CN1832824A

CN1832824A - 切卷设备

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Publication number: CN1832824A
Application number: CNA2004800223697A
Authority: CN
Inventors: 托德·R·莫里森; C·G·米切尔
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2024-06-04
Also published as: CN100506449C; US7886639B2; US7526984B2; EP2305408A1; US20040244549A1; ATE521440T1; US20090249928A1

Abstract

用于将工业尺寸的纸卷或其它片材切割成两个或更多个卷的设备。所述设备包括具有足够大的半径以在单次切割中切割通过这种卷并留下无需对端部进行精加工修整的可待印的卷的圆锯。所述锯片被安装在锯框上，所述锯框沿滑架行进且将所述刀片定位在所述卷上的任何所需切割位置处。所述设备包括用于在所述切割操作过程中支承大卷的重量并将其保持在适当位置处的支承台架和承载臂。装载/卸载台和顶出缸的系统将所述卷导引到所述支承台架上且导引离开所述支承台架。所述锯框是将所述锯片定位在所述卷上位于所需切割位置处的塔，或沿所述卷的侧部或在所述卷的下面在所需切割位置处定位所述锯的底板框架。所述设备进一步包括用于对切割卷的端部进行砂磨的精加工站。

Description

切卷设备

技术领域

本发明涉及对大卷片材进行加工的领域。具体而言，本发明涉及切割这种大卷。更具体而言，本发明涉及将工业尺寸的片材卷再分成两个或多个单独的卷。

背景技术

提供了用于印刷工业的多种宽度的纸张卷。通常，有必要自卷的原始状态重新调整卷的尺寸，即减少卷的宽度，或从纸卷上切割下来已损坏的端部。重新调整这种卷的尺寸的常规方法是使纸行进通过重卷机。该工艺需要使纸供给通过使用刀片将纸切割成所需宽度的剪切机且正如可应用地将剪切或切割的材料重卷到一个或多个卷上。其中一种最大工业尺寸的纸卷具有72英寸的直径和138英寸的纸宽。这么大的卷通常不在重卷机上重新调整尺寸，这是因为操纵这种大卷的重卷机设备的成本极高且极为耗费空间。此外，需要重新调整尺寸的卷通常不在具有重卷机的设施上。因为这种卷极大、重且难以操纵和输运，因此将它们载运至确实具有重卷机的设施的成本很高且非常耗时。因此，通常通过使用链锯将卷切割成大约尺寸并随后在精加工或修整工艺中对切割卷的端部进行精加工而就地重新调整卷的尺寸。由于在重卷设备中需要复杂且大量的部件，因此将重卷机构造为可移动的单元是不可行的。

使用专门的切卷机器对工业尺寸的纸卷进行切割和重新精加工。在授权给Easton等的美国专利6,269,719B1中披露了用以将卷切割成更窄的卷的机器。Easton等的机器设置了支承纸卷的水平台架和包括圆锯的旋转臂单元。该锯被安装以使得其可沿卷被定位在距离该卷端部向内仅几英寸的位置处。此外，锯片的半径较小，通常具有10英寸的半径，且因此远小于工业尺寸的卷的半径。为了使锯能够向内朝向卷的中心切割穿过切割平面，必须相当迅速地从卷上除去已切割的材料。为了有利于除去该材料，在进行切割前通过链锯或手持圆锯在卷的端部内切割出大约达到所需切割深度的径向切口。当锯从外周切入时，修整的废纸条落下或被撕开并作为废纸被丢弃和/或进行再循环。

美国专利5,964,024(Wallace；1999)披露了包括切卷机的设备，所述切卷机的目的与Easton等的切卷机器的目的相似，但纸卷被支承在旋转底部上且处于垂直位置。如同Easton等的机器一样，锯相对于要进行切割的卷的直径较小。可使用第二个手动操作的圆锯以在卷的端部内切割出达到所需的修整切割深度的径向切口，以使得当锯朝向芯子向内行进时，可迅速除去纸。在这种情况下，由于卷受到垂直支承，因此当锯朝向芯子向内移动时，隔件被插入切口内以防止卷的上部下滑和锯粘着。且再次地，如果宽的纸卷要被分成两个或多个卷，那么使用链锯在所需切口的大约位置处一次切割通过原始卷，且每个卷的端部随后在单独的操作中进行修整。

Easton等和Wallace的设备被设置为可移动单元。即，切卷机器被安装在输运车辆上且被带至要进行切割的卷的位置处。因此，加工这种卷的设施收集并储存卷，且不时地要求进行切卷操作。这当然需要空间、卷操纵设备和管理努力以储存和监控卷，以便确定何时通过切卷机器进行切卷操作并对卷进行切割在经济上是可行的。

常规切卷机器和切割方法，无论是重卷机操作或上述切割操作，都具有缺点使得其在减少卷的宽度方面成为困难或昂贵的工艺。重卷机方法需要复杂的设备，所述设备使得该方法不能作为可移动单元实施，以使得加工这种大的工业尺寸卷的所有人必须永久安装重卷机设备以进行剪切，或必须将所述卷载运至提供该操作的位置处。这由于输运成本的原因也是非常昂贵的。此外，适当地进行重卷是关键的，这是因为不适当卷绕的纸可大大改变原始制造的卷的物理性质，使其不可用于其预期目的。

在其它工业中使用大的圆锯片切割通过大的圆柱形式材料是已公知的。可以想到木材工业中使用的锯片。没有一种已公知的刀片能够在单个切割操作中切割通过大的工业尺寸的纸卷，并留下具有光滑的精加工过的可待印的端部的一个或多个卷，所述端部不需要进一步修整或其它操作以制备从而进行随后的加工。

因此所需要的是在单个切割操作中有效地切割卷并留下具有光滑的精加工过的卷端部的可待印的卷的机器，所述端部无需进一步修整或其它端部精加工操作。进一步需要的是能够将卷再分成更窄的卷且几乎不产生或不产生废物的这种机器。还需要的是接收多种宽度的卷且可适于实际上在沿卷宽度的任何位置处切割通过卷的这种机器。

发明内容

为了上述原因，本发明的一个目的在于提供在单个切割操作中有效地切割卷并留下具有光滑的精加工过的卷端部的可待印的卷的锯设备。进一步目的在于提供可适于将卷再分成更窄的卷且几乎不产生或不产生废物的这种设备。又一个目的在于提供可适于接收多种宽度的卷且适于在沿卷的宽度的任何位置处切割穿过所述卷的这种设备。

通过提供适于将卷切割成具体尺寸或适于从宽卷上切割下来两个或多个卷的锯设备而实现本发明的目的。注意到尽管下文中将所述设备描述为用于切割纸卷的锯，但所述锯设备可被用于切割多种类型的薄板或片材，例如塑料膜、地毯或底板材料等的卷。

根据本发明的所述锯设备包括用于切割所述卷的圆锯、用于将所述卷保持在适当位置处以进行切割的承载单元和用于将所述卷安放在所述承载单元中的卷安放装置。所述圆锯具有足够大的半径以切割通过工业尺寸的纸卷而不必在所述切割操作过程中从所述卷上除去切割材料，且被安装在平行于所述承载单元行进的锯框上，且可被定位以在沿被保持在所述承载单元中的卷的宽度的任何位置处进行切割操作。因此，所述锯设备提供了用于将所述卷再分成两个或多个实际上具有任何所希望的宽度的卷的装置。

为随后进行清晰描述的目的，所述设备的覆盖区域被大体上限定为矩形，且所述矩形的狭窄端部被称作第一端和第二端，所述第一端为原始位置，且所述矩形的侧部被称作进口侧和出口侧。所述锯框在不使用时置于所述原始位置。要进行切割的所述卷被带至所述进口侧上的所述设备、可旋转地安装在所述承载单元中且随后从所述锯设备上被卸放至所述进口侧或所述出口侧，这取决于所述设备内包括的具体卷安放装置。通常情况下，纸(或其它片材)被卷绕在中空芯子周围以形成所述卷。所述卷的端部可被直接安装在所述承载单元中的无轴卡盘上，或轴，例如具有可扩展的凸出部或按钮的空气轴，可首先被插入所述卷的所述中空芯子内且所述轴被安装在卡盘中。位于朝向所述设备的所述第一端的位置的所述卷的端部用作测量预期切割位置的参考位置。

所述承载单元包括矩形负载梁，所述负载梁具有安装在所述梁的一面上的两个负载臂。所述负载梁具有延伸经过所述设备的所述第一端和所述第二端之间的大部分距离的长度，且第一负载梁端部接近所述原始位置，第二负载梁端部接近所述设备的所述第二端，且所述负载梁的纵向轴线在其间延伸。一个或两个所述负载臂被可滑动地安装在平行于所述纵向轴线延伸的调节机构上。根据所述锯设备的具体安装情况，一个所述负载臂可代替地被固定地安装在所述第一负载梁端部且所述第二负载臂可滑动地进行安装。可通过将所述可滑动地安装的负载臂选择性地定位在所述调节机构上位于将容纳要进行切割的卷的特定长度的距离处而调节所述负载臂之间的距离。卡盘被安装在每个负载臂的上端处。

所述卷安放装置被用以将要进行切割的所述纸卷安放在所述承载单元中。本发明包括了多种卷安放装置。第一种卷安放装置包括使所述负载梁旋转成卷拾取位置并旋转回切割位置的定位组件。所述定位臂被安装在所述负载梁上，且当所述臂部旋转时，所述负载臂也围绕其纵向轴线旋转。受支承轴承支承的负载轴颈与所述负载梁的所述纵向轴线大体上平行且共轴地从所述负载梁的每端中延伸出来。每个轴颈支承一个定位组件，所述定位组件包括至少一个定位缸、杠杆臂和至少一个定位臂。所述杠杆臂被固定地连接到所述轴颈上且枢转联接到所述定位缸上，所述定位缸被连接到所述定位臂上。使所述定位缸上的活塞延伸或缩回导致所述定位臂围绕所述轴颈旋转，这迫使所述矩形负载梁围绕其纵向轴线在所述卷拾取位置和所述切割位置之间旋转，在所述卷拾取位置处所述负载臂位于接收和拾取所述卷的位置处，在所述切割位置处所述负载臂支承所述卷处于适当位置以进行切割。在所述切割操作之后，所述卷安放装置被再次致动以使所述负载梁旋转成所述卷拾取位置，以便从所述承载单元上释放切割的卷。

第二种卷安放装置包括安放在所述承载单元的所述进口侧上的负载台、在所述出口侧上的出口台、安装在所述负载梁上且平行于所述负载梁的高度可调的支承台架或支架以及顶出缸。通过所述卷安放装置的这个实施例，所述负载梁被固定即非旋转地安装在所述锯设备的矩形中心中，且平行于所述进口和出口侧。所述负载臂是高度可调的，这允许在所述负载臂端部处的所述卡盘位于一定位置处以接收不同直径的卷。所述支承台架承载所述纸卷的重量，而所述负载臂位于适当位置处以在切割过程中保持所述卷的端部。所述顶出缸也是高度可调的且被用以将所述卷从所述负载台导引到所述支承台架并随后导引到所述出口台上。

所述负载臂用以将所述卷保持在适当的纵向位置处以进行切割，即所述负载臂防止所述卷沿纵向移置。大的工业尺寸纸卷极重且所述支承台架用以释放所述负载的负载臂并在所述切割过程中保持所述卷水平对齐。多种装置可适于作为所述支承台架。所述卷在所述切割操作过程中旋转是重要地；是否由所述卡盘或所述支承台架中的辊提供旋转装置不那么关键。理想地，支承台架上的支承部是高度可调的以导引地支承具有具体直径的所述卷并容纳所述卷的轻微失圆状态。旋转方向大体上与所述锯片在所述锯片的接触点处的旋转方向相同。根据卷绕在所述卷上的材料类型和所述锯片的构型，所希望的是可以使所述卷沿与所述锯在所述接触点处的旋转方向相对的方向旋转。

所述锯框被安装在滑架导轨上且被保持在所述原始位置直至所述锯片要被定位在所述原始位置与所述第二负载梁端部之间的一些预期切割位置处。将所述锯框设置为塔在本发明的范围内，在所述塔中所述锯片被支承在大于要受到所述锯设备操纵的卷的预期最大直径的高度处，以使得一旦将所述锯片被定位在所述预期切割位置上，所述锯片被降低进入所述卷内。将所述锯框设置为底板框架也在本发明的范围内，其中所述锯片横向于所述支承台架受到支承，且当所述刀片被保持在所述负载臂中时，所述刀片的中心平行于所述卷的所述卷轴的纵向轴线且与所述轴线大约处于相同的高度处。所述锯片随后在所述预期切割位置处朝向所述卷的所述芯子向内移动。所述锯单元的另一种构型包括将所述锯框安装在支承所述卷位于所述切割位置处的区域下面的凹进部中，且升高所述锯以切割通过所述卷。根据本发明的设备的又一实施例提供了静止的锯框和安装在滑架系统上的承载单元且将要进行切割的所述卷定位在所述锯片的操作位置处。

对材料特别是纸进行切割的一个危险在于所述刀片靠在材料上的摩擦导致产生的热量足够大以导致被除去的材料焊接到所述锯片的切割表面上或焊接到进行切割的材料上。根据本发明的设备中使用的所述锯片的尺寸如此大以使得所述锯片的本体用作有效的吸热装置，即摩擦热量被迅速吸离锯齿并进入所述刀片的本体内，且结果是，所述锯片保持冷却。这大大减少了从所述齿部传递至进行切割的材料的热量，由此减少了被除去的材料将焊接到所述锯上或焊接到所述卷上的材料上的可能性。然而，根据进行切割的材料的类型，所希望的是可为所述锯片提供润滑冷却剂以使刀片冷却。适当的冷却润滑剂是由ACCU-LUBE Manufacturing GmbH制造的ACCU-LUBE^TM。所述润滑剂作为细雾被喷射到所述锯片顶部处的齿部上。所述润滑剂随着刀片自旋而干燥，以使得到涂覆有所述润滑剂的所述齿部到达要进行切割的表面时，所述润滑剂已经干燥且因此不会污染或损坏进行切割的材料。

提供具有直接安装在底板上的允许所述卷在所述切割操作过程中旋转的支承装置，例如支承台架，但不具有上述承载单元和卷安放装置的锯设备也在本发明的范围内。可通过常规的卷操纵小车，通常被称作夹具小车，处理卡盘直径较大但不太长的卷，所述卷操纵小车被用以拾取卷并输运较短的距离。在所述锯设备的这种缩尺表示中，用于所述锯框的所述滑架系统在支承台架旁边延伸，所述支承台架具有多个长辊，所述卷被可旋转地支承在所述长辊上。例如，在具有四个长辊的支承台架上，一个或两个所述长辊是驱动辊，而剩余的长辊是从动辊。

根据本发明的设备的操作如下：装载所述辊，所述辊被安放在所述锯设备的所述进口侧上的所述负载梁的旁边且与所述负载梁平行。如果使用所述第一种卷安放装置，那么所述卷被安放在底板上位于要由所述负载臂拾取的位置处。根据所用卡盘的类型，无轴卡盘或用于接收轴的常规卡盘，所述卷被支承在所述无轴卡盘的鼻部上或卷轴被插入所述中空芯子内且所述卷轴的端部被夹持在所述两个卡盘之间。所述定位组件随后被致动以迫使所述负载梁围绕其纵向轴线朝向所述进口侧旋转，以便使所述负载臂的上端向下移动至将允许所述卷轴的端部被紧固在所述负载臂中设置的卡盘中的位置。所述定位组件随后被致动以迫使所述负载梁沿相对方向朝向所述设备的后侧旋转，其中所述卷被定位在所述支承台架上。如果所述支承台架装备有高度可调的支承部件，那么这些高度可调的支承部被调节以导引地支承具体直径的所述卷。所述卷的重量由所述支承台架承载，而所述负载臂，尽管为所述卷提供了一些支承，但是主要起到保持所述卷适当对齐的作用。所述无轴卡盘或所述空气轴上的所述鼻部装备有可扩展的凸出部或按钮，当通过空气使所述可扩展的凸出部或按钮膨胀时，其防止所述卷径向和/或纵向移置，这是关键的，这是因为任何偏斜将导致所述锯片在所述切割操作过程中粘着，且将导致所述卷边缘的气刨切割。

如果使用第二种卷安放装置，那么所述卷被安放在所述负载台上且滚动到处于升高位置的所述支承台架上。所述顶出缸防止所述卷滚动到所述出口台上。所述顶出缸随后被致动以将所述辊导引到所述支承台架上。根据所述卷的尺寸和重量，受液压缸支承的所述支承台架可降低至一定位置，在所述位置处所述缸充分缩回且置于承载止挡部上。所述卷如上所述被装配到所述承载单元上。

一旦所述卷在所述支承台架中且准备进行切割，所述锯框沿滑架系统移动直至所述锯片被定位在所需卷切割位置处。所述锯片被驱动通过所述旋转卷，包括通过所述芯子，以将一部分所述卷完全地切离所述卷的其余部分。所述锯片足够大以在单个切割操作中切割通过工业尺寸的纸卷，留下通常无需进一步精加工的具有光滑端部的可待印的卷。由于所述锯片可沿所述负载梁的整个长度被定位，因此可在所述卷中进行一系列切割，由此将所述卷再分成准备使用的多个卷。根据采用的所述卷安放装置，所述切割的卷被顶出至所述出口台或所述负载梁旋转回所述卷拾取位置，以便将所述切割卷释放到所述底板上。

在所述锯设备的缩尺表示中，通过卷操纵小车将所述卷安放在所述支承台架上，且所述锯框沿所述滑架系统被驱动至所述卷上的所需切割位置处。所述卷在所述切割操作过程中在所述支承台架上旋转。

通过根据本发明的所述锯设备进行切割的所述纸卷的端部非常光滑，且在大多数情况下所述卷处于可待印的状态。然而，在一些纸加工操作中，所希望的是在所述切割纸卷的端部上可具有极光滑的光洁度。在这种情况下，可设置作为整合入生产线内的加工站或作为独立的精加工站的精加工站。所述精加工站包括塔，砂磨机单元被安装在所述塔上。所述塔的下半部具有高度可调的卷安装组件，所述卷安装组件包括用于保持所述切割纸卷的无轴卡盘。所述砂磨机单元被高度可调地安装在所述塔的上半部中，且包括砂磨盘和液压马达。所述切割卷被安装在所述卡盘上且升高远离底板，且所述砂磨机单元被降低以使得所述砂磨盘的操作表面面临所述切割卷的端部的面。深度调节装置被设置在所述砂磨机单元上以调节从所述切割卷端部上除去的材料深度。

附图说明

下面结合附图对本发明进行描述。在所述附图中，相似的附图标记表示相同或功能上相似的元件。

图1是根据本发明的锯设备的第一实施例的前视图；

图2是图1所示设备的端视图，图中示出了锯框、支承台架以及示出了负载臂和定位组件的侧视图；

图3是滑架系统的平面图；

图4示出了具有纤维芯子的常规纸卷(现有技术)；

图5示出了承载单元；

图6是定位组件的前视图；

图7是定位组件的后向透视图；

图8是支承台架的顶视图；

图9是根据本发明的设备的第二实施例的前视图，图中示出了保持所述锯片的底板框架；

图10是根据图9的设备的端视图；

图11是根据本发明的设备的第三实施例的侧视图，图中示出了锯塔、静止负载梁和可调支承台架；

图12是图11所示的实施例的端视图，图中示出了负载台和出口台的构型；

图13是图11所示的实施例的顶视图，图中示出了负载台和出口台；

图14从操作者一侧示出了精加工站；

图15是图14所示的精加工站的端视图；

图16示出了砂磨机单元；和

图17是升卷机构的侧视图。

具体实施方式

图1和图2示出了根据本发明的锯设备10的第一实施例。锯设备10包括锯单元20、滑架系统110、定位组件40和承载单元70。为了进行阐述的原因，下文中将结合锯切通过纸卷1以便重新调整卷的尺寸而对锯设备10的操作进行描述。如图1所示的卷1是标准的工业尺寸纸卷，所述纸卷具有约50英寸的卷直径D和约138英寸的卷宽度W，尽管如此，该锯设备还可适于加工直径达72英寸的卷。根据本发明的锯设备10当然可用以切割或重新调整更小的卷的尺寸，且确实通常可用以切割非常大和/或重的圆柱形材料，包括卷和本身适于通过圆锯片进行切割的圆木形材料。

图3示意性地示出了滑架系统110，图中示出了滑架导轨112和齿条114。如图所示，两个平行的滑架导轨112大体上限定出包括锯单元20的矩形区域。在所示实施例中，锯单元10包括框架22，所述框架被安装在滑架导轨112上且借助驱动系统沿导轨滑架112移动，所述驱动系统是连接到框架22上且受到马达113(如图1所示)驱动的齿条和齿轮组件(图3中仅示出了齿条114)。具有马达的驱动系统是众所周知的且在此不对其细部进行任何讨论。此外，本发明包括使用驱动框架22沿滑架导轨112行进的其它适当装置。

为了清晰的目的，图3还示出了锯设备10的第一实施例的覆盖区域。包括锯设备10的矩形上端在下文中被称为第一端10A，所述上端还是锯框20的原始位置；矩形的左手侧，即在负载梁72的左面(仅以虚线示意性地示出)被称为操作者侧10C；负载梁72的相对测被称为背侧10D，且矩形的下部窄端被称为锯设备10的第二端10B。

再次参见图1和图2，图中示出了处于锯设备10的第一端10A处的原始位置的锯单元20。锯片24被安装在锯框27上，所述锯框在第一实施例中为塔式框。锯片24被安装在活动支承在多个球形螺钉26上的平台上。在所示实施例中，锯片24是具有32英寸的半径的大刀片，由康涅狄格州西姆斯伯利(Simsbury，CT.)的Specialty Saw，Inc.制造，且适于在单次通过的切割操作中在卷3的切割端上提供可待印(press-ready)的光洁度。驱动系统，例如电动或液压马达，被用以驱动球形螺钉26以调节平台的高度，用以控制锯片24的高度和向下的锯进给速度。使用具有球形螺钉的驱动系统控制进给速度是众所周知的，因此在此不对驱动系统进行详细示出或描述。

图4(现有技术)示出了卷绕在芯子3上的卷1。所示实施例中的芯子3是通常与纸卷一起使用的纤维芯子。图1和图2示出了承载单元70和两个定位组件40，负载梁72的每端上安装一个定位组件40。卷轴2延伸通过卷1的芯子3。卷轴2的每端被可旋转地安装在安全卡盘71上位于负载臂73的上端处且两个负载臂73被刚性地安装在矩形负载梁72的顶面72A上。

图5更详细地示出了承载单元70。为了阐述的目的，定位组件40被示出仅组装在锯设备10的第一端10A处。其中一个负载臂73是可调负载臂73A且另一个是固定负载臂73B。如图所示，可调负载臂73A被安装在螺杆76上，所述螺杆在负载梁72的顶面72A上延伸。固定负载臂73B中还示出了安全卡盘71。可调负载臂73A也装备有这种卡盘。常规卷轴被设置具有多种标准长度，且可调负载臂73A可沿螺杆76被定位在任何点处，以便容纳与要进行切割的卷1一起使用的特定卷轴2的长度。使用液压马达以沿杆76定位可调负载臂73A。这种装置在本领域中是已公知的且未示出。负载臂73通过防止卷1在切割操作过程中纵向移动而将卷1紧固地保持在适当位置处以测量与卷的端部之间距离并进行切割。沿负载梁72的纵向轴线的任何移动，即使是最小的移动，将导致锯片24粘着且将在卷1上产生粗糙的端部切口。

在图5中示出了在负载梁72一端处的用于安装梁定位组件70的轴颈74。注意到轴颈74是键控的。另一个相似的轴颈从负载梁72的另一端延伸出来。每个轴颈74受支承轴承42的支承。每个轴颈74上安装一个定位组件40。参见图1以观察锯设备10中的定位组件40，每个定位组件40包括被可旋转地安装在从负载梁72的每端中延伸出来的轴颈74上的两个定位臂44。

接下来将结合图1、图3和图5-图7对定位组件40进行描述。图5示出了负载梁73上的负载轴颈74且示出了安装在负载梁上的其中一个定位组件40。负载轴颈74被示出安装在支承轴承42上且梁定位臂44被安装在轴颈74上以便围绕轴颈74自由旋转。杠杆臂45(如图1所示)在一端处被用键固定到轴颈74上且在另一端处与枢转联接到梁定位臂44上的第一缸单元47相联。如图7所示，第二缸单元48被安装在设备10的背侧上的底板上，且被可旋转地联接到使梁定位臂44连接的托架50上。使第一缸单元47组件致动迫使梁定位臂44围绕与轴颈74的纵向轴线平行且同心的轴线在如图3所示的操作者侧10C处的卷拾取位置与中间位置之间旋转，在所述中间位置处负载臂73大体上垂直于背侧10D或朝向背侧10D轻微倾斜。使第二缸单元48组件致动迫使梁定位臂44使负载臂72旋转成切割操作位置，且负载臂73朝向背侧10D延伸，保持卷1准备进行锯切操作。通过未在此示出的常规装置对缸单元47和48进行最适当的液压操作。

具有负载臂73的承载单元70为卷1提供了支承装置。由于卷1的重量和/或长度极为巨大，因此卷轴2在锯切操作的力的作用下可产生偏斜的危险。那么可建议设置底板安装的支承装置以便当对卷1进行切割时释放卷1的重量的卷轴2。为此目的，设置了支承台架130，如图2和图8所示。所示的支承台架130的实施例具有两排支承部80。在图2所示的构型中，支承部80朝向支承台架130的中心向内成一定角度，以形成相反的V形支承台架130。该构型减小了卷1的重量将导致支承部80产生偏斜的可能性。卷在切割过程中进行旋转是关键的，因此旋转装置82被设置在每排支承部80的顶部上。图8所示的旋转装置82是一对长辊82A、82B，每个所述长辊大体上延伸经过支承台架130的长度且允许卷1在受支承台架130支承的同时进行旋转。卷轴2在负载臂73中的安全卡盘中受到可旋转地驱动且长辊82A、82B可自由滚动。在不同的构型中，卷轴2在安全卡盘内自由滚动且旋转装置82在支承台架130上可旋转地驱动卷1。在这种构型中，长辊82A、82B中的一个是驱动辊且另一个是自由旋转的辊。图2所示的支承台架130的实施例包括支承部80，所述支承部80的高度可调且被枢转安装在底板上，以使得它们可被调节以容纳要进行切割的特定卷的直径。

图9和图10示出了根据本发明的锯设备100的第二实施例。第一和第二实施例之间的主要差别在于不是从上面而是从侧面切割卷1。承载单元70、定位组件40和支承台架130与第一实施例中所述的那些装置大体上相同。改进的锯框120被安装在滑架系统200上且在卷1旁边行进以使得锯片24也在卷旁边行进。理想地，锯片24的中心处于与卷轴2的中心大约相同的高度处。代替在锯设备10的第一实施例中所进行的降低锯片24从上面进入卷1的情况，锯片24从侧面朝向卷1的中心水平向内移动。

图9是锯设备100的端视图，图中示出了负载梁72、定位组件40、支承台架130、滑架系统200和改进的锯框120。卷1被示出降低至位于支承台架130中的位置处。改进的锯框120包括螺杆126，所述螺杆被安装在锯框120中以使得其横向于卷1的纵向轴线延伸。与图3所示的滑架系统100类似地，滑架系统200包括滑架导轨112和齿轮齿条114。锯片24被安装在螺杆126上且可在其上朝向卷1被向内驱动。

设备100可装备有辅助系统，例如用于冷却刀片的润滑系统和用于收集由于锯切操作而释放出的废物颗粒的集尘系统。在申请人进行的试验中，发现当顶部的齿部向下旋转至切割表面时，通过指向刀片顶部的喷射系统施加到锯齿上的ACCU LUBE^TM润滑剂已经干了，且刀片触摸起来是冷却的。处理过的齿部接触要进行切割的材料之前润滑剂已干的事实减少了润滑剂污染或损坏卷上的材料的机会。由于刀片如此巨大，因此热量传递远离齿部进入锯的本体内的速度极快且根据进行切割的材料的类型，可不需要润滑剂。

图11-图13示出了根据本发明的锯设备1000的第三个也是优选的实施例。锯设备1000包括锯单元20和上述滑架系统110、承载单元700、装载/卸载装置400和卷安放装置420。装载/卸载装置400包括至少一个负载台402和出口台406。承载单元700包括负载梁720和两个负载臂730，每个负载臂具有安全卡盘71。安全卡盘71可以是具有适当尺寸以接收和紧固地保持芯子3的端部的无轴卡盘，或接收和紧固地保持被插入芯子3中的卷轴的卡盘。负载梁720与上述负载梁72相似，但在锯设备1000内是静止的且不旋转。负载臂730被安装在负载梁720上。这些臂部与负载臂73相似，但高度可调，这允许安全卡盘71的高度被调节以便当卷1被安放在承载单元700中时接收和保持卷1。在图11-图13所示的实施例中，第二负载臂730B被可滑动地安装在螺杆76上，所述螺杆被安装在负载梁720上，且第一负载臂730A被固定地安装在负载梁720上。当然可能为第一负载臂730A设置第二螺杆76或其它滑动装置且可能允许两个负载臂730沿负载梁720移动以容纳纸卷1的宽度。

锯设备10的第一实施例与锯设备1000的优选实施例之间的关键差别在于如图11和图13所示的装载/卸载装置400和卷安放装置420。在该优选实施例中，纸卷被安放在负载台402上且沿负载梁720的方向滚动。纸卷1的多个位置被表示为1A-1D，如图12所示。重量台404被设置为可选附加部件以便在对纸卷1进行加工之前称量纸卷1的重量。铰接桥部410横跨从滑架系统110上面的负载台402或重量台404的边缘至支承框架412的距离。一旦纸卷1位于承载单元700中的位置1C处，则桥部410折叠起来以便不成为障碍，从而允许锯单元20在滑架系统110上行进至所需位置。

卷安放装置420包括具有如图11和图12最佳示出的支承辊424和顶出缸(kicking cylinder)422的支承台架130。支承台架130受液压致动的支承台架缸132支承且具有两个位置，即在液压支撑部的冲程顶部的升高位置以及降低位置，在所述降低位置处支承台架缸132降低到止挡部134上以在切割操作过程中从负载臂730上释放负载。顶出缸422A和422B以及支承辊424A和424B被示出处于准备接收纸卷1的装载位置。顶出缸422A和支承辊424A处于降低位置，且顶出缸422B和支承辊424B处于升高位置，一种防止纸卷1C滚动到出口台406上的构型。一旦纸卷1滚动离开进口台402或重量台404和支承框架412且位于位置1C处，那么顶出缸422B和支承辊424B被降低。纸卷1现在被置于允许辊1旋转的支承辊424上。在已经完成切割过程后，支承辊424和顶出缸422A被升高以将切割卷顶出到出口台406上，示作位置1D，在所述位置处它们被夹具小车拾取。

绝大多数切割卷处于备用状态，不必进行进一步加工。然而，在一些情况下，需要极光滑的端部。设置将切割纸卷的端部砂磨至所需光滑程度的精加工站2000在本发明的范围内。图14和图15示出了精加工站2000的一部分，包括砂磨机单元2100、装备有具有鼻部2212的无轴卡盘2210的升卷组件2200、精加工站塔式框架2300和精加工站滑架系统2400。图16示出了砂磨机单元2100的细部且图17示出了无轴卡盘2210的细部。

如图14和图15所示，塔式框架2300被安装在精加工站滑架系统2400上。尽管仅示出了一个塔式框架2300，但应该理解第二个塔式框架2300可被安装在滑架系统2400的相对端。一个或两个塔式框架2300沿滑架系统2400行进以调节两个升卷组件2200之间的距离从而接收和保持切割纸卷1D。另一种可选方式是，如果正常的纸卷加工将是对相对较小的切割纸卷进行的后处理，那么仅需要一个塔式框架。

继续参见图14和图15，砂磨机单元2100被安装在塔式框架2300的上半部中且升卷组件2200被安装在下半部中。砂磨机单元2100被示出处于两个位置处：砂磨位置，在所述位置处砂磨机单元2100刚好位于无轴卡盘2210上面，和以虚线表示的原始位置，在所述位置处砂磨机单元2100缩回至升高位置。无轴卡盘2210上的鼻部2212具有一定尺寸以插入切割纸卷1D的芯子3内且设有可扩展的凸出部或按钮，所述凸出部和按钮膨胀以确保纸卷1D不相对于鼻部2212进行旋转。

图16示出了砂磨机单元2100的细部，所述砂磨机包括砂磨盘2110、手轮2140、液压马达2120。手轮2140被用以调节要从切割纸卷1D的端部上除去的材料的量。

图17示出了升卷组件2200的细部。无轴卡盘2210被安装在液压缸2220上的轴承上，所述液压缸受液压马达2230的驱动。鼻部2212被插入切割纸卷1D的芯子3内。

本发明的范围包括了纸卷加工系统，其中锯设备100或1000和精加工站2000被整合进纸卷加工线内。切割纸卷1D在被顶出到出口台406上之后滚动至升卷组件2200前的位置处，所述升卷组件的高度被调节以使得鼻部2212与芯子3对齐。切割纸卷1D随后被安装在鼻部2212上且卷的端部被砂磨至所需光洁度。

本发明的详细描述包括对切割卷的设备和方法的具体实施例的描述。然而，应该理解，本领域的技术人员能够实施本发明的多种改型和变型，而不会偏离下列权利要求所表示的本发明的预期范围。

Claims

1、用于切割工业尺寸的片材卷的设备，所述工业尺寸的卷具有芯子、卷半径和卷长度，所述设备包括：

用于可旋转地支承所述工业尺寸卷的卷支承装置，所述卷支承装置的中心线限定出所述设备的纵向轴线；

具有圆锯片的锯单元，所述圆锯片具有足够大以在单次通过的切割操作中切割通过所述工业尺寸卷的锯片半径，而所述工业尺寸的卷在所述支承装置中旋转，其中所述单次通过切割操作留下了可待印的切割卷；和

滑架系统，借助所述滑架系统所述圆锯片可被定位在所需切割位置处。

2、根据权利要求1所述的设备，其中所述卷支承装置具有包括至少两个支承辊的支承台架，其中所述支承辊被相互平行地布置以便接收和支承所述卷。

3、根据权利要求2所述的设备，其中所述支承辊是高度可调的且所述卷支承装置进一步包括用于升高和降低所述支承辊的高度调节装置。

4、根据权利要求3所述的设备，其中所述高度调节装置包括液压缸。

5、根据权利要求1所述的设备，进一步包括用于将所述卷定位在所述卷支承装置上和从所述卷支承装置上除去所述卷的卷定位装置。

6、根据权利要求5所述的设备，其中所述卷定位装置包括用于将所述卷导引到所述卷支承装置上并导引离开所述卷支承装置的一个或多个顶出缸，所述一个或多个顶出缸相对于垂直平面成一定角度地、在所述支承辊旁边且朝向所述纵向轴线成一定角度地延伸，所述顶出缸可在推动所述卷的升高位置与接收所述卷的降低位置之间移动。

7、根据权利要求1所述的设备，进一步包括用于将所述卷保持在所述卷支承装置中位于进行切割的位置处的承载单元，所述承载单元包括用于紧固地保持所述卷的每端以使得所述卷不会相对于所述纵向轴线纵向或横向偏斜的卡盘装置。

8、根据权利要求7所述的设备，其中所述卡盘装置是高度可调的以容纳具有多种直径尺寸的所述卷。

9、根据权利要求8所述的设备，其中所述卡盘装置包括具有卡盘鼻部的无轴卡盘。

10、根据权利要求8所述的设备，其中所述卡盘装置包括用于接收芯轴的端部的芯子卡盘。

11、根据权利要求7所述的设备，其中所述承载单元包括两个承载臂，且所述卡盘装置的卡盘被安装在每个所述承载臂部的上端处，其中所述两个承载臂可相对于彼此进行移动，以便将所述两个承载臂之间的距离调节至所述卷的长度。

12、根据权利要求1所述的设备，其中所述锯单元包括活动地安装在所述滑架单元上的锯框，且所述圆锯片被安装在所述锯框中；且

其中所述锯框可沿所述滑架系统受到驱动以便将所述圆锯片定位在所述卷的所需切割位置处。

13、根据权利要求12所述的设备，其中所述锯单元包括用于沿所述滑架系统驱动所述锯框的框架驱动系统。

14、根据权利要求13所述的设备，其中所述框架驱动系统包括电动马达、齿条和齿轮驱动系统；

其中所述滑架系统包括两个导轨且所述齿条平行于所述两个导轨中的一个进行延伸；

其中所述齿轮被安装在所述锯框中；且

其中所述电动马达驱动所述驱动系统以便沿所述滑架系统定位所述锯框。

15、根据权利要求12所述的设备，其中所述锯框是在垂直可调的锯片底座中支承所述圆锯片的塔式框；

其中所述塔式框可被定位在所述滑架系统上以便将所述圆锯片定位在所述卷上的所述所需切割位置处；且

其中所述塔式框架进一步包括锯片驱动系统以沿向下的方向驱动所述锯片底座从而实现切割操作，在所述切割操作中所述圆锯片切割通过所述卷，且沿向上的方向驱动所述锯片底座从而使得当完成所述切割操作时从所述卷中收回所述圆锯片。

16、根据权利要求12所述的设备，其中所述锯框是在水平可调的锯片底座中支承所述圆锯片的底板框架；

其中所述圆锯片被支承在一定高度处以使得所述圆锯片可在单次切割操作中割断所述卷；

其中所述底板框架可被定位在所述滑架系统上以便将所述圆形锯片定位在接近所述卷上的所述所需切割位置的位置处；且

其中所述底板框架进一步包括锯片驱动系统以沿横向于所述卷的纵向轴线的向前的方向驱动所述锯片底座从而实现切割操作，在所述切割操作中所述圆锯片切割通过所述工业尺寸的卷，且沿相反的方向驱动所述锯片底座从而使得当完成所述切割操作时从所述卷中收回所述圆锯片。

17、根据权利要求12所述的设备，其中所述圆锯片可沿所述卷被重新定位以在所述卷上的相应的一个或多个位置处实现一次或多次切割操作，以便将所述卷切割成三个或更多个切割卷，而不用重新定位所述卷。

18、根据权利要求1所述的设备，进一步包括用于将所述卷提升到所述卷支承装置上的提升机构，其中所述芯子是中空芯子且所述提升机构包括可被插入所述卷的所述中空芯子中的空气轴；且

其中所述空气轴可膨胀以便防止所述卷在所述空气轴上沿径向和/或纵向产生移动。

19、根据权利要求12所述的设备，其中所述提升机构包括具有负载梁纵向轴线、第一端、和第二端的负载梁、安装在所述负载梁上且沿垂直于所述负载梁纵向轴线的取向从所述负载梁向外延伸出来的两个负载臂以及安装在所述负载梁上且沿所述负载梁延伸至所述负载梁的所述第二端的负载臂调节装置；

其中所述空气轴具有第一轴端和第二轴端且所述两个负载臂包括被固定地安装在所述第一端处的固定负载臂，和可调负载臂，所述可调负载臂被安装在所述负载臂调节装置上且选择性地可沿所述负载臂调节装置定位，以使得所述第一轴端可被接收和支承在所述固定负载臂中且所述第二轴端可被接收和支承在所述可调负载臂中。

20、根据权利要求19所述的设备，其中所述负载臂调节装置是螺杆且其中所述可调负载臂包括用于将所述可调负载臂选择性地定位在所述螺杆上的定位装置。

21、根据权利要求19所述的设备，其中所述负载梁是具有第一面的矩形梁且其中所述固定负载臂和所述调节装置被安装在所述第一面上。

22、根据权利要求19所述的设备，进一步包括用于使所述负载梁在卷拾取位置与切割操作位置之间移动的负载梁定位组件；

其中卷拾取区域在所述负载梁的操作者侧上平行于所述负载梁进行延伸，且当所述两个负载臂朝向所述卷拾取区域延伸时，所述负载梁处于卷拾取位置处，且操作区域在所述负载梁的第二侧上平行于所述负载梁进行延伸，且当所述两个负载臂朝向所述操作区域延伸时所述负载臂处于切割操作位置处；

其中所述滑架系统在所述操作区域中平行于所述负载梁进行延伸；且

其中所述定位组件选择性地使所述负载梁在所述卷拾取位置与所述切割操作位置之间旋转。

23、根据权利要求22所述的设备，其中所述定位组件包括刚性安装在连接到所述负载梁上的定位臂支承部上的定位臂，和定位臂驱动系统；

其中所述定位臂驱动系统迫使所述定位臂围绕所述负载梁纵向轴线旋转，由此迫使所述负载梁旋转且使所述负载臂朝向所述卷拾取位置或所述切割操作位置移动，这取决于旋转方向。

24、根据权利要求23所述的设备，其中所述定位臂部驱动系统是包括第一致动组件和第二致动组件的液压系统；

其中所述第一致动组件控制所述负载梁在所述卷拾取位置与中间位置之间的旋转，且所述第二致动组件控制所述负载梁在所述中间位置和所述切割操作位置之间的旋转。

25、根据权利要求24所述的设备，其中所述定位组件包括安装在所述负载梁的所述第一端上的第一定位组件和安装在所述负载梁的所述第二端上的第二定位组件。

26、根据权利要求1所述的设备，进一步包括装载/卸载装置，所述装载/卸载装置包括负载台和出口台，其中操作者侧沿所述卷支承装置的一侧且平行于所述卷支承装置进行延伸，且出口侧在与所述操作者侧相对且平行的侧面上在所述卷支承装置的旁边且平行于所述卷支承装置进行延伸，其中所述装载台被布置在所述操作者侧且所述出口台被布置在所述出口侧上，且其中已经被安放在所述装载台上的所述卷可滚动进入所述卷支承装置内且可从所述卷支承装置滚动到所述出口台上。

27、根据权利要求26所述的设备，其中所述装载/卸载装置进一步包括用于称量所述卷重量的重量台。

28、根据权利要求1所述的设备，其中所述工业尺寸的卷具有达72英寸的直径。

29、根据权利要求1所述的设备，其中所述圆锯片具有大于10英寸的直径。

30、用于切割工业尺寸的片材卷的设备，所述卷具有达约72英寸的直径和达约138英寸的宽度，所述设备包括：

具有活动锯框和安装在所述锯框中的圆锯片的锯单元，所述圆锯片具有32英寸的半径且适于在单次通过的切割操作中割断所述工业尺寸的卷，所述单次切割操作留下无需精加工修整的可待印的工业尺寸的卷；

用于在所述切割操作过程中支承所述卷的卷支承装置，所述卷支承装置包括具有用于可旋转地支承所述卷的可旋转支承辊的支承台架、具有用于将所述卷保持在所述支承台架上的适当位置处的卡盘装置的承载单元以及用于将所述卷导引到所述卷支承装置上并离开所述卷支承装置的顶出缸；

滑架系统，所述锯框可沿所述滑架系统移动用以将所述圆锯片安放在所需切割位置处；

包括装载台和出口台的装载/卸载装置，所述装载台沿所述卷支承装置的操作者侧被安放且所述出口台沿所述卷支承装置的出口侧被安放；且

其中所述承载单元包括两个承载臂部，且所述卡盘装置的卡盘被安装在所述两个承载臂中的每个臂部的上端处，其中所述两个承载臂是高度可调的且可相对于彼此进行移动，以便调节所述两个承载臂之间的距离从而容纳和保持所述卷。

31、一种用于对工业尺寸的纸卷的端部进行砂磨的精加工站，所述精加工站包括：

砂磨单元；

精加工站框架；

滑架系统；和

升卷组件；

其中所述砂磨单元被高度可调地安装在所述精加工站框架的上部中，其中所述升卷组件被安装在所述精加工站框架的下部中；且其中所述精加工站框架沿所述滑架系统可移动。

32、根据权利要求31所述的精加工站，其中所述砂磨单元包括砂磨盘、用于驱动所述砂磨盘的第一马达和用于升高和降低所述砂磨单元的第一液压活塞。

33、根据权利要求32所述的精加工站，其中所述砂磨单元包括用于调节所述砂磨盘的砂磨位置的水平拉伸装置。

34、根据权利要求31所述的精加工站，其中所述升卷组件是高度可调的且用于保持所述纸卷的卡盘装置被安装在所述升卷组件的上端上。

35、根据权利要求34所述的精加工站，其中所述升卷组件包括用于升高和降低所述卡盘装置的高度的第二液压活塞和用于驱动所述卡盘装置的第二马达。

36、根据权利要求31所述的精加工站，其中所述纸卷具有两端且所述精加工站框架包括两个框架，在所述滑架系统的每端处安装一个框架，且其中所述两个框架沿所述滑架系统相对于彼此可移动，以便调节所述两个框架之间的距离从而容纳和保持纸卷以同时对所述卷的所述两端的每端进行精加工。

37、一种包括根据权利要求1所述的锯设备和根据权利要求31所述的精加工站的卷加工线，其中出口台被布置在所述锯设备的出口侧与所述精加工站的接收侧之间，其中一个或多个切割纸卷从所述锯设备被顶出到所述出口台上，且其中所述精加工站的所述升卷组件可被定位以便在所述卡盘装置上接收所述一个或多个切割纸卷的卷以进行细磨。

38、一种切割具有一定卷直径和卷宽度的材料卷的方法，所述方法包括以下步骤：

a)在将所述卷保持处于水平位置的卷支承装置中可旋转地支承所述材料卷；

b)将锯选择性地安放在所述卷上的所需切割位置处，其中所述所需切割位置可被选择在沿所述卷宽度的任何位置处，且其中所述锯具有圆锯片，所述圆锯片具有足够大以切割通过所述卷的半径；

c)在单次通过的切割操作中在所述所需切割位置处切割通过所述材料卷，由此提供在所述所需切割位置处具有精加工切割端部的可待印的卷。

39、根据权利要求38所述的方法，其中通过必须在所述切割过程中除去切割材料而实施所述在单次通过切割操作中切割通过所述材料卷的步骤。