CN101213056A - 旋转切割刀具 - Google Patents

Abstract

一种旋转切割刀具，包括：具有旋转轴线、一对侧面和柱形表面的旋转模辊；以及围绕模辊的柱形表面定位并且在第一位置处牢固地联结到模辊的模板；在第二位置处以可操作方式将模板连接到模辊，并且能够相对于模辊在后退位置和延伸位置之间滑动的可调整滑块组件。可调整滑块组件能够沿着围绕模辊旋转轴线的第一方向或者平行于模辊旋转轴线的第二方向滑动。可调整滑块组件的调整对模板相对于模辊的位置进行调整。该模辊可以形成为单件式组件或者第一部件与联结到第一部件的杆。该杆可加工成与第一部件相结合形成柱形表面。

Description

旋转切割刀具

技术领域

本发明涉及对旋转切割刀具的改进，并且更具体地涉及对模板在旋转切割刀具上的位置控制的改进。

背景技术

旋转切割刀具用于切割薄质材料如，例如纸张、纸板、卡纸板、塑料薄膜、金属薄片、薄板金属等。通常，纸板或者其它薄质材料流被供给到一对旋转模辊之间。薄质材料能够被接收于大型辊子之上并且然后供给到旋转模具之间。模辊具有当薄质材料流经模辊之间时切割薄质材料的切割表面，允许大量生产切割坯体。旋转切割刀具包括整体旋转模具，在此处使得切割表面成为模辊的一部分，以及柔性旋转模具，在此处模板缠绕模辊。

重要的是，柔性模具的模板被适当地附接到模辊并且相对于模辊以及相对于彼此对准。考虑到与大量生产相关的模辊的旋转速度，这是特别重要的。用于附接和对准模板的已知技术包括由磁性材料形成模板和模辊从而它们磁性地相互吸引。然而，这种设计大大增加了模辊的成本。

授予本申请的受让人的美国专利申请10/730,580公开了一种旋转切割刀具的非常有利的设计，其中使用偏心装置对模板进行位置调整。非常期望提供一种具有用于偏心位置调整的改进的保持和调整机构的旋转刀具。

发明内容

根据第一方面，一种旋转切割刀具包括：具有旋转轴线、一对侧面和柱形表面的旋转模辊(rotary die cylinder)；围绕模辊的柱形表面定位并且在第一位置处刚性地联结到模辊的模板；以及在第二位置处以可操作方式将模板连接到模辊，并且能够相对于模辊在后退位置和延伸位置之间滑动的可调整滑块组件。可调整滑块组件能够沿着围绕模辊的旋转轴线的第一方向或者平行于模辊旋转轴线的第二方向滑动。可调整滑块组件的调整对模板相对于模辊的位置进行调整。模辊可以形成为单件式组件或者形成为第一部件以及联结到第一部件的杆。该杆可被加工成与第一部件一起形成柱形表面。

从前面的公开内容以及下面对各个优选实施例的更加详细的描述，本领域技术人员可以清楚本发明在旋转切割刀具技术中提供显著的进步。在这方面特别显著的是，本发明能够提供高质量的、低成本的旋转切割刀具。根据在下面提供的详细描述，可以更好地理解各个优选实施例的其它特征和优点。

附图说明

图1是根据优选实施例的旋转切割刀具的透视图，示出相对于彼此转位的模板。

图2是根据图1的优选实施例的一个模辊的单独透视图。

图3是一个模辊的透视图，示出被部分地展开的模板。

图4是关注于一个可调整滑块的单独透视图。

图5是从下侧示出的可调整滑块的分解透视图。

图6是通过图4中的线6-6截取的可调整滑块组件的横截面、下侧视图，并且示出外部偏心装置响应于偏心装置固定螺丝的调整的运动范围。

图7是沿着图4中的线7-7截取的横截面视图，示出可调整滑块如何被可滑动地固定到模辊。

图8是示出处理成平坦表面的一对模板的示意图，每一个模板彼此偏移以允许用于厚模板角部的空间并且考虑到在由切割表面限定的切割坯体形状中的偏移。

图9是根据另一个优选实施例的模辊的透视图，其中单独狭槽被加工到模辊中并且调整和联结元件被安装在杆上。

图10是在杆和模辊的顶表面已被磨削成具有均匀外径之后的图8的模辊的视图。

应该理解，附图未必按照比例，提供对体现本发明基本原理的各个优选特征的稍微简化的示意。如在这里公开的包括例如偏心装置的特殊尺寸的旋转切割刀具的特殊设计特征将部分地由具体的预期应用和使用环境而加以确定。所示意实施例的特定特征相对于其它特征被放大或者扭曲以便于清楚的理解。特别是，例如，为了示意清晰起见，薄的特征可被加厚。对于方向和位置的所有引用，除非另外示意，指的是示意于附图中的方位。

具体实施方式

对于本领域技术人员而言，即对于在本技术领域具有一定知识或者经历的人员而言，显然的是，对于在这里公开的旋转切割刀具，很多用途和设计方面的改变是可能的。在下面参考适用于工业应用的旋转切割刀具，对各种可替代的和优选特征与实施例的详细讨论示意出本发明的基本原理，所述工业应用中对平坦纸张状材料进行切割。得益于本公开内容，适用于其它应用的其它实施例对于本领域技术人员而言是明显的。

现在参考附图，在图1中示出根据优选实施例的旋转切割刀具10。旋转模辊14、16每一个均具有旋转轴线97并且被安装在支架12上从而模辊14、16相互紧邻。相应的模板18、20缠绕在每一个模辊上。每一个模板具有从基础表面96升高并且比它更厚的切割刀刃26、27。当薄质材料被供给到模板之间时，刀刃随着模辊旋转，切割薄质材料，并且然后将薄质材料从切割区域移除。在特定的优选实施例中，一个模板可以具有切割刀刃26并且另一个模板可具有与刀刃相配合以将薄质材料切割成切割坯体的对向元件27。

每一个模板是基本矩形的部件，通常为柔性金属。顶部模板18缠绕模辊14的柱形表面19(示于图2)，并且底部模板20缠绕模辊16的相应的柱形表面。每一个模板在基本邻近每一个模板的四个角部29的四个位置处安装到其相应的模辊上。优选地，模板的四个角部29通过具有比周围基础表面96更大的厚度而被加强，如图1所示。一旦缠绕到模辊上，则一对模板角部29基本邻近于彼此进行定位。模板18、20可以优选地彼此偏移以当其旋转时允许形成用于更厚角部的空间。在示于图1的优选实施例中，偏移量为180度。即，角部定位成彼此分开180度从而当它们围绕其相应模辊旋转时，模板18的模具角部并不接触第二模板20的模具角部。

在这些安装位置的一个或多个处，模板18、20相对于相应的模辊14、16的位置是可调整的。在示于附图中的优选实施例中，模板设有四个开口22，在每一个角部处有一个开口。紧固器例如销24或者固定螺丝25延伸到这些开口的每一个中，以便将模板固定到模辊。开口22中的两个接收在开口66处联结到模辊的销24(示于图2)，提供固定安装和基准位置。另外两个开口22允许固定螺丝25延伸到可调整滑块组件中，允许如在下面更加详细讨论的可调整的安装位置。用于一些紧固器的可调整安装位置是非常期望的，因为它们便于在不具有褶皱或者不规则表面的模辊上定位模板，并且允许将模板相对于彼此准确对准。受益于本公开内容，紧固器、固定安装位置和可调整安装位置的其它组合对于本领域技术人员而言是明显的。

图2示出具有柱形表面19的模辊14的第一优选实施例，该柱形表面围绕旋转轴线97具有恒定半径。两个侧面17基本垂直于旋转轴线以及柱形表面从柱形表面19的任一端延伸(在图2透视图中仅仅一个侧面可视)。一对凹座64设于模辊14的柱形表面中，并且在悬体84下面具有底切86从而形成尺寸以适于接收如下更加详细地讨论的可调整滑块组件。第一开口39和第二开口34定位在每一个侧面17上，并且连接到相应凹座64。在特定优选实施例中，开口39和34可以形成为单独开口。在模辊14的柱形表面19上的开口66形成尺寸以适于接收用于将模板固定到模辊的销。示出可选的细长凹部62，它基本平行于旋转轴线97延伸。磁体60可被置于细长凹部62中(见图3)。磁体可被用于暂时地保持模板18直至通过可调整滑块组件的运动设定最终模板位置。可以设置支承表面75，该表面围绕旋转轴线径向延伸成稍微超过柱形表面。该支承表面能够接合在邻近模辊上的支承表面并且由此用于保护模板的切割表面。

图3示出模板18，其中切割表面被移除，仅留下模具角部29和基础表面96。模板部分地绕模辊14展开，展现出一对可调整滑块组件，每一个组件位于凹座64中。每一个可调整滑块组件优选地包括可调整滑块30、第一偏心装置40、第二偏心装置50以及如下更加详细描述的各种其它元件。可调整滑块远离模板的切割表面联结到模板。更具体地，如图所示，可调整滑块定位在模板的下侧上，该侧与模板的具有切割表面的那一侧相对。在示于附图中的实施例中，一对固定销固定模板并且一对固定螺丝被联结到能够沿着Y轴线滑动的一对可调整滑块组件。可替代地，如果需要，则固定销中的一个可被能够沿着X轴线滑动的可调整滑块组件替代。

图4是可调整滑块组件中的一个的近视图。优选地，在凹座中，模板被可调整地保持到模辊。如在这里使用的“可调整地保持”指的是一个部件相对于另一个部件的运动被被部分地限制。例如，可调整滑块30能够相对于模辊围绕模辊的旋转轴线(沿着标于图4中的Y轴)自由地前后滑动。然而，可调整滑块被保持从而它被保持在凹座中，并且不能沿着Z轴离开凹座。以类似的方式，外部偏心装置40被可调整地保持到滑块30，并且内部偏心装置50被可调整地保持到外部偏心装置40。

在可调整滑块30被插入凹座中并且留下用于沿着Y轴进行调整的间隙55以及沿着X轴的间隙57的意义上，凹座64优选地具有大型尺寸。滑块、第一偏心装置和第二偏心装置表面130、140、150分别优选地与柱形表面19齐平。即这些表面可以被加工成具有与模辊14的柱形表面19相同的半径。偏心装置调整螺丝38延伸通过侧壁上的第一开口39以促使外部偏心装置40相对于可调整滑块旋转。楔形体调整螺丝32延伸通过第二开口34并且接合楔形体70以沿着Y轴压迫可调整滑块。第一开口39和第二开口34可以替代地形成为单独开口。

夹具80(可利用螺丝82调整)充满间隙57，将滑块30压向凹座64的一个壁。图7示出在调整之后可调整滑块30被保持于凹座中。滑块30具有突出到凹座的底切86中的抓爪65。悬体84防止滑块沿着Y轴错位。然而，当夹具被打开时，滑块能够沿着Y轴在延伸位置和后退位置之间滑动，同时仍然被悬体84保持。

图5是从如在图4中观察的下侧看到的可调整滑块组件的分解透视图。图6也示出从下侧但是沿着图4中的线6-6看到的可调整滑块组件。楔形体70和夹具80相配合以固定可调整滑块30的位置。外部偏心装置坐落在可调整滑块中的空腔中。偏心装置接合螺丝38具有接合外部偏心装置40上的翼片36的圆端81。外部偏心装置还设有接合可调整滑块的顶壁33的肩台43。类似地，较小偏心装置50上的肩台53接合较大偏心装置40中的沉孔63。偏心装置50中的开口67以及模板中的开口22接收螺丝25。模板18被保持在螺丝25和滑块30之间从而通过可调整滑块组件的调整而调整模板。可选地，可以设置安装在滑块上的复位弹簧88和/或硬止挡件89。该止挡件是用于大偏心装置的硬止挡件，并且复位弹簧提供朝向外部偏心装置的偏压力以便利于偏心移动。

图6示出从下侧观察偏心装置情况下，在可调整滑块已被夹紧到固定位置中后偏心装置的运动范围。在示于附图中的优选实施例中，大的偏心装置从完全释放位置在大约60-70度的行进范围上围绕第一轴线91旋转。内部偏心装置50围绕由大的偏心装置中的开口限定为从第一轴线偏移的第二轴线92旋转。因此，大的偏心装置40的旋转相对于第一轴线91围绕弓形向量(arcuate vector)移动第二轴线92。紧固器25(其联结到模板)定位在内部偏心装置50中的开口中从而能够围绕从第一轴线91和第二轴线92偏移的第三轴线93移动。第三轴线93能够围绕另一个弓形向量相对于第二轴线旋转。因为模板随着第三轴线行进，因此偏心装置的这种组合有利地允许对模板进行精细位置调整。即，由于偏心装置的调整，模板的调整范围是两个弓形向量的合成。使用偏心装置以产生这种良好的位置调整有利地消除了将磁体材料结合于模辊、模板或者这两者中的要求。而且，使用这种偏心装置提供一系列的位置以容忍接收偏心装置的可调整滑块中的位置误差以及模板定位孔22中的位置误差。

模板到模辊的联结能够以下述方式完成。首先，模板18利用开口66处的一个或多个固定的安装销24联结到模辊14。如上所述，内部偏心装置调整地被外部偏心装置保持，并且外部偏心装置可调整地被可调整滑块保持，并且可调整滑块可调整地被与抓爪65相配合的悬体84保持。可调整滑块30被插入凹座64中并且后退到其完全后退位置。夹具80是松弛的。外部偏心装置40旋转到在图6中以实线示出的完全释放位置。紧固器25然后被联结到内部偏心装置，将模板夹在紧固器和可调整滑块30之间。模板18现在被联结到可调整滑块30，但是滑块能够沿着Y轴和X轴被调整。楔形体固定螺丝32的旋转朝着可调整滑块移动楔形体70，将可调整滑块压迫到向前的位置。该向前的位置由可调整滑块和模辊14之间的间隙55的大小限制。可调整滑块30到向前位置的运动用于围绕模辊紧固模板。在所用的每一个可调整滑块处重复这个步骤。

下面，接合外部偏心装置翼片36的固定螺丝38旋转，促使外部偏心装置旋转离开释放位置。偏心装置40、50相互配合不仅用于提供模板的调整范围，而且还保持一旦模板被设定于理想位置时其中的张力。一旦偏心装置的所需位置得以实现，考虑到所有的各种公差和微小的错位，夹具80通常接合外部扳手旋转螺丝82，占据凹座64中的间隙57，并且锁定滑块30从而它不再能够相对于模辊移动。

当缠绕模辊时，模板角部29基本沿着平行于相应模辊的旋转轴线的直线定位，如图1所示。图8示出从其相应模辊展开的但是仍然相对于彼此保持和适当位置的模板18和20。根据一个非常有利的特征，模板的多个角部29相互偏移从而当模辊旋转时较厚的角部并不接触。即第一模板在第一位置或者表面处接触被切割的薄质材料，第二模板在与第一位置直接相对的第二位置或者表面处接触薄质材料，并且模板的这些表面相互配合以切割薄质材料。当第一模板的四个角部处于第一位置时，第二模板的四个角部从第二位置偏移。在示于图中的优选实施例中，模板以180度偏移，并且用于切割坯体的切割表面26、27的图案彼此偏移以补偿在模辊上的偏移定位。每一个模具角部和紧固器与相对模板上的凸出区域相对地定位。而且，因为用于切割坯体的切割表面的模板图案是相同的，因此能够使用偏移以将每一个模板图案的分隔线设置成与不存在分隔线的区域相对以在生产的部件上产生更加清楚的并且相对连续的切割和摺痕效果。

图9-10示出另一个优选实施例，其中模辊114形成为两部件式构造，即第一部件72和具有顶表面21的杆74。模辊的第一部件72具有加工到其中的、优选地具有正方形侧面和正方形底部的狭槽76。柱形表面19通常并不延伸到顶表面21。根据本发明的一个非常有利的特征，用于模板的所有的调整和联结元件可以被加工并且联结到杆74。而且，杆74形成尺寸以适应很多种模辊尺寸，并且然后顶表面21可被磨削至模辊114的第一部件72从而顶表面具有与柱形表面19相同的半径(围绕轴线97)。因此，在第一部件72和杆74上设置了恒定的直径，如图10所示。

从前面的公开以及对特定优选实施例的详细描述，显然的是，各种改进、添加和其它可替代实施例是可能的，而不背离本发明的真正范围和精神。所讨论的实施例被选择和描述以提供对本发明原理及其实际应用的最好的示意从而由此使得本领域普通技术人员能够以各种实施例并且利用适于预期的具体应用的各种改进而使用本发明。当根据它们合理地、合法地并且公正地享有的保护范围进行解释时，所有的这种改进和变型均处于由所附权利要求确定的本发明的范围内。

Claims (30)

1.一种旋转切割刀具，以组合方式包括：

旋转模辊，具有旋转轴线、一对侧面和柱形表面；

模板，围绕所述模辊的所述柱形表面定位并且在第一位置处牢固地联结到所述模辊；

至少一个可调整滑块组件，在第二位置处可操作地将所述模板连接到所述模辊，并且能够相对于所述模辊在后退位置和延伸位置之间滑动；

其中所述可调整滑块组件能够沿着围绕所述模辊的所述旋转轴线的第一方向和平行于所述模辊的所述旋转轴线的第二方向中的一个滑动；

其中对所述至少一个可调整滑块组件的调整对所述模板相对于所述模辊的位置进行调整。

2.根据权利要求1的旋转切割刀具，其中所述至少一个可调整滑块组件包括可调整地保持到所述模辊的可调整滑块。

3.根据权利要求2的旋转切割刀具，其中所述可调整滑块定位在所述模辊中的凹座中并且具有抓爪，并且所述模辊具有限定在所述凹座中形成、可滑动地接收所述抓爪的底切的悬体。

4.根据权利要求3的旋转切割刀具，还包括能够在夹紧位置和打开位置之间移动并且位于邻近所述可调整滑块的所述凹座中的夹具，其中所述夹具在所述夹紧位置中与所述悬体相配合以抵制所述可调整滑块的运动。

5.根据权利要求2的旋转切割刀具，其中所述可调整滑块组件还包括通过所述可调整滑块可调整地保持，并且能够围绕第一轴线相对于所述可调整滑块旋转的第一偏心装置。

6.根据权利要求5的旋转切割刀具，其中所述可调整滑块具有顶部并且所述第一偏心装置具有抵制所述第一偏心装置沿着远离所述模辊的所述旋转轴线的方向运动的肩台。

7.根据权利要求5的旋转切割刀具，还包括能够围绕从所述第一轴线偏移的第二轴线相对于所述可调整滑块旋转的第二偏心装置。

8.根据权利要求7的旋转切割刀具，还包括沿着从所述第一轴线和所述第二轴线偏移的第三轴线安装在所述第二偏心装置上的紧固器，其中所述可调整模板可调整地保持在所述可调整滑块和所述紧固器之间。

9.根据权利要求7的旋转切割刀具，其中所述第二偏心装置具有接合所述第一偏心装置以抵制所述第二偏心装置沿着远离所述模辊的所述旋转轴线的方向运动的肩台。

10.根据权利要求2的旋转切割刀具，还包括能够相对于所述可调整滑块旋转的第一偏心装置，其中所述可调整模板可操作地连接到所述第一偏心装置从而所述第一偏心装置的旋转调整所述模板的位置；以及

接合所述第一偏心装置的螺丝，其中所述螺丝的旋转促使所述第一偏心装置旋转。

11.根据权利要求10的旋转切割刀具，其中所述螺丝接合所述第一偏心装置上的翼片。

12.根据权利要求10的旋转切割刀具，其中所述可调整滑块定位在所述模辊中的凹座中，并且在所述模辊连接到所述凹座的一侧中还包括第一开口，其中所述螺丝定位在所述第一开口中。

13.根据权利要求2的旋转切割刀具，还包括紧靠所述可调整滑块的楔形体，其中所述楔形体的运动促使所述可调整滑块组件在所述后退位置和所述延伸位置之间移动。

14.根据权利要求13的旋转切割刀具，其中所述可调整滑块定位在所述模辊中的凹座中，并且还包括延伸穿过位于所述模辊连接到所述凹座的一侧中的第二开口的楔形体调整螺丝。

15.根据权利要求1的旋转切割刀具，还包括第二模辊和缠绕所述第二模辊的第二模板，其中两个模辊都安装在支架上，并且所述第二模板与所述第一模板相配合以切割插入所述模板之间的薄质材料。

16.根据权利要求15的旋转切割刀具，其中所述第一模板和所述第二模板每一个均具有四个角部，所述第一模板在第一位置处接触所述薄质材料，所述第二模板在第二位置处接触所述薄质材料，并且当所述第一模板的所述四个角部处于所述第一位置时，所述第二模板的所述四个角部从所述第二位置偏移。

17.根据权利要求1的旋转切割刀具，其中所述模辊具有位于所述模辊的所述柱形表面上并且平行于所述旋转轴线的细长凹部，其中所述细长凹部适于接收磁体。

18.根据权利要求17的旋转切割刀具，还包括接收于所述模辊中的所述细长凹部中的磁体，其中所述模板的角部基本沿着平行于所述旋转轴线的直线定位，并且所述磁体基本邻近由所述模板的所述角部限定的所述直线定位在所述模板的下面。

19.根据权利要求1的旋转切割刀具，其中所述模辊包括具有狭槽的第一部件，和在所述狭槽处联结的杆，并且所述第一部件和所述杆具有相同半径的外部柱形表面。

20.根据权利要求1的旋转切割刀具，其中所述模辊具有适于接收紧固器的开口，并且固定到所述开口的紧固器在至少一个位置处将所述模板牢固地固定到所述模辊。

21.一种旋转切割刀具，以组合方式包括：

旋转模辊，具有旋转轴线、一对侧面和柱形表面；

具有切割表面的模板，围绕所述模辊的柱形表面定位并且在第一位置处牢固地联结到所述模辊；以及

至少一个可调整滑块组件，相对于所述模辊在后退位置和延伸位置之间可滑动；

其中所述可调整滑块组件沿着围绕所述模辊的所述旋转轴线的第一方向和平行于所述模辊的所述旋转轴线的第二方向中的一个可滑动；

其中所述可调整滑块组件远离所述切割表面联结到所述模板，所述可调整滑块组件联结到所述旋转模辊，并且对所述可调整滑块组件的调整对所述模板相对于所述模辊的位置进行调整。

22.一种旋转切割刀具，以组合方式包括：

模板，具有基础表面、四个角部、和比所述基础表面更厚的切割表面，其中所述模板是足够柔性的从而能够缠绕在模辊上；

其中所述模板的四个角部具有比所述基础表面更大的厚度，并且所述模板适于在所述四个角部处联结到所述模辊。

23.根据权利要求22的旋转切割刀具，还包括所述四个角部中的开口，所述开口适于接收紧固器以将所述模板固定到所述模辊。

24.一种旋转切割刀具，以组合方式包括：

旋转模辊，具有旋转轴线、一对侧面、柱形表面和适于接收可调整滑块组件的在所述柱形表面上的凹座；

在所述侧面的一个上的第一开口，连接到所述柱形表面上的所述凹座并且适于接收偏心装置调整螺丝；以及

在所述侧面的一个上的第二开口，连接到所述柱形表面上的所述凹座并且适于接收楔形体调整螺丝。

25.根据权利要求24的旋转切割刀具，其中所述第一开口和第二开口在所述侧面的一个中形成为单独开口。

26.根据权利要求24的旋转切割刀具，其中所述第一开口形成为狭槽。

27.一种旋转切割刀具，以组合方式包括：

适于接收模板的旋转模辊，包括第一部件和杆，所述模辊具有旋转轴线、围绕所述旋转轴线延伸的柱形表面，以及垂直于所述旋转轴线的一对侧面；

其中所述第一部件设有在所述滑块之间延伸并且平行于所述旋转轴线的狭槽，并且所述杆在所述狭槽处联结到所述第一部件并且与所述第一部件相配合以形成所述柱形表面和所述一对侧面。

28.根据权利要求27的旋转切割刀具，还包括适于接收可调整滑块的在所述杆上的凹座，以及适于接收用于将所述模板固定到所述模辊的紧固器的开口。

29.根据权利要求28的旋转切割刀具，还包括

在所述侧面的一个上位于所述杆上的第一开口，连接到所述杆上的所述凹座并且适于接收偏心装置调整螺丝；以及

在所述侧面的一个上位于所述杆上的第二开口，连接到所述柱形表面上的所述凹座并且适于接收楔形体调整螺丝。

30.根据权利要求27的旋转切割刀具，其中所述杆具有位于所述模辊的所述柱形表面上并且平行于所述旋转轴线的细长凹部，并且所述细长凹部适于接收磁体。

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