切割细长产品的切割机及相关方法与流程

文档序号:20494163发布日期:2020-04-21 22:16阅读:193来源:国知局
切割细长产品的切割机及相关方法与流程

本发明公开了用于切割卷筒纸或所谓的原卷纸(例如薄纸)的切割机和方法,用于生产卫生纸、厨房用纸和类似物的卷筒。



背景技术:

在许多工业领域中,生产连续的卷筒纸材料的卷筒或原卷,然后借助所谓的切割机将其分成多个轴向尺寸较小的原卷。通常,在生产薄纸卷筒(例如卫生纸、厨房用纸和类似物的卷筒)时,将大直径的卷筒(所谓的母卷)加工成多个卷筒或原卷,这些卷筒或原卷的轴向长度等于母卷的轴向长度,直径等于待包装并出售给最终用户的卷筒的直径。用切割机将原卷切割成多个卷筒,该切割机通常设置有一个或多个盘形旋转刀片。

us5,799,555公开了一种切割机,用于切割薄纸原卷并以快速顺序生产卷筒。该已知的机器包括设置有盘形旋转刀片的旋转轨道头。

在某些切割机中,为了提高生产率,提供了两个盘形旋转刀片,它们布置在沿直径相对的位置处。例如,us4,041,813公开了一种切割机,该切割机具有围绕基本水平的轴线旋转的头部或轨道吊杆。头部承载有两个盘形旋转刀片,它们沿直径方向相对,即相对于头部的旋转轴线布置在相对的位置处。因此,在头部的每次旋转时都要对原卷进行两次切割。

us2006/0000312公开了一种具有旋转板的切割机,在旋转板上等距地布置有三个盘形旋转刀片,以进一步提高生产率。

us8,037,794公开了一种切割机,其设置有旋转头,该旋转头支撑两对盘形旋转刀片。每对盘形旋转刀片由以可调节的相互轴向距离布置的两个同轴刀片构成。这样,可以在头部的每次旋转时对原卷进行四次切割。在该公开文献中公开的机器具有高生产率,并且允许基于待生产的卷筒的轴向尺寸来调节盘形同轴刀片的距离。但是,在某些情况下,由于两个同轴刀片同时作用在单个原卷上,因此该机器可能会有一些缺点。这可能会导致制成原卷的材料发生压缩变形,从而对制成品造成损坏。这是由于以下事实:这些机器的盘形切割刀片具有双圆锥形状,其厚度从周边向中心增大。最重要的是,由于磨损而使刀片直径减小时,刀片的厚度不可忽略,并且当刀片穿透待切割的材料时,刀片会对其进行轴向施压。尤其是在将卷筒卷绕在例如纸板制成的管状卷绕芯部上的情况下,这是一个问题,因为卷绕芯部可能由于压缩而不可逆地变形,从而产生废料。另一个不便之处是,更换磨损的刀片,尤其是内部刀片,既复杂又困难。

当切割其它类型的在轴向上是细长的物品或产品(这些物品或产品应分割为轴向尺寸较小的产品)时,也可能有类似的需求。

因此,需要提供一种机器和方法,用于切割卷筒纸材料的原卷或卷筒(例如薄纸原卷,特别是卷绕在纸板芯部上的薄纸)或其它细长产品,其部分地或完全地克服已知的机器的缺陷,同时确保高生产率。



技术实现要素:

根据一个方面,公开了一种用于切割细长产品的切割机,该切割机包括用于待切割产品的进给路径。进给路径可以是单个的或多个的,即系统可以仅包括一个用于移动产品的进给通道,这些产品一个接一个地纵向对准,或者系统可以包括两个或多个彼此相邻的通道,用于同时并行地移动更多的产品,如果需要,这些产品在纵向方向上彼此偏移。产品在与其纵向延伸大致平行的方向上沿着进给路径移动。

沿着进给路径还设置有用于进给产品的进给构件。在多个进给路径的情况下,例如具有多个平行的相邻通道的路径,进给构件可以构造成使多个产品向前移动,如果必要的话,使它们沿纵向方向(即进给方向)彼此偏移。

该机器还可包括绕旋转轴线旋转的单元。旋转单元可至少承载第一盘形切割刀片和第二盘形切割刀片。第一盘形切割刀片和第二盘形切割刀片具有彼此平行的相应的旋转轴线,所述旋转轴线可以基本平行于旋转单元的旋转轴线。在其它实施例中,盘形切割刀片的旋转轴线可以相对于旋转单元的旋转轴线倾斜。

旋转单元绕旋转轴线的旋转导致第一盘形切割刀片和第二盘形切割刀片沿着与产品的进给路径相交的基本平行的轨迹进行轨道运动。

有利地,第一盘形切割刀片和第二盘形切割刀片在平行于卷筒进给路径并且平行于旋转单元的旋转轴线的方向上彼此偏移。因此,两个盘形旋转刀片的轨迹可位于两个基本平行的平面上,这两个平面沿着轴向方向(即由旋转单元的旋转轴线限定的方向)彼此偏移。

第一盘形切割刀片和第二盘形切割刀片也可以相对于旋转单元的旋转轴线彼此成角度地偏移。由于两个盘形切割刀片之间的角度偏移,使得刀片以交错的方式与待切割的产品相互作用,即两个盘形旋转刀片中的一个至少相对于由另一个盘形旋转刀片执行的切割操作提前开始切割并提前完成切割。

例如可以设定两个盘形切割刀片的角度偏移,使得当第一盘形切割刀片已经部分地或完全地切割产品时,第二盘形切割刀片开始切割产品。这样,与两个盘形切割刀片同轴的情况(如现有技术的机器)相比,减小了由于盘形切割刀片的厚度而导致的制造产品的材料的压缩变形。在后一种情况下,两个同轴刀片同时刺入产品,导致制造产品的材料压缩到与两个盘形切割刀片的厚度成比例的程度。盘形切割刀片的角度偏移导致两个盘形切割刀片在产品上的错开作用,因此减少了在盘形切割刀片切入产品中之后用于制造产品的材料的破坏。

在一些实施例中,进给构件可包括由连续的柔性构件(例如带或链)承载的推动构件。如果仅设置一个进给通道,待切割的产品沿着该进给通道一个接一个地向前移动,则单个柔性构件就足够了,一个或多个推动构件固定在该柔性构件上。如果进给路径包括两个或更多个平行的相邻通道,则提供多个马达以使产品在单一通道中以轴向偏移的方式向前移动可能是有用的。

在一些实施例中,例如,可以有利地提供用于每个通道的连续柔性构件,并且一个或多个推动构件可以紧固在每个连续柔性构件上。每个柔性构件可设置有马达,该马达独立于其它柔性构件的马达。马达可以由单个中央控制单元控制,从而将单一通道中的产品进行从一个通道到另一个通道交错的向前运动。这允许当盘形切割刀片已经从产品中退出时开始每个产品在相应的进给通道中的向前运动,即使相邻通道中的产品切割尚未完成或结束。

每个盘形切割刀片可绕基本平行于主旋转轴线的旋转轴线旋转,旋转设备绕所述主旋转轴线旋转。

在一些实施例中,第一盘形切割刀片和第二盘形切割刀片彼此偏移的角度在5°至120°之间,优选地在10°至90°之间,更优选地在15°至45°之间,例如在20°至45°之间。盘形切割刀片之间的偏移角度可以是固定的或可调节的。这允许例如使机器构造适应于待切割的产品的直径和/或适应于产品沿其向前移动的相邻平行通道的数量。

这样的机器特别有利于切割卷绕纸原卷,例如薄纸原卷,用于生产卫生纸、厨房用纸和类似物的卷筒。实际上,这些卷筒非常脆弱,并且如果被切割刀片沿轴向方向过度压缩,则会损坏这些卷筒。而且,这些卷筒通常绕通常由纸板或塑料制成的管状卷绕芯部形成。由于两个盘形切割刀片同时刺入待切割的原卷中而导致的压缩可能会损坏管状卷绕芯部。例如,管状卷绕芯部可能被压碎,从而减小了卷筒内部的中空空间。如上所述,通过将两个盘形切割刀片沿轴向成角度地偏移布置,可以减少制造原卷的材料在轴向方向上的压缩,因此降低了产生次品的风险。

在一些实施例中,可以调节第一盘形切割刀片和第二盘形切割刀片在进给路径方向上的偏移,以具有不同轴向长度的切割产品。

在一些实施例中,第一盘形切割刀片和第二盘形切割刀片可以分别由第一臂和第二臂承载。第一臂和第二臂可适于绕旋转轴线彼此一体地旋转。第一臂和第二臂也可以借助于延伸机构联接在一起,该延伸机构在第一臂和第二臂之间传递旋转,并允许改变第一臂和第二臂之间的平行于旋转轴线的距离。

机器可包括用于致动第一盘形切割刀片和第二盘形切割刀片的致动轴。致动轴可被支撑在第一臂和第二臂中。在一些实施例中,可以提供第一驱动器,以将旋转运动从致动轴沿着第一臂传递到第一盘形切割刀片。可以进一步设置第二传动装置,以将旋转运动从致动轴沿着第二臂传递到第二盘形切割刀片。每个传动装置可包括例如柔性构件,诸如链或优选地为带,例如齿形带。

在一些实施例中,用于致动第一盘形切割刀片和第二盘形切割刀片的轴可以被支撑在中空驱动轴的内部,该中空驱动轴扭转地连接到第一臂。以这种方式,例如连接到第一致动马达的中空驱动轴驱动第一臂旋转,并且第一臂通过机械联接而驱动第二臂旋转。两个臂绕旋转轴线一体地旋转,并使两个盘形切割刀片遵循各自的轨迹。通过中空驱动轴可旋转地支撑的致动轴可以机械地联接到第二致动马达,该第二致动马达驱动致动轴旋转,并且通过相应的传动装置使两个盘形切割刀片在沿着相应的轨迹进行轨道运动的同时旋转。

中空驱动轴可被支撑在套筒中,该套筒可垂直于产品进给路径移动,从而朝向或远离进给路径移动。这样,第一盘形切割刀片和第二盘形切割刀片进行轨道运动所沿着的轨迹可以朝向或远离进给路径移动,例如以便恢复盘形切割刀片由于其磨削而导致的磨损。盘形切割刀片的朝向产品进给路径的逐渐轨道轨迹移动也可以通过其它合适的机构来获得,该机构适于使安装有盘形切割刀片的旋转单元的旋转轴线朝向待切割的产品的进给路径移动。

为了获得更好的切割(在质量方面),可以沿着产品进给路径布置用于产品的保持装置,该保持装置适于在切割期间从侧向或外部保持产品。保持装置可包括沿着进给路径依次布置的三个保持构件,在这些保持构件之间形成分别用于第一盘形切割刀片和用于第二盘形切割刀片的两个通路或空间。相对于沿着进给路径的产品进给方向,中间保持构件可以设置在上游保持构件和下游保持构件之间。

中间保持构件可以具有轴向尺寸,即平行于产品进给方向的尺寸,该轴向尺寸可以根据两个盘形切割刀片的在轴向方向上的距离来调节,即可以根据两个盘形切割刀片进行轨道运动所沿着的轨迹的距离来调节。该距离取决于通过切割沿进给路径向前移动的细长产品而获得的制品的轴向尺寸。在通过切割原卷获得原卷和卷筒的情况下,该距离取决于要获得的卷筒的轴向尺寸。中间保持构件的延长或缩短导致由保持构件限定的用于第一盘形切割刀片和用于第二盘形切割刀片的两个通路之间的距离沿轴向方向改变。

例如,在一些实施例中,中间保持构件可以由两个伸缩部分制成,其中至少一个伸缩部分可平行于进给路径移动。上游保持构件或下游保持构件可与中间保持构件的两个伸缩部分中的一个伸缩部分一体形成。在一些实施例中,上游保持构件与中间保持构件的两个伸缩部分中的一个伸缩部分一体形成,而下游保持构件与中间保持构件的另一个伸缩部分一体形成。

根据另一方面,本文公开了一种用于将具有第一长度的产品切割成具有第二长度的产品的方法,该第一长度大于第二长度。待切割的产品可以是例如纸原卷,例如薄纸。通过切割获得的产品可以是卫生纸、厨房用纸或类似物的卷筒或小卷筒。在本文公开的实施方案中,该方法包括以下步骤:使至少一个产品沿进给路径在基本平行于产品的纵向延伸的方向上前进;使第一盘形切割刀片和第二盘形切割刀片沿着与进给路径相交的相应的轨道轨迹绕旋转轴线运动,第一盘形切割刀片和第二盘形切割刀片相对于旋转轴线彼此成角度地偏移,并且两个轨道轨迹沿着旋转轴线彼此轴向地偏移,以便在盘形切割刀片绕旋转轴线的每次旋转时对细长产品执行两次切割。

在本文公开的方法的实施例中,刀片沿着轨道彼此一体地旋转,并且轨道优选地彼此相等。轨道可以是椭圆形的,或者优选地是圆形的。

在一些实施例中,第一盘形切割刀片和第二盘形切割刀片彼此偏移的角度在5°至120°之间,优选地在10°至90°之间,更优选地在15°至45°之间。

在本文公开的方法的可能实施例中,第一盘形切割刀片和第二盘形切割刀片彼此成角度地偏移一定角度,使得对于其轨道运动的至少一部分,两个刀片都接合在产品中。

具体地,当待切割的产品是卷绕在管状卷绕芯部上的原卷时,盘形切割刀片优选地偏移成使得当切割原卷时,在每个瞬间仅所述第一盘形切割刀片和第二盘形切割刀片中的一个接合在管状卷绕芯部中。以这种方式,管状卷绕芯部不会被过度挤压。

以已知的方式,待切割的产品可以沿着进给路径以连续或间歇运动向前移动。在向前运动是连续的情况下,它可以是恒定的或优选地是可变的速度,使得当刀片接合在待切割的产品中时,以较低的速度进行进给,反之亦然,当刀片没有接合在待切割的产品中时,以较高的速度进行进给。

在本文描述的方法的一些实施例中,盘形切割刀片轴向偏移的长度等于切割产品的第二长度,即例如等于通过切割原卷获得的卷筒的轴向尺寸;在盘形切割刀片沿着轨迹每旋转一圈时,待切割的产品向前移动一个步长,该步长等于第二长度的两倍。

在本文公开的方法的其它实施例中,盘形切割刀片轴向偏移的长度等于第二长度的三倍,即例如通过切割原卷获得的卷筒的轴向长度的三倍;在盘形切割刀片沿着轨迹每旋转一圈时,待切割的产品向前移动的步长等于第二长度的两倍。

通过将刀片布置成彼此偏移小于180°的角度,有利地,在切割操作和随后的切割操作之间有更多的时间向前移动待切割的产品。现有技术的机器提供了一种旋转单元,在该旋转单元上布置有相对于旋转单元的旋转轴线彼此偏移180°的两个盘形切割刀片,在该机器中,用于在切割和随后的切割之间使待切割的产品向前移动的时间相对较短。相反,利用在角度上彼此靠近且在轴向上彼此偏移的两个刀片,一方面可以执行两个顺序的切割或两个几乎重叠且轴向偏移的切割,从而使原卷或其它待切割的产品向前移动的构件有很多时间将产品向前移动,直至随后的成对的切割。

通过这种方式,由于不需要向待切割的产品施加太高的加速度这一事实,机器可以具有高生产率和减小的惯性应力。

附图说明

通过示出了本发明实施例的非限制性示例的以下描述和附图,将更好地理解本发明。更具体地,在附图中:

图1是根据一个实施例的切割机的侧视图和局部剖视图;

图2是根据图1的ii-ii的前视图;

图3是根据图1的iii-iii的视图;

图4是示出待切割的产品的保持构件的操作的图;

图5是切割机的改进实施例的侧视图和局部剖视图;

图6是卷绕在管状卷绕芯部上的纸原卷的切割步骤的图;

图7和图8是示出两种可能的切割模式的图。

具体实施方式

以下参考附图对示例性实施例进行详细描述。不同附图中的相同附图标记表示相同或相似的元件。此外,附图不一定按比例绘制。下面的详细描述不限制本发明。本发明的保护范围由所附权利要求限定。

在说明书中,对“实施例”或“该实施例”或“某些实施例”的引用是指参考实施例描述的特定特征、结构或元件包括在所公开主题的至少一个实施例中。因此,说明书中的“在实施例中”或“在该实施例中”或“在一些实施例中”不一定指相同的一个或多个实施例。在一个或多个实施例中,可以以任何合适的方式进一步组合特定的特征、结构或元件。

在以下的描述中,将具体参考用于切割薄纸原卷以形成卫生纸、厨房用纸和类似物的卷筒的切割机。本文所述的特征还可有利地用于生产用于切割其它产品的、可能出现类似问题的切割机。

在图1中部分地示出了切割机1。在所示的实施例中,切割机1包括支承结构3,在该支承结构上设置有用于待切割产品的进给路径5。将待切割的产品7(例如薄纸原卷或类似物)分成单一卷筒9,然后将卷筒移至去除头部和尾部饰边的工位,然后移至包装工位,这两个工位均未示出。如图2中详细示出的,进给路径5实际上包括多个进给通道11。在所示的示例中,提供了四个进给通道11,它们彼此相邻并且基本彼此平行。

用于相应的原卷7的进给构件可以与每个进给通道11相关联。在示出的实施例中,每个进给构件包括连续的柔性构件13,例如带或链。沿着连续的柔性构件13以适当的距离设置推动构件15,以沿着进给路径5从后方推动每个原卷7。每个连续的柔性构件13绕轮17被驱动,在图1中示出了两个轮。在实际的实施例中,在切割机1的端部部分(未在图1中示出)中,可以为每个柔性构件13再提供两个轮17。

在一些实施例中,每个进给通道11的每个柔性构件13可以由相应的马达19控制(见图2)。马达19可以由以21示意性地表示的中央控制单元控制,以便使每个原卷7在相应的进给通道11中以对于四个进给通道11而言独立的运动向前运动,这将在下面更好地解释。

切割机1包括切割头23,该切割头由支承结构3适当地支撑,例如由支承结构3的大致竖直部分3.1支撑。切割头23可以包括绕旋转轴线a-a旋转的旋转单元25,该旋转轴线可以是基本水平的并且基本平行于待切割的原卷7的进给路径5。旋转单元25可以根据双箭头f25在大致竖直方向上沿着支承结构3的部分3.1移动,这将在下面更好地描述。根据双箭头f25的运动使得旋转单元25及其旋转轴线a-a能够选择性地朝向和远离待切割的原卷7的进给路径5移动。

根据双箭头f25的运动可以通过致动器27(例如电动马达),借助于螺杆29和螺母30来控制。后者可以与套筒31或支撑旋转单元25的其它元件成一体。旋转单元25根据双箭头f25的向上和向下运动还可以通过不同的驱动系统来实现,例如通过马达以及带或链、气缸-活塞致动器、小齿轮-齿条机构、或任何其它合适的机构。旋转单元25的向上和向下运动可以优选地由中央控制单元21控制。

旋转单元25包括第一臂33和第二臂35。第一臂33承载绕旋转轴线b-b旋转的第一盘形切割刀片37。第二臂35承载绕旋转轴线c-c旋转的第二盘形切割刀片39。旋转轴线b-b和c-c可以彼此平行并且可以与旋转单元25的旋转轴线a-a平行。

具体如图2所示,两个盘形切割刀片37和39相对于旋转单元25的旋转轴线a-a成角度地偏移。在图2中,两个盘形切割刀片37和39偏移角度α。在一些实施例中,角度α可包括在例如5°至120°之间。在本文所述的实施例中,角度α在10°至90°之间。目前优选在15°至45°之间或在20°至45°之间的角度。

如图1所示,第一盘形切割刀片37和第二盘形切割刀片39还沿轴向方向偏移(即沿着相对于旋转单元25的旋转轴线a-a平行的方向偏移),并且位于两个基本上平行的平面中,这两个平面与轴线a-a、b-b、c-c正交且间隔开可调节的距离l,如下所述。

旋转单元25可以由中空驱动轴41驱动旋转,该中空驱动轴继而由马达43通过带45驱动(见图2)。带45可以围绕由马达43致动的驱动带轮47且围绕键连接在中空驱动轴41上的从动带轮49(见图1)而被带动。

中空驱动轴41可以被支撑在套筒31的内部,并且可以被扭转地约束到旋转单元25。

另一个驱动轴51可以在中空驱动轴41的内部延伸,以例如通过带55从第二马达53取得运动,该带围绕驱动带轮57和从动带轮59而被带动。第二驱动轴51例如通过齿形带、链、齿轮或其它传动装置将运动传递到第一盘形切割刀片37和第二盘形切割刀片39。下面将参照图5更详细地描述用于将旋转传递到盘形切割刀片37和39的构造性解决方案。

盘形切割刀片37和39的机动化系统可以与以上所述不同地构造,例如提供与相应的轴41和51直接联接的马达,或者提供致动相应的输出齿轮的马达,输出齿轮与键连接在轴41和51上的齿轮接合。

在一些实施例中,臂33和35可以设置有合适的配重33a和35a。

在本说明书中,术语“臂”33和35是指适于支撑盘形切割刀片37和39以使其沿着以旋转轴线a-a为中心的轨迹进行轨道运动的任何机械结构。

可以将研磨单元与每个盘形切割刀片37、39相关联。具体地,在图2中,数字61表示用于盘形切割刀片37的研磨单元,数字63表示用于盘形切割刀片39的研磨单元。研磨单元61和63可以设置有适当数量的研磨轮,例如每个研磨单元有两个或四个研磨轮。研磨单元61和63也可以相对于相应的盘形切割刀片37、39的旋转轴线根据径向方向移动。以这种方式,每个研磨单元61和63可以交替地进入工作位置和空转位置,在该工作位置中,研磨轮与相应的盘形切割刀片接触。由于随后的研磨操作,径向运动还允许恢复相应的盘形切割刀片的磨损。数字65和67通常表示两个致动器,这两个致动器控制朝向和远离相应的研磨单元61、63的径向运动。

根据一些实施例,在进给路径5的第一盘形切割刀片37和第二盘形切割刀片39起作用的区域中,可以设置有用于待切割的原卷7的外部保持构件。保持构件整体上形成保持装置71。保持装置71的功能是在切割期间保持原卷7,使得由盘形切割刀片37和39产生的与原卷7的轴线正交的推力不会使原卷移动到进给路径5之外。

在一些实施例中,保持装置71可以沿着进给路径5的每个进给通道11包括以71a、71b、71c表示并依次布置的三个保持构件。在每对连续的保持构件之间限定有间隙或通路,两个盘形切割刀片37和39中的一个或另一个可以穿过该间隙或通路。更具体地,在保持构件71a和保持构件71b之间设置有盘形切割刀片37可以穿过的间隙,而在保持构件71b和保持构件71c之间限定有盘形切割刀片39可以穿过的间隙。

可以以各种方式设计每个保持构件71,在图1、图2和图4中仅作为示例示出了其中的一种。保持构件71可包括锚固到旋转鼓75的柔性元件73。旋转鼓75可以通过带77绕相应的轴线d-d被驱动旋转,该带可以由马达79致动。每个鼓75在往复方向上旋转适当的角度会引起相应的带73的牵引和松弛,因此导致在切割期间保持原卷7,以及导致释放原卷以允许原卷在切割和随后的切割之间向前移动。在替代构造中,可以提供独立的马达79以驱动每个鼓75绕相应的轴线d-d旋转,以便针对每个进给通道11独立地释放构件71。利用这种构造,可以优化每个通道11的推动器15的向前运动的时间,以使得在已经对原卷7进行了第二次切割时移动推动器。

具体如两个图4a和4b中所示,三个保持构件71a、71b、71c可以相对于彼此处于不同的位置,因为中间保持构件71b具有可调节的长度,即其构造成类似伸缩构件。在图4a中,将中间保持构件71b调整到最小长度,使得在保持构件71a、71b之间以及在保持构件71b和71c之间限定的标记为72和74的间隙或通路处于第一最小往复距离l1。在图4b中,中间保持构件71b被拉长,并且间隙72、74处于最大往复距离l2。间隙之间的往复距离l1、l2是基于通过切割原卷7而产生的卷筒9应具有的轴向尺寸来限定的。在一些实施例中,三个夹持构件71a、71b、71c的位置可以根据要实现的产品类型以及因此要切割的长度,借助于线性马达或其它合适的系统,通过中央控制单元21,来自动地调节。

两个盘形切割刀片37和39在轴向方向(即平行于轴线a-a)上的往复距离的调节可以通过任何合适的延伸机构或系统来实现。在图5中,示出了臂33和35的可能的实施例,其允许在轴向方向上调节臂的往复距离,从而调节盘形切割刀片37和39的往复距离。应当理解,该构造仅仅是旋转单元25的可能实施例之一。

更具体地,在图5的实施例中,臂35与中空驱动轴41是一体的,并且在与中空驱动轴41相对的一侧具有带有凹槽轮廓83的突起81,该凹槽轮廓与凹槽环85接合,凹槽环与臂33成一体。凹槽轮廓83和凹槽环85是延伸机构的一部分。突起81和环85扭转地联接,使得中空驱动轴41的旋转被传递到臂35和臂33两者。联接在一起的凹槽轮廓可以允许臂33与轴线a-a平行地滑动,并因此调节臂33和35之间的沿轴向方向的距离,从而调节盘形切割刀片37和39之间的沿轴向方向的距离。该调节可以手动完成,并且可以提供合适的紧固构件,例如螺钉构件,以将臂33沿着凹槽突起81锁定在期望的轴向位置中。在其它实施例中,如图5所示,可以提供致动器91,例如电子控制的电动马达,以控制插入在与臂33一体的螺母95中的螺杆93的旋转。替代地,致动器91可以借助于任何其它传动系统(例如小齿轮-齿条系统)机械地联接到臂33,或者可以提供气缸-活塞致动器或任何其它线性致动器。例如由中央控制单元21控制的致动器91的致动使臂33在轴向方向a-a上相对于臂35平移到期望位置。

也可以提供用于调节两个盘形切割刀片37和39的角度偏移的装置。例如,两个盘形切割刀片37、39中的每一个都可以支撑在安装在相应臂33、35上的滑动件上,该滑动件可以沿着相对于轴线a-a居中的引导件移动。滑动件可以沿着引导件定位在合适位置中,并且例如通过紧固螺钉系统锁定在该合适位置。

图5还示出了用于将运动从驱动轴51传递至盘形切割刀片37和39的构件的可能实施例。在该实施例中,在驱动轴51上键连接有带轮93和94,带97和99围绕带轮93和94被驱动,带97和99沿着臂33和35延伸,并且进一步围绕与盘形切割刀片37和39同轴并与盘形切割刀片受到扭转限制的带轮(未示出)被驱动。还可能以不同的方式提供从轴51到盘形切割刀片37和39的传动,例如通过一系列齿轮、成对的圆锥齿轮和横向轴、或者以任何其它合适的方式。

利用上述切割机1,可以在旋转单元25的每次旋转时对原卷7进行两次切割。由于两个盘形切割刀片37和39以小于180°的角度偏移,因此在切割操作和随后的切割操作之间存在相对较长的时间,在此期间,两个盘形切割刀片37和39均被离开原卷7,并且在此期间,可以向前移动原卷7以便正确地定位该原卷而进行随后的切割。该时间比现有技术中的盘形切割刀片绕旋转单元的旋转轴线彼此偏移180°的切割机可获得的时间更长,可以使机器在原卷7在进给路径5中的加速度较低的情况下进行操作,即允许使旋转单元25以更大的速度旋转,而不需要使用太高的加速度来使原卷在两个连续切割之间向前移动。由于在两对切割之间有更多的时间可用,所以可以增加旋转单元25的转速,从而在不增加机械应力并且不使原卷7过度加速的情况下提高机器生产率。

当两个盘形切割刀片37和39相对于彼此成角度地偏移时,它们在不同的时间穿透沿着进给路径5的通道11前进的每个原卷7。以此方式,在旋转单元25的每次旋转时,对每个原卷7进行两次切割,但是这些切割只是暂时地错开,使得在切割期间产品没有过度压缩。

根据一些实施例,两个盘形切割刀片37和39之间的角度偏移(角度α)可以使得当第一盘形切割刀片(例如盘形切割刀片37)完全退出原卷7时,第二盘形切割刀片(例如盘形切割刀片39)穿透该原卷7。在其它实施例中,角度偏移可以使得盘形切割刀片37和39在给定的时间间隔内并且因此在给定的切割角度下接合在相同的原卷7中。然而,可以选择角度偏移,使得第二盘形切割刀片在第一盘形切割刀片从原卷离开之后穿透相应的原卷7的管状卷绕芯部。以此方式,盘形切割刀片37和39不会同时在轴向方向上挤压管状卷绕芯部。

图6示意性地说明了这一概念。在该图所示的示例中,假设旋转单元25顺时针旋转,因此盘形切割刀片37和39根据图6中所示的箭头运动。盘形切割刀片37首先切割原卷7,并且在图6所示的瞬间,它从原卷7的部段中退出。盘形切割刀片37的切割边缘已经越过原卷7的管状卷绕芯部7a。第二盘形切割刀片39已经开始沿着相应的切割平面切割原卷7,但是第二盘形切割刀片39处于尚未卷入管状卷绕芯部7a的位置。这样,两个盘形切割刀片中总是只有一个盘形切割刀片与管状卷绕芯部7a的区域接合。

仅举例来说,图7和8示出了在生产厨房用纸卷筒(图7)和卫生纸卷筒(图8)时切割机1的操作。图7的卷筒的轴向长度大于图8的卷筒的轴向长度。

在图7中,示出了两个盘形切割刀片37和39的两个切割平面。切割平面用p37和p39表示。它们基本上表示两个盘形切割刀片37和39所处的和进行轨道运动的平面。两个切割平面以等于高度的距离“l”布置,该高度即为通过切割原卷7而产生的卷筒9的轴向尺寸。以这种方式,在旋转单元25围绕旋转轴线a-a的每次旋转时,对原卷7执行两次切割,在这两次切割之间形成卷筒9。在图7a、7b中,示出了旋转单元25的完整旋转的两个后续间隔的步骤。所生产的卷筒依次编号为r1、r2、r3…r6。

图8a、8b、8c的顺序示出了开始切割用于生产卫生纸卷筒9的原卷7,该卷筒的轴向长度比通过图7所示的盘形切割刀片37和39的布置而生产的卷筒9的轴向长度短。在图8中,盘形切割刀片37和39所在的平面p37和p39以等于3l的距离布置,其中“l”是待切割的单一卷筒9的轴向长度。在图8a中,示出了饰边r的切割。图8b示出了在进行后续切割时,即在旋转单元25旋转之后,原卷7所占据的位置。原卷7向前移动两个步长,即向前移动长度2l。在该循环中,盘形切割刀片37不执行切割,而盘形切割刀片39以等于待生产的卷筒9的轴向长度“l”的两倍的距离对原卷7进行切割。

图8c示出了以下步骤,其中待切割的原卷7再向前移动两个步长。在该步骤中,通过旋转单元25的进一步旋转,盘形切割刀片37执行将第一卷筒r1与第二卷筒r2分开的切割,而盘形切割刀片39执行将第四卷筒r4与第五卷筒r5分开的切割。将卷筒r3和r4分开的切割将在盘形切割刀片37的下一次通过时进行。

鉴于以上描述,可以理解,由于切割机1的特殊构造,即两个盘形切割刀片37和39轴向地和成角度地偏移,可以高生产率快速地进行切割,显著降低了由于盘形切割刀片的厚度的影响而导致的制造产品的材料(在该特定情况下为原卷7)的压缩应力。

如上所述,当切割机1具有多个平行通道11时,待切割的原卷7可以以交错的方式沿着单一通道11移动,从而当两个盘形切割刀片37和39已经完成了切割沿圆形向前轨迹遇到的第一原卷并且它们正在切割随后的原卷时,第一原卷7可以开始向前移动,以便正确地定位以用于随后的切割。基本上,原卷7在进给通道11中的向前运动在这种情况下以顺序且暂时错开的方式发生,从而尽可能快地开始向前运动,即原因在于单一原卷7不再受盘形切割刀片37和39的动作的影响。这样,用于切割原卷7的时间增加了。原卷7的偏移向前运动是可能的,例如,通过使用分开的马达19,每个进给通道11一个马达。

通过中央控制单元21可以选择期望的产品,使得切割机自动地构造成执行期望的切割长度。具体地,可以自动调节盘形切割刀片37和39之间的轴向偏移,并且如果需要,还可以自动调节围绕轴线a-a的角度偏移(即角度α)。类似地,保持构件71a、71b、71c处于适于正确切割长度的往复位置。

尽管在以上描述中,已经假定原卷7间歇地向前移动并且切割头23在旋转轴线a-a的方向上具有固定位置,但是在其它实施例中,切割头23可以具有沿着进给路径5平行于待切割的原卷7的进给方向的往复运动。在这种情况下,可以在原卷7沿着进给路径5(如果需要的话,即降低的速度)继续向前移动的同时进行切割。在切割期间,即在将盘形切割刀片37、39接合在待切割的原卷7中的同时,切割头23以与原卷7相同的速度向前移动。在盘形切割刀片37和39不与待切割的原卷7相互作用的时间间隔内,切割头23可以向后移动以返回到初始位置。以这种方式,原卷7的切割更快且更均匀,因为原卷从未完全停止。具有该功能的切割机是已知的,并且在本说明书的引言部分中引用的一些现有技术文献中进行了公开。

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