CN107073738A - 水射流切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水射流切割装置，所述装置用于从行进的纤维材料幅面(1)分离带，所述装置包括至少一个能射水的喷嘴(3)用于产生水射流(4)，其中，所述喷嘴(3)按如下所述地设置，即所述水射流(4)能指向所述纤维材料幅面(1)，所述装置包括水射流承接装置(5)，所述水射流承接装置配属用于至少部段式支承所述纤维材料幅面(1)的切割台，其中，所述切割台在水射流切割装置的依规运行中构成或者限定用于所述水射流的承接口(6)，所述承接口(6)由所述切割台(2)的单独的替换板(8)构成，所述替换板可拆卸式与所述切割台连接。

Description

水射流切割装置

本发明涉及一种按照权利要求1详细描述的水射流切割装置，该装置用于从行进的纸、纸板、棉纸或者其他纤维材料幅面分离出带，优选涉及用于制造和/或提高其品质的机器。

这种分离装置已被使用很久。借助喷嘴产生水射流，水射流分离纤维材料幅面。此外配设水射流承接装置，传统上为其分配切割台。待分离的和在切割台上经过的纤维材料幅面被支承在切割台上。在此出于安全原因，并且也为了保护其不被污染，水射流在切断纤维材料幅面之后被水射流承接装置容纳。切割台为此具有用于水射流的承接口。沿水射出的方向看，水射流在其切断纤维材料幅面之后通过承接口。水射流在此时还保留的能量被水射流承接装置吸收。水射流承接装置用于承接水射流的水并且导向相应的装置用于水的再加工。

在此，包含在水射流中的材料以及从纤维材料幅面带来的纤维与水相结合除了导致污染度升高之外还导致切割台在承接口区域中的磨损。因此，按照现有技术水射流承接装置的承接口选择得相当大，然而这在切割区域中对纤维材料幅面的充分支撑和以此损坏带边棱方面带来问题。相当大的承接口自身也导致相当大的切割台。在受磨损情况下，这种比较大的切割台的拆装带来相当大的耗费。通常也需要专用工具用于拆装。因为切割台的这种更换只能在开始所述机器停机中才能实现，所以这表现为比较长的停机时间和较高的停机成本。

本发明涉及开始所述种类的对象。

本发明要解决的技术问题在于，提供一种开始所述种类的水射流切割装置，用该装置可以以尽可能简单和可靠的方式克服上述问题。

本发明中，术语“间距”指的是在水射流(或者其周面)和承接口的界定部(的周面)之间的最小间距。该间距可以在平行于切割台或者能超出切割台运动的纤维材料幅面的平面中或者在各个与其平行的平面中测量。所述间距在该平面中优选地向水射流的所有方向最大为10mm。

备选地，所述间距也可以按如下所述：在切割台的俯视视角中(沿水射流射出方向观察)，在水射流(或者其周面)的外轮廓向切割台(或者与其平行的平面)的投影中得到水射流在切割台上的理论碰撞面。在水射流相对于切割台运动的情况下，该碰撞面通过水射流的沿水射流在切割方向的所有位置或者沿由水射流经过的切割路径的所有相互重叠的投影构成。与水射流是否相对于切割台运动无关地，所述碰撞面始终相对于由承接口的边界(下文称为承接面)构成的面同中心地延伸。这在各所述俯视图中可见。当承接面和碰撞面的对称轴重合时，两者就是同轴的，然而两个面不是面积相等的，两者的界定轮廓是不一样大的。开始所述间距在此情况中是如下所述间距，即两个界定轮廓相对彼此在所述俯视图中构成的间距，优选在所有方向上的间距。也可以说，所述间距相应于在水射流和承接口之间的间隙。承接口的尺度相较于水射流的尺度很小，这导致在切割时对纤维材料幅面的改进的支承。因为纤维材料幅面在切割区域中被更好地支承。由此使得幅面边缘的损坏被最小化。总之实现纤维材料幅面或者要从纤维材料幅面分离的带的干净切割

切割台的承接口也可以由水射流切割装置、更准确地讲由水射流自身产生。换句话说这意味着承接口在水射流首次碰撞前还是闭合的。为了实现或者为了容易实现制造该较小的和精确布置的承接口，水射流承接装置在承接口周围的材料厚度应当足够小，和/或水射流承接装置在承接口周围的材料按如下所述实现，即其(优选地在水射流切割装置的依规运行中)可以被水射流切开。也就是说：水射流切割装置按如下所述地设置，即其至少暂时地既能切开纤维材料幅面，又能产生在切割台中的承接口。

依规使用可以理解为下述状态，即在该状态中借助水射流切割装置从纤维材料幅面上分离出带。也就是说，水射流的压力被设置得较高，使得仅仅纤维材料幅面刚好被可靠地切割(切割压力)。应该避免压力超过该切割压力。以这样的压力工作的水射流切割装置虽然可靠地切割纤维材料幅面，但是却被施加了超过切割纤维材料幅面所需的能量。切割台的材料或者厚度可以按如下所述确定，即其在切割压力下和以此在水射流切割装置的依规运行中能被切开。备选地能想到的是，水射流切割装置按如下所述地设置，即水射流的压力可以至少暂时提升超过切割压力为切开压力，用于首次形成在切割台中的承接口。切割台的材料或者厚度就可以按如下所述地选择，即其可以借助水射流高于切割压力在切开压力被切开用于形成承接口。

与所述实施方式无关地，可以为水射流切割装置分配压力源，压力源借助压力管路导流地与喷嘴连接。在该管路中可以配设压力设置阀，借助压力设置阀可以设置导向喷嘴的水的压力，即水射流压力。基于上述实施方式，压力可以通过压力设置阀暂时提升为切开压力用于形成在切割台中的承接口(尤其在水射流切割装置的依规运行之外)。

也就是说，在水射流切割装置的运行期间借助其自身首次形成承接口。承接口的所述首次形成具有的优点在于，不必保持喷嘴或者从喷嘴射出的水射流到切割台中已存在的承接口的间距方面的精密公差。

本发明涉及一种用于在这样的水射流切割装置中制造承接口的相应的方法，其包括如上所述步骤。

原则上，除了压力源之外还为水射流切割装置分配处理装置，借助该处理装置可以把从水射流承接装置承接到的水清洁，去除其中纤维材料幅面的撕裂的纤维。

在依规使用中，更换板装入切割台，并且可拆卸式连接闭合使得切割板可靠地或者不可脱落地固持在切割台中。

在本发明中，术语“固持器件”指的是优选按照摩擦配合和/或形状配合的原理起作用的、可拆卸式的连接，例如卡夹连接、滑动连接、搭扣连接。但是也包括销栓连接或者螺栓连接或者配合。

术语“锁止器件”指的是如下所述器件，即借助该器件在依规运行中保证固持器件的连接不会意外松脱。因此，锁止器件按如下所述地设置，即锁止器件在固持器件上沿可拆卸式连接的锁闭方向(即与反向作用的开放方向相对地)产生预紧应力或者预紧力。在此例如弹簧，其使得固持器件相对(沿锁闭方向)预紧，使得例如至少一个凸出部不(沿开放方向)从至少一个凹陷部中移出。

在替换板和切割台之间的连接可以无需工具地拆卸和连接，指的是该连接可以用手拆卸和用手再次连接。为此，水射流切割装置可以按如下所述地设置，即拆卸和/或连接可拆卸式连接所需的力被设定为用手还可以施加该力。

在本发明中术语“在同一平面”指的是，两个或者多个表面(或者上侧面)按如下所述地在空间中相对彼此(持久地)布置，即其是重合地或者相对齐平地。

有利的是，承接口由切割台的单独的、可更换的替换板构成。替换板可以一方面在磨损时快速更换，另一方面尤其在承接口磨损、易脏性和大小方面针对其应用的要求调整。

若替换板具有对称的外部轮廓，则替换板的上侧面和背侧面是相同的是有利的，使得替换板可以换面使用。对称的外部轮廓(例如在从水射流射出的方向观察的俯视图中)可以是以替换板的纵轴线和/或横轴线轴对称的。纵轴线和/或横轴线指的分别是中轴线。纵轴线是替换板的空间的长度的方向，横轴线是替换板的空间的宽度的方向。替换板可以在切割台中按如下所述地布置，即其纵轴线和横轴线平行于纤维材料幅面的行进方向或者切割方向延伸。

切割台可以具有50至200mm范围内的长度以及宽度以及1至30mm范围内的厚度。替换板可以在其长度和宽度尺寸方面小于切割台。然而其也可以具有1至30mm之间的厚度。

上侧指的是替换板朝向喷嘴或者纤维材料幅面的侧面，相反地背侧指的是相应的背离这些元件的侧面。

所述对称性具有的优点是：若例如替换板的上侧磨损严重，可以通过拆卸按照本发明的连接从切割台取出，(绕其纵轴线和/或横轴线)转动并且在形成连接的条件下再装入切割台。新的上侧现在由实际上的背侧构成。

对于所有实施方式有利的是，替换板在承接口的区域中包括由抗磨损的和耐脏的材料制成的嵌入件。嵌入件自身可以与替换板可拆卸式地连接，例如摩擦配合、形状配合和/或材料配合地固持在替换板中。因为当嵌入件脏污或者磨损时，原则上仅需更换嵌入件而非替换板。

按照一种实施方式，在喷嘴和水射流承接装置或者切割台之间的间距可以为小于10mm。所述间距指的是下述最小间距，即在喷嘴朝向水射流承接装置或者切割台的最外部的侧面和水射流承接装置或者切割台相应的、朝向喷嘴的侧面之间的间距。若以直角坐标系为基础，即水射流承接装置或者切割台布置在由x和y轴形成的平面中，则喷嘴的纵轴线在理想情况下平行于z轴延伸或者与其重合。所述间距则是沿z轴方向测量的在喷嘴朝向水射流承接装置或者切割台的侧面和水射流承接装置或者切割台相应的、朝向喷嘴的侧面之间(最小的)间距。若喷嘴的纵轴线与z轴成角度，则所述间距就沿喷嘴的纵轴线的延长线测量。喷嘴朝向水射流承接装置或者切割台的侧面可以指喷嘴的下述侧面，即限定或者构成用于水射流向环境中的喷嘴出口的侧面。

小于10mm的微小间距也具有下述优点，即因为该微小间距很小，一方面提高切割质量，另一方面降低事故危险。在降低事故危险的情况中减小操作者将手指放置于此处中的可能性。

本发明还涉及一种开始所述类型的机器，其用于制造和/或精制行进的纤维材料幅面、例如纸、纸板、棉纸或者其他的，所述机器具有按照本发明的水射流切割装置。

本发明还涉及按照本发明的水射流切割装置在这样的机器中的应用。

下面参照附图在不限制普遍性的情况下进一步阐述本发明。附图中：

图1以垂直于待分离的纤维材料幅面的行进方向的局部剖切侧示图示出按照第一实施方式的装置的非常示意性的示图；

图2以沿待分离的纤维材料幅面的行进方向的局部剖切侧示图示出按照第二实施方式的装置的非常示意性的示图；

图3示出按照另外实施方式的装置的非常示意性的和放大的细节示图；

在图1和图2中所示的水射流切割装置中，通过具有比较高压力的水射流4分离带、例如纤维材料幅面1的带边。该带边可以平行于纤维材料幅面1的边缘部行进地从纤维材料幅面分离。带边可以为了制造干净的幅边而去掉，然而也可以对于纤维材料幅面1的转送是必须的。在此，纤维材料幅面1、在此形式为纸处理机中的纸幅面例如以200至2500m/min之间的速度在水射流切割装置上沿行进方向行进。纤维材料幅面1至少部段式地直接支承在切割台2上。水射流切割装置还都具有至少一个喷嘴3，喷嘴把水射流4指向纤维材料幅面1用于将其分离为带边。喷嘴3可以为此通过压力管路导流式地与未示出的压力源连接，压力源可以是配属于水射流切割装置的。

为了防止溅水和从纤维材料幅面1带来的纤维和其他颗粒造成的污染，水射流在纤维材料幅面1的与喷嘴3对置的侧面上被水射流承接装置5收纳。切割台2可以是配属于水射流承接装置5的，或者如图所示地直接由其构成。沿水射流射出的方向观察，水射流4首先到达纤维材料幅面1上并且然后通过在切割台2内的承接口6到达水射流承接装置5的内部。

图1的水射流切割装置按如下所述地构造，即喷嘴3和水射流承接装置5或者切割台相互固定，即不相对运动。该示图以侧视图示出水射流切割装置，即纤维材料幅面1从左向右地在水射流切割装置上经过。水射流切割装置也能按如下所述地设置，即水射流承接装置5和切割台2一起相对于纤维材料幅面2运动，以便能设置待分离的带边的预定的宽度。这种运动可以沿例如垂直于纤维材料幅面2的行进方向的切割方向(在图1中例如沿向绘图面内的方向)地进行。当水射流4在其横截面中基本是圆形的时，由此得到基本上也是圆形的承接口6。承接口6就是相应的通孔。

与上述相反地，在图2中喷嘴3相对于在此不动的水射流承接装置5或者相对于切割台2是可以运动的。在所示视角中，纤维材料幅面1相对于不动的水射流承接装置5(或者相对于切割台2)向绘图面内运动。在此，喷嘴相对于水射流承接装置5的运动是纯平动式的。如图1所示，该运动垂直于行进方向，即沿纤维材料幅面1的宽度方向进行。承接口6可以在用纸处理机制造的纤维材料幅面1的一部分或者整个宽度上延伸。也就是说，水射流切割装置可以按如下所述地设置，即切割路径基本上相应于纤维材料幅面1的宽度。若水射流4在其横截面中基本是圆形的，则承接口6就是连续的长孔。

图1和图2表示，承接口6由切割台2的单独的、可更换的替换板8构成。该替换板8例如可以由抗磨损的和/或耐脏的材料、例如塑料制成。在此，替换板8相对于切割台2单独地构造。替换板借助可拆卸式连接可以从切割台无损地分离并且可以再与切割台连接。水射流切割装置按如下所述地设置，即替换板8的上侧面和切割台2的上侧面基本上在同一平面延伸。这又一次防止了在替换板8上积累污染物并且降低了纤维材料幅面1在该位置上撕裂的危险。

图3示出替换板8和切割台2的连接的放大和局部剖切立体视图。这种替换板8可以在图1和图2所示内容时使用。在此，承接口6相应于图1构造为圆形的。如图3中示例性示出的，可拆卸式连接可以包括固持件，固持件在此形式为正好两个凸出部9。在本例中，该凸出部9由切割台、更准确地讲由切割台的端侧构成。但其可以不必是一体式的，而是也可以互相单独地构造。在此，凸出部9按如下所述地构造，即凸出部嵌进替换板8的相应的朝向切割台的端侧的、对应的凹陷部10中。当然凸出部9和凹陷部10可以配设得比此处示出的更多或者更少。其也可以布置在不同于所示位置的位置上。同样，凹陷部10可以设置在切割台2中，而凸出部9例如可以与替换板8一体式地构造或者与其分开地设置。

有利的是，当固持器件、即凸出部9和凹陷部10相对于纵轴线L或者相对于横轴线Q(或者相对于两个轴线L和Q)是轴对称的。两个轴线L和Q在此可以体现为替换板8的相应的中间轴线或者对称轴线。因为替换板8的上侧面受强烈磨损，所以可以通过拆除按照本发明的连接把替换板从切割台2取下，围绕其纵轴线L和/或横轴线Q转动并且在构成连接的条件下再装入切割台2。新的上表面这时就由替换板8实际上的底面构成。为了取出替换板8，替换板8沿开放方向、在此例如沿纵轴线L离开切割台2，直到凸出部9从凹陷部10中滑出并且该连接被拆卸。为了安装替换板8，替换板8反向地沿与开放方向相反的同样沿纵轴线L延伸的锁闭方向朝切割台2的凸出部9推动。

替换板8可以按如下所述地布置在切割台2中，即纤维材料幅面1相对地沿纵轴线L在切割台2上经过。若喷嘴3如基于图3所述地被实施为能相对运动，则在图3中所示的水射流的切割路径就能平行于横轴线Q延伸。

尽管未示出，但是可以为固持器件分配锁止器件，以便使替换板8不会在水射流切割装置的依规运行期间意外地从切割台2松脱。这种锁止器件可以例如向替换板8上沿锁闭方向施加力。这例如可以借助弹簧进行。但是，纤维材料幅面1在此也可以体现为锁止器件。尤其是当替换板8和优选地固持器件按如下所述地布置时，即相对地在其上沿行进方向经过的纤维材料幅面1与可拆卸式连接的锁闭方向重合。通过快速经过的纤维材料幅面1就防止了在切割台2和替换板8之间的连接被无意拆卸。

此外，如通过虚线和阴影表示的，为替换板8和其承接口6分配嵌入件11。该嵌入件是可以一体式地或者能拆卸式地与替换板8连接的。嵌入件11的表面或者嵌入件11本身可以由抗磨损和耐脏的材料构成(见图3中阴影面)。

为了实现干净切割带边和避免纤维材料幅面1的撕裂或者甚至撕裂脱落，承接口6可以设计得尽可能地小。具体而言，在承接口6的各个方向上、在平行于切割台2的或者平行于纤维材料幅面1的平面中，在承接口6和水射流4之间的间距为最大10mm。这可以通过下述方式实现，即首先不配设承接口6，而是在依规运行中才通过水射流切割装置的水射流4首次产生。这例如可以通过下述方式实现，即由水射流承接装置5构成的切割台2在水射流4的承接区域中具有比较薄的厚度，因而在水射流切割装置的依规运行中可以容易地被水射流4冲破。由此产生的承接口6几乎不比水射流4宽，这导致对纤维材料幅面1的全面的支承。由此还可以极大程度避免从水射流承接装置5喷出的水雾。

Claims (15)

1.一种水射流切割装置，所述水射流切割装置用于从行进的纤维材料幅面(1)分离出带，所述水射流切割装置包括至少一个能射水的喷嘴(3)用于产生水射流(4)，其中，所述喷嘴(3)按如下所述地设置，即所述水射流(4)能指向所述纤维材料幅面(1)，所述装置包括水射流承接装置(5)，所述水射流承接装置(5)配属用于至少部段式支承所述纤维材料幅面(1)的切割台(2)，其中，所述切割台(2)在水射流切割装置的依规运行中构成或者限定用于所述水射流(4)的承接口(6)，所述承接口(6)由所述切割台(2)的单独的替换板(8)构成，所述替换板(8)可拆卸式与所述切割台(2)连接。

2.按照权利要求1所述的水射流切割装置，其特征在于，所述替换板(8)与所述切割台(2)之间可拆卸式的连接摩擦配合地、形状配合地和/或材料配合地构成。

3.按照权利要求1或者2所述的水射流切割装置，其特征在于，可拆卸式的连接实施为摩擦配合和/或形状配合的连接并且包括固持器件，其中，所述固持器件具有至少一个凸出部(9)和至少一个相应地构造的容纳所述凸出部(9)的凹陷部(10)，并且固持器件由所述切割台(2)与所述替换板(8)共同构成。

4.按照权利要求1至3之一所述的水射流切割装置，其特征在于，固持器件布置在所述替换板(8)与所述切割台(2)的至少一对相互面对的表面、例如端面上。

5.按照权利要求1至4之一所述的水射流切割装置，其特征在于，可拆卸式的连接包括锁止器件，所述锁止器件按如下所述地实施，即一方面所述替换板(8)与所述切割台(2)相对彼此紧固或者另一方面至少一个凸出部和至少一个凹陷部相对彼此紧固，以便避免在所述水射流切割装置的依规运行中意外松脱。

6.按照权利要求1至5之一所述的水射流切割装置，其特征在于，可拆卸式的连接按如下所述地实施，即可拆卸式的连接能无需工具地拆卸和再连接。

7.按照权利要求1至6之一所述的水射流切割装置，其特征在于，所述替换板(8)按如下所述地设置，即所述替换板(8)—优选至少在所述承接口(6)周围—的材料和/或材料厚度如下所述地选择，即在所述水射流切割装置的依规运行中能被所述喷嘴(3)的水射流(4)穿透。

8.按照权利要求1至7之一所述的水射流切割装置，其特征在于，所述替换板(8)具有对称的外部轮廓，所述外部轮廓相对所述替换板(8)的纵轴线和/或横轴线轴对称。

9.按照权利要求1至8之一所述的水射流切割装置，其特征在于，所述水射流承接装置(5)按如下所述地设置，即在所述水射流切割装置的依规运行中，所述替换板(8)与所述切割台(2)的至少上侧、即分别朝向所述纤维材料幅面(1)的上侧基本上相对彼此在同一平面地延伸。

10.按照权利要求8或者9所述的水射流切割装置，其特征在于，所述固持器件按如下所述地设置，即所述固持器件相对所述替换板(8)的纵轴线和/或横轴线轴对称。

11.按照权利要求1至10之一所述的水射流切割装置，其特征在于，所述切割台(2)的至少一个区域或者所述替换板(8)的至少一个区域、优选在所述承接口(6)周围，包括由抗磨损的和耐脏的材料制成的嵌入件。

12.按照权利要求11所述的水射流切割装置，其特征在于，所述嵌入件摩擦配合、形状配合和/或材料配合地固持在所述切割台(2)中或者在所述替换板(8)中。

13.按照权利要求1至12之一所述的水射流切割装置，其特征在于，在所述承接口(6)的周面和所述水射流(4)的周面之间的间距在平行于所述替换板(8)或者所述切割台(2)的朝向所述纤维材料幅面(1)的平面中测量，所述间距最大为10mm。

14.按照权利要求1至13之一所述的水射流切割装置，其特征在于，所述水射流切割装置按如下所述地设置，即所述喷嘴(3)与所述水射流承接装置(5)、优选地与所述承接口(6)同步运动。

15.按照权利要求1至14之一所述的水射流切割装置，其特征在于，所述水射流切割装置按如下所述地设置，所述喷嘴(3)相对于所述水射流承接装置(5)、优选地相对于所述承接口(6)运动。