[发明专利]高速切割组件

说明书

发明领域

本发明一般涉及切割刀具及方法，具体是涉及用于条材的切割刀具及方法的领域，所述条材特别是塑料条材，如聚酯，聚乙烯，PET(聚对苯二甲酸乙酯)或PEN(聚萘乙二酯)所制成的条材。

发明背景

塑料材料(如聚酯)制成的薄条材的制造需要针对条材执行不同的操作，如条材的伸展，条材在卷筒上的卷绕等等。还必须在例如一卷定量尺寸的条材卷绕完毕后切割条材。这就产生了多个问题。第一个问题是条材的有效切割。第二个问题涉及到在条材的切割过程中产生的前边缘和后边缘。第三个问题是保护条材即将卷绕在其上的芯子，因为该芯子要使用多次。理想的情况是用于条材特别是塑料条材的完善的切割方法应当提供清楚的和精确的切割，并且应当允许位于条材之后的前边缘很容易地卷起，而不会使条材停止或降低条材的速度，也不会在条材中产生任何折痕或皱折。

当条材卷起时，用于切割这种条材的一种解决办法是使用这样的刀具，刀具移动横截过条材卷绕方向或条材的纵轴，即沿卷筒的轴向移动。这样的切割装置例如描述于美国US-A-4,637567或是欧洲专利EP-A-0606662中。上述第一个文件公开了一种由具有平表面的平刀片形成的刀具，该刀片移动横截过条材的纵向。刀具的平表面接触条材卷绕其上的卷筒的表面，这一接触在切割条材时，避免了条材的任何折痕或皱折。另外为保证条材装配到新卷筒上，条材可在其到达卷筒前先润湿。欧洲专利EP-A-0606662号中公开了一种旋转切割刀具，它沿卷筒的轴向行进。

由于这些刀具沿卷筒的轴向移动，条材的前缘和后缘一般不与条材的纵轴垂直。由于要切割的条材沿其卷绕方向以高达450m/min(7.5m/s)的速度行进，即使刀具以较高的速度移动，条材边缘与条材的纵轴之间的角度通常可以相当大。欧洲专利EP-A-0606662号示例了一种以600m/min的速度移动的刀具，并且条材前缘的角度在40°左右。它导致了在每个卷筒始末处的条材损失，或者更一般地说，在每次条材切割时的条材损失。损失条材的数量可高达几个百分点。由于条材末端的三角形和最终的卷起卷的锥形，它还造成对于后面操作的条材搬运的困难。还有，由于三角形前缘致使在卷筒芯子上的非对称外形，在卷绕卷筒上的条材卷起操作变得更加困难。最后，这些刀具必须以高速移动，并且必须在短距离内加速和减速，因此限制了装置的庞大体积。这就造成了机械方面上的问题。

另一类型的解决办法是使用一种带切割边缘的刀具，该刀具横向延伸过条材，即沿条材卷绕方向往复运动，以便切割条材。美国US-A-5464166号专利中公开了一种旋转切去刀具组件，它具有一个圆筒形的切去卷筒，并沿卷筒的一条生成线带有一刀具，该刀具可从卷筒中伸出或缩回。该装置的操作过程如下：切去卷筒与条材接触，并使刀具缩回在卷筒里，然后当切割条材时，刀具从卷筒中伸出。在上述文件中，建议切去卷筒的线速度比条材的行进速度高，典型地是比条材速度高25％。为了使条材的前缘到达新卷筒芯子，该文件建议在芯子卷筒附近切割条材，同时在芯子卷筒上生成静电充电。为了此目的，建议刀具刃和芯子卷筒间的间隙，在刀具切割条材时保持在约1.5mm。在该文件中建议的上述解决方法，保证了条材横截于卷绕方向进行切割。然而，以高于条材速度的速度加速切去卷筒可能会产生问题，特别对于以高速卷绕的非常薄的条材尤其如此，实际上，在切割条材前，切去卷筒接触条材并以高速旋转。再有当切割条材时，在条材和芯子卷筒间有楔形空气。空气的出现产生折痕或皱折，并使其难于保证条材的前缘平滑和平稳地放置在芯子上。最后，最好避免使用静电充电系统。

美国US-A-4789109号专利中使用了一种由压缩空气箱提供动力的刀片，用于横截于条材卷绕方向切割条材。在该文件中，建议刀片和其空气箱与一推进器装置一起结合使用，用于将完成卷绕的条材旋转出卷绕装置。然而为了切割条材和将卷绕的卷筒从卷绕装置中取出，必须停止条材的卷绕。新芯子卷筒设置有胶带或双面条带，并位于条材前缘的下方。这一装置的严重缺陷在于，它意味着在每次新卷筒开始时停止条材的供应。

还设想过其它类型的切割装置，美国US-A-5335869号专利中公开了一种能进入卷筒的凹槽中的刀片；美国US-A-5285977号专利公开了一种类似的系统，其中一个卷筒的凸起部分伸入在另一个卷筒上的凹槽中。这些系统不能够在卷筒芯子的邻近直接切割条材，并且，为将条材的前缘带到卷筒的芯子，在此处条材的前缘应当被卷绕，设想了繁杂的解决方案。美国US-A-304728号专利中公开了一种往复式刀具，它安装在油压执动器上，在一种布织的卷绕环路里。