本发明涉及一种用于切割由热塑性材料制成的管件的单元。特别地，本发明涉及一种用于切割由热塑性材料制成的管件的单元，其可以优选地在设计用于切割大直径和/或大厚度管件的自动切割机中广泛使用，比如举例来说由聚烯烃材料制成的管件，用于制造即使在压力下(通常是水或气体)输送流体的管件以及一般用于设计用于制造例如在建筑工程、污水网络、饮用水分配网络中的供水和/或排水管的管件。
背景技术：
1、在用于生产热塑性材料制成的管件的系统中，自动切割机通常与生产连续管件的挤出工位对齐，更具体地说是后者的下游。
2、自动切割机通常具有配备有一个或多个切割工具的切割单元，用于在被挤出的管件上进行切割并按顺序生成多个预定长度的工件。
3、通常，切割单元具有环，其可在旋转方向上绕管件移动，在该环上安装了切割工具。
4、通常，根据优选实施例，在切割步骤期间，切割单元沿着管件的纵向轴线与管件的馈送同步移动。在切割步骤期间，径向地馈送切割工具直到其发生与管件的接触以穿透厚度。同时，可动环绕管件的轴线旋转使得切割工具可以在一次或多次连续旋转中做到完全的圆周切割，这样形成一件的管件。
5、一旦已经完成切割，切割工具将径向地移动远离管件，使得切割工具和管件轮廓之间不再接触。
6、众所周知，由于尚未完全硬化，管件在挤出过程期间由于其自身重量的影响通常倾向于偏离挤出机设定的圆柱形形状，并优选采用具有椭圆横截面的形状。上述现象随着管件直径和相对厚度尺寸的增加而明显增加。管件在重力作用下采用的椭圆形形状一般具有较大的半轴线水平定位，同时有较小的半轴线垂直定位。
7、通常，在现有技术的切割单元中，在开始挤出之前的设置步骤期间，控制切割机的操作人员参考必须挤出的管件的公称直径来设置机器。特别地，切割工具被设计成用于切割参考直径，然后致动切割单元。由于安装切割工具的可移动环具有圆形横截面，而如前所述，管件可能具有或多或少的椭圆形横截面，因此在可移动环围绕管件旋转期间，存在切割工具无法与切割截面中管件的整个轮廓正确接触、描绘所述工具基本上圆形的轨迹的风险。事实上，当管件的横截面通常是椭圆形时，会有其中切割工具可能会在管件的截面上施加过度的切割作用(在切割单元和管件上产生可能的机械应力，也会产生不精确的切割)的一些点，而另一方面，在其他点中则相反，穿透将不符合预期，因此可能无法完成切割。
8、现有技术存在可以限定被挤出管件的最大直径和最小直径(在过程期间执行的测量并不简单)的切割单元，因此原则上可以获得管件采用的假设椭圆形状。
9、不利地，这些切割单元在精度和多功能性方面也有缺点。
10、事实上，所述切割单元采用椭圆形，其来源于插入的最大和最小直径，通常具有水平定位(平行于地面)的较大半轴线和垂直定位(垂直于地面)的较小半轴线。
11、但是，如果管件的横截面不完全具有椭圆形横截面，其较大的半轴线水平定位，而较小的半轴线垂直放置或更一般地采用非圆形横截面，但甚至形状也不完全椭圆，例如由于凹槽或凸起的存在，切割工具在任何情况下都会相对于要切割的实际截面不正确地定位和移动。
12、事实上，如已经描述的，如果横截面的推断或指定的点相对于管件实际横截面的相应点与管件轴线的距离较小，则切割工具将向要切割的横截面过度移动，从而赋予其大于预期的作用，这可能会对结构的整体性产生负面影响和/或导致管件上的毛刺、刮擦的产生或损坏切割工具。另一方面，如果横截面的所推断或指定的点相对于管件实际横截面的相应点与管件轴线的距离更大，则切割工具将无法移动到足够靠近管件的位置，并且存在无法完全穿透其厚度的风险，产生不完全的切割并导致管件可能被拒绝。
13、因此，本发明的技术目的是提供一种能够克服现有技术缺陷的用于切割热塑性塑料管的单元和方法。
技术实现思路
1、因此，本发明的目的是提供一种热塑性管件的切割单元，其能够对管件进行精确切割，无论切割平面中管件的横截面采用何种形状。
2、因此，本发明的进一步目的是提供一种用于切割热塑性塑料管件的单元和一种可靠、精确和简单的方法，该方法不需要操作员测量管件的实际尺寸。
3、所指示的技术目的和指定的目的基本上是通过切割热塑性塑料管件的单元和包括一个或多个所附权利要求中描述的技术特征的方法来实现的。从属权利要求对应于本发明的可能的实施例。
4、特别地，所指出的技术目的和指定的目标是通过热塑性管件的切割单元来实现的，该切割单元包括围绕旋转轴线旋转的环，其中管件以滑动方式逐渐移动，使得管件的纵向轴线与旋转轴线重合。根据本发明的切割单元还包括至少一个切割臂，其安装在旋转环上并且配备有切割工具且具有与旋转环集成的相关部分。切割臂还可以在操作位置和静止位置之间移动，在操作位置中切割工具与管件接合以施加切割动作，而在静止位置中切割工具与管件脱开。根据本发明的切割单元还包括至少一个测距传感器，其位于旋转环上并且构造为用于在旋转环的旋转期间采集表示至少一个测量传感器与管件外表面之间的径向距离的多个值。该距离是在横向于、特别是垂直于旋转轴线的测量平面上测量的。
5、在单个测距传感器的情况下，旋转是整圈的；在两个或多个测距传感器的情况下，旋转也可能是部分的(例如，有2个传感器时，旋转可能只有180°)。
6、优选地，在切割平面上测量距离，也就是说，在切割元件操作性地活动的平面上测量。
7、切割单元还包括处理和控制单元，其操作性地连接到至少一个测距传感器并且构造为接收表示测量值的多个值，并构造为用于基于上述测量的表示值计算与测量平面上管件的外围轮廓相关的至少一个参数。
8、换言之，测距传感器可以扫描必须进行切割的区域中的管件外表面，从而得出该区域中管件的实际轮廓。
9、有利地，获得必须进行切割的横截面的管件的实际轮廓的可能性允许调整和移动切割单元的部件，特别是切割工具，以便在横截面的每个点上进行干净和精确的切割。
10、有利地，由于可以重建管件的实际横截面，因此可以检测管件在必须进行切割的区域是否存在缺陷(例如凸起，凹槽和表面不规则)，从而根据测量的轮廓设置切割工具的运动，因此，保证对任何类型的横截面具有最佳穿透力，并避免对管件或切割单元施加过大应力。
11、本发明的进一步特征和优点在随后的非限制性描述中更为明显，该描述是本发明的切割单元和方法的非排他性实施例。
1.一种用于热塑性管件(t)的切割单元(1)，包括：
2.根据前述权利要求所述的切割单元(1)，其特征在于，所述至少一个测距传感器(4)构造为在所述旋转环(2)的完全旋转期间采集表示径向距离的所述多个值。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的切割单元(1)，其特征在于，包括所述切割臂(3)的致动器，所述致动器用于在所述操作位置和所述静置位置之间移动所述切割工具(3a)，并且其中，所述处理和控制单元(5)操作性地连接到所述切割臂(3)的所述致动器，用于根据表示所述测量表面(m)上所述管件(t)的外围轮廓的所述参数来移动所述切割工具(3a)，所述参数基于由所述测距传感器(4)采集的表示径向距离的所述值而得到。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的切割单元(1)，其特征在于，所述测距传感器(4)能够选自：激光传感器；超声波传感器。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的切割单元(1)，其特征在于，所述切割臂(3)在与所述旋转轴线(x)成直角的切割平面中移动所述切割工具(3a)。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的切割单元(1)，其特征在于，所述测量平面(m)与所述切割平面重合。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的切割单元(1)，其特征在于，包括第一传感器(6a)，所述第一传感器(6a)位于所述切割工具(3a)上并且构造为用于在所述至少一个切割工具(3a)的不同角位置处采集表示所述切割工具(3a)与所述管件(t)的所述外表面(s)之间的距离的多个值，所述距离在所述测量平面(m)上测量。
8.根据前述权利要求和权利要求3所述的切割单元(1)，其特征在于，所述处理和控制单元(5)构造为向所述切割臂(3)的所述致动器发送根据由所述第一传感器(6a)测量的所述值与预期定位值之间的比较而朝向或远离所述管件(t)的移动信号，所述预期定位值是基于所述测距传感器(4)采集的表示径向距离的值而计算的。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的切割单元(1)，其特征在于，包括至少一个接触臂(7)，所述至少一个接触臂(7)配备有用于所述管件(t)的接触元件(7a)并且具有与所述旋转环(2)集成的相关部分(7b)，所述接触臂(7)还能够在操作位置和静止位置之间移动，在所述操作位置中所述接触元件(7a)与所述管件(t)接触以施加用于支承所述管件(t)的动作，而在所述静止位置中所述接触元件(7a)远离所述管件(t)，优选地所述至少一个接触臂(7)与所述至少一个切割臂(3)沿直径相对。
10.根据权利要求9所述的切割单元(1)，其特征在于，包括第二传感器(6b)，所述第二传感器(6b)位于所述接触元件(7a)上并且构造为在所述至少一个接触元件(7a)的不同角位置处采集表示所述接触元件(7a)与所述管件(t)的所述外表面(s)之间的距离的多个值，所述距离在所述测量平面(m)上测量。
11.根据权利要求9或10所述的切割单元(1)，其特征在于，包括所述接触臂(7)的致动器，所述致动器用于在所述操作位置和所述静置位置之间移动所述接触元件(7a)，并且其中，所述处理和控制单元(5)操作性地连接所述接触臂(7)的所述致动器，所述致动器用于根据表示所述测量表面(m)上所述管件(t)的外围轮廓的所述参数来移动所述接触元件(7a)，所述参数基于由所述测距传感器(4)采集的表示径向距离的所述值得到。
12.根据前述权利要求和权利要求10所述的切割单元(1)，其特征在于，所述处理和控制单元(5)构造为向所述接触臂(7)的所述致动器发送根据由所述第二传感器(6b)测量的所述值与预期定位值之间的比较而朝向或远离所述管件(t)的移动信号，所述预期定位值基于所述测距传感器(4)采集的表示径向距离的值计算。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的切割单元(1)，其特征在于，所述处理和控制单元(5)定位在所述旋转环(2)上。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的切割单元(1)，其特征在于，包括框架(8)和调整传感器(9)，所述框架(8)设计为用于支承所述旋转环(2)并且能根据交替滑动移动而沿着所述旋转轴线(x)移动，所述调整传感器(9)定位在所述框架(8)上并且构造为用于测量所述旋转环(2)相对于所述框架(8)的角位置。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的切割单元(1)，其特征在于，包括一个或多个轧钳(8a、8b)，所述一个或多个轧钳(8a、8b)构造为用于将所述管件(t)约束到所述切割单元(t)上，使得所述管件(t)的所述纵向轴线与所述旋转轴线(x)重合。
16.一种方法，包括以下步骤：
17.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，包括步骤：基于所计算的表示所述测量表面(m)上所述管件(t)的外围轮廓的所述参数，根据所述测距传感器(4)所测量的所述表示值来朝向或远离所述管件(t)地移动所述切割臂(3)。
18.根据权利要求16至17所述的任一项所述的方法，其特征在于，当所述单元根据权利要求7所制成时，还包括以下步骤：
19.根据权利要求16至18所述的任一项所述的方法，其特征在于，当所述单元根据权利要求9所制成时，还包括以下步骤：