CN1584165A - 用于切割双面绒头织物的切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在一双面绒头织物织机上切割双面绒头织物的切割装置，所述切割装置包括一可沿一导轨(3)在切割面内横向于经向运动的刀架(2)和一可定位在该刀架(2)上的刀具(4)。为了改进切割质量同时提高该刀具的使用寿命，使用一刀具(4、4′、4″)，该刀具至少在切割刃(40)的区域内由硬金属、陶瓷材料或复合颗粒材料以及填料颗粒制成，这些填料颗粒埋嵌在一在高于120℃的温度下稳定的材料中并且包括碳化物、氮化物、碳氮化物或纯碳。该刀具(4)围绕一垂直枢轴(260)可调整地安装在该刀架(2)上。所述刀具在其周向上设置有多个相对于径向对称轴(S)对称且离开该枢轴(260)等距离设置的切割刃部(401、402、403)，并且具有介于10°到60°之间的切割刃角度(γ)。

Description

用于切割双面绒头织物的切割装置

技术领域

本发明涉及一种用于在一双面绒头织物织机上切割双面绒头织物的切割装置，所述切割装置包括一可在切割面内沿一横向于经(线)向的导轨运动的刀架和一可定位在该刀架上的刀具。

背景技术

DE3104970C2公开了将一刀架上的刀具通过一盖板和一拉紧螺纹件固定到一接纳部上的技术方案。拉紧板可相对于切割面与该刀架运动方向横向地或者与该织机工作方向横向地设置在该刀架上。在该刀架的每个行程或两个行程中，该刀具通过一相对于支柱固定但柔性安装的研磨装置磨快。重复磨快导致频繁必要的调整。当织机处于停机状态时，在较短时间间隔内手动执行调整。当该织机以常规方式使用时，每个班期(shift)需要两个新刀具之多。

DE3416477A1提出实现该接纳部以及该刀具的自动调整的技术方案。为此，该接纳部在该刀架中与运动方向横向地导向。驱动运动通过一转轴进行。当监控该刀具的一光电管给出特定信息时，一设计成马耳他十字形的螺母被转动一固定量。该刀具的这种自动调整仅仅增大自动化程度。在一段较短时间之后使用过的刀具的定期更换是和前面一样必需的。

EP0993906A1提出一种用于刀架的刀具的呈一研磨带形式的研磨元件。该带是柔性的，并且该带的在研磨操作期间该刀具的切割刃必须运动少量(经过)的部分质量较低。通过使用这种带，即使在该织机较高的工作速度下也可以更灵敏地执行该研磨操作。该研磨操作期间，较少的材料被去除。该刀具的损耗没有显著减少。在较高的织造速度下，刀具温度到达非常接近合成绒头纱线的熔点。形成熔融珠。天然绒头纱线例如羊毛和棉花在这些温度下开始碳化。

EP1122348A1公开了一种不同的途径。该文献提出在各双刀行程期间不执行该研磨操作的装置，而是仅根据需要执行该研磨操作。当要执行一研磨操作时，依据目前的经验或者借助于一传感器产生的信号，使该刀架在一较大的行程上运动。以相同的方式调整该刀具。为该操作提供一设置在该研磨位置之外较远处的位置。为了调整该刀具，释放该刀具的拉紧夹板并通过靠在相对于该支柱固定的一挡块上的一弹簧推动该刀具。从而在随后的研磨操作中实现：该刀具总是相对于该研磨工具具有一预定的精确位置，并且该研磨工具对该刀具的预应力是一可控值。

通过该装置和方法，已经能够显著地提高该刀具的使用寿命并且总是能够在转速为110转/分至140转/分时保持切割质量在控制范围内。在较高的转速(约160转/分)下，温度在160℃下呈平稳状态。聚丙烯纤维开始形成熔融珠。

随着双面绒头织物织机转速逐渐增大，尤其是在地毯制造的应用领域，该刀具在一希望的研磨操作中撞击该研磨工具时的速度也增大。该刀具在该研磨工具上的这一强烈冲击导致该研磨工具不能弹性地并且以无振动的方式移位(shift)。在撞击区域中，这会导致研磨加工的强度不受控制。相反，该刀具切割刃的其它区域被研磨的程度较小并且使该刀具温度进一步升高。

由于用于确定该刀具的切割能力的传感器不总是以足够的灵敏度工作以控制切割刃在所有有效区域中的锋利程度，因此在以平均水平以上的磨损部分地完成一研磨操作之后用一较钝的刀完成许多切割行程。这会导致一有缺陷的绒头表面。如上所述，产生的高刀具温度可能导致纤维端上的熔融珠，由此降低地毯质量。

在经编机上，从DD116642和US4263790中公知，在绒头织物的生产方面，通过转动刀具相继地切割经由绒头提升件(pile lifter)拉紧的绒圈(pile loop)。该刀具包括一种高聚物填料混合物，该填料是成细粒的(标准刚玉)并且耐磨。在该切割刃处，该填料细粒迅速暴露并且倾向于利用它们的边缘切割纤维，以致于在逐渐增大的张力的作用下这些细粒分开。通过将该切割刃角度增大到30°至45°确保形成该切割刃的仍然较粗糙的小细粒不会从该刀具变得松动。为了避免该切割刃处的高温，该刀具与要切割的纤维之间的相对速度减小到约1.5米/秒至3米/秒。针织机上的该刀具的使用寿命实质上不受限制。

与切割研磨类似的该切割方法没有用在双面绒头织物织机上，因为在这种切割操作中纤维端会以簇绒状方式分裂。地毯的绒头表面变得不光滑并且易于吸收尘埃微粒的影响。

另一缺点在于固定在该刀架上的该刀具的温度会由于缺乏合理的冷却时间而逐渐升高。该纤维端会以簇绒状方式分开并形成细小的熔融珠，该熔融珠会进一步增大该不光滑表面和更易于吸收灰尘的不利效果。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提出一种切割装置，该装置能够在长时间内确保该刀具的切割能力以及要切割的纤维的热保护，并且，即使在该织机非常高的转速的情况下，避免研磨装置和刀具彼此的不受控制的冲击。

这种装置由权利要求1限定。所提出的刀具由于其材料成分而能够在一段长时间内保持其切割能力。该刀具通过其粉状填料颗粒能够确保所有单个纤维的净切割。

至少为钢的两倍的该切割刃材料的良好导热性以及在该材料的情况下必须增加的刀具厚度(热消散在一较大的区域上发生)使得该切割刃仅有限表面受热(近似80℃到90℃)。最重要的纤维即聚丙烯纤维的熔点为163℃到175℃。因此，不会形成熔融珠。

根据本发明，该刀具设置有多个随在该刀架上的该刀具的位置改变而可以相继使用的切割刃。

各切割刃部的使用寿命可通过经验值确定并且具有较宽的容许偏差，因此对该刀具的手动逐步调整完全足够并且可以考虑。当使用所述切割刃材料时，一切割刃部的使用寿命在几次班次时间(shift)或者甚至几个星期的范围内都是可靠的。对于硬金属刀具，甚至在几个月之后都没有磨损。使用时，能够自始至终确保切割操作的高质量。

根据权利要求2的切割刃部的形状能够最优化用于不同绒头纱线和毛圈密度的切割刃几何形状。

根据权利要求3的切割刃的结构除了能够简化刀具生产以外还能够在较少的步骤中或者在连续运动中实现分别驱动的切割刃的长久更换。该连续运动还具有能够较好冷却该刀具的优点。

根据权利要求4实现对刀具定位的优点在于该刀架的较低质量。在该刀架上无需任何驱动元件。而且，一切割刃部的在不改变位置的情况下的使用寿命可以达到这样的长度，即一在偶尔手动检查时一一新切割刃部可仅通过少量操作进入该切割位置。

最重要的是，当该刀具的温度要或者必须维持在尽可能低的水平时，可选择根据权利要求5至9完成对刀具定位。

当使用根据权利要求10的切割刃角度时，能够确保对绒头纱线的纤维的净光滑切割，同时能够确保将形成该切割刃的填料颗粒最优化地粘合到该刀具本体上。在较大刀具厚度的情况下，可更有利地增大热量的排放。

附图说明

下面通过一示例性实施例详细说明本发明。在附图中：

图1示出带有升起的拉紧板和松开的拉紧螺纹件的刀架的总体透视图；

图2示出一带有一刀具的可调整接纳部的刀架的横截面图；

图3示出类似于图2的视图，其中，该刀具以及一固定部被直接固定在刀架板上；

图4至图7示出能够在当前切割位置中以不同方式相继定位多个刀具的切割刃部的一些刀具变型；

图8示出在根据图7的方案中的刀具定位的略微放大图；

图9和图10示出一刀具的切割刃部的不同构造的示例；

图11a、图11b和图11c示出该刀具上的一硬金属切割刃的不同配置；

图12示出一带有一转动刀具的刀架的视图；

图13示出安装在根据图12的刀架上的刀具的放大截面图；

图14示出类似于图12的视图，并示出一棘轮驱动装置；以及

图15示出在该棘轮机构区域中的图14的顶视图。

具体实施方式

下面结合一用于一双面地毯织机的刀架说明根据本发明的切割装置。

刀架2通过一带有齿的带(下文中称为“齿带”)5在规则变化的方向上横向于该织机的工作方向来回运动。所述刀架与其导向件21在如图2所示的导轨3上滑动。一受控伺服电机驱动齿带5使其运动。刀架2通过一接合件22可拆卸地连接在齿带5上。

承载刀具4的一接纳部23可设置在刀架板20下侧上的中间区域中。该接纳部23横向于刀架2的运动方向形状相配地在刀架板20上导向，并在所述接纳部已经被准确设定在刀具4的恰当切割位置之后通过一螺纹连接件231固定在刀架板20上。

在接纳部23的自由端的顶部侧上具有一榫形定位元件232，在本实施例中，该榫形定位元件大致呈六角形的基本形状，该六角形的转折点被设计成弧形。在该定位元件232中具有一带螺纹的孔，将拉紧板251按压在该刀具上的拉紧螺纹件25被拧进该孔中。如图1所示的刀具4的切割刃部呈圆形(401)。在刀具4的中心内设置有一固定孔41，该固定孔能够形状相配地塞插在六角形定位元件232上。可在固定孔41和定位元件232的周向之间在对于形状相配连接不重要的区域中设置一可引入用于拆卸该刀具的装置的自由空间。

表示各个角位置的数字或其它符号可在被分别与一切割刃部401相配的各个角区域中应用于刀具4。

定位元件232的规则构造使得该刀具能够形状相配地塞插在六个不同的位置中，以便六个不同的切割刃部401能以被调节的方式相继使用。

该刀具至少在该切割刃部中由一种作为填料的具有非常细的粉状和硬质颗粒的硬金属材料或陶瓷材料构成。还可以利用一种可称为复合颗粒材料的材料制造刀具4的切割刃部。该填料颗粒具有足够的硬度并且要较小以便刀具4的切割刃可制成非常锋利是很重要的。利用由碳化物、氮化物、碳氮化物或纯碳组成的填料颗粒可获得最好的效果。使用的金属或合成型的粘合剂应当能够在形成的切割刃温度下使该填料颗粒可靠地固定在该复合结构上—即使在较窄的切割刃区域中。

在切割刃温度约为90℃左右的情况下，应确保该粘合剂至少在120℃，优选在150℃下的可靠稳定性。如果可在更高的温度下确保稳定性，则是有利的。这通常是使用的粘合剂是金属的情况。

该切割刃区域中的填料颗粒在一开始使用后由于滑过的纤维而没有该粘合剂，并利用它们的硬质斜面直接作用要切割的当前绒头层的纤维。

与钢制刀具相比，在这种情况下选择的切割刃角度γ必须显著地较大。该切割操作中涉及的该填料颗粒必须通过一种粘合剂在一较大角度范围上可靠且安全地固定在刀具本体上。

图2再次示出具有某些变型构造的图1所示刀架的截面图。在此，接纳部23在其连接部中向上弯曲并通过其在刀架板20顶侧上的固定部引导并通过螺纹件231固定。

定位元件232位于接纳部23的前端处并从下方伸进插入的刀具4的固定孔41中。一拉紧螺纹件25将拉紧板251按压在刀具4上。

该刀具尖端在被导向的双面绒头织物1之间的精确切割位置通过可定位的接纳部23设定。因为在刀具4利用其尖端接触该纤维的点处，两个绒头织物11、12在该纤维上施加了一有助于该切割操作的限定拉力，因此该位置非常重要。

该位置可在该机器自身中很简单地确定并通过固定螺纹件231固定一段较长时间。当然，还可以通过刀架2的可调节导向板限定该位置。然而，这种调节通常实质上操作更复杂。

图3中示出刀架2′的类似于图2的构造。在此，省略刀具4在刀架2上的切割位置的随后调节。在此，刀具4由刀架板20′直接支承。

图4至图7示出具有不同形状的定位元件和相应形状的刀具4的定位孔41的刀具4。

图4示出一带有六个具有恒定半径R的切割刃部401的圆形刀4。切割刃部401彼此偏离一60°的角度α。如图1所示，定位元件232和固定孔41分别呈六角形的基本形状，外部/内部平面之间的转折点具有弧形构造。这些弧形转折点减小较脆的刀具本体中的应力集中效应。

图5示出一具有一带有一鼻状部4151的主要为环形的固定孔415的刀具。定位元件242包括六个环状设置的定心销。鼻状部4151可分别形状相配地插入彼此相邻的两个定心销之间，以便刀具4可插入并固定在六个不同的位置a、b、c、d、e、f中。

因此，在一转换操作之后，能够可靠保证的是，有效切割刃部401不会重叠并且已经使用过的切割刃部不会被重新采用，在某些情况下，可在两个切割刃部401之间提供一分开角度404。

图6示出另一种结构。该刀具4具有三个分别在约110°的范围上延伸的切割刃部401′。在此，锁止角度(偏离角度)α为120°。选择的分开角度404大约是10°。定位元件232 ′和固定孔416具有基本相同的三角形形状并且可形状相配地一个插入另一个中。

图7示出能够在不同角位置中固定刀具4的另一种变型。刀架板20或接纳部23在刀具4的拉紧区域中具有位于相应间隔角(角度α)处的锁止凹槽(凹口)243。一形成在刀具4上并位于刀具4一个端面上(见图8)的单个楔块4171可被引入这些锁止凹槽243中。在这一方案中，可通过拉紧螺纹件25的一圆柱形体部250(关于这一点同样见图8)确保刀具4的可靠的径向引导。

图1至图7示出具有半径为r＝R的呈圆形设置的切割刃部的刀具。半径R与刀具4的半径一致。

然而，经验显示，可以优化一切割区域中的切割刃的几何形状。图8和图9中示出了这些可能的切割刃形状中的两种形状。

图9中的切割刃部402在锁止角度α之间具有凸状的弧形结构。示出的有效半径r小于平均切割刃轨道R的半径R。切割刃部402分别相对于一径向对称轴线S对称设计，以便相同的切割条件在刀架2的两个运动方向上都有效。

在图10中，切割刃部403在切割刃轨道(半径R)的区域中优选为棱形切割刃结构。切割刃部403具有钝角形设计，对称轴线S并且随后切割刃部403的尖端最大程度地伸进工作位置中的织物1中。

图11a、11b和11c示出用于在切割刃区域中定位切割刃部件的不同形式，该切割刃部件由硬质金属、陶瓷或复合颗粒材料构成。

在图11a中，刀具4仅由例如用硬质金属制成的一切割刃部件43构成。

在图11b中，在刀具4的中央设置有一由金属材料等制成的固定环42。该金属材料形成固定孔41的轮廓。最终形成切割刃40的尖端的硬质金属通过一压制操作以一环形切割刃部件431的形式添加在外部切割刃区域中。

在根据图11c的方案中，整个刀具本体421由金属材料制成。构成切割刃的硬质材料等以一涂层的形式仅形成一个切割刃部件432。

图12中示出一刀架2″的另一变型实施例。刀具4′的安装可从图13中的一放大截面图看出。

刀架2″在导轨3上以常规方式平行于双面绒头织物1的切割边运动。代替枢轴260区域中的定位元件232，一向上定向的榫销26通过一焊接或粘合连接固定在刀架板20上。刀具4′以与图11b所示类似的方式固定在一固定环42′中的主要区域中，以便没有弯曲或压缩应力作用在较脆的硬金属刀具材料上。固定环42′塞插在一其下部自由端具有一凸缘的套筒状刀具导向件7上。该刀具导向件7在相反的一端具有螺纹。一齿带轮71拧在该螺纹上并将刀具4′沿轴向拉紧在刀具导向件7上。

形成在上端部的一中央凸轮通过刀架2″的一弹性部件—即通常所说的一固定弹簧27-压靠在榫销26的夹紧点上。从而阻止刀具4′的横向运动。

刀架2″在其后部区域中具有一设置在其上的步进电机或伺服电机6，该电机通过在导轨3的区域中的接触导轨(未示出)供应能量并根据一预定程序从一中央控制装置接收和执行适当的驱动运动。

其驱动运动经其齿带轮73、齿带72以及在刀具导向件7上的齿带轮71沿其轴线60传递给刀具4或4′。

步进电机6能够以非常低的转速执行一连续转动运动，以便刀具4′的尖端或者该刀具周向上的切割刃部401相对于该织物不断地改变它们的位置。刀具4′变热的切割刃总是从该织物移出并暴露给一冷却空气流，而冷却的切割刃部重新移入该切割位置。

为了确保切割特性总是均匀一致，在这种情况下，使刀具4′的转动方向适合刀架2″的运动方向较有利，以便该刀具切割刃相对于要切割的纤维的相对速度总是具有一相同的、绝对的和相对的值。

当然，还可以通过步进电机6执行另一种类型的刀具运动。因此，例如在一个或者十个刀具行程之后，在织物1外部的区域中改变均匀间隔处的切割刃部401较有利。

可以或多或少地根据随机原理不同地选择刀具4′的调整步幅的大小。导致单个颗粒从该切割刃上更大程度地或更快地脱开的纤维在该刀具切割刃上以较大锐角的突然冲击从而分布在该刀具周向上的刀具切割刃的较大区域中。

图14和图15示出刀具调整的另一种形式。在此，一棘轮驱动装置用于逐步调整刀具4或4′。可在刀架2的轴线60上自由运动的棘爪杆65在其自由端处具有一扩大块653和一通过一弹簧652固定的棘爪651。棘爪651用于逐步调整棘轮66。在刀架反向期间，棘爪杆65可在沿交替方向作用在棘爪杆65的扩大块653上的加速力的作用下在刀架板20(23)上的设置有减振涂层的两个止挡件28、28′之间运动，使得所述棘爪杆在一个端部位置中逐步调整棘轮66和在另一个端部位置中使该棘轮返回至其初始位置。棘轮66在转动方面刚性地连接在齿带72的驱动轮73上并通过带轮71使刀具4或4′进一步转动一定量，使得在刀架2的每一个双行程之后，刀具4′的一个新切割刃区域移入该切割位置中。

通过固定弹簧27，刀具4′利用其刀具导向件7按压到刀架板20或接纳部23的导向面上并从而在刀架板行程期间被基本可靠地固定。

除了棘爪杆65的质量惯性以外，还可使用其它公知机构逐步调整棘轮66。这种机构可以是与该刀架的路径相切的磁体。还可以使用相对于支柱固定的用于处于刀架2的反向区域中的该棘爪杆的一个臂的带槽导向件。

通过刀具4′的这种间歇式逐步调整一方面能够实现该刀具切割刃仅简单地位于该加热的切割位置中，以便能产生较低水平的刀具切割刃的温度。另一方面，还能够实现新切割刃区域重复地进入该切割位置。该刀具4′的总体使用寿命变得非常长或者实质上不受限制。

如果需要，可以在织机外部重新研磨硬金属刀具的刀具切割刃，以便能够在使用较长时间之后启用该切割材料中的新颗粒。研磨工具在切割刃区域中的径向运动已经证明是合理的。

参考标号列表

1                        双面绒头织物

11、12                   绒头织物

2                        刀架(整体)

2、2″、2              刀架

20、20′                 刀架板

21                       导向件

22                       接合件

23                       接纳部

231                      螺纹连接件(可调节)

232、232′               定位元件(位于接纳部上)

24                       定位元件(位于刀架板上)

241                      六角形

242                  榫销组

243                  锁止凹槽

25                   拉紧螺纹件

250                  拉紧螺纹件体部

251、251′           拉紧板

26                   导向榫销

260                  轴线

27                   固定弹簧

28、28′             止挡件

3                    导轨

4                    刀具(整体)

4′                  刀具(硬金属切割刃插入固定环)

4″                  刀具(涂有硬金属)

40                   切割刃(整体)

401                  切割刃部—圆形部件

402                  切割刃部—弧形(r＜R)

403                  切割刃部—棱形

404                  分开角度

41                   固定孔(整体)

414                  固定孔—六角形

415                  固定孔—孔

4151                 固定孔—孔的鼻状部

417                  固定孔—孔

4171                 固定孔—孔的鼻状部

42、42′             固定环

421                  作为刀具本体的固定环

43                   切割刃部件

431                  连接到固定环上的切割刃部件

432                   施加于本体上的切割刃部件

5                     齿带

6                     步进电机/伺服电机

60                    轴线

65                    棘爪杆

651                   棘爪

652                   弹簧

653                   块

66                    棘轮

7                     刀具导向件

71                    齿带轮

72                    齿带

73                    齿带轮

a、b、c、d、e、f      角位置(整体)

a6、b6、c6            角位置(图6)

R                     切割刃轨道的半径

S                     对称轴线

r                     一切割刃部的半径

α                                          锁止角度/角度(两个角位置之间的间隔)

γ                                          切割刃角度

Claims (10)

1.用于在一双面绒头织物织机上切割双面绒头织物的切割装置，所述切割装置包括一可在一导轨(3)上在切割面内横向于经向地运动的刀架(2)和一可定位在该刀架(2)上并且至少在切割刃(40)区域内由硬金属或陶瓷材料或复合颗粒材料制成的刀具(4)，这些填料颗粒埋嵌在一在高于150℃的温度下稳定的材料中并且包括碳化物、氮化物、碳氮化物或纯碳，该刀具(4)围绕一横向枢轴(260)可调整地安装在该刀架(2)上，在其周向上设置有多个相对于径向对称轴(S)对称且离开该枢轴(260)等距离设置的切割刃部(401、402、403)，且该刀具(4)具有介于10°到60°之间的切割刃角度(γ)。

2.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，该切割刃部(402、403)相对于各对称轴线(S)成凸状的弧形或者成钝角设计。

3.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，该刀具(4)的弧形切割刃部(402)被组合在一起形成一具有一致的半径(r＝R)的圆形切割刃(401)。

4.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，定位元件(232；232′；榫销组242；锁止凹槽243)按多楔块原理被这样配设给锁述刀架(2)上的刀具(4)，使得该切割刃部(402、403)的每一个可选择性地定位在切割位置中并可通过该刀架(2)或接纳部(23)支承。

5.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，一垂直榫销(26)被安设至该刀架(2)的该刀具(4)以便形成该枢轴(260)，并且用于调整该刀具(4)的装置即一伺服电机或步进电机(6)或棘轮驱动装置(65、66)被设置在刀架(2″)上以用于致动另一切割刃部(401、402、403)。

6.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，为了驱动该刀具(4)，设置有一棘轮驱动装置(65、66)，该驱动装置的驱动能量来自于该刀架(2)的运动。

7.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，为了受控制地驱动该刀具(4)，在该刀架(2)上设置有一电动机械致动器如步进电机(6)，并且通过一齿带(72)将连续或间歇转动驱动运动传递给可围绕该榫销(26)运动的该刀具(4)。

8.根据权利要求1以及权利要求5和6之一所述的切割装置，其特征在于，该刀具(4)的驱动装置即伺服电机(6)或该棘轮驱动装置配设有连接至用于根据一程序启动该驱动装置的装置。

9.根据权利要求1、3和7所述的切割装置，其特征在于，所述步进电机(6)配设有用于控制一基本连续的转动运动的装置和用于控制随该刀架的方向改变而反向的装置。

10.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，所选择的切割刃角度(γ)介于20°到35°之间。

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