CN112088077B - 用于定长剪切挤出的管的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于借助分离装置(5)和能围绕挤出的管(6)的挤出轴线(7)旋转的分离单元(8)来定长剪切挤出的塑料管(6)的设备，分离单元(8)可转动地支承并且利用在分离单元(8)上设置的切割工具(9)进行分离，为了使切割工具(9)运动能传输能量，为此设置用于给运动部件传输能量的元件(10)，运动部件与在分离单元(8)中设置的旋转的接纳单元(11)作用连接。按照本发明在此规定，附加地在旋转的接纳单元(11)上安装至少一个电气组件(12)，通过电气组件将能量和控制指令传送给至少一个机电单元(15)，以用于移动至少一个支架(16)和在其上设置的切割工具(9)，由机电单元(15)、支架(16)和在其上设置的切割工具(9)所限定的空间比为了相同的力产生所需要的液压单元构造得更小，机电单元(15)、支架(16)或切割工具(9)被设置成，使得能够克服抵抗分离力的力，只要该力大于所需要的分离力。本发明还涉及用于运行所述设备的方法。

Description

用于定长剪切挤出的管的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于定长剪切挤出的塑料管的设备，所述定长剪切借助分离装置和能围绕挤出的管的挤出轴线旋转的分离单元进行，其中，分离单元以可转动的方式被支承并且利用在分离单元上设置的切割工具进行分离，其中，为了使切割工具运动能传输能量，为此设置用于给运动部件传输能量的元件，所述运动部件与在分离单元中设置的旋转的接纳单元作用连接。以及一种与此相关的方法。
背景技术
用于定长剪切挤出的塑料管的方法和设备由现有技术已知。因此，例如DE102013220620 Al说明一种用于定长剪切优选厚壁的挤出管的设备，该设备具有至少一个分离工具和用于分离工具的接纳单元，其中，所述分离工具能沿径向相对于挤出轴线移动并且能通过其他机构围绕要定长剪切的管旋转，以便定长剪切管。在此规定，分离工具与环状元件作用连接，并且环状元件能通过轴向驱动装置运动并且能借助调节单元确定分离工具的进入深度和移动位移。
为了调节分离单元并且为了确定分离装置的位置，需要多个传感器和控制元件，此外必须将电能转变为液压能，以便操纵驱动装置。
发明内容
本发明的任务是，提供一种用于分离工具的驱动装置，其中分离单元的可动部分的质量显著较小。
所述任务的解决方案的特征在于一种用于定长剪切挤出的塑料管的设备，所述定长剪切借助分离装置和能围绕挤出的管的挤出轴线旋转的分离单元进行，其中，所述分离单元以可转动的方式被支承并且利用在所述分离单元上设置的切割工具进行分离，其中，为了使所述切割工具运动能传输能量，为此设置用于给运动部件传输能量的元件，所述运动部件与在所述分离单元中设置的旋转的接纳单元作用连接。
附加地在旋转的接纳单元上安装有至少一个电气组件，通过所述至少一个电气组件将能量和控制指令传送给至少一个机电单元，所述至少一个机电单元用于移动至少一个支架和在所述至少一个支架上设置的切割工具，其中，由机电单元、支架和在支架上设置的切割工具所限定的空间比为了相同的力产生而需要的液压单元构造得更小，其中，机电单元、支架或切割工具被设置成，使得能够克服(ausweichen)抵抗分离力的力，只要该力大于所需要的分离力。
因此，整个系统能够在过载时进行避让，以便避免损坏。这例如当在塑料管中存在不圆度时可以是需要的。
有利地，用于移动切割工具的机电单元是线性驱动装置，所述线性驱动装置包括马达式驱动的主轴。但也规定，使用齿轮齿条组件、齿带或磁场。
在液压驱动装置中，运行温度对驱动装置的特性有影响并且因此对借此运行的单元的精确控制有影响。需要许多技术组件来检测这些不同的运行状态并且相应地对此作出反应并且对其进行控制。因此，例如缸体的初始位置在油冷的情况下不同于在油热的情况下。所有这些状态必须通过传感器检测，以便获得优化的控制，设备必须首先被置于运行温度上。
在按照本发明的设备中可以取消所有这些，因为所有状态可以已经通过现代的线性驱动装置存储并且因此总是可调用。
按照进一步扩展方案，旋转的接纳单元具有两个面。仅一个所述面设置用于装配切割工具，并且完整的能量供应通过旋转的接纳单元的没有装配切割工具的面进行。
为了能够克服抵抗分离力的力——当该力大于所需要的分离力时——而规定，机电单元、支架或切割工具与一个或多个弹簧元件作用连接。
在一些实施例中，所述机电单元、所述支架或所述切割工具与齿轮齿条和扭转元件作用连接。
在一些实施例中，所述机电单元、所述支架或所述切割工具悬浮在磁场中。
在这里可以使用不同的技术。决定性的是，在从机电单元通过支架和切割工具的作用链中是否能够在过载时实现避让。如果一个所述元件自然地自锁，则需要将相应的弹簧元件结合在所述链中。这可以在线性方向上是多个盘形弹簧的组件。但也可设想，使用转动弹簧或其他发挥弹性作用的元件。这例如可以是齿轮齿条组件和扭转弹簧或磁场，在所述磁场中悬浮有可运动的铁芯。
因此，在切割工具过度进给时也保证避让。因此，所述系统提供在实现管的分离或倒棱时的高灵活性。
也规定，停止并且再次继续进行分离过程，亦即能够在切割工具的进给中实现起停，只要需要的话，也能够实现返回直到初始点。这样产生一种有节奏切割(Scotterschnitt)，由此产生小的短的切屑，也可设想短暂的前进和后退，以便断开切屑。小的切屑意味着在清洁时小的耗费和附加地在废料中的较少体积。
在按照本发明的设备和按照本发明的方法中，这全部可以在一瞬间(inBruchteilen von Sekunden)实现，因为这借助电气的和/或电子的信号进行。为了返回至初始点，需要小于五秒的时间，单纯的起停最大为两秒。这主要也在于，在构件中不再存在机械间隙。
借助常规的液压系统，这仅能够非常耗费地实现，因为必须操控阀，为此需要的用于切换过程的时间耗费高了多倍。
弹性作用也可以通过磁场产生，在所述磁场中悬浮有栓。铁芯栓不是通过自锁的螺纹、而是通过磁场运动并且因此能够避让。同样可设想机电的驱动装置。在共同作用中不自锁的齿轮齿条同样可以克服反压力并且因此在作用链中没有弹簧元件的情况下也足够。也可设想齿带等和其他的不自锁的实施方式。因此也可设想如缓冲器那样作用的液压缸。也可以使用如压力膨胀容器那样作用的实施方式。
因为由机电单元、支架和在支架上设置的切割工具组成的整个系统比为了相同的力产生所需要的液压单元构造得更小，所以整个系统也具有较少的重量，这又最小化要加速的质量并且因此有利地影响总能量需求。当然也可以使用两个或多个机电单元，各所述机电单元然后分别使一个支架连同一个所设置的切割工具运动。
按照本发明的用于运行按照本发明的设备的方法的解决方案如下：
能量通过用于给运动部件传输能量的元件传输给电气组件，
所述电气组件传递能量用于移动机电单元，
所述电气组件将控制指令传递给机电单元，
能量能够存储在所述电气组件中并且在峰值负载中再次放出，以及
所述电气组件适合无接触地接收信号。
通过该方法保证，机电单元的力消耗和移动速度基本上与运行温度无关。
按照控制指令的反应速度在温度为-5℃时与在温度为+40℃时完全一样地良好，因为直接处理电信号并且不需要首先通过阀-如在液压系统中那样-来控制。所述设备因此不必为了可靠运行而首先置于运行温度上。
所述方法也能够实现分离过程的短暂中断，由此切断切屑。该停止、可能的返回和再次起动或向前移动在一瞬间发生。这样的切割过程可以作为模板(Master)保存在控制装置中并且在相同的或类似的分离过程中再次调用。
在一些实施例中，所述切割工具朝挤出轴线运动，其中，径向的运动快速地停止、返回以及再次向前移动，其中，该停止-返回-开始在一瞬间发生。
通过按照本发明的方法和按照本发明的设备，也可以在支架上设置被驱动的工具。因此，所述系统不限制于无切屑的分离。作为切割工具因此可使用铣刀以及锯。
通过能够读取工具上的标记或识别工具的轮廓的智能工具识别装置，能够通过控制装置避免故障或损坏。也可以通过工具的识别来调用已经在控制装置中存储的参数。因此，例如进给和进入深度在用于倒棱的工具中被限制并且可以通过识别直接进行预调节。
所述工具识别装置可以机电地实现，例如提出，不仅这样设计在工具和工具接纳部之间的耦接单元的几何构造，使得能够唯一明确地识别已经放置哪个工具。通过电气装置、例如触点矩阵(Kontaktematrix)的特定组件，由机器控制装置唯一明确地识别放置了哪个工具。通过该识别，能够通过控制装置识别该工具是否与要实施的过程匹配。如果是不匹配的情况，则可以通过控制装置输出警报或甚至停止或拒绝实施。该检查例如可以根据管直径或管厚度进行，在这里所述识别可以涉及所放入的夹爪，如同涉及分离刀具或仅涉及用于倒棱的切割工具一样。
提出用于标记工具和用于识别所装配的工具的多个实施方式。因此，可以使用数字编码作为标记，所述数字编码由照相机读取。但所述照相机也可以借助工具的轮廓或轮廓的部分来识别所述工具。也可设想使用RFID标签连同对应的读取仪器。RFID代表射频识别(radio-frequency identifiction)并且是非接触式的发射机-接收机-系统。基于RFID技术，然后也可以经由近场通讯(简称NFC)进行数据传输。NFC是用于无接触交换数据的国际传输标准。但所述工具识别装置也可以通过条形码或二维码连同所属的读取仪器、条形码扫描器或二维码扫描器实现。
但不仅可以识别使用的工具。本发明也能够实现识别处于生产中的管直径，因为可以读取在切割时固定管的夹爪的位置。这具有优点，即，能够优化用于放开被固定的管的移动位移。夹爪和切割工具都不必例如在管直径小的情况下返回初始位置，足够的是，返回直至管连同其标准公差在内被释放，以便能够无损坏地进一步沿挤出方向在分离单元旁引导经过。
附图说明
在附图中示意性地示出按照本发明的设备：
图1示出典型的挤出线；
图2示出分离装置的单元；
图3示出分离单元；
图4示出分离单元的一侧的视图；
图5示出图4的部分放大图；
图6示出具有弹簧元件的变型方案。
具体实施方式
图1示出典型的挤出线，如其现今用于型材挤出，不管是用于生产窗型材还是管。该图示出挤出机1，塑料在所述挤出机中熔化并且被连续输送到挤出模具2中以便成型。在该挤出模具上连接有校准和冷却站3，按照型材可以使用进一步的冷却站。在冷却站之后连接有牵拉装置4。为了将连续型材6切断为希望的长度，随后设置分离装置5。挤出轴线参考位置编号7。
图2示出图1中的分离装置5的单元。分离单元8通过移动轨道17在分离过程中沿挤出方向18一起移动。在分离过程之后，分离单元再次相反于挤出方向18复位到初始位置中。在分离单元8上设置有切割装置9。
在图3中示出分离单元8的一侧。旋转的接纳单元11具有面14，所述面关于挤出方向18朝向挤出机1。在该面14上安装所有能量供应单元。为了移动切割工具9所需要的能量通过在多个位置上设置的电气供应部12保证。所述电气供应部12又通过滑环10被供应能量。
图4示出旋转的接纳单元11的相对置的一侧。在该面13上设置有线性驱动装置15，通过所述线性驱动装置，用于切割工具9的支架16垂直于挤出轴线7移动。示例性地在这里示出两个线性驱动装置15和两个支架16。两个驱动装置可以彼此分开地移动。这具有优点，即：例如在一个支架16上可以放置用于对型材进行倒棱的工具9，而在另一个支架16上可以放置用于分离的工具9。用于分离的工具必须比用于倒棱的工具进一步朝挤出轴线7的方向移动。
图5示出装配了切割工具9的图4。在这里也可看到用于支架16的线性驱动装置15。在上面的支架16上设有用于切断管的旋转的切割刀具，并且其以分解视图的方式再次给出，因为还未最终装配。在下面的支架16上安装有滚子组合，所述滚子组合作为支座起作用，并且抑制切割刀具的所产生的分离压力。其如平整装置那样作用，所述平整装置使得在无切屑的分离中可能产生的凸起变得平整或避免在较薄的管中的弯曲。
支架16和工具9具有定位辅助装置20，由此简化装配。附加地，所述工具9被构造成，使得总长度19在所有可使用的工具中是相同的。这具有优点，即，支架16的移动在更换工具时在管直径相同的情况下是不需要的，因为工具相对于管外径的外部距离保持不变。附加地，所述工具可以设有工具识别装置。然后，机器控制装置可以识别是否装配了不合适所规定的分离过程的工具并且相应地以报警对此作出反应。
图6示例性地示出由盘形弹簧21构成的组的使用，所述盘形弹簧能够实现，完整的单元能够在负载较高时避让，由此避免工具损坏。可看出分离单元8的一部分，包括在接纳单元上设置的线性驱动装置15和支架16。该视图相比于图4和5旋转了90°。在视图中示出的右边的支架16上，如在图5中那样装配有旋转的分离刀具9，所述分离刀具可以通过线性驱动装置15朝挤出轴线7运动以及从挤出轴线运动离开。
独立于此，装备有用于倒棱的尖端的并且装配在左边的支架16上的工具9同样能通过线性驱动装置15朝挤出轴线7运动并且从挤出轴线运动离开。附加地，用于倒棱的工具9能通过弹簧元件21、在这里为多个盘形弹簧的组件在过载时进行避让。也就是说，所出现的负载沿径向相对于挤出轴线根据弹簧张紧从挤出轴线弹性地滑动离开。因此，应该从其开始克服的力可以通过盘形弹簧的数量来确定。
但也可设想其他作为弹簧元件作用的构件，甚至可设想弹性的转动运动，在所述转动运动中，单元从径向轴线偏转出。
附图标记列表
1 挤出机
2 挤出模具
3 校准和冷却罐
4 牵拉装置
5 分离装置
6 型材
7 挤出轴线
8 分离单元
9 切割工具
10 滑环
11 旋转的接纳单元
12 电气组件
13 11的用于装配9的面
14 11的用于能量传输的面
15 机电单元、线性驱动装置
16 用于9的支架
17 用于8的移动轨道
18 挤出方向
19 9的总长度
20 用于9的定位辅助装置
21 弹簧元件

Claims (11)

1.一种用于定长剪切挤出的塑料管(6)的设备，所述定长剪切借助分离装置(5)和能围绕挤出的塑料管(6)的挤出轴线(7)旋转的分离单元(8)进行，
其中，所述分离单元(8)以可转动的方式被支承并且利用在所述分离单元(8)上设置的切割工具(9)进行分离，
其中，为了使所述切割工具(9)运动能传输能量，为此设置用于给运动部件传输能量的元件(10)，所述运动部件与在所述分离单元(8)中设置的旋转的接纳单元(11)作用连接，
其特征在于，
附加地在旋转的接纳单元(11)上安装有至少一个电气组件(12)，通过所述至少一个电气组件将能量和控制指令传送给至少一个机电单元(15)，所述至少一个机电单元用于移动至少一个支架(16)和在该至少一个支架上设置的切割工具(9)，
其中，由所述机电单元(15)、支架(16)和在该支架上设置的切割工具(9)所限定的空间比为了相同的力产生而需要的液压单元构造得更小，
其中，所述机电单元(15)、支架(16)或切割工具(9)被设置成，使得能够克服抵抗分离力的力，只要该力大于所需要的分离力。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，用于移动切割工具(9)的机电单元(15)是线性驱动装置。
3.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，用于移动切割工具(9)的机电单元(15)是马达式驱动的主轴。
4.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，代替所述机电单元(15)使用齿轮齿条、扭转弹簧、悬浮有栓的磁场或齿带。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述旋转的接纳单元(11)具有两个面并且仅一个面设置用于装配切割工具(9)，并且完整的能量供应通过所述旋转的接纳单元(11)的没有装配切割工具(9)的面进行。
6.按照权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述机电单元(15)、所述支架(16)或所述切割工具(9)与一个或多个弹簧元件(21)作用连接。
7.按照权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述机电单元(15)、所述支架(16)或所述切割工具(9)与齿轮齿条和扭转元件作用连接。
8.按照权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述机电单元(15)、所述支架(16)或所述切割工具(9)悬浮在磁场中。
9.一种用于运行按照权利要求1所述的设备的方法，
其中，能量通过用于给运动部件传输能量的元件(10)传输给电气组件(12)，
其特征在于，
所述电气组件(12)传递能量用于移动机电单元(15)，
所述电气组件(12)将控制指令传递给机电单元(15)，
能量能够存储在所述电气组件(12)中并且在峰值负载中再次放出，以及
所述电气组件(12)适合无接触地接收信号。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，所述机电单元(15)的力消耗和移动速度基本上与运行温度无关。
11.按照权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述切割工具(9)朝挤出轴线(7)运动，其中，径向的运动快速地停止、返回以及再次向前移动，其中，该停止-返回-再次向前移动在一瞬间发生。
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