CN1124018A - 具有拼环式旋转刀组件的自动切边机 - Google Patents

Abstract

本发明的自动切边机与一传统型卷筒纸轮转印刷机完全联机地将轮转机印好的印刷材料切割成各种尺寸的明信片、插卡、广告传单、票券簿。本发明的自动切边机包括一用来对纸进行打孔以形成一折线14的装置(12)和一用来沿经打孔的折线折叠纸的折叠装置(116)。一初切装置将首先对经折叠的纸的左侧和右侧进行切边，包括切下经折叠纸的脊背，并将切下的脊背排离初切装置。然后，将纸的上、下边切至适当尺寸。最后，在终切装置中将纸切成成品。终切装置包括多个能切割各种尺寸产品的、其位置可调的切纸刀片。

Description

具有拼环式旋转刀组件的自动切边机

本发明的背景1.技术领域

本发明涉及用于卷筒纸轮转印刷机的自动切边机和一刀片组件，更具体地，涉及在与印刷机联机切割各种大小的明信片、插卡、广告传单、票券簿等印刷品中使用一包括拼环式旋转刀组件的自动切边机。2.已有技术

现有的用来印刷和切割小型明信卡片和类似物的加工方法是在印刷完卡片之后再另行进行切割成各种尺寸的加工方法。这种已有的加工包括在一卷筒纸轮转印刷机上将纸纵切成单张纸。然后将纵切的单张纸从卷筒纸轮转印刷机上移开并另外加工进行切割。这种分成两步的加工有些费工费时。

此外，在已有技术的系统中更换和修理刀组件也是需要很多劳动力的。由于拆卸时需要将整体式刀片从支承轴或轮毂上拆下，因此更换或修理刀组件的整体刀片可能会花费四个小时。为了能在多种场所中使用，人们开发了一些能减少部分这些问题的拼环式刀组件。已知的拼环式刀组件的例子可以从美国专利Nos.3,850,069；3,899,955；4,570,517和4,584,920中找到。

本发明的目的在于克服以上所述的已有技术的缺陷。本发明的另一目的在于提供一种与卷筒纸轮转印刷机一起使用的、能与印刷机联机地切割各种尺寸的明信片、插卡、广告传单、票券簿等的自动切边机。本发明的再一目的在于提供一种用于能快速置换刀片的自动切边机和类似物的拼环式刀片组件。本发明的概述

本发明提供一种适于切割成各种尺寸的明信片、插卡、广告传单、票券簿等并与卷筒纸轮转印刷机一起联机使用的自动切边机。本发明的自动切边机包括一安装在卷筒纸轮转印刷机的滚轮上的纸张打孔轮。该纸张打孔轮沿一折线对卷筒纸进行打孔。该卷筒纸轮转印刷机以传统方式将卷筒纸切成一张张单独的单张纸。一纸张折叠装置将沿折线折叠各单张纸从而沿经折叠的纸张的第一侧形成一脊背。

然后经折叠的纸张传送至一对经折叠的纸张进行切边的初切装置。该初切装置包括一第一刀、一第二刀、一第三刀和一第四刀。第一刀设在经折叠的纸的第二侧上用来将经折叠的纸切至一特定尺寸。第二刀设在经折叠的纸的第一侧上用来从经折叠的纸上切下脊背。设置第三刀和第四刀以分别对经折叠的纸的顶边和底边进行切边。一真空去除装置设在第二刀上方用来除去切下的脊背。在一实施例中，对初切装置的刀组件可以自动地、单独地进行调节。

然后在一终切装置内将纸张切成整齐的成品。在一实施例中，终切装置是一能连接于一传统型三刀切边机或类似装置的单独装置。该终切装置包括一框架，在该框架上具有一传送装置用来将待切割的材料传送穿过终切装置。一下刀轴安装在框架上、在印刷材料穿过终切装置的路径的下方，并具有多个连接于下刀轴、分开设置的下刀片。一上刀轴安装在框架上、在印刷材料路径的上方，并具有至少一个其位置可调地设在上刀轴上的上刀片。设有一用来驱动上刀轴和下刀轴的驱动装置。此外，终切装置包括一沿上刀轴定位上刀片以与多个下刀片的经选定的下刀片相配合从而形成至少一对适应切割材料的刀对的刀定位装置。

刀组件可以包括一具有两可拆的联锁部分的刀片。终切装置的刀定位装置可以包括至少一个连接于上刀轴并适于将上刀轴提升至一刀调整位置的气压缸，至少一个气压缸连接于每一上刀片以便在上刀轴位于刀调节位置时，调节上刀轴上的上刀片的位置。在本发明的一较佳实施例中，刀定位装置包括一对连接于每一上刀片的气压缸，该对气压缸连接于上刀轴的两对侧上的每一上刀片。连接于上刀片的气压缸还适于在切割待切边的材料过程中维持上刀片和相互作用的下刀片之间的啮合压力。所有的气压缸均可以由一中央控制器来控制以使加工过程自动化。

在结合附图对较佳实施例进行的描述中，本发明的这些和其他优点将变得更为清楚，在附图中，凡是相同的标号都表示相同的部件。附图简要说明

图1示意性地示出了本发明的自动切边系统的打孔轮和折边装置；

图2是示意性地示出本发明第一实施例的初切装置和终切装置的俯视图；

图3是图2所示的终切装置的前视图；

图4是图2和图3所示的终切装置的侧视图；

图5是图2至图4示出的终切装置的一种上刀片设置的放大侧视图；

图6A是本发明的拼环式刀组件的局部剖视图；

图6B是沿图6A的线6B-6B截取的拼环式刀组件的剖视图；

图6C是沿图6A的线6C-6C截取的拼环式刀组件的剖视图；

图6D是沿图6A的线6D-6D截取的拼环式刀组件的剖视图；

图6E是本发明的一第二拼环式刀组件的侧视图；

图7是示意性地示出了本发明第二实施例的初切装置和终切装置的俯视图。较佳实施例描述

本发明的自动切边机能使传统的卷筒纸轮转印刷机以与切边机联机的形式剪切成各种尺寸的明信片和插卡、广告传单、票券簿等。本发明的一个重要环节是提供一所需的打孔折叠线14以使纸张卷筒纸能准确折叠和剪切的打孔过程。本发明用一精确定位和加工的打孔轮12替换了位于传统卷筒纸轮转印刷机的滚轮10上的开缝轮(slitting wheel)(未示)，如图1所示。该打孔轮12最好是一经加工的不锈钢打孔轮。打孔轮12在卷筒纸上沿折线14进行打孔。折线14的打孔为卷筒纸的精确折叠和纸张P的适当剪切创造了条件，这将在下文中描述。打孔后的卷筒纸像通常的方式那样穿过卷筒纸轮转印刷机。在该卷筒纸轮转印刷机中，一半滚筒H与一辊子R相配合将打孔后的卷筒纸穿过卷筒纸轮转印刷机并例如藉一设在辊子R上的切割刀片(未示)将卷筒纸分隔成一张张纸张P。纸张P将在其中心线处沿着折线14有一个个孔眼。然后已打孔的纸张P传送入一具有折叠刀F的传统折叠装置16，该折叠装置16将沿着折线14折叠纸张P而在经折叠的纸张P的一侧上形成一脊背或背脊B。脊背B是书或杂志的纸页相连的书脊部。除了打孔轮12之外，卷筒纸轮转印刷机的上述部件包含半滚筒H、辊子R切割刀片(未示)和具有折叠刀片F的折叠装置16等都是以传统方法工作的、已有技术中公知的通常用的构件。

经折叠的纸张P传送至一初切装置20，如图2所示，这种初切装置包括一用来将经折叠的纸张P的左侧切边至一特定尺寸的第一刀22。经折叠的纸张P的左侧与由折叠装置16形成的脊背B相对，如图2所示。初切装置20包括一适于切下经折叠的纸张P的脊背B的第二刀24。第一刀22和第二刀24可以设置成一对设在待切边的纸张上方和下方的拼环式不锈钢旋转刀组件。一较佳的刀组件将结合图6A-6E在下文中论述。第一刀22和第二刀24的上刀片可以设在一根上刀片轴26上。第一刀22和第二刀24的下刀片可以设在待切边的纸张下方的一根下刀片轴(未示)上。上刀片轴26和下刀片轴(未示)可以以一种通常的方式驱动。

由于随后需要去除切下的脊背B，故由第二刀24进行的纸张P的脊背B的切割具有一些难度。切下的脊背B的刚性阻止了废脊背B由一设在初切装置20下的常用型气吸式废物排除系统(未示)加以除去。所以一真空装置设在第二刀24上方用来除去切下脊背B。该真空装置包括一与一真空源(未示)相连的塑料管组件28，用它来将切下的脊背B以第二刀24上除去。塑料管组件相对于水平面以小于45°的角度设置。此外，在管组件28的连接件和两端均以小于45°的角度设置。这种设置消除了在塑料导管内发生的堵塞并有利于切下的脊背B的去除。而且，打孔轮12沿折线14打孔，如以上所述。脊背B上的这些孔眼带来了足够的柔性从而使切下的脊背B能穿过塑料管组件28而被除去。

初切装置20还包括适于对经折叠的纸张P的顶边和底边进行切边的第三刀30和第四刀32。行将继续由初切装置20切边的纸张P的传送方向有一个90°的转弯或转向，这个90°的转向图中由箭头34示出，该转向发生在第二刀24和第三刀30之间。第三刀30和第四刀32可与第一刀22和第二刀24相同，每把刀均包括一对设在待切边的材料上方和下方的拼环式不锈钢旋转刀组件。第三刀30和第四刀32的上刀片可以设置在一能由传统方式驱动的单一上刀轴36上。第三刀30和第四刀32的下刀片(未示)可以以一种相同的方式设置和驱动。

本发明的初切装置20是对现有的三刀切边装置的改进。现有的三刀切边装置基本上包括一用来对纸张的左侧切边、类似于第一刀22的第一刀，一用来修切纸张顶边、类似于第三刀30的第二刀，以及用来修切纸张底边、类似于第四刀32的第三刀。在传统型三刀切边机中的折叠纸张的右边通常是完整留下作为报纸或杂志纸页连接的书脊或脊背。因此，现有的三刀切边机没有除去脊背的刀(第二刀24)或者除去脊背的机构(塑料管组件28)。

然后，经切边的纸张P从初切装置20传送入一终切装置40，该终切装置将纸张P切至适用于成品的特定尺寸，这将在下文予以描述。

待切边的纸张P藉四对分开的上、下尼龙传动皮带42传送穿过终切装置40。如图3所示，每一传动皮带42穿绕过许多共轴地设置在诸轴46上的滑轮44。诸轴46能由一适当连接于一驱动动力源的第一传动链48而被适当地驱动。如图4所示，每一传动皮带42包括一适当的可枢转的张紧辊50。

如图3所示，终切装置40的机架包括一对对置的、支承用于传动皮带42的诸轴46的侧架52。一保护罩54连接于其中一侧架52以保护其中的驱动组件。诸侧架52由设置在可转动的自位轮58上的诸腿件56支承。每一腿件56包括一高度可调的开槽的螺栓连接件60以适当调节终切装置40的高度。

如图3所示，终切装置40包括一设在诸侧架52之间的下刀轴70。该下刀轴70包括在彼此分开的位置上连接于下刀轴70的三个间隔开的下旋转刀片72。这三个下旋转刀片72最好为锁固于下刀轴70的不锈钢旋转轮。这些刀片72彼此分开设置，以使外侧的刀片72有效地将纸张一切为三而中心下刀片72能将材料大体上一切为二。

一上刀轴74在诸侧架52之间延伸。该上刀轴72可滑动地接纳一对上旋转刀片76。这对上旋转刀片76锁固于上刀轴74。

下刀轴70由一能联接于用于第三刀30和第四刀32的轴36的第二传动链78驱动，如图2所示。或者，该第二传动链78也可以以其他任何一种传统方式驱动。

下刀轴70的转动将驱动锁固于其上的下刀片72。啮合钢齿轮80和82分别设在下刀轴70和上刀轴74上用来驱动上刀轴74。上刀轴74的转动使锁固于其上的上刀片76传动。

如图3-5所示，每一上刀片76由一对设在上刀轴74的两对侧上的气压缸84可滑动地设在上刀轴74上。提升用的气压缸86连接于上刀轴74的两对侧以能够将上刀轴74提升至一刀调节位置。该刀调节位置使气压缸84能定位上刀片76而不干扰传动皮带42。而且，在运行中，在切割纸张的过程中每一上刀片76的气压缸86适于在上刀片76上保持一啮合以保持上刀片7 6和一相关下刀片72之间的啮合。

图5示出了上刀片76的更具体的结构。刀片76包括一与气压缸84相连的连接组件88。该连接组件88由一轴承配件90与旋转刀壳92分开。该旋转刀壳92包括用来锁固于上刀轴74的凹槽并直接支承旋转刀94。各上旋转刀94最好是磨至呈一锐利光洁面的不锈钢旋转刀。该旋转刀94可以由两个联锁的半爿组成，这将结合附图6A-6E在下文中描述。

在运行中，至少其中一个上刀片76将与一相关的下刀片相互协作以形成至少一对切割穿过终切装置40的材料的旋转刀，从总体上说，终切装置将以两种方式运行。或者两个上刀片76将与两个外侧下刀片72相配合以形成两对用来将纸张P一切为三的刀，或者只有其中一上刀片76将与一下刀片72相配合以形成一用来将纸张一切为二的单对刀。

本发明通过气压缸84和86的运行能方便地改变上刀片的位置。气压缸84和86可以适当地联接于一中央控制器从而使系统在各种设置方案间自动变换。

图6A示出了本发明的一拼环式刀组件100。该刀组件可用作初切装置20的刀装置22、24、30和32。但是，该刀组件100的用途较广，它对希望刀片能快速置换的任何场合都能适用。

刀组件100包括一置于轴112上的轮毂110。该轮毂110由于一接纳一轴112的键116的键槽114的存在而不能相对于轴112的转动。一锁紧止动螺钉118设在轮毂110上高过键槽114。该止动螺钉118能紧抵键116以防止轮毂110沿轴112的轴线的运动。止动螺钉超过键槽114的定位将有助于维护轴112的使用寿命。万一止动螺钉损杯了键116，轴112的键116能以最小的代价来替换。这提供了一优于已有技术的系统的明显的优点：传统系统将一轮毂的止动螺钉来啮合一相关的轴。

轮毂110包括一其上螺合一止动环122的外螺纹圆柱部分120。止动环122将一拼环式刀片124夹紧在止动环122和毂110的台肩126之间。

如图6C所示，拼环式刀片124由一在其两端上具有啮合突伸件132的第一圆形部130和一在其两端上具有形状与啮合突伸件132相同的凹槽136。

如图6D所示，止动环122包括许多围绕止动环122的圆周相互隔开10°的凹槽140。这些凹槽140便于一活动板手与止动环啮合。围绕止动环122的周长以10°分开的多个凹槽的设置，在有限的空间条件下使活动板手能在止动环上作最大程度的运动。止动环122具有一倾斜的外缘，如图6A所示，该倾斜外缘起一标记作用用来指明止动环置于相关的圆柱部分120上时的方向。随着刀组件100的旋转方向的不同，设在轮毂110上的螺纹圆柱部分120上的螺纹也可以是反向螺纹，由此在轴112的转动过程中防止止动环122和夹紧的拼环式刀片124的松动。在螺纹圆柱部分120上的螺纹为反向螺纹或左旋转螺纹的场合，相应的止动环122将包含一围绕其上的圆周槽144。该槽起一标记作用用来指明它是左旋螺纹或反向螺纹。

轮毂110还包括多个围绕其圆周以90间隔设置的锁紧槽146或凹槽，如图6B所示。这些锁紧槽146提供了活动板手在轮毂110上的啮合位置。轴112和轮毂110能藉一与锁紧槽146啮合的第一活动扳手而固定于其位，第二活动扳手则用来通过与诸凹槽140的啮合来旋紧或旋松止动环122。由于活动扳手只用来啮合并夹持轮毂110，故锁紧槽146只需以90°间隔设置。

在运行中，当拼环式刀片124需要置换时，止动环122旋松至一足以使第一圆形部分130与第二圆形部分脱开的位置，此时就可将拼环式刀片124拆下而插入一适当的新刀片124。新刀片124的第一和第二部分将围绕112联接。然后将止动环122旋紧以将新的拼环式刀片124夹紧在止动环122和台肩126之间的位置。螺纹圆柱部分120是最好充分地向外延伸使止动环122能旋松至一位置，在该位置刀片124的第一和第二部分130和134能相互脱离而止动环122仍螺合在螺纹圆柱部分120的一部分上。这种结构由于不需要将止动环122再次螺合于螺纹圆柱部分120上而能节省刀的置换时间。如以上所述，适宜的活动扳手能被用来将轮毂110和轴112固定于其位并能旋松或旋紧止动环122。

图6E示出了本发明的一第二拼环式刀组件100′。该刀组件100′大体上与在图6A-6D中揭示的上述的刀组件100相同，其不同在于有两个螺纹圆柱部分120设在轮毂110的每一端上从而藉一相关的止动环122来紧固一拼环式刀片124于其每一端上。应予注意的是刀组件100′的一侧需要制成反向螺纹，如由在相关的止动环122内的圆周槽144所标记的那样。改进的刀组件100′在一单个轮毂110上设置了一双刀组件。本发明的拼环式刀组件100和100′，因能快速、简便地置换刀片124而比已有技术具有明显的优点。此外，刀组件100和100′设计成能在一受到限制的空间的情况下更换刀片124。而且，本发明的刀组件100和100′经特别设计而能使它们置于其上的相关的轴112的损伤减至最小。本发明的刀组件的这些和其他优点使本发明适用于多种使用范围。

图7示意地示出了本发明第二实施例的自动切边装置的初切装置20′和终切装置40′的俯视图。为清晰起见省去了真空管组件28。初切装置20′和终切装置40′结合成一整体。终切装置40′的侧架52与初切装置20′的侧架制成一体。终切装置40′大体上与上述的终切装置40相同。初切装置20′与图2中揭示的初切装置20的不同之处在于刀对22′、24′、30′和32′都是独立可调的如结合图2所作的描述，每一刀对包括一设在待切边的纸张上方的上刀和一设在待切边的纸张下方的相关的下刀(未示)。藉一控制器150，例如藉一气压或油压活塞、进给螺杆或传统型线性往复式控制器的控制，每一相关的刀对22′、24′、30′和32′均能自动调节至适宜位置。每一刀对22′、24′、30′和32′的控制器150都连接于一中央控制器154。此外，各控制器156都设在终切装置40′上以控制每一上刀片76的气压缸84和86。各控制器156也都连接于中央控制器154。该中央控制器154能自动调节初切装置20′的第一刀22′、第二刀24′、第三刀30′和第四刀32′并能自动调节终切装置40′的各个上刀片76的位置。中央控制器154使整个加工过程完全自动化。图7中揭示的自动切边装置以与上述相同的方式运行。

非常明显的是，对那些本技术领域中的熟练人员来说，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，完全有可能对本发明作出种种变更和修改。本发明所要求的范围将由下面的权利要求书来确定。

Claims (10)

1.一种用于卷筒纸轮转印刷机的切边系统，包括：

一用来沿一折线对卷筒纸打孔的纸张打孔装置；

一用来将所述卷筒纸切成单纸张的装置；

一用来沿折线折叠纸张以沿经折叠的纸张的第一侧形成一脊背的纸张折叠装置；

一用来对经折叠的纸张进行切边的初切装置，所述初切装置包括：

一设在经折叠的纸张的第二侧上、用来将经折叠的纸张切割至一规定尺寸的第一刀装置；

一设在经折叠的纸张的第一侧上、用来将脊背从经折叠的纸张上切下的第二刀装置；

一用来除去切下的脊背的真空装置；

一为切割经折叠的纸张的顶边而设置的第三刀装置；

一为切割经折叠的纸张的底边而设置的第四刀装置，

一接收来自所述初切装置的经初切的纸张并适于将经初切的纸张切成成品的终切装置。

2.如权利要求1所述的切边系统，其特征在于所述纸张打孔装置包括一设在卷筒纸轮转印刷机的滚轮上的打孔轮，所述真空装置包括连接至一真空源、形成一相对于水平面小于45°角度的塑料导管，所述初切装置在折叠的纸张的传送方向上，于所述第二刀装置和所述第三刀装置之间有一大体上为90°的转弯。

3.如权利要求1所述的切边系统，其特征在于所述终切装置包括：

一框架；

一设在所述框架上、用来将经初切的纸张传送穿过所述终切装置的传送装置；

一设在所述框架上、位于纸张穿过所述终切装置的路径的下方的下刀轴；

多个连接于所述下刀轴且分开设置的下刀片；

一设在所述框架上、位于纸张路径上方的上刀轴；

至少一个可调地设在所述上刀轴上的上刀片；

一用来驱动所述上刀轴和所述下刀轴的驱动装置；

一用来沿所述上刀轴定位所述至少一个上刀片以与所述多个下刀片的经选定的下刀片相协作以形成至少一对适应切割纸张的刀对的刀定位装置。

4.如权利要求1所述的切边系统，其特征在于至少一个所述刀装置包括一具有两个可分离的联锁圆形部分。

5.一种终切装置包括：

一框架；

一设在所述框架上、用来将待切边的材料传送穿过所述终切装置的传送装置；

一设在所述框架上、位于待切边的材料穿过所述精切装置的路径的下方的下刀轴；

多个连接于所述下刀轴且分开设置的下刀片；

一设在所述框架上、位于所述路径上方的上刀轴；

至少一个可调地设置在所述上刀轴上的上刀片；

一用来驱动所述上刀轴和所述下刀轴的驱动装置；

一用来沿所述上刀轴定位所述至少一个上刀片以与所述多个下刀片的经选定的下刀片相协作以形成一对适于切割待切边的材料的刀对的刀定位装置。

6.如权利要求5所述的切边装置，其特征在于所述刀定位装置包括至少一个连接于所述上刀轴、适于将所述上刀轴提升至一刀调整位置的气压缸；

至少一个气压缸连接于每一所述上刀片以在所述上刀轴位于所述刀调整位置时调节所述上刀轴上的所述上刀片的位置。

7.如权利要求6所述的切边装置，其特征在于所述刀定位装置包括一对连接于每一所述上刀片的所述气压缸，该对气压缸连接于所述上刀轴的两对侧上的每一所述上刀片，并且所述每一所述上刀片的至少一个气压缸在切割待切边的材料过程中适于维持一啮合压力于所述上刀片上以维持所述上刀片和所述共同作用的下刀片之间的啮合。

8.如权利要求5所述的切边装置，其特征在于设有一对所述上刀片和三个所述下刀片，所述传送装置包括许多分开设置的上、下传动皮带，所述框架包括具有可调节高度的装置和支承所述腿件的自位轮的支承用的腿件。

9.一种对来自卷筒纸轮转印刷机的印刷品进行切边的方法，包括：

a)沿一折线对卷筒纸进行打孔并将所述卷筒纸切割成单张纸；

b)沿所述折线折叠所述纸沿所述经折叠的纸张的第一侧形成一脊背；

c)用一第一刀装置切割所述经折叠的纸张的第二侧；

d)用一第二刀装置从所述经折叠的纸张上切下所述脊背；

e)从上述第二刀装置除去所述切下的脊背；

f)用一第三刀装置切割所述经折叠的纸张的顶边；

g)用一第四刀装置切割所述经折叠的纸张的底边；

h)在一终切装置内将所述经折叠的纸张切割成成品。

10.一种刀片组件，包括：

一其内具有一键槽的轮毂，所述轮毂设在一旋转轴上，所述轮毂包括至少一个螺纹圆柱形部分，多个锁紧槽，以及邻近所述圆柱形部分的台肩；

一设在所述圆柱形部分上的刀片，所述刀片包括两个联锁的圆形部分；

一螺合在承接于所述圆柱形部分上、用来将所述刀片夹紧在所述台肩和所述止动环之间的止动环，所述止动环包括多个围绕其圆周设置的凹槽。

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