[发明专利]切断纤维材料的设备

说明书

本发明涉及一种用于将细长的纤维材料切断成较短的切段纤维的设备。在美国专利4519281号文件中介绍了一种称为“从外向内的切刀”（outside-in    cutter），将纤维束螺旋形地绕在切刀卷筒上，被切成切段纤维。

由多个切断刀片构成的切断区的切割头绕着第一轴线转动，还有纤维束卷绕装置绕着与第一轴线相交的第二轴线转动，以便使纤维束在其切断之前以多层横过卷绕的形式容纳和贮存在切断区内。一对压力滚子，每个滚子跨越切断区的轴向部分，其中一个位于纤维束卷绕装置的内部，这必然使卷绕装置的周边离切割头有相当大的偏移。而且，纤维束越过卷绕装置，然后在该装置的最后端圆周边向内，并以相切的角度的方向绕在切割头上的在先的绕组上。这种偏移增加了在无支持的纤维束的“风阻”（windage）和应力，并且由于整个的体积的增加而需要一个带来各种附加问题的大的卷绕装置。

本发明的目的是提供一种设备，用于将细长的纤维切断，在设备内纤维束的风阻和应力比现有技术相比显著地减小，而被切割纤维束卷绕的精确度显著地提高。

本发明提供了一种设备，它用于将细长的纤维材料切断成较短的材料，该设备包括具有轴向的前，后元件的转动切刀卷筒，这些元件携带多个径向的面向外的切刀，这些切刀在上述卷筒内形成一个切断区，该卷筒的安装是绕着第一轴线转动的;转动的卷绕装置的设置绕着一个与第一轴线相交的第二轴线转动，以便将上述纤维材料连续的卷绕层卷绕在上述切断区内的切刀上，上述卷绕装置包括一个为了在靠近上述卷筒的附近转动而设置的材料导向装置;还有一个压力装置安装在上述切刀的径向外面以便将纤维材料压向上述切刀的刀刃上，其特征在于：所述导向装置的设置与上述卷筒具有尽可能小的径向间隔，而且将上述材料从上述卷绕装置最末端的轴向伸出部分向后朝着上述卷筒进行排放，而且其中所述压力装置是位于上述切断区内的一个单一角度的部位上。

以这样一种设备，可以使纤维束和卷绕器具有最小风阻型和最小应力的模样。本发明的设备制造简单，便于维修，并使经过切刀刀片刀面铺置的纤维束在精度和均匀性方面都有改善。

本发明的设备结构不需要压力滚子，该滚子在美国专利459281号中是设置在卷绕器圆周边内部的。这是通过设置一个导向装置来实现的，该装置可以是以一个钩子的形式携带在卷绕器圆周边最后端，该钩子可以使纤维材料绕着卷绕器圆顶有方向的转变，其位置可以在轴向最大伸出点上。在先有的设备中，导向装置是在卷绕器圆顶内形成的，而使卷绕器圆顶延伸至纤维束转向点的轴向靠后，或者相反该导向装置本身延伸至纤维束转向点轴向靠后。在这种或另一种的形式中其主要压力滚子在切断区内轴向向后地与纤维束分离开一个能够满足转动卷绕器圆顶结构具有一定间隙的一个距离，由此需要一个第二压力滚子以切断在轴向经过切断区的所有纤维束。通过采用本发明的新型导向装置，利用一个其宽度足以切断所有纤维材料的单个压力滚子可以设置在非常接近卷绕器圆顶组件的轴向靠后的边缘处，并且当纤维束通过导向装置引向切断区的轴向最前点时，该压力滚子可以非常接近纤维束。

去掉第二压力滚子在很大程度上对设备的制造和维修带来方便，这是由于去掉了那些曾经为了周期性的更换刀片而需要拆卸下来才能靠近切刀刀片的结构部分。并且由于去掉第二滚子可以使卷绕器圆顶具有更小的直径，由此以减少制造成本，更重要的是在给定的角转速下可以降低卷绕器圆顶的表面线速度。虽然卷绕器圆顶的直径大小并不影响在一给定转速下的切割效率，但是对着圆顶的风阻要消耗驱动功率，而对着纤维束的风阻要导致在导向钩处产生的大的摩擦力，而且当圆顶的直径增加时，作用于圆顶上的所有的各种力都要增加。

为了使本发明更便于理解，下面结合参照附图仅以举例的方式进行描述，其中：

图1是显示按照本发明的设备的一个实施例的切刀卷筒和卷绕器圆顶结合部分的局部剖示图;

图2是图1所示设备的卷绕器的轴向向后边缘的部分的一个轴向示图，用以显示导向钩的一个实施例;

图3是后边缘卷绕器圆顶的一个部分的一个平面示图，用以显示导向钩的位置;

图4是一个部分剖示而部分切掉的一个立体图，用以显示卷绕器圆顶，切刀卷筒和导向钩与纤维束的相对位置关系。