CN100594105C - 设置有空气分配组件的旋转刀具和旋转切割装置 - Google Patents

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Abstract

旋转刀具包括中空的旋转罩套，旋转罩套具有位于其外圆周上的刀具心轴、沿径向穿过罩套延伸的通孔和空气分配机构。空气分配机构包括第一和第二部件。第一部件同轴地固定到心轴上以与之一起旋转。第二空气分配部件布置在所述第一空气分配部件内，其中第一分配部件相对于第二分配部件旋转。第一和第二空气分配部件界定了空气通道，空气通道用于响应第一和第二分配部件之间的相对旋转而使罩套通孔中的所选通孔与气源相连通。

Description

设置有空气分配组件的旋转刀具和旋转切割装置
技术领域
本发明涉及用于具有轴和罩套的旋转切割装置的空气分配组件，其中罩套具有至少一个切割元件。
本发明还涉及设置有这种空气分配组件的旋转切割装置。
背景技术
旋转切割装置中的空气分配此前是已知的并且由实心旋转刀具的圆周表面中形成的径向孔实现。轴向孔使径向孔与真空和/或大气压或过压的气源相连。这种轴向和径向孔的钻设是很耗费时间和昂贵的，特别是因为它们必须制作得具有高精度。
US-A-4,770,078公开了在现有技术的论述中(图1-3)的一件旋转刀具，该旋转刀具在需要维修时可以从框架上移除。为了允许机器在维修期间的使用，必须能够始终接近包括其静止轴的另一个旋转刀具。
为了克服该问题，US-A-4,770,078建议将旋转刀具分为旋转轴和罩套。罩套通过气压连接到旋转轴上。这类旋转刀具的缺点是很难使旋转刀具相对于砧进行分度。另一个缺点是缺少旋转刀具在与驱动侧相对的侧面上的支撑。
发明内容
本发明的目的是向已知旋转刀具提供与真空和/或大气压或过压的简化连接。
这已经通过最初界定种类的空气分配组件实现，该空气分配组件包括适于与所述罩套一起旋转的第一空气分配部件和适于连接到中心轴上的第二空气分配部件。
优选地，所述第一空气分配部件设置有适于与所述罩套的通孔相对应的开口并且其中，所述第二空气分配部件设置有适于至少间歇地与所述第一空气分配部件的开口相对应的开口。因此实现了空气在旋转刀具表面外部的简化分配。
更特别地，所述第一空气分配部件设置有至少一个第一开口和至少一个第二开口，所述至少一个第一开口适于对应于罩套的通孔，这些通孔预期将影响罩套中与切割薄板的残留物或将被切割的薄板有关的区域，并且所述至少一个第二开口适于对应于罩套的通孔，这些通孔预期将影响罩套中与切割的产品或将被切割的产品相关的区域。
或者，仅仅影响包括第一或第二开口的区域。
另外，所述第二空气分配部件设置有至少一个适于至少间歇地对应于所述第一开口的第三开口，所述第三开口与真空源相连。
适当地，所述第二空气分配部件设置有至少一个适于至少间歇地对应于所述第二开口的第四开口，所述第四开口与真空源相连。
或者，所述第二空气分配部件设置有至少一个适于至少间歇地对应于所述第一开口和/或所述第二开口的第三开口，所述第三开口与真空源相连；
第二空气分配部件的径向圆周表面适当地设置有凹槽。
因此就实现了控制气流经过旋转刀具表面上不同通孔的各种可能性。
优选地，所述第二空气分配部件设置有至少一个用于影响罩套中一个区域的第五开口，该区域为罩套中与切割产品和/或切割薄板的残留物有关的区域，所述第五开口与大气压或过压源相连。
适当地，第二空气分配部件的径向圆周表面设置有凹槽，该凹槽用于实现对于罩套中与切割产品和切割薄板残留物有关的区域的影响。
因此就实现了控制气流进入旋转刀具表面上不同通孔的各种可能性。
有利的是，所述第一空气分配部件适于沿径向布置在所述第二空气分配部件的***上。
特别是，所述第一空气分配部件基本上为圆柱形并且所述第二空气分配部件基本上为圆柱形，并且其中，所述第一和第二空气分配部件以相互旋转的关系同轴地布置。
因此，就可以实现空气分配器部件的适当的形状。
优选地，至少一个所述轴是中空的并且与真空源相连，所述第二空气分配部件与所述中空轴相连。
因此就实现了旋转刀具外部上简单而高效的空气分配。
这已经由最初界定种类的旋转刀具和旋转切割装置实现，其中，轴适于刚性地安装在框架部件中，并且其中，罩套相对于轴可旋转地布置。因此，可以使罩套相对于轴的分度更容易，因为罩套可以相对于静止轴旋转。另外，仅仅需要对罩套执行维修，即轴可以与另一个罩套一起使用，这样当在磨损的罩套上执行维修时可以继续生产。
优选地，罩套适于连接到用于使罩套旋转运动的动力源上。
优选地，轴承配设在罩套和轴之间。
因此，可以实现静止轴和罩套之间受控的位置和旋转关系。
适当地，配设动力传输装置来向所述罩套传递旋转运动。
有利的是，罩套具有轴向长度和相对的轴端，其中，所述罩套使于由该轴支撑并且在所述罩套的端部之一附近连接到动力源上，并且其中，所述罩套用于由轴在相对端附近支撑。
或者，所述轴分为第一和第二轴元件，罩套具有轴向长度和相对的轴端，其中，所述罩套适于由第一轴元件支撑并且在所述罩套的端部之一附近连接到动力源上，并且其中，所述罩套适于由第二轴元件在相对端附近支撑。
有利的是，旋转切割装置的框架部件还包括用于所述轴的紧固装置和用于所述罩套的动力传输连接装置。
附图说明
在下文中，将通过参见附图更详细地描述本发明，其中
图1显示了包括砧和依照本发明的第一实施例的旋转刀具的横截面的旋转切割装置；
图2是旋转刀具的第二实施例的剖面图；
图3是旋转刀具的第三实施例的剖面图；
图4A和4B是设置有空气分配组件的第一实施例的分解图和轴向剖面图；
图5A和5B是设置有第一和第二空气分配部件的如图4B中所示空气分配组件的部分剖面图；
图5C第二空气分配部件的透视图；
图6A和6B是可选空气分配组件的部分剖面图；并且
图7A至7C显示了在不同角位的空气分配部件和罩套。
具体实施方式
图1显示了旋转切割装置2，它包括旋转刀具4和砧辊6。旋转刀具4包括分开的静止(固定)轴8，轴8包括轴向间隔的轴元件8a、8b，每个轴元件均通过螺钉12刚性地连接到各个框架部件10上。驱动轴14与未显示的动力源相连以经由中间传递元件18向形式为罩套16的工具传递旋转运动。旋转运动进一步传递到旋转支撑件18b上。圆柱形轴承19分别配设在轴元件8a、8b和中间传递元件18a、18b之间，用于使罩套16相对于轴元件8a、8b定心。框架部件10通过适当的未显示的紧固装置固定到框架的其余部分上。罩套16设置有至少一个切割元件17(参见图4A)，切割元件17是环形的，从而能够从薄板上切割产品。
在拆除过程中，框架部件10从框架的其余部分上拆除下来，这样包括传递元件18a、18b的静止轴元件8a、8b就可以从罩套16中移出。罩套16可以拿走并且因此可以执行维修。安装另一个罩套16来代替原来的罩套，并且旋转切割装置就可以使用而不会有长的停机。
当然，可能分别拿走静止轴元件8a和8b中的一个而非两个就足够了。
图2显示了旋转切割装置2′和旋转刀具4′的第二实施例。剖面图中省略了切割元件17′，但该元件当然存在(参见图4)。静止轴8′在这种情形下是单个部件并且在罩套16的任一侧上通过螺钉12′连接到框架10上。驱动轴14′的旋转运动经由齿轮系20a′、20b′、20c′、20d′传递到罩套16′上。应当指出，部件20b′、20c′、20d′可以制造为两个零件或单个零件。定心是通过圆柱形轴承19′实现的。
在拆除过程中，图2右部中的框架部件10从框架的其余部分上拆除(即左框架部件保持固定)。罩套16′因此可以从轴8′上拉开。
图3显示了旋转切割装置2″和旋转刀具4″的第三实施例。同样在这种情形下，剖面图中已经省略了切割元件。驱动轴14″经由联结元件22″直接向罩套16″传递旋转运动。静止轴8″被分成两个轴元件8a″、8b″，轴元件8a″、8b″在罩套16″的任一侧上连接到框架部件10上。罩套16″通过圆锥轴承24″而相对于轴元件8a″、8b″和驱动轴14″定心。
为了维护的目的，轴元件8b″从框架部件10上拆下，然后罩套16″从轴元件8a″中释放。
罩套16、16′、16″可以由多相材料例如钢、硬质合金或金属陶瓷(由金属结合的硬相)制成。
图4A显示了与第一实施例(参见图1)类似的旋转切割装置2″′和旋转刀具4″′，所以将在图4A中使用与图1中指示相同元件的相同参考数字。图1和图4A的实施例之间的主要区别在于，图4A中，旋转刀具4″′设置有空气分配组件30，空气分配组件30包括第一空气分配部件32、第二空气分配部件34、空气连接件36以及所述轴元件8b″′，轴元件8b″′现在是中空的，用于相互连接第二空气分配部件34和所述空气连接件36。空气连接件36连接至气源的一段即真空压力源上(参见图4A)。
第一和第二空气分配部件32、34可以由聚合物、金属、硬金属或陶瓷制成。然而，部件32和34并不必由相同的材料制成。
如上文所述，圆柱轴承19分别配设在轴元件8a、8b″′和中间传递元件18a、18b之间，用于使罩套16相对于轴元件8a、8b″′定心。
罩套16通过压配合、紧固装置或粘合连接到第一空气分配部件32上，而第二空气分配部件34优选通过紧固装置连接到连接件36轴元件8b″′。因此，在操作过程中，第一空气分配件32与罩套16一起旋转，而第二空气分配件34静止。
罩套16在切割元件17外部设置有第一通孔40并且在切割元件17内部设置有第二通孔42。下面将进一步说明这样设置的理由。
图4B显示了组装的旋转刀具4″′，其中罩套16和第一和第二分配部件32、34同轴地布置。第一分配部件中的第一和第二开口44和46配设用于连接至罩套16的各个通孔40、42(参见图4A)。第一和第二分配部件32、34是中空的并且形状基本上为圆柱形。在操作过程中，第二分配部件34界定了同轴管腔47，同轴管腔47连接到空气连接件36的内部，空气连接件36又连接到真空压力源上。
连接器49a连接至气源的另一段即压力源，压力源至少处于大气压下，即处于大气压或过压下。孔49b使连接器49a与第二空气分配部件的基本上径向的孔49c相连。
在图5A中，第一分配部件32的一部分已经被切掉并且显示了第一和第二空气分配部件32、34的相对位置，以及第一开口44如何连接到第二分配部件34的第三开口48上。第三开口48又连接到管腔47。
在图5B中，第一分配部件32的另一部分被切掉并且显示了第二开口46如何连接到第二分配部件34的第四开口50上。第四开口50又连接到管腔47。
另外，沿着旋转方向，在第四开口50之后，在第二分配部件34中配设了凹槽52。其纵向部分52a连接到第二开口46上，而圆周部分52b沿第二空气分配部件34的圆周方向延伸。
如图5c中所示，凹槽52的圆周部分52b延伸到另一个纵向部分52c并且延伸到基本上径向的孔49c，孔49c又经由孔49b连接到连接器49a上(参见图4B)。
第二开口46的尺寸基本上恒定以便配合第四开口50的尺寸。然而，为了适合将被切割的产品的形式，即刀元件17的形状，在第一分配部件32的表面中配置轴向凹槽54。
按照相同的方式，第一开口44的尺寸基本上为恒定的以便适合第三开口48的尺寸，并且为了适合薄板残留物的形式，即在这种情形下同样为刀元件17的形状，在第一分配部件32的表面中布置轴向凹槽56。
在图6A中，提供了第二分配部件34的可选实施例，依照该实施例，第三和第四开口48、50通过纵向凹槽60相互连接。
在图6B中，凹槽60是径向开口，即它径向伸出通过部件34，因此开口48、50、60形成一个开口。
图7A-7C显示了不同相对位置中空气分配部件32、34的开口如何对应于罩套16的通孔。
因此，在图7A中，虚线A和B表示第一和第二空气分配部件32、34的不同圆周位置和第一和第二空气分配部件的预定角位置的罩套16。
在刀元件17外部的通孔40经由第一开口44沿着线A连接到第三开口48上。类似地，沿着线B并且在刀元件17内部的通孔42经由第二开口46连接到第四开口50上。
因此，通孔40和通孔42将受到真空的作用。
在图7B中显示了沿着线C的通孔42连接到凹槽52上，而沿着线D的通孔40连接到第三开口48上。
因此，通孔40将仍然处于真空下，而通孔42将处于大气压或过压下。
然而，在线E上，沿着线E的通孔40也会处于大气压或过压下。
应当指出，沿着线F的开口46闭合，即它们不会面向第二空气分配元件34中的开口或凹槽。
在图7C中显示了沿着线G的开口44以及开口46闭合。
因此，在薄板例如薄板条(web)、纸板或金属箔的切割过程中，由于分配到预定通孔40和42上的真空(参见图7A中的线A和B)，刀元件在砧辊6(参见图1)上切割时，整个薄板将粘附到刀元件17的外部和内部的表面上。
在切割产品之后，罩套16和第一空气分配部件32已经旋转脱离与砧辊6的接触，并且旋转到第二空气分配部件34的另一个位置(参见图7B中的线C)。产品会由于分配到相同预定通孔42上的大气压或过压而从罩套16上松开，而剩余的薄板会由于分配到相同的预定通孔40上的真空而粘附到罩套16上。微小的进一步旋转将导致开口46闭合(参见图7B中的线F)。
罩套16和第一空气分配部件32相对于砧辊6和第二空气分配部件34的进一步旋转也将导致薄板的其余部分从罩套16上松开，因为相同的预定通孔40随后会处于大气压或过压下(参见图7B中的线E)。
微小的进一步旋转将导致开口46闭合，然后导致开口44闭合(参见图7C中的线G)。
通过对图2中所示旋转刀具的小的改进，还可以在该实施例中使用空气分配部件32、34。

Claims (19)

1.一种用于旋转切割装置的旋转刀具，包括：
中空旋转罩套，具有位于其圆柱形外圆周上的至少一个切割元件和大致沿径向穿过所述罩套延伸的通孔；和
空气分配机构，包括：
第一空气分配部件，同轴地固定到心轴上以与之一起旋转，和
布置在所述第一空气分配部件内部的第二空气分配部件，其中第一分配部件相对于第二分配部件能旋转，
其中第一和第二空气分配部件界定了空气通道，所述空气通道用于响应第一和第二分配部件之间的相对旋转而使罩套通孔中的所选通孔与气源相连通。
2.如权利要求1所述的旋转刀具，其中所述第一分配部件包括布置成与所述通孔连通的开口，第二分配部件包括布置成至少间歇地与该第一分配部件的所述开口连通的开口。
3.如权利要求2所述的旋转刀具，其中所述切割元件为环形并且适于从薄板上切割产品，所述通孔中的多个第一通孔布置在切割元件的外部，所述通孔中的多个第二通孔布置在切割元件的内部，其中，第一分配部件包括布置成与所述多个第一通孔连通的至少一个第一开口以及布置成与所述多个第二通孔连通的至少一个第二开口。
4.如权利要求3所述的旋转刀具，其中所述气源包括真空压力源，第二分配部件包括布置成至少间歇地使所述至少一个第一开口与该真空压力源连通的开口结构。
5.如权利要求3所述的旋转刀具，其中所述第二分配部件包括布置成至少间歇地使至少一个第一开口和至少一个第二开口与该真空压力源连通的开口结构。
6.如权利要求5所述的旋转刀具，其中所述开口结构包括多个轴向间隔的开口，并且该开口布置成与轴向间隔的第一开口连通，以及轴向布置在所述轴向间隔并布置成与第一开口连通的开口之间以与所述至少一个第二开口连通的分开的开口。
7.如权利要求5所述的旋转刀具，其中所述开口结构包括多个轴向间隔并且布置成与轴向间隔的第一开口连通的开口，以及沿着第二分配部件的外圆周大致轴向延伸并且连接到至少一个所述轴向间隔并布置成与第一开口连通的开口上的凹槽，所述凹槽布置成与至少一个所述第二开口连通。
8.如权利要求5所述的旋转刀具，其中所述气源还包括至少为大气压的气源；第二分配部件还包括另一个开口结构，所述另一个开口结构布置成至少间歇地使至少一个第一开口与至少为大气压的气源连通。
9.如权利要求5所述的旋转刀具，其中所述第二分配部件还包括布置成至少间歇地使至少一个第一开口和至少一个第二开口与至少为大气压的气源连通的开口结构。
10.如权利要求8所述的旋转刀具，其中所述另一个开口结构包括轴向间隔并且布置成与轴向间隔的第一开口连通的多个开口，以及沿着第二分配部件的外圆周大致轴向延伸并且连接到至少一个所述轴向间隔并布置成与第一开口连通的开口上的凹槽，所述凹槽布置成与至少一个所述第二开口连通。
11.如权利要求3所述的旋转刀具组件，其中所述气源包括真空压力源，所述第二分配部件包括开口结构，所述开口结构布置成：
在第一分配部件的每一转的一部分中，使至少一个第一开口和至少一个第二开口与真空压力源连通，以及
在第一分配部件的每一转的另一个部分中，使至少一个第一开口与真空压力源连通，而至少一个第二开口与真空压力源隔离。
12.如权利要求3所述的旋转刀具组件，其中所述气源包括真空压力源和至少为大气压的气源，所述第二分配部件包括开口结构，所述开口结构布置成：
在第一分配部件的每一转的一部分中，使至少一个第一开口和至少一个第二开口同时与真空压力源连通，
在该转的另一个部分中，使至少一个第一开口与真空压力源连通并且使至少一个第二开口与至少为大气压的气源连通，或者
在该转的另一个部分中，使至少一个第一开口和至少一个第二开口同时与至少为大气压的气源连通。
13.如权利要求1所述的旋转刀具，其中所述第一和第二分配部件为圆柱形，所述第二分配部件为固定的并且同轴地布置在第一分配部件内。
14.如权利要求13所述的旋转刀具，还包括一对轴向间隔的固定轴部分，所述轴部分中的一个轴部分为中空的并且与气源的负压源连通，且第二分配部件安装到所述一个轴部分上。
15.如权利要求1所述的旋转刀具，还包括可操作地连接到罩套上以旋转心轴的旋转驱动机构。
16.如权利要求1所述的旋转刀具，还包括固定轴结构，所述罩套和第一和第二分配部件安装在所述固定轴结构上，并且轴承布置在罩套和轴结构之间。
17.如权利要求16所述的旋转刀具，还包括可操作地连接到罩套上以旋转罩套的旋转驱动机构。
18.如权利要求1所述的旋转刀具，还包括第一和第二轴向间隔的轴部分和旋转驱动机构，所述第一和第二轴向间隔的轴部分布置在罩套的相对的各个轴端中以支撑心轴，并且所述旋转驱动机构可操作地连接到罩套的一个轴端以旋转罩套。
19.一种旋转切割装置，包括：
旋转砧；和
旋转刀具，与所述砧相对布置并且包括中空的旋转罩套，所述旋转罩套具有位于其圆柱形外圆周上的至少一个切割元件和大致沿径向穿过所述罩套延伸的通孔；和空气分配机构，包括：
第一空气分配部件，同轴地固定到心轴上以与之一起旋转，和
布置在所述第一空气分配部件内的第二空气分配部件，其中第一分配部件相对于第二分配部件旋转，
其中第一和第二空气分配部件界定了空气通道，所述空气通道用于响应第一和第二分配部件之间的相对旋转而使罩套通孔中的所选通孔与气源相连通。
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