用于切割热塑性材料管的设备和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于切割热塑性材料诸如聚乙烯或无规聚丙烯(半结晶热塑性材料)管的设备和方法。
[0002]本发明针对于涉及切割由热塑性材料诸如聚乙烯或无规聚丙烯制成的管的技术领域，并且特定而言，涉及大直径和很厚壁的管的切割。
【背景技术】
[0003]这种聚乙烯或无规聚丙烯管主要用于特别地在城市和工业设施中分配气体和饮用水。
[0004]聚乙烯或无规聚丙烯管在连续挤压线中制成。
[0005]在这种生产线中，由螺杆进给呈塑性状态的材料，螺杆在圆筒内侧旋转并且迫使材料通过合适形状和大小的模具，给予材料所希望的圆形形状。
[0006]管生产设施，也就是说，挤压线，通常包括机器序列，每个具有特定功能。
[0007]位于挤压线端部的这些机器之一是切割装置，切割装置被设计成将管切割为精确预定大小的段。
[0008]切割装置通常是自动机器工具，被称作“刀具”，其能在管以恒定速度直线移动时切割管。
[0009]刀具包括机械单元，被称作切割单元，其赋予切割工具加工运动。
[0010]切割单元安装于托架上，在切割操作期间，托架随着管同步地移动。
[0011]托架具有一对钳，这对钳被设计成将管夹持就位。
[0012]在切割操作期间，这些钳在挤压管段的分离平面(也被称作切割平面)的上游和下游夹持管。
[0013]在切割具有大直径和厚壁的聚乙烯或无规聚丙烯管的相关领域中，可以使用配备锯齿切割工具的刀具，其通过移除材料来执行切割。
[0014]如已知那样，移除材料产生削肩，必须提取削肩，因为其妨碍切割区，防止刀具适当操作。
[0015]此外，在切割期间产生的削肩污染加工环境并且可能会损坏构成切割单元的部分的其它装置并且可能使得难以或不能执行随后的操作诸如使管的端部密封到彼此或者密封到端部配件接头。
[0016]这种类型的刀具的另一缺点在于它们较吵并且产生振动，振动传输到刀具本身的加工零件和框架。
[0017]用于热塑性材料制成的管的另一类型的刀具包括圆盘刀，圆盘刀绕其轴线旋转。
[0018]盘被驱动绕管轴线旋转。
[0019]这种类型的刀具克服了上文提到的切肩的缺点，因为通过分离来完成切割。
[0020]然而，发现待切割的管直径越大并且壁越厚，驱动盘绕管轴线旋转所需的扭矩就越尚。
[0021]因此，对于具有特别大直径和很厚壁的管，驱动盘绕管轴线旋转所需的扭矩极高。
[0022]还发现在切割期间在盘刀与管壁之间接触所产生的力特别高并且造成快速盘磨损。
[0023]在这个领域中的操作者特别强烈地感觉到需要一种切割机，其允许切割由热塑性材料特别是半结晶热塑性材料诸如聚乙烯或无规聚丙烯制成的管，并且其并不具有上文所提到的缺点。
【发明内容】
[0024]本发明的目的在于满足上文所提到的需要，也就是说，提供一种机器和方法，其允许切割由热塑性材料特别是半结晶热塑性材料(诸如聚乙烯或无规聚丙烯)制成的管，并且其并不具有上文所描述的缺点。
[0025]根据本发明，通过一种切割设备和切割方法而实现了这个目的，切割设备和切割方法包括在所附权利要求中一个或多个中提到的技术特征。
【附图说明】
[0026]参考上述目的，本发明的技术特征在下文的权利要求中更清楚地描述，并且参考附图，通过下文的详细描述，本发明的优点更加显然，【附图说明】了本发明的优选、非限制性示例，并且在附图中:
[0027]图1是本发明的切割设备的透视图；
[0028]图2是图1的切割设备的透视图，其中某些零件被剖视以更好地示出其它零件；
[0029]图3是图的切割设备的透视图，其中某些零件被剖视以更好地示出其它零件；
[0030]图4至图8是前面附图的切割设备的相应细节的透视图；
[0031]图9是切割设备的透视图，其中某些零件被剖视以更好地示出其它零件；
[0032]图10至图13示意性地示出了在相应操作配置的切割设备。
【具体实施方式】
[0033]参考附图，附图标记I表示用于切割由热塑性材料制成的管2的设备。
[0034]切割设备I可以有利地用于切割由热塑性材料制成的管2，优选地由半结晶热塑性材料制成的管2。
[0035]更优选地，切割设备I可以有利地用于切割由聚乙烯(PE)和无规聚丙烯(PP-R)制成的管2。
[0036]设备I也特别适合于切割具有很大直径(大于80cm)和很厚壁(大于9cm)的管2。
[0037]设备I包括切割机构T，切割机构T具有工具，工具配备盘3，盘3可绕轴线Xl旋转并且切割机构T被配置成允许盘3的轴线Xl绕管2的轴线X2旋转并且允许同一盘3在径向方向上沉入到管2内。
[0038]优选地，盘3能绕其自身轴线Xl旋转，也就是是说其是空转盘(idle disk)。
[0039]应当指出的是盘3的轴线Xl绕管2的轴线X2的旋转运动与盘3在径向下沉(运动)到管2壁内的组合导致所产生的盘3运动基本上是螺旋运动。
[0040]更具体而言，盘3的轴线Xl平行于正被切割的管2的轴线X2。
[0041]应当指出的是盘3由第一臂10承载。
[0042]更具体而言，盘3连接到臂10的自由端。
[0043]第一臂10 (由铰链)可旋转地连接到支承框架7。更具体而言，第一臂10在标记为110的点铰接到框架7。
[0044]因此，第一臂10可以相对于支承框架7旋转。
[0045]优选地，第一臂10由致动器(优选地液压)驱动以相对于支承框架7旋转。
[0046]因此支承框架7承载切割机构T。
[0047]支承框架7优选地具有环形形状。
[0048]应当指出的是支承框架7被配置成被驱动以绕管2的轴线X2旋转从而允许盘3的轴线Xl绕管2的轴线X2进行旋转运动。
[0049]设备I还包括致动机构A2，致动机构A2用于驱动支承框架7相对于管2的轴线X2旋转。
[0050]致动机构A2优选地包括联接到支承框架7上的马达以相对于管2的轴线X2旋转地驱动框架7。
[0051]由多个旋转元件(R1-R4)相对于安装结构来支承框架7。
[0052]旋转元件(R1-R4)接合环形支承框架7的外周围以允许框架7绕其自身的轴线(其与管的轴线X2重合)旋转。
[0053]更具体而言，在图示实施例中，致动机构A2联接到旋转元件R1-R4之一(在图示情况下，机构A2联接到旋转元件R2)，以驱动它旋转，从而造成框架7旋转。
[0054]该设备I还包括用于对抗管2的装置11。
[0055]用于对抗管2的装置Il包括旋转元件12。
[0056]旋转元件12基本上为圆柱形。
[0057]用于对抗管2的装置11在管2被切割时防止管2偏转。
[0058]实际上，旋转元件12和盘3相对于彼此定位成相对于管2的轴线X2从相反位置(优选地彼此成180° )在管2上操作。
[0059]旋转元件12由支承框架7承载。
[0060]更具体而言，旋转元件12连接到支承框架7。
[0061]旋转元件12由第二臂11承载，第二臂11铰接(由铰链旋转地连接)到支承框架?。
[0062]根据本发明，该设备I还包括用于盘(3)的润滑机构L，润滑机构L被配置成在盘3的面(F1，F2)的至少一部分(P1，P2)上操作，不与管2壁接触，以在其上释放预定量的润滑剂从而在部分(Pl，P2)接下来接触待切割的管2壁时(即，在切割期间)减小在盘3与管2之间的摩擦。
[0063]应当指出的是预定量的润滑剂是防止润滑剂在管