专利名称：用于切割连体多盒身的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有固定刀具部分和带有至少一配合刀具的装置，固定刀具部分至少有一围绕旋转轴线伸展的切割刃，配合刀具围绕其自身的轴心旋转，在围绕旋转轴线的圆形轨道上运转并对盒身的移动轨道起制约作用，该装置用于切割经预划痕处理的连体多盒身，其中盒身的纵轴线和配合刀具的纵轴线与旋转轴线平行。
与盒身的移动方向相符，固定刀具部分基本为圆弧状结构，其中在其始端和终端有一过度区段，该过度区段应使具有圆截面的盒身可以不变形地进入装置并且经相应切短的具有圆截面的盒身可以不变形地离开装置。
根据DE 36 19322 A1已公知一种类似的装置，其中固定刀具部分或者具有一个环形刀或者具有一个槽，而配合刀具或者具有一个与刀配合的槽或者具有一个刀。此时的槽只有有限的长度或高度。切割后的单个盒身的边向内卷还是向外卷视刀安装在固定刀具部分上还是配合刀具上而定，该翻卷对弯边或冲压辊缩处理将产生不利的直至阻碍性的影响。
另外，还公知一种用于切割经预划痕处理的连体多盒身的装置，在该装置中盒身被一个循环传送带在滚压或碾压作用下压向一个有几米长的由支架固定的刀上。在一水平平面延伸的传送带的回行段与刀体的切割刃保持一定的距离，该距离小于未变形的待切割的盒身的直径。刀刃可以是宽度周朝变换的波浪形。不利的是这种装置占用空间非常大，特别是纵向。仅刀具就达8米长。
本发明的任务是设计一种具有本说明书开始时提及特征的装置，采用此装置时只需要占用很少的空间并可以把连体多盒身无翻卷、平滑地切割成单个盒身，即被切割的单个盒身具有无翻卷的平滑的筒壁。
此任务一方面的解决方案是，由垂直于旋转轴线递降的阶构成固定刀具部分的切割刃并且配合刀具具有一与固定刀具部分结构相对应的或一采用弹性件一相对应的带有切割刃的形状。
在刮痕线上方和下方，直至直接在预刮痕线上，刀具部分与盒身铁皮间的触压是均匀的，从而通过由刀具部分加入的作用于刮痕线上的剪应力，铁皮被无翻卷地切割。固定刀具部分的圆弧状结构仅需占用很少的空间，并且围绕最好是垂直的旋转轴或竖轴的圆弧状移动轨道并经由转送星形齿轮可以实现对被切割好的单个盒身至下步处理装置(例如辊缩站、弯边站)的良好转送。
所实现的效果通过下述措施又进一步得到大大改善，在固定刀具部分内设置有一个旋转辊，其外半径大于固定刀具部分的切割刃与旋转轴或竖轴间最小间距减去未变形的待切割盒身的直径的差。由于轧辊具有给定的尺寸，故在轧辊与固定刀具部分间就有一个用于盒身循环的间隙，该间隙小于未变形盒身的直径。盒身在铁皮的弹性应力范围作用下从侧面受到向内的挤压并因此—与配合刀具无关—被强力压在固定刀具部分上并在固定刀具部分上滚压。
如果把固定刀具部分与轧辊间的间隙调整到未变形的盒身直径的一半至5/6，优选值为2/3，则将会实现有针对性的改进。
为改善在循环方向上对盒身的抓取，轧辊的外表面最好是非光滑的。
即使在没有中央轧辊的情况下，如果配合刀具具有一个与固定刀具部分回缩阶相对应的辊形件和一个与固定刀具部分前伸阶相对应的套筒形件，后者在无应力状态下由弹性件夹持与配合刀具的中轴同轴并且在有侧面应力负荷的情况下可以相应偏移，或者配合刀具在完全进入盒身的状态下，具有在阶形切割刃上方或下方伸展的由弹性材料制成的套筒形外衬件，则也会实现沿固定刀具部分方向上的对盒身的牢固抓取。
另一方面，本任务也可以通过如下方案解决，固定刀具部分具有一个固定在夹持件上的刀，刀的剪刃构成切割刃，配合刀具具有一个由弹性材料制成的套筒形外衬件或一个环绕槽，其中环绕槽的高度是切割后的单个盒身高度的一半至5/3，优选值为5/6至4/3并且在刀内设置有一个围绕旋转轴旋转的内刀具，其在面向配合刀具处的外圆结构的有效半径大于刀的切割刃与旋转轴相关的最小半径减去未变形的盒身直径的差。
尽管固定刀具部分如DE 36 19 322A1的一个实施方式中所述，是一个带有刀口的刀并且本发明的一个实施方式中的配合刀具也具有一个刀口可以压入的环绕槽，但是根据本发明的如下方案还是可以避免切边翻卷的，以配合刀具轴线方向为准的槽的高度与切割后单个盒身的高度成特定比例，其中如果是连体三盒身和四盒身，则加以考虑的此比例值很小。如果配合刀具备有一个由弹性材料制成的套筒形外衬件，也会实现相同的无翻卷的切割效果。
具有所述有效半径的旋转的内刀具将未切割的连体多盒身弹性地压在固定的外刀具之上并改善了在预划痕位置的断裂或切割效果。通过配合刀具与内刀具的配合，与上述纵向伸展的公知形式相比，可以明显示地缩短刀刃的长度并同时可以减少对空间的占用。
采取下述方案还可以进一步改善切割效果，刀上备有所谓的波形磨光面，即切割刃的宽度周期变换。
内刀具可以设计成具有圆柱形外表面的结构，其中其外表面最好是非光滑的。
为了实现在装置中对盒身的牢固传递，在本发明的优选进一步设计中，为配合刀具配备了一对滚子。
最后，可以采取如下方案实现对结构的简化，内刀具—就是轴或旋转轴而言—与配合刀具旋转固定连接并且其外圆有一个面向配合刀具或每个配合刀具的空隙或容纳凹，该空隙或容纳凹备有与旋转轴平行的滚子。
在附图中对本发明的实施例做了部分强调示意表述并在下述对本发明的实施例做了进一步说明。图中
图1沿图2I—I线的用于连体两盒身的切割装置剖面图；图2切割装置的俯视图；图3伸入盒身前的切割轴(图3和图2中的位置P1)的位置示意图；图4在入口过渡区段时的切割轴(图2中的位置P2)的位置示意图；图5切割时的切割轴(图2中的位置P3)的位置示意图；图6外剪切具剖面图7用于连体三盒身的切割装置的局部剖面图；图8切割装置的另一实施例的局部俯视图；图9图8所示切割装置沿IX—IX线的局部剖面图；图10带有波形磨光面的固定切割刀的俯视图；图11带有在以中心为轴的旋转盘上的容纳凹的切割装置；图12带有压滚的圆盘的局部剖面图；图13带有由弹性材料制成的外套筒的轴的局部剖面图；图1和图2中的切割装置1具有一机架2，该机架带有一固定在其内的空心柱3。在柱3的外侧配置有可围绕垂直竖轴5旋转的导向体4。导向体4的下部备有一个齿圈6，一个由驱动装置7驱动的小齿轮8与齿圈6啮合。
导向体4具有多个与竖轴线或旋转轴5平行延伸的导向孔9，轴10在导向孔9中纵向移动。在轴的下部装有控制滚子11，该滚子插在一与柱3固定连接的槽11内。其中滚11的旋转轴线对准竖轴线5。为保证此点，轴10上有一销子13，该销子插入导向体4上的一相应垂直的导向槽14内。
在轴10的上端配置有4个剪切轴15，剪切轴具有小直径的上圆柱体部分16和大直径的下圆柱体部分17，其中下圆柱体部分17构成切割刃18。在下圆柱体部分17的下面还连接有一个带有小齿轮20的圆柱形套筒部分19。套筒部分19在图1示出的上方位置，嵌接在导向体4的上法兰22的凹槽21中，同时小齿轮20与固定在机架2上的内齿圈23啮合并且在导向体4旋转时剪切轴15处于围绕自身轴心旋转的状态。由于带有剪切轴15的轴10受控变换高度，故内齿圈23具有相应的高度。
围绕剪切刀具15设置有一个固定在机架2上的外剪切刀具25，外剪切刀具25从入口星形齿轮26到出口星形齿轮27的弧度大于约288。外剪切刀具25具有一个上剪切段和一个下剪切段28或29。上剪切段28的内刃构成剪切刃30，剪切刃30是由内环面31和下支座32构成的。下剪切段29同样具有一个内环面33。
在空心柱3内有一个轴34。在该轴上面放置有一个带有基本上是圆柱形的非光滑的外圆面36的挤压鼓35。在轴34的下部固定有一个锥齿轮37，该锥齿轮通过锥齿轮38由驱动装置7驱动。为了可以调节挤压鼓35的圆周速度或转速，锥齿轮38通过一带有优选变速化功能的变速箱39与驱动装置7连接。
就垂直的旋转轴或竖轴5和具有恒定半径的剪切轴15的回转轨道而言，外剪切刀具25的内表面31，33在入口处(图2，位置P1)刚开始是有很大的间距的，从而有足够的位置容纳未变形的圆形盒身C。在构成外剪切刀具25的配合刀具的剪切轴15的回转方向上的过渡区段后，也要对切割刃30和内表面31，33以竖轴线5为基准的恒定半径进行调整。
在导向体4回转时，剪切轴15根据控制槽12的形状在出口星形齿轮27与入口星形齿轮26间撤回到低于外固定剪切刀具25的范围以下的位置(参见图3)。在入口星形齿轮26范围内，剪切轴15向上伸并进入盒身C的内部。在此处，外剪切刀具25的内圆表面31与作为内刀具的挤压鼓35的圆表面36保持一定的距离，从而使盒身C毫无阻碍地进入。在导向体4旋转时，盒身C被相应抓取。挤压鼓的外圆表面36以圆周速度移动，该圆周速度基本上是剪切轴15环绕速度的二倍，从而使盒身C被内刀具，挤压鼓35在外剪切刀具25上围绕配合的剪切轴15滚压。
在回转过程中，由于内表面31，33与竖轴5间的间距的缩小将盒身C向内挤压并因此首先以极高的压力顶在带有剪切刃30的内表面31上。此外，在过渡区段内刀具或固定刀具部分25的两个剪切刃18和30的相对间距也缩短了，从而导致在规定断裂位置(预划痕线L)切断连体多盒身C并随之切割成单个的盒身。
根据图7的切割装置41适用于切割三个连体的盒身并具有一个外固定剪切刀具部分42。剪切刀具部分42的结构和内表面的形状与所述的刀具25相符。但刀具部分42是由三个叠加在一起的段43…45构成。其中，中间段44的内表面46稍向内突出于上段和下段43及45。由于采用了此种配置，因而中间段44就配备了两个剪切刃47，48。
与段43，45，44相对应，配合的剪切轴50具有一个上固定圆柱部分53和一个下固定圆柱部分55，在此两部分中间配置有一个具有相同外径的圆柱形套筒54。该套筒54由一个夹持在中心蕊51上的弹簧52在静止状态时保持与圆柱形部分53，55同轴。与图1至图8中表述的实施例相同，作为固定刀具部分42的配合刀具的轴50，同样可高度变换地并可旋转地置放在导向体内。
当内表面46与竖轴5的间距在过渡区段缩短时，切割轴50首先将盒身C压在内表面46上。当内表面46的半径进一步缩短时，由于剪切刃47，48与相对应的轴50的剪切刃57，58的配合，盒身在预划痕位置被切割，从而切割成三个单个盒身。其中弹簧承载的套筒54用于切割时对盒身的正常滚压。
在根据图8和图9的用于切割连体双盒身的切割装置中，固定外刀具部分62具有一个带有面向竖轴5的刀刃64的刀63。刀由上段65和下段66夹固。这两个段—从剖面上看(参见图9)一具有垂直的内壁67。此外，切割装置61—与根据图1和图2的实施例类似—具有一个围绕竖轴5旋转的带有外圆面36的挤压鼓35和作为固定刀具部分62配合刀具的夹持在同样围绕竖轴5旋转的导向体4内的轴70。对轴70围绕自身轴心旋转的驱动是采用图1和图2中表述的方式实现的。
在过渡区段，段65，68的内壁以上述的方式从入口开始缩短其与竖轴5的距离，直至达到最小值。随之内壁67(和刀刃64)与轴70间的相对距离也得到了缩短。
轴70在其上端和下端分别具有一个圆柱形部分71，72，在此两部分之间设置有一个较高的中心槽73。在图中表述的例子中，这个槽的高度h73是切割后单个盒身高ho的10/7或1.43倍。经预划痕处理的连体双盒身C，在其前移过程中，即随着固定外刀具部分62配合轴70间的间距的缩短，被两个相隔较远配置的圆柱形部分71，72顶在剪切刃64上，从而在盒身上根本不会出现翻卷。当刀刃64与圆柱形部分71，72间的—垂直投影—距离相应很小或甚至是负值时，就会实现在预划痕线L上的断裂。如果是带有两个切割刀的3盒身的切割刀具，当然要把中间圆柱形段设置在两个切割刀之间。
为了实现盒身在旋转时的导向，每个轴70都配有两个设置在导向体4上的导向滚75。
图10中所示的固定刀具部分62′具有一个带有波形磨光面的刀63′，即刀刃64′由高度周期变化的形状构成。因此在轴70对盒身C滚压时会实现促使将从盒身切割成单盒身的脉冲效果。
在图11所示的实施例中，盘80替代了挤压鼓，该盘与带有轴70的导向体4相同，以相同的围绕竖轴5旋转的转速被驱动，这将会导致结构，特别是传动部分的大大简化。其中，对每个轴70都有三个设置在盘80上的滚子81，82，83相配合，滚子的旋转轴与竖轴5平行。每两个滚子81，82与竖轴5的距离相同，第三个滚子83则向回缩，从而形成对每个盒身C的容纳凹带84。滚81…83用于在盒身前移时将盒身压在固定切割刀具62上。
也可以在盘80的上部和下部配置双套滚81…83(参见图12中的附图标记81a…83a和81b…83b)。
在图13的实施列中，轴90备有一个由弹性材料，例如聚氨基甲酸酯(PUR)制成的套筒91，该套筒由圆柱形蕊92支撑。当盒身C的壁顶压在刀63上时，套筒91的相应较大的表面将必要的力分散开，因而也不会出现翻卷。
权利要求
1.用于切割经预划痕处理的连体多盒身的带(1)装置，带有固定刀具部分(25；42)，固定刀具部分至少有一围绕旋转轴(5)伸展的切割刃(30；47，48)，并带有至少一个配合刀具(15；50)，该配合刀具可围绕其自身的轴线旋转，盒身(C)的移动轨道在围绕旋转轴(5)的圆形轨道上按规定运转，其中盒身(C)的纵轴线和配合刀具(15；50)的纵轴线均与旋转轴(5)平行，其特征在于固定刀具部分(25；42)的切割刃(30；47，48)由垂直于旋转轴(5)递降的阶构成并且配合刀具(15；50)具有一与固定刀具部分(25；42)相对应构置的或—采用弹性件(52)—相对应的带有切割刃(18；57，58)的形状。
2.依照权利要求1的装置，其特征在于在固定刀具部分(25；42)内设置有一个可旋转辊(35)，其半个外径大于固定刀具部分(25；42)的切割刃(30；47，48)与旋转轴线(5)间的最小间距减去未变形的待切割的盒身(C)的直径的差。
3.依照权利要求2的装置，其特征在于辊(35)的半个外径等于切割刃(30；47，48)的以旋转轴(5)为圆心的最小半径减去未变形盒身(C)直径的一半至5/6，优选值为2/3的差。
4.依照权利要求2或3的装置，其特征在于辊(35)具有非光滑的外圆面(36)。
5.依照权利要求1的装置，其特征在于配合刀具(50)具有一个与固定刀具部分(42)回缩阶(43，45)配合的辊形件(53，55)和一个与固定刀具部分前伸阶(44)配合的套筒形件(54)，后者在无应力状态下由弹性件(52)保持与辊形件(52，55)的中轴线同轴并且在有侧应力负荷情况下可以相应偏移。
6.依照权利要求1的装置，其特征在于在完全进入盒身(C)的状态下，配合刀具(90)具有在阶形切割刃上方和下方伸展的由弹性材料制成的套筒形外衬件(91)。
7.用于切割经预划痕处理的连体多盒身的装置，该装置带有固定刀具部分(62)，固定刀具部分至少有一围绕旋转轴(5)伸展的切割刃(64，64′)，并至少带有配合刀具(70；90)，配合刀具围绕其自身的轴心旋转，对盒身(C)的移动轨道起制约作用，并在围绕旋转轴(5)的圆形轨道上运转，其中盒身(C)的纵轴线和配合刀具(70；90)的纵轴线均与旋转轴线(5)平行，其特征在于固定刀具部分(62)具有一设置在支架(65，66)的刀(63，63′)，其剪切刃(64，64′)构成切割刃，配合刀具(70)具有一个由弹性材料制成的套筒形外衬件(91)或一个环绕槽(73)，其中环绕槽(73)的高度是切割后的单个盒身高度的一半至5/3，优选值为5/6，至4/3；在刀(63，63′)内设置有一个围绕配合刀具(70)旋转轴(5)旋转的内刀具(35)，其在面向配合刀具(70)处的外圆结构的有效半径大于以旋转轴(5)为圆心的剪切刃(64)的最小半径减去未变形的盒身(C)直径的差。
8.依照权利要求7的装置，其特征在于刀(63′)具有一其宽度周期变换的剪切刃(64′)。
9.依照权利要求7或8的装置，其特征在于内刀具(35)具有一圆柱形外表面(36)。
10.依照权利要求9的装置，其特征在于外表面(36)具有一非光滑的表面。
11.依照权利要求8或10的装置，其特征在于有一对用于对盒身(C)导向的一对滚子(75)与配合刀具相配合。
12.依照权利要求7或8的装置，其特征在于内刀具(80)—就旋转轴(5)而言—与配合刀具(70)的导向体(4)连接并且其外圆有一个面向配合刀具(70)或每个配合刀具(70)的空隙(84)，该空隙备有平行于旋转轴(5)的滚子(81…83；81a…83a，81b…83b)。
全文摘要
切割多盒身(C)的带有固定刀具部分(25，42)和至少一配合刀具的装置，其固定刀具部分至少有一围绕旋转轴(5)伸展的切割刃(30；47，48)，配合刀具围绕其自身的轴心旋转，对盒身(C)的移动轨道起制约作用，并在围绕旋转轴线5的圆形轨道上运转，固定刀具部分(25；42)的切割刃(30；47；48)由垂直于旋转轴线(5)递降的阶构成，并且配合刀具(15；50)具有一与固定刀具部分(25；42)相对应的或—采用弹性件(52)—相对应的带有切割刃(18；57，58)的形状。
文档编号B23D21/14GK1115971SQ94190796
公开日1996年1月31日 申请日期1994年10月18日 优先权日1993年10月19日
发明者兰兹·诺伯特 申请人:克鲁伯有限公司