CN101890391A

CN101890391A - 具有双级切碎机构的切碎机

Info

Publication number: CN101890391A
Application number: CN2010100014449A
Authority: CN
Inventors: D·罗曼诺维奇
Original assignee: Fellowes Inc
Current assignee: Fellowes Inc
Priority date: 2009-01-07
Filing date: 2010-01-06
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2030-01-06
Also published as: CN101890391B; US7938347B2; US20100170970A1

Abstract

本发明公开了一种具有双级切碎机构的切碎机。双级切碎机构总体上包括用来进行两种不同切割操作的两对刀具。一对第一刀具构造成在材料中穿刺出错开的横向切口的列，以产生格栅状图案。布置在第一刀具对下面的一对第二刀具构造成对已穿刺材料进行带条切割。

Description

具有双级切碎机构的切碎机

技术领域

本申请总体而言涉及用来毁坏例如纸文件、光盘等等的物品的切碎机。

背景技术

切碎机是用来毁坏例如文件、CD、软盘等等物品的公知装置。典型地，使用者们购买切碎机以毁坏私密物品，如载有账户信息的信用卡账目清单、包含公司贸易秘密的文件，等等。

普通类型的切碎机具有包含在壳体内的切碎机构，该壳体可除去地安装在储器的顶部上。切碎机构典型地具有一对刀具元件和相对于切碎机构固定的切碎块，该切碎块将供给到其中的物品切碎，并且将切碎的物品排出到储器中。

然而，这种设计可能导致“聚团(birdnesting)”，其中来自切碎机的长碎屑微粒产生缠结(entangle)并且会被夹带进入刀具元件中。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供一种切碎机，它包括：相配合的一对第一刀具，构造成在待切碎的材料中穿刺出错开的(staggered)横向切口的列，一对第一刀具中的每一个刀具包括：多个第一切割盘，在第一轴上均匀地间隔开，其中各第一切割盘中的每一个切割盘包括主体，该主体具有多个突出齿，并且其中，一对第一刀具的各主体不彼此交错(interleave)；以及在材料进给方向上布置在第一刀具的下游的相配合的一对第二刀具，它们构造成在已穿刺材料中形成多个带条切口，一对第二刀具中的每一个刀具包括：多个第二切割盘，在第二轴上均匀地间隔开，其中第一切割盘和第二切割盘彼此相邻地定位，从而由第一刀具形成的错开的横向切口大体与由第二刀具形成的带条切口配准(align with)。

根据本发明的另一个实施例，提供一种切碎材料的方法，它包括：供给待切碎的材料；在材料中穿刺出错开的横向切口的列；及在已穿刺材料中形成多个带条切口，其中错开的横向切口与带条切口配准，从而形成多个碎屑微粒。

本发明的一个或多个实施例的其它特征将通过如下详细描述、附图以及所附的权利要求书而更为显明。

附图说明

现在参照示意性的附图、仅以例示的方式，对本发明的实施例加以描述，在附图中，相应的附图标记指代相应的部分，其中：

图1表示根据本发明的一个实施例的双级切碎机构；

图2表示在图1中表示的双级切碎机构的剖视图；

图3表示在图1中表示的双级切碎机构的前视图；及

图4a-4d表示按照本发明的一个实施例的、使用双级切碎机构的切碎操作的示范顺序。

具体实施方式

本发明提供一种用于切碎机的双级切碎机构。根据本发明的一个方面，双级切碎机构提供相互分离的横向切割(cross-cutting)操作和带条切割(strip cutting)操作。每种操作可以由相配合的刀具元件的专用对(specialized pair)加以处置。被切碎的材料(例如，纸张)可以被引入到第一刀具对中，该第一刀具对可以用来在材料中穿刺出错开的(staggered)横向切口的列。其次，第二刀具对可以用来对已穿刺材料进行带条切割。

图1-3表示根据本发明的一个实施例的双级切碎机构10。

双级切碎机构10总体包括一对第一刀具20、一对第二刀具30、用来转动刀具20、30的驱动机构40、及用来支撑刀具20、30和驱动机构40的机架50。

当组装时，双级切碎机构10可以形成子组件，该子组件可以被结合到紧凑切碎机组件(例如，如在美国专利No.7,025,293中表示的那样的切碎机组件)中。在其它实施方式中，双级切碎机构10也可以被结合到另一个组件中，或者甚至可以是独立装置。

第一刀具对20(20a、20b)按总体上间隔开的排列而设置。第一刀具20a、20b中的每一个刀具可以包括第一轴21(21a、21b)，该第一轴21(21a、21b)具有多个第一切割盘23，这些第一切割盘23在轴21上均等地间隔开，并且在相邻的第一切割盘23之间形成多个空隙24。空隙24的尺寸可以设定成稍大于第一切割盘23的宽度。

各第一切割盘23中的每一个切割盘可以具有本体，该本体具有圆形横截面，并带有用来与各第一轴21中的一个第一轴相接合的中心开口25。在一个实施例中，第一切割盘23的中心开口25的尺寸可以设定成，当组装时与各第一轴21中的一个第一轴形成过盈或压(摩擦)配合。另外，第一轴21和第一切割盘23可以包括用来防止它们相对转动的非圆形接合特征。例如，如图2中所示，第一轴21可以具有用来与第一切割盘23的中心开口25相接合的大致六边形横截面。其它构造和/或“键固定的”连接也是可行的。

第一切割盘23每个包括多个突出齿26，沿着与第一轴21的轴线相垂直的方向(即，径向方向)，这些突出齿26从第一切割盘23的周缘27到切割刃28成些微角度地大致向外延伸。突出齿26可以向单个切割刃28渐缩。

在某些实施方式中，切割刃28也可以包括向内呈“U”形地弯曲的凹口29。这种弯曲的穿刺齿能够增进穿刺效率。这也可以通过与在典型横向切口切碎机中的齿相类似地使末端渐缩、或者通过形成“V”形而不是“U”形末端轮廓而实现。穿刺效率的增进也有助于更为平稳的发声切割(sounding cutting)操作(即，较不剧烈的穿刺操作)。

第一切割盘23在它们的相应第一轴21上错开，从而第一刀具对中的一个刀具的突出齿26在第一刀具对20中的另一个刀具的相邻的齿26之间的空隙24内延伸。

在操作中，第一刀具对20在待切碎的材料通过时对材料进行穿刺，以产生“格栅”状图案，该图案具有进入材料中的错开的横向切口的列。横向切口可以定向成与进给方向相垂直。尽管如此，可以认识到的是，第一刀具20的突出齿26也可以被定向成提供倾斜的和其它形状和尺寸的横向切口(或槽口)。然而，第一切割盘23的各主体(即，在图中的圆形部分，齿26从该圆形部分突出)不交错(interleave)，并因而不切割纸。这是与现有横向切割盘构造的显著区别，该现有横向切割盘构造使用交错的主体在纵向进给方向上切割，并且使用齿在横向方向上切割，因而形成纸片。

从那里，已经通过双级切碎机构10的第一刀具20的已穿刺材料继而到达第二刀具对30。第二刀具对30(30a、30b)可以布置在第一刀具对20的下游(在材料进给方向上)。在一种实施方式中，第二刀具对30可以布置在第一刀具对20下方。尽管如此，其它方位也是可行的。

第二刀具对30按总体上间隔开的排列而设置(类似于第一刀具对20)。第二刀具对30中的每一个第二刀具包括轴31(31a、31b)，该轴31(31a、31b)具有多个第二切割盘33，这些第二切割盘33在第二轴31上均匀地间隔开布置，在相邻的第二切割盘33之间具有空隙34。空隙34的尺寸可以设定成稍大于第二切割盘33的宽度。

第二切割盘33可以具有主体，该主体具有大致圆形横截面，并具有用来与各第二轴31中的一个第二轴相接合的中心开口35。例如，中心开口35的尺寸可以设定成与各第二轴31中的一个第二轴形成过盈或压(摩擦)配合。另外，第二轴31和第二切割盘33可以包括用来防止它们相对转动的非圆形接合特征(类似于第一刀具20)。例如，如图2中所示，第二轴31可以具有用来与第二切割盘的中心开口35接合的大致六边形横截面。其它构造和/或“键固定的”连接也是可行的。

第二切割盘33与第一切割盘不同地构造。例如，第二切割盘33是大致圆形的。在某些实施方式中，第二切割盘33可以包括多个小锯齿形刃36，这些小锯齿形刃36从刀片的周缘延伸。锯齿形刃适于对材料进行带条切割。

各第二切割盘33可以在它们相应的第二轴31上错开，从而第二刀具对中的一个第二刀具的第二切割盘33，在第二刀具对30中的另一个第二刀具的相邻的第二切割盘33之间的空隙34内延伸。被切碎的材料可以在相配合的第二刀具对30之间被啮合(meshed)。因而，相邻的第二切割盘33的锯齿形刃36形成与材料的进给方向相平行的多个带条切口。第二切割盘33和在它们之间的空隙34的宽度的尺寸可以设定成，与第一切割盘23和在它们之间的空隙24相同或近似相同。因而，带条切口帮助分离在相邻的穿刺横向切口之间的材料。

第一切割盘23和第二切割盘33可以彼此相邻地布置，从而第一刀具20的突出齿26以相配合的方式在相邻第二切割盘33之间的空隙34内延伸(并且反之亦然)。例如，第二切割盘33的宽度尺寸可以适当地设定以适应第一空隙24的宽度，而第一切割盘23的宽度尺寸可以适当地设定以适应第二空隙34的宽度。

通过第一切割盘23和第二切割盘33的啮合或交错，带条切割将大体与穿刺横向切口配准。因为相对的切割盘具有相同或近似相同的切割宽度，这保证在穿刺切割与带条切割之间的匹配。

在操作中，第二刀具对30在已穿刺材料中形成多个带条切口。优选地，第一切割盘和第二切割盘可以定位成，错开的横向切口与带条切口配准。像这样，碎屑微粒可以与材料分离。碎屑微粒可以落到料箱或其它容器中，以便收集和以后处置或回收。

驱动机构40可以经在齿轮箱42内布置的一个或多个齿轮，连接到第一刀具20或第二刀具30中的一个或两者上，向其提供驱动力，从而驱动刀具。在一种实施方式中，驱动机构40可以包括电动机。

另外，第一对齿轮46可以连结到第一轴21的端部中的一个上，从而第一刀具20的每一个可以相配合地一起转动。可选择地或另外地，第一对齿轮46可连结到第二轴31的端部上，从而第二刀具30的每一个可以相配合地一起转动。

类似地，第二对齿轮48，例如布置在与驱动机构40相对的第一和第二轴上，可以将第一刀具20与第二刀具30转动地相连接。因而，第一刀具20和第二刀具30可以一起被驱动。各齿轮48的直径可以大体相同，从而第一刀具20的转动与第二刀具30的转动相对应。

机架50总体上包括一对侧面支撑板52(52a、52b)，这对侧面支撑板52(52a、52b)由一个或多个水平支撑件54(54a、54b)间隔开，从而容纳第一和第二组刀具20、30。在一种实施例中，可以使用一对杆54a、54b，这对杆54a、54b可以由适当紧固装置，如螺钉56，连接到侧面支撑板52上。

各侧面支撑板52中的每一个侧面支撑板包括相应的孔对(pairs of holes)，以转动地支撑第一和第二组刀具的轴的端部。优选地，各轴中的每一个轴可以由轴承或轴套支撑，以减小摩擦力，这些轴承或轴套插入到相应孔中。通过使用适当紧固装置(如螺钉58)，各侧面支撑板52中的一个或两个侧面支撑板可以适于支撑驱动机构40、和/或齿轮箱42。

图4a-4d表示按照本发明的一个实施例的、使用双级切碎机构10的切碎操作的示范顺序。为了清楚起见，图中省略了双级切碎机构10的结构元件。

材料M，例如纸张，可以被引入到双级切碎机构10中。图4a表示在进给方向F上在引入到双级切碎机构10中之前的材料M。

图4b表示材料M在它通过第一刀具时的一部分。如可看到的那样，第一刀具将在纸中穿刺出错开的横向切口(槽口)S的列，形成“格栅”状图案。在一种实施方式中(表示出)，穿刺出的横向切口S可以定向成与进给方向F大致相垂直。

图4c表示材料M在它继续通过第二刀具时的一部分。第二刀具在已穿刺材料中切出多个带条切口C，这些带条切口可以定向成与进给方向F相平行。为了清楚起见，带条切口C用虚线表示。优选地，第一切割盘和第二切割盘定位成，错开的横向切口与带条切口配准。因而，碎屑微粒能够与材料M分离。

图4d表示由已经通过双级切碎机构10的第一刀具20和第二刀具30之后的切碎材料M形成的碎屑微粒D中的一部分。在一种实施方式中，每个碎屑微粒D可以具有大致矩形形状，该矩形形状由在其顶部和底部处的穿刺横向切口和来自其侧边的带条切口形成。碎屑微粒D可以落到料箱或其它容器中，以便以后处置或回收。

例子

根据一个实施例，第一和第二轴的长度可以是350mm。第一切割盘的主体可以具有35.8mm的直径和5.7mm的宽度。第二切割盘的主体可以具有44.1mm的直径和5.7mm的宽度。

第一切割盘的突出齿可以具有5.0mm的长度。第二切割盘的锯齿形刃具有0.37mm的长度。借助于这种构造，形成的碎屑微粒可以是近似5.8mm×17mm。

双级切碎机构10的各种元件可以由如本领域技术人员所知的适当材料形成。例如，切割部件可以由适当材料(例如钢)形成，该适当材料(例如钢)可以经过回火或其它方式的热处理，以提供坚硬而耐用的切割刃。例如机架的结构材料可以由刚性材料形成，所述刚性材料例如金属(例如，钢或铝)或工程塑料。

双级切碎机构10可以提供优于常规切碎机设备的各种优点。例如，双级切碎机构10通过第二刀具的杠杆作用带条切割，优化切割能力。另外，这种设计消除了对于固定切割块(在常规切碎机中存在)的需要。因而，常规的固定切割块所需的空间可以被大幅度地减小，该减小幅度可高达例如50％。

而且，由于材料在进入第二刀具前被第一刀具穿刺，所以材料可以被更有效地带条切割，因为材料不必被迫深入到刀具中(如在常规的带条切割切碎机中那样)。而且，这种设计可以消除与常规的刀具布置有关的导致“聚团”的“滑移”。因而，能够实现更快的切碎速度，并且在切碎诸如光盘之类的较大和较厚物品时，操作可以进行得更为安静，介质产生的碎裂声响较小。

通过容易地改变第一刀具的构造，也可以容易地调节碎屑微粒长度。例如，第一刀具的突出齿的空隙可以控制碎屑微粒长度。

尽管联系目前认为是最实用和优选的实施例已经描述了本发明，但要理解，可以对本发明进行进一步修改而不限于公开的实施例，并且本申请应覆盖遵循本发明的原理的对本发明构思的任何变更、使用、等效布置或适应性修改，并且包括如本发明所属技术领域的已知或定制实践中那样的、如可以应用于这里以前叙述的和在所附权利要求书中遵循的基本特征那样的对本发明的各种修改。

Claims

1.一种切碎机，包括：

相配合的一对第一刀具，构造成在待切碎的材料中穿刺出错开的横向切口的列，所述第一刀具对中的每一个刀具包括：

多个第一切割盘，在第一轴上均匀地间隔开，其中所述各第一切割盘中的每一个切割盘包括主体，该主体具有多个突出齿，并且其中，所述一对第一刀具的各主体不彼此交错；和

相配合的一对第二刀具，在材料进给方向上布置在所述第一刀具的下游，该对第二刀具构造成在已穿刺材料中形成多个带条切口，该对第二刀具中的每一个第二刀具包括：

多个第二切割盘，在第二轴上均匀地间隔开，

其中，所述第一切割盘和所述第二切割盘彼此相邻地定位，从而由所述第一刀具形成的错开的横向切口大体与由所述第二刀具形成的所述带条切口配准。

2.根据权利要求1所述的切碎机，其中，所述一对第一刀具与所述一对第二刀具交错。

3.根据权利要求1所述的切碎机，其中，所述第二切割盘中的每一个切割盘包括多个锯齿形刃。

4.根据权利要求1所述的切碎机，还包括：

驱动机构，用来转动所述第一刀具和所述第二刀具中的一个或两者。

5.根据权利要求1所述的切碎机，其中，所述第一刀具的所述齿向着切割刃渐缩。

6.根据权利要求5所述的切碎机，其中，所述切割刃稍微向内弯曲。

7.根据权利要求1所述的切碎机，其中，所述第一切割盘在它们的相应第一轴上错开，从而所述一对第一刀具中的一个第一刀具的所述齿在所述一对第一刀具中的另一个第一刀具的相邻齿之间的空隙内延伸。

8.根据权利要求1所述的切碎机，其中，各第二切割盘在它们的相应第二轴上错开，从而所述一对第二刀具中的一个第二刀具的所述第二切割盘在所述一对第二刀具中的另一个第二刀具的相邻盘之间的空隙内延伸。

9.根据权利要求1所述的切碎机，其中，所述第一刀具的所述突出齿和所述第二刀具的锯齿形刃延伸成在它们之间具有空隙。

10.根据权利要求1所述的切碎机，其中，所述第一刀具和第二刀具一起被驱动。

11.根据权利要求1所述的切碎机，其中，所述一对第一刀具一起被驱动。

12.根据权利要求1所述的切碎机，其中，所述一对第二刀具一起被驱动。

13.根据权利要求1所述的切碎机，还包括用来接收碎屑微粒的容器。

14.根据权利要求1所述的切碎机，其中，所述错开的横向切口的列包括格栅图案。

15.根据权利要求1所述的切碎机，还包括机架，该机架包括一对侧面支撑板、和在所述一对侧面支撑板之间的至少一个水平支撑件，各侧面支撑板相间隔以容纳所述第一刀具和第二刀具。

16.一种切碎材料的方法，包括：

供给待切碎的材料；

在所述材料中穿刺出错开的横向切口的列；及

随后，在已穿刺材料中形成多个带条切口，其中所述错开的横向切口与所述带条切口配准，从而形成多个碎屑微粒。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括：

将所述碎屑微粒接收在容器中。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述多个错开的横向切口包括格栅图案。

19.根据权利要求16所述的方法，还包括：

转动地驱动相配合的一对第一刀具，这些第一刀具构造成在待切碎的材料中穿刺出错开的横向切口的列；以及

转动地驱动相配合的一对第二刀具，该对第二刀具在材料进给方向上布置在所述第一刀具的下游，该对第二刀具构造成在所述已穿刺材料中形成所述多个带条切口。