x、fl05y的一者或者两者上的推力可以通过选择性地作用于弹簧121、123或其它等同的弹性构件的特性上和/或预加载来获得。另外,两个弹簧121、123中的只有一个可设置在每个打磨单元31、33上。在该情况下,借助于砂轮101的端面101a工作在盘形切割刀片9的切削刃上的打磨单元将只具有一个压缩弹簧121,同时借助于相应的砂轮101的端面10ib而工作在盘形切割刀片9的切削刃上的打磨单元将只具有弹簧123。

一旦滑动件21穿过齿轮马达25被带到标称位置中,释放制动器或者锁定111并且弹簧121、123的合成弹簧力引起相应的砂轮101朝着盘形切割刀片9的切削刃的相应的一侧的受控制的靠近运动。在同时轴向地约束到轴套105的旋转轴103的运动情况下,作用在轴套105上的弹性力的推力使轴套根据轴线y-y的方向轴向地移动。测量弹簧121、123或者其它弹性构件的力,使得由相应的砂轮101施加靠着盘形切割刀片9的切割倒角的一侧的力与砂轮101的正确操作相兼容。

一旦已经达到由相应的砂轮101靠着盘形切割刀片9的切削刃的侧面或者一侧的抵接部所限定的轴向位置,制动器111可再次致动以将相应的旋转轴103锁定在该操作阶段所达到的最终位置中。从这一刻起,砂轮101与滑动件21一起移动,并且通过在没有任何根据旋转轴103的轴线y-y的轴向运动的情况下由砂轮101或者轴套105的空转旋转轴103所支撑的盘形切割刀片9接触来驱动旋转。

采用以上所描述的配置,因此能够在新的盘形切割刀片9的操作循环的开始时大体上自动地调整砂轮101的位置,无需操作员进入切割站3的内部。

壳体113可具有外螺纹113f以便拧入在滑动件21中的螺纹座,滑动件21具有夹紧螺钉(在图3中在附图标记100处示意性地标示)以调整壳体113和滑动件121之间的初始相互位置。优选地,当砂轮101是新的时,旋转轴103和因此的轴套105定位成朝着允许砂轮101具有更大行程的端部,以便确保朝着盘形切割刀片9具有更大的运动。这发生是因为在每次更换盘形切割刀片9时砂轮101将执行朝着盘形切割刀片9的向前运动,因此平衡了砂轮101的磨损。砂轮101的自动靠近运动的方向事实上是由一直定向在同一方向上的弹性构件121和123的合力给定的。采用这种方式,砂轮101的向前行程不在砂轮已经更换之前结束。可以理解的是,该初始配置不具约束力;能够沿着旋转轴103和因此轴套105的形程也在其它位置中开始砂轮101的运动。

图13示出了打磨单元31、33的另外的实施例,该实施例可用在切割头105中以执行砂轮101的初始位置的自动调整。相同或者等效零件采用在图12中所使用的同样的附图标记来标示。

在该实施例中,砂轮101的旋转轴103借助在轴套105内部的轴承107空转地支撑,轴承借助于轴套105所具有的螺纹联接部联接至壳体113。在所示实施例中,该联接部是穿过螺纹套筒108的间接联接部,其具有与在轴套105的外部上所提供的阳螺纹105f配合的阴螺纹。采用这种方式,正如在下面将更清楚的,通过围绕轴线y-y旋转轴套105使轴套平行于所述轴线平移。

轴套105在附图标记105a处与空心轴一起延伸,旋转轴103的延伸部103a延伸穿过空心轴。旋转轴103的延伸部103a的端部具有可与传感器116协作的手轮115,该传感器116为以下所描述的目的借助于与壳体113一体的支架118来安装。

此外,打磨单元31、33具有致动器131、例如具有高减速比的电子控制的电动马达,用于将马达131的运动传输至轴套105的延伸部105a。附图标记133经由示例示出了用于允许延伸部105a围绕轴线y-y旋转的轴套105的延伸部105a的支撑轴承。

如上所述,由于在轴套105和套筒108之间的螺纹联接部,由致动器131所控制的围绕轴线y-y的轴套105的旋转引起轴套105根据双箭头fl05的运动和因此的旋转轴103和砂轮101的运动,正如在参考图12所示的实施例中砂轮轴向地固定至轴套105。

因此,能够借助致动器131使砂轮101平行于其旋转轴131移动。

与手轮115协作的传感器116可检测砂轮101和因此的轴103、103a的旋转。

在该配置中,打磨单元31、33的操作如下。

为了更换已磨损的盘形切割刀片9,首先滑动件21平移到缩回位置,以便与从待更换的盘形切割刀片9的砂轮101保持距离。可驱动致动器131以使将轴套105带到相对于壳体113的零位置。

一旦盘形切割刀片9已用新的刀片更换,齿轮马达25可将滑动件21和因此的两个打磨单元31、33带入到朝着盘形切割刀片9靠近的标称位置。在标称位置中,砂轮101接近但不与盘形切割刀片9的切削刃或者倒角接触。在已到达该位置后,驱动致动器131以引起相应的砂轮101逐步和受控制的靠近盘形切割刀片9的切削刃的一侧。因为,如上所述,打磨单元31、33的砂轮101中的一个砂轮作用在一个表面101a上且另一砂轮作用在表面101b上靠着盘形切割刀片9的同一切削刃的相对两侧,两个致动器131将在相反方向驱动,以在这两种情况下朝着盘形切割刀片9的切削刃的一侧移动相应的砂轮101。

当相应的砂轮101与盘形切割刀片9的切削刃的一侧接触时,受控制的靠近运动停止。为了检测该接触情况,能够例如借助于测力传感器操作,该测力传感器测量由于在砂轮101和盘形切割刀片9之间的接触在方向y-y上施加至轴承107或者其它负载支承构件的轴向荷载。在其它实施例中,接触情况可通过由致动器131所吸收的电流的增加来检测,电流的增加对应于阻力扭矩的增加,其由在砂轮和盘形切割刀片之间的相互接触所英引起。

在另外的实施例中,如在图13中所示,如果盘形切割刀片9在调整操作期间继而保持旋转,该接触情况可通过砂轮101借助于轴承107空转支撑并且当它与盘形切割刀片9接触时开始旋转的这一事实来检测。在这种情况下,可使用例如可检测指示了相应的砂轮101的角度运动的手轮115的角度运动的传感器116。在其它实施例中,可例如借助于结合到轴承107中或者与其相联的传感器检测角度运动。

不管所提供的检测的类型,图13的配置允许当砂轮101达到靠近盘形切割刀片9的正确位置时停止轴套105根据fl05的运动和因此的砂轮101的运动。轴向位置由于执行器的制动效应131得以保持。在可能的操作模式中,致动器131的使用允许砂轮101朝着盘形切割刀片9(箭头fl05)的轴向运动和远离盘形切割刀片9的运动。采用这种方式,能够首先通过移动砂轮101后退来执行盘形刀片9的靠近并且接着通过移动它向前直到与盘形切割刀片9的初次接触检测到。

一旦打磨单元31、33相对于盘形切割刀片9已经正确地定位,盘形切割刀片9能够以己知方式来打磨。特别是,借助于齿轮马达25,滑动件21可周期性地移动远离盘形切割刀片9并且接着朝着盘形切割刀片9移动。远离运动和朝向运动是受控制的,使得在磨削单元31、33的每一次介入时它们朝着盘形切割刀片9的旋转轴线移动一毫米的百分之几。这确保对于每个靠近运动,砂轮101实际上打磨盘形切割刀片9的切削刃,略微损耗刀片并且因此减少其直径。在若干个打磨循环之后,可更换盘形切割刀片9。另外,盘形切割刀片9的直径可直接地检测,以便当直径已达到最小阈值时更换刀片。

在以上所描述的实施例中,正如例如在图9a、9b中所示的,用于刀片9a-9e的存储单元73包括围绕相对于在切割机的切割头5上的刀片的旋转轴线大体上处于90°的轴线c旋转的转盘75,并且每个刀片旋转90°以便被带至可由搬运构件71选取的位置中。这允许在存储单元中具有相对大的数量的刀片9a-9e,同时保持必需用于刀片的空间,并且尽管刀片的直径比较大,但与切割机的大小相比存储单元还是受到限制。

在其它实施例中,为了减少刀片存储单元的体积,存储单元可构造成以便保持多个彼此同轴的刀片,其轴线平行于切割机的头部5的旋转轴线、即平行于安装在机器上的刀片的旋转轴线。图14至图16示出了该类型的实施例。这些图只示出了理解存储单元的结构和刀片搬运所必须的部件。再次用附图标记73标示的存储单元承载一系列备用刀片9a、9b、9d、9e或者已磨损的刀片。在图14中,刀片9c已借助于搬运构件71从可大体上如参考先前附图所描述的内容来构造的存储单元中选取。存储单元73可包括用于保持刀片的一系列座82。座82可通过承载结构或者刀片保持器72承载,承载结构或者刀片保持器可根据双箭头f72移动以使单个座82带入到相对于搬运构件71的拾取或者加载位置处。为此,刀片保持器72可滑动地连接至静止引导件76。刀片保持器72可具有一系列横杆72a,每个横杆72a可承载座82。在连续的横杆72a之间的距离设置成使得允许刀片9的插入和移除。

座82和存储单元71布置成,使得在存储单元中所支撑的刀片9a-9e根据对准轴线l-l大体上彼此同轴,对准轴线l-l可大体上平行于安装在切割机上的刀片(在该示例中刀片9c)的旋转轴线或者大体上平行于待切断的幅材卷的给送方向。

在图14至图16的示意图中,存储单元73布置在切割机的切割站3上方并且相对于其中心线移动。在其它实施例中,存储单元73可以居中,或者布置的切割站的两侧中的在待切割的幅材卷的给送路径的一侧的一侧上。

在图14至图16的实施例中,支撑切割刀片9a-9e的座82不需要从在存储单元内部的壳体位置枢转至拾取位置。然而,结果是存储单元由于刀片9a-9e的邻近和同轴配置而空间相当有限。

同时以上所描述的本发明的特殊的实施例已在附图中示出且在上述描述中完整地描述与不同示例性实施例有关的特征和特性,本领域技术人员将能够理解的是,在没有脱离以上所描述的创新教导、原则和概念以及在所附的权利要求中所描述的主题的优点的情况下能够修改、变化和删除。因此,所描述的本发明的范围应仅根据所附权利要求的最广泛的解释来确定,以便理解所有的修改、变更和删除。此外,可以根据备选方案改变方法或过程的任何步骤的顺序或次序。

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