用于皮革片切割机的具有振动刀片的气动切割装置的制作方法

本发明涉及切割机的特定技术领域，所述切割机用于切割片材或轧制材料，诸如表皮、皮革、生皮、合成皮革等。

特别地，本发明涉及安装在切割机上的具有气动驱动振动刀片的切割装置。

背景技术：

切割机包括框架，该框架预先设置在工作平面上，在该平面上布置要切割的材料、例如表皮(生皮、皮革)、合成表皮等，并且切割装置和运动构件安装在框架上，切割装置内部设置有切割刀片，切割装置和运动构件由框架承载并且相对于框架可移动，以使切割装置根据三个直角坐标轴在工作平面上方移动，从而可以将切割刀片定位在表皮上方、降低切割刀片以对表皮进行切划并根据给定的切割路径移动切割刀片，以便基于预先固定或期望的轮廓和/或轮廓切割表皮。

预先设置用于此目的的切割装置，以便可以使切割刀片在从下切割位置到上切割位置切割材料期间竖直振动，而始终保持在待切划/切割材料的厚度范围内。

为此目的，目前，气动驱动的切割装置特别用于使切割刀片执行进行切割所需要的振动。

这些气动致动的切割装置包括：振动室，具有上行程限位壁和下行程限位壁；振动活塞，预先设置为其头部插入振动室中，并且其相对杆连接至切割刀片；以及气动致动系统，与振动室连通，以使活塞在上行程限位壁和下行程限位壁之间振动，并且从而使切割刀片竖直振动。

在已知的切割装置中，气动致动系统包括气动致动系统和排放口，气动致动系统和排放口预先设置和配置为使得振动室的包括在活塞头和上行程限位壁之间的部分以及振动室的包括在活塞头和下行程限位壁之间的部分与气动致动系统和排放口交替地连通，从而使得活塞可以在振动室内振动。

特别地，当气动源放置为与振动室的包括在活塞头和上行程限位表面之间的部分连通时，振动室的包括在活塞头和下行程限位表面之间的部分与排放口连通时；在这种情况下，活塞被气动地向下推动；当气动源放置为与振动室的包括在活塞头和下行程限位表面之间的部分连通时，振动室的包括在活塞头和上行程限位表面之间的部分与排放口连通时，并且在这种情况下，活塞被气动地向上推动，从而产生活塞头在振动室内的振动运动，并且因此产生切割刀片的竖直振动。

在这方面，在这些已知的切割装置中，振动室包括两个开口，气动致动系统包括导管，导管基本上具有相同的横截面，并且分别与开口以及相应挡板或其他阀构件连通，从而经由导管使振动室的两个开口中的每个交替地与气动源和排放口连通。

活塞振动的切换是通过使用适当的阀构件或外部挡板来完成的。

这意味着，相对于切换构件的打开/关闭，活塞行程的切换可以产生一定的延迟，这种情况可能导致活塞的振动行程的实体并不总是恒定的，即有时比期望行程短，有时比期望行程长。

这种情况可能对切割效果产生负面影响。

在此特定领域中，特别重要的要求涉及活塞的振动速度：高振动速度确保更高的切割效率和更高的生产率(皮革片切割操作可在更短的时间内完成)。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是公开一种用于皮革片切割机的具有振动刀片的新型气动切割装置，其能够确保切割刀片的高振动速度。

本发明的另一目的是公开一种具有振动刀片的气动切割装置，其中，不需要并且不依赖于切换振动活塞的振动的外部切换构件。

通过根据权利要求1的用于皮革片切割机的具有振动刀片的气动切割装置来实现上述目的。

附图说明

下面参照附图描述本发明的用于皮革片切割机的具有振动刀片的气动切割装置的特征，其中：

-图1a和图1b示出了用于皮革片切割机的具有振动刀片的气动切割装置(作为本发明的目的)，在致动其振动以切割皮革片期间处于振动刀片的两种不同的操作构型，其中图1a示出了刀片在其振动期间可到达的下切割位置，而图1b示出了刀片在其振动期间可到达的上切割位置；

-图2a是沿着图1a的截面i-i的放大图；

-图2b是沿着图1b的截面ii-ii的放大图；

-图2c以横截面图的形式示出了如前图所示的本发明的切割装置，其中刀片处于下切割位置和上切割位置之间的中间位置；

-图3a示出了具有本发明的振动刀片的切割装置一部分，其中未示出振动活塞，从而突出显示用虚线示出的其他重要的内部部件；

-图3b是沿着图3a的截面iii-iii的视图；

-图3c是沿着图3a的截面iv-iv的视图。

具体实施方式

参照附图，附图标记(100)整体上表示本发明的用于皮革片切割机的具有振动叶片的气动切割装置。

本发明的气动切割装置(100)包括：主体(c)；切割刀片(l)，用于切割伸展在工作平面(图中未显示)上的皮革片(v)(或其他片或卷状材料，诸如皮革或合成材料)。

在这方面，气动切割装置(100)可安装在例如数控切割机上。

它预先设置为气动地致动切割刀片(l)，以便它可以竖直振动，以划切和切割皮革片(v)。

在这方面，切割装置(100)在主体(c)的内部设有：振动室(1)，具有上行程限位壁(11)和下行程限位壁(12)；振动活塞(10)，具有头部(13)和杆(14)，振动活塞(10)预先设置为其头部(13)插入振动室(1)中而位于上行程限位壁(11)和下行程限位壁(12)之间，杆(14)连接到切割刀片(l)。

为了气动致动切割刀片(l)的竖直振动，气动切割装置(100)设置有与振动室(1)连通的合适的气动致动系统(p)。

气动致动系统(p)包括气动供应源(p1)(例如，压缩空气，用箭头(p1)示意性表示)和至少一个排放口(s1，s2)。

气动动力供应源(p1)和至少一个排放口(s1，s2)预先设置并配置为使得振动室(1)的包括在振动活塞(10)的头部(13)和下行程限位壁(12)之间的第一部分(1a)以及振动室(1)的包括在振动活塞(10)的头部(13)和上行程限位壁(11)之间的第二部分(1b)与气动供应源(p1)和至少一个排放口(s1，s2)交替地连通，以便气动致动振动活塞(10)在振动室(1)内部在下行程限位壁(12)和上行程限位壁(11)之间振动。

存在于切割装置(100)中的气动致动系统(p)能够气动地致动振动活塞(10)，以在振动室(1)内部在下行程限位壁(12)和上行程限位壁(11)之间振动，并且从而使切割刀片(l)竖直振动。

特别是，切割刀片(l)在下切割位置(l1)(参见图1a)和上切割位置(l2)(见图1b)之间竖直振动，当振动活塞(10)的头部(13)抵靠振动室(1)的下行程限位壁(12)(见图2a)时限定下切割位置，当振动活塞(10)的头部(13)抵靠振动室(1)的上行程限位壁(11)(见图2b)时限定上切割位置。

为此目的，切割装置(100)使得上行程限位壁(11)相对于下行程限位壁(12)以一定距离预先设置在主体(c)中，从而当振动活塞(10)的头部(13)抵靠上行程限位壁(11)时，切割刀片(l)到达上切割位置(l2)，使其始终与待切割的皮革片(v)保持接触以确保切割操作的连续性的目的。

本发明的特征在于气动致动系统(p)的特殊结构和构造，它使得能够使切割刀片(l)以比已知类型的切割装置更高的振动速度振动，并且，不需要使用任何阀构件或外部切换挡板。

主体(c)包括圆柱形腔(16)，而振动活塞(10)的杆(14)预先设置为可在圆柱形腔(16)中交替滑动。

此外，振动活塞(10)的杆(14)适配成具有：两个环形部分(141、142)，与圆柱形腔(16)的壁滑动接触；环形凹入(140)，包括两个环形部分(141、142)之间；内部导管(17)，杆(14)还设置有通孔(18)，通孔沿杆(14)预先设置在环形凹入(140)下方的位置，以便使内部导管(17)与杆(14)的外部接触。

进而振动活塞(10)的头部(13)设有至少一个孔(130)，该至少一个孔使杆(14)的内部导管(17)与振动室(1)的包括在振动活塞(10)的头部(13)和振动室(1)的上行程限位壁(11)之间的第二部分(1b)连通。

气动致动系统(p)以以下方式预先设置和配置。

它包括：

振动活塞(10)的振动切换室(8)，包括在圆柱形腔(16)的壁的一部分中实现的上环形室(8a)和下环形室(8b)；

主导管(81)，在主体中实现并预先设置在主体(c)中，以便与气动供应源(p1)以及切换室(8)的下环形腔(8b)的一部分连通；

辅助导管(82)，在主体中实现并预先设置在主体(c)中，以使切换室(8)的上环形腔(8a)经由在振动室(1)的下行程限位壁(12)中实现的通道孔(83)与振动室(1)连通；

与外部连通的上排放口(s1)和与外部连通的下排放口(s2)。

更详细地，上排放口(s1)包括：第一环形排放室(91)，在切换室(8)的上环形室(8a)上方形成在圆柱形腔(16)的壁的一部分中；第一排放导管(92)，在主体中实现并预先设置在主体(c)中，以使第一环形排放室(91)与外部连通；

而下排放口(s2)包括：第二环形排放室(93)，在切换室(8)的下环形室(8b)下方形成在圆柱形腔(16)的壁的一部分中；第二排放导管(94)，在主体中制造并预先设置在主体(c)中，以使第二环形排放室(93)与外部连通。

此外，杆(14)的环形凹入(140)的尺寸使得，杆(14)的孔(18)相对于环形凹入(140)定位，使得杆(14)在圆柱形腔(16)中交替滑动发生以下情况：

当杆(14)的环形凹入(140)位于切换室(8)处以使下环形室(8b)和上环形室(8a)相互连通时，杆(14)的孔(18)位于第二环形排放室(93)处(见图2a)，使得主导管(81)经由下环形室(8b)、环形凹入(140)和上环形室(8a)与辅助导管(82)连通，并且因此气动动力供应源(p1)与振动室(1)的在振动活塞(10)的头部(13)和下行程限位壁(12)之间的第一部分(1a)连通(见图2a中实线箭头)，而振动室(1)的包括在振动活塞(10)的头部(13)和上行程限位壁(11)之间的第二部分(1b)与第二环形排放室(93)连通，然后通过活塞(10)的头部(13)的孔(130)、杆(14)的内部导管(17)和杆(14)的孔(18)经由第二排放导管(94)与外部连通(参见图2a中的虚线箭头)，以便可以气动地向上推动振动活塞(10)。

并且，当杆(14)的环状凹入(140)位于上排放口(s1)的第一环状排放室(91)和与辅助导管(82)连通的切换室(8)的上环形室(8a)处时，杆(14)的孔(18)位于切换室(8)的下环形室(8b)处，因此与主导管(81)连通(见图2b)，从而使气动动力供应源(p1)经由主导管(81)、杆(14)的孔(18)、杆(14)的内部导管(17)和存在于振动活塞(10)的头部(13)中的孔(130)与振动室(1)的在上行程限位壁(11)和振动活塞(10)的头部(13)之间的第二部分(1b)连通(参见图2b中的实线箭头)，而振动室(1)的在振动活塞(10)的头部(13)和下行程限位壁(12)之间的第一部分(1a)经由辅助导管(82)、切换室(8)的上环形室(8a)和环状凹入(140)与上排放口(s1)的第一环形排放室(91)连通，然后经由第一排放导管(92)与外部连通(参见图2b中虚线箭头)，以可以气动地向下推动振动活塞(10)。

最后，本发明的气动切割装置的另一特别显著的特征在于，第一排放导管(92)和第二排放导管(94)中的至少一个的横截面积大于主导管(81)的的横截面积。

由于该特定的规格，振动室的与横截面积比主导管的横截面积大的排放导管连通的部分相对于填充振动室的与主导管(即与气动供应源)连通的部分更快地清空。

换句话说，在切换活塞振动行程时，从振动室的与横截面积比主导管的横截面积大的排放导管连通的部分流出的空气量大于进入振动室的与气动供应源连通的部分的空气量：通过这种方式，在振动活塞头上产生的有效压力明显大于现有技术。

因此，在活塞上产生更大的加速度，从而在切割刀片的振动行程中产生更大的速度。

例如，在另一实施例中，第一排放导管(92)(即，在上排放口(s1)上的排放导管)可以具有比主导管(81)的横截面积更大的横截面积。

在这种情况下，当振动活塞(10)抵靠上行程限位壁(11)时，即确定了图2b中所示的情况，即，杆(14)的环形凹入(140)位于上排放口(s1)的第一环状排放室(91)和与辅助导管(82)连通的切换室(8)的上环形室(8a)处，而杆(14)的孔(18)位于切换室(8)的下环形室(8b)处，因此与主导管(81)连通，则：

振动室(1)的在振动活塞(10)的头部(13)和下行程限位壁(12)之间的第一部分(1a)经由辅助导管(82)、切换室(8)的上环形室(8a)和环状凹入(140)与第一环形排放室(91)连通，然后经由第一排放导管(92)与外部连通，

而气动动力供应源(p1)经由主导管(81)、杆(14)的孔(18)、杆(14)的内部导管(17)和存在于振动活塞(10)的头部(13)中的孔(130)与振动室(1)的在上行程限位壁(11)和振动活塞(10)的头部(13)之间的第二部分(1b)连通。

因此，在这种情况下，振动室(1)的在振动活塞(10)的头部(13)和下行程限位壁(12)之间的第一部分(1a)经由第一排放导管(92)与外界连通，第一排放导管的横截面积大于主导管(81)的横截面积，主导管与振动室(1)的在振动活塞(10)的头部(13)和上行程限位壁(11)之间的第二部分(1b)连通：这意味着可以从振动室(1)的第一部分(1a)离开的空气量大于可以进入振动室的第二部分(1b)的空气量。

这样，与使用现有技术所施加的压力相比，在振动活塞头(10)上施加了有效压力，该压力将活塞向下推动。

因此，在切割刀片上向下施加更大的加速度，因此，振动行程从上切割点(l2)到下切割点(l1)具有更大的速度。

相反，在另一实施例中，预先设置切割装置(100)，使得第二排放导管(94)(即下排放口(s2)的导管)的横截面积大于主导管(81)的横截面积，则情况将被反转。

在这种情况下，当振动活塞(10)抵靠下行程限位壁(12)时，即确定了图2a所示的情况，即杆(14)的环形凹入(140)位于在切换室(8)处以使下环形室(8b)和上环形室(8a)相互连通，杆(14)的孔(18)位于第二环形排放室(93)处，则：

振动室(1)的在振动活塞(10)的头部(13)和上行程限位壁(11)之间的第二部分(1b)与第二环形排放室(93)连通，然后通过活塞(10)的头部(13)的孔(130)、杆(14)的内部导管(17)和杆(14)的孔(18)经由第二排放导管(94)与外部连通；

气动动力供应源(p1)经由主导管(81)与振动室(1)的在振动活塞(10)的头部(13)和下行程限位壁(12)之间的第一部分(1a)连通，主导管经由下环形室(8b)、环形凹入(140)和上环形室(8a)与辅助导管(82)连通，辅助导管经由通道孔(83)通向振动室(1)的第一部分(1a)。

因此，在这种情况下，振动室(1)的在振动活塞(10)的头部(13)和上行程限位壁(11)之间的第二部分(1b)经由第二排放导管(94)与外部连通，第二排放导管的横截面积大于主导管(81)的横截面积，主导管与振动室(1)的在振动活塞(10)的头部(13)和下行程限位壁(12)之间的第一部分(1a)连通：这意味着可以从振动室(1)的第二部分(1b)离开的空气量大于可以进入振动室(1)的第一部分(1a)的空气量。

以这种方式，有效压力施加在振动活塞头(10)的头部上，该压力将向上推动活塞，该压力大于使用现有技术装置施加的压力。

因此，在切割刀片(l)上向上施加较大的加速度，因此振动行程从下切割点(l1)到上切割点(l2)具有更大的速度。

根据优选且特别有利的实施例，例如附图中所示的实施例，本发明的切割装置(100)可预先设置和配置为使得第一排放导管(92)和第二排放导管(94)的横截面积大于主导管(81)的横截面积。

在这种情况下，在振动活塞(10)行程的每一端(上端和下端)，从振动室(1)与相对排放口连通的部分(对于上行程端，是振动室(1)的与上排放口(s1)的第一排放导管(92)连通的第一部分(1a)，见图2b，而对于下行程端，是振动室(1)的与下排放口(s2)的第二排放导管(94)连通的第二部分(1b)，见图2a)向外离开的空气量始终大于注入到振动室(1)的与气动动力供应源(p1)连通的另一部分(对于上行程端，是振动室(1)的与主导管(81)连通的第二部分(1b)，参见图2b，而对于下行程端，是振动室(1)的与主导管(81)连通的第一部分(1a)，见图2a)的空气量。

以此方式，对于振动活塞(10)行程的每次切换，即，每次振动活塞(10)到达其行程端时，无论是上行程端还是下行程端，切割装置(100)都能够在其上施加相当大的推力加速度，当然大于现有技术的推力加速度。

因此，由于这些特定的规格，可以在下切割点(l1)和上切割点(l2)之间达到切割刀片(l)的振动速度，该振动速度肯定大于现有技术气动装置的振动速度。

更优选地，为了提高性能，第一排放导管(92)和第二排放导管(94)的横截面积均大于主导管(81)的横截面积，并且具有基本相同的横截面积。

根据所有可能落入本发明范围内的实施例，切割装置(100)可以优选地预先设置和配置为，使得第一排放导管(92)和第二排放导管(94)中的至少一个的横截面积大于主导管(81)的横截面积，最大是主导管的横截面积的五倍，特别是主导管(81)的横截面积的两倍至三倍，尤其是主导管(81)的横截面积的两倍至四倍。

根据本发明的切割装置的特别优选的实施例是，其中第一排放导管(92)和第二排放导管(94)两者的横截面积均大于主导管(81)的横截面积，最大是主导管的横截面积的五倍，特别是主导管(81)的横截面积的两倍至三倍，尤其是主导管(81)的横截面积的两倍至四倍。

例如，在特别优选的实施例中，切割装置(100)预先配置和配置为使得主导管(81)包括直径为2mm的圆形横截面积，而第一排放导管(92)和第二排放导管(94)两者具有直径为4mm的圆形横截面积，即其横截面积是主导管(81)的横截面积的四倍。

在这种情况下，例如，考虑到来自气动供应源(p1)的压缩空气供应压力为6bar，在每个行程端，振动室中与相对排放口连通的部分的残余压力约为1bar：因此，约5bar的有效压力作用在振动活塞的头部(在振动室中连接到气动动力供应源的部分)，以相对于两个连通开口的截面面积基本相同的现有技术情况，对活塞产生约2.5倍的推力加速度。

通过示例的方式，下面例如从图2a所示的情况开始描述本发明的气动切割装置100的可能的操作循环，在该情况下，气动动力供应源(p1)是有效的，并且振动活塞(10)定位为相对头部(13)与振动室(1)的下行程限位壁(12)接触，即切割刀片(l)位于下切割位置(l1)。

在这种情况下，相对于主体(c)的圆柱形腔(16)的壁，振动活塞(10)的杆(14)定位为使得杆(14)的环形凹入(140)定位在切换室(8)处，以使下环形室(8b)和上环形室(8a)相互连通，从而使主导管(81)与辅助导管(82)连通，而杆(14)的孔(18)位于下排放口(s2)的第二环形排放室(93)处。

因此，气动动力供应源(p1)经由主导管(81)、下环形室(8b)、环形凹入(140)和上环形室(8a)、辅助导管(82)和通道孔(83)与振动室(1)的包括在振动活塞(10)的头部(13)和下壁(12)之间的第一部分(1a)连通，振动室(1)的包括在振动活塞(10)的头部(13)和振动室(1)的上壁(11)之间的第二部分(1b)经由头部(13)的孔(130)、杆(14)的内部导管(17)和杆(14)本身的孔(18)与下排放口(s2)的第二环形排放室(93)连通。

因此，来自气动供应源(p1)的气动流到达振动室(1)的在振动活塞(10)的头部(13)下方的第一部分(1a)，从而将活塞向上推动，这是因为振动室(1)的在振动活塞(10)的头部(13)上方的第二部分(1b)与下排放口(s2)相连。

振动活塞(10)因此被向上推动，同时其活塞杆(14)在圆柱形腔(16)中向上滑动并且切割刀片(l)向上移动。

当振动活塞(10)的头部(13)抵靠振动室(1)的上行程限位壁(11)时(见图2b)，切割刀片(l)到达其上切割位置(l2)，而杆(14)在主体(c)的圆柱形腔(16)中向上滑动确定以下条件：

杆(14)的孔(18)位于切换室(8)的下环形室(8b)处，因此与主导管(81)连通，杆(14)的凹入(140)位于上排放口(s1)的第一环状排放室(91)和切换室(8)的上环形室(8a)处并且因此与辅助导管(82)连通。

在这种情况下，主导管(81)经由杆(14)的孔(18)、杆(14)的内部导管(17)和存在于振动活塞(10)的头部(13)中的孔(130)与振动室(1)的包括在振动活塞(10)的头部(13)和振动室(1)的上壁(11)之间的第二部分(1b)连通，而振动室(1)的在振动活塞(10)的头部(13)下方的第一部分(1a)经由通道孔(83)、辅助导管(82)、切换室(8)的上环形室(8a)和环状凹入(140)与上排放口(s1)的第一环形排放室(91)连通。

因此，来自气动供应源(p1)的气动流动因此到达振动室(1)的位于振动活塞(10)的头部(13)上方的第二部分(1b)，从而将活塞向下推动，这是因为振动室(1)的在振动活塞(10)的头部(13)上方的第一部分(1a)与上排放口(s1)连接：振动活塞(10)因此被向下推动，同时使其杆(14)在圆柱形腔(16)中向下滑动以及切割刀片(l)向下移动，以便返回到图2a中的前述情况，即回到其下切割位置(l1)(图1a)。

只要气动动力供应源(p1)处于有效状态就重复上述循环，从而使切割刀片(l)在其下切割位置(l1)和上切割位置(l2)之间振动。

本发明的气动切割装置的另一有利方面由气动致动系统的特殊结构和构造构成，如前所述，其使得能够通过以下方式切换被致动并被活塞本身确定的活塞振动：根据相对杆相对于圆柱形腔的壁、特别是相对于切换室的下环形室和上环形室以及两个排放口的第一环形室和第二环形室的位置，如以上在本文中详细描述的。