CN219156088U - 旋转刀片装置和包括该旋转刀片装置的机器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及旋转刀片装置和包括该旋转刀片装置的机器。该装置包括固定对立刀片(21)和旋转刀片架(15)，在该旋转刀片架(15)上布置一组旋转刀片(19)。必须被穿孔或切割成片材的幅材材料在刀片架和对立刀片之间穿过。相互接触传感器(104)和角位置传感器(151)提供允许旋转刀片和对立刀片的正确定位和功能的信号以显示在人机界面上。

Description

旋转刀片装置和包括该旋转刀片装置的机器
技术领域
本公开涉及用于对连续幅材材料进行穿孔或切割的刀片装置。一些实施例涉及用于穿孔或切割由纸(例如并且特别是薄纸)构成的幅材的穿孔装置或切割装置。其他实施例涉及用于切割具有聚合物、纤维素、生物塑料或其他基体的幅材材料的切割装置，用于形成用于缠绕诸如卫生纸卷、餐巾包之类的成组产品的单独包装片材。
背景技术
在用于转化和加工连续幅材材料(例如纤维素材料(例如薄页纸)连续幅材或层的行业中，通常的做法是将连续幅材材料进给到穿孔装置，该穿孔装置沿横向于进给方向的方向对幅材材料进行穿孔，以将连续幅材分成单独的片材，这些片材可以在使用时通过撕开而分开。例如，根据该标准生产由可沿穿孔线分开的片材形成的厨房纸卷、卫生纸卷等。
在本说明书和所附权利要求的范围内，穿孔线是在其中已切割幅材材料的各个部分和未切割幅材材料的各个部分分别交替的线。穿孔线构成弱化线，幅材材料可以沿着该线撕开，例如以将纤维素材料的连续幅材被分成的单独片材彼此分开。
优选地，已切割幅材材料的各个部分比未切割幅材材料的各个部分更长。以这种方式，穿孔线形成幅材材料的弱化区域，因此这些区域对于预期用途和执行某些普通加工操作而言，都可以容易地撕开。例如，在纸转化(例如薄纸转化)领域，将穿孔线用于在卷缠绕结束时撕开幅材材料并开始缠绕下一卷。
形成正确穿孔线对于获得优质产品很重要，这种产品很容易沿着穿孔线将片材一张一张分开。当穿孔线也被用于转化过程，例如以在卷缠绕结束时中断连续幅材材料并开始缠绕下一卷时，形成正确的优质穿孔线对于避免在交换(即从一个卷到下一个卷的通道)期间在幅材材料缠绕阶段的自动和连续加工期间发生堵塞。
穿孔装置通常定位在复卷机或其他转化机器中或之上。
穿孔装置和包括所述装置的复卷机的示例在EP0454633、US5,284,304、US5,125,302、US6,431,491、WO00/73029中公开。
穿孔装置通常包括旋转刀片架，一个或多个刀片安装在该旋转刀片架上。刀片与固定对立刀片共同作用。使幅材在刀片架和对立刀片之间穿过以根据横向穿孔线穿孔，该横向穿孔线通常彼此等距并且正交于幅材材料的进给方向。
旋转穿孔刀片和对立刀片必须在不损坏幅材材料并且不会留下未穿孔的部分的情况下执行正确的穿孔。为此，需要对立刀片和对立刀片进行精确调节。该操作漫长而复杂，而且可能需要专业人员的干预。
刀片和对立刀片会受到磨损，因此可能需要随着时间的推移而重复调节或调节，并且它们必须定期更换。更换还需要在重新启动其上安装了穿孔装置的机器之前进行调试和调节。刀片和/或对立刀片也可能由于施加在它们上的动态应力而受到损坏。在这种情况下，必须及时更换。
刀片和对立刀片的不正确调节会导致异常机械应力、振动、过度磨损、机器损坏和成品质量低下。
及时识别穿孔装置的故障或加快调节速度对于避免大量产品报废和延长机器寿命很重要。
US5,125,302说明了一种穿孔机，其中多个直线刀片由旋转辊或刀片架承载，并与螺旋形对立刀片共同作用。在该文件中，一般性地指出了提供用于检测异常操作条件的传感器的可能性，以便及时将螺旋形对立刀片从旋转刀片架上移开。既没有提到对传感器检测到的信号的处理类型，也没有对所使用的信号类型进行任何描述。
在一些用于转化纸、特别是薄纸的机器中，提供刀片装置用于将幅材材料切割成彼此分开的单独的片材，而不是沿着穿孔线和撕裂线接合。例如，将具有旋转刀片和固定对立刀片的切割装置用于交错折叠机中，用来生产折叠和交错折叠片材包。在这些机器的一些实施例中，使用旋转刀片架执行切割，该旋转刀片架支撑具有恒定螺距的多个刀片，这些刀片与固定对立刀片共同作用。在这些切割装置中，可能会出现类似于在穿孔装置中遇到的问题。例如在EP2379435B1、EP2502738B1中公开了交错折叠机范围内的这种类型的切割单元。
在生产和打包由薄纸制成的卷或其他物品的领域中，使用将薄纸物品组(例如卷组)打包成通常由聚合物、生物塑料、纸或其他材料制成的包装片材的打包机是总所周知的。这种类型的打包机的示例公开在IT1426528、EP2766266、EP1228966中。这些打包机包括切割总成，该切割总成将幅材材料分成单独的包装片材。
在上述所有切割装置中，由于刀片位置的不正确调节、刀片破损或其磨损，可能会出现类似于关于穿孔装置更广泛地提到的情况的问题。
希望提供上述类型的穿孔装置和切割装置，它们在控制和正确操作方面(特别是在刀片和对立刀片之间的相互定位方面)得到改进，以便以减轻或消除现有技术的装置的一个或多个缺点或限制。
WO-A-2019/239283公开了上述类型的切割和穿孔单元，其相对于现有技术装置具有有利的特征和改进。然而，切割和穿孔单元仍有进一步改进的空间，以简化其控制和管理，并提高其可靠性和操作精度。
实用新型内容
为了获得改进的穿孔或切割控制，并且为了获得从以下实施例的详细公开显而易见的进一步的优点和技术结果，提供了一种用于加工幅材材料的旋转刀片装置，其包括支撑结构，在该支撑结构上可旋转地安装一旋转刀片架，而该旋转刀片架上布置有一组旋转刀片。该装置还包括承载在支撑结构上并适于与该组旋转刀片共同作用的对立刀片。每个旋转刀片和对立刀片被配置为使得在旋转刀片架旋转期间，每个旋转刀片和对立刀片在旋转刀片的第一端相互接触，而在旋转刀片的第二端不相互接触，使得每个旋转刀片和对立刀片之间的相互接触点沿着旋转刀片的纵向延伸部从旋转刀片的第一端逐渐移动到第二端。
有利地，该装置包括相互接触传感器，该相互接触传感器适于检测每个旋转刀片和对立刀片之间是否存在相互接触。还提供了一角位置传感器，例如角编码器，其适于检测旋转刀片架的角位置。提供了一种装置，例如控制单元，用于组合相互接触传感器的信号和角位置传感器的信号，并为每个旋转刀片提供在旋转刀片和对立刀片之间在沿相应旋转刀片和对立刀片的纵向延伸部分布的多个点上存在或不存在接触的指示。
根据另一方面，描述了一种用于加工连续幅材材料的方法，包括以下步骤：
沿着对立刀片和旋转刀片架之间的进给路径进给连续幅材，该刀片架包括一组与对立刀片共同作用的旋转刀片；
通过每个旋转刀片与对立刀片的共同作用而作用在幅材材料上；其中旋转刀片组和对立刀片以剪刀式切割作用在幅材材料上，使得每个旋转刀片和对立刀片在一个点上相互作用，所述点在旋转刀片旋转期间从相应旋转刀片的第一端沿相应旋转刀片和对立刀片的纵向延伸部平移到相应旋转刀片的第二端；
在每个旋转刀片和对立刀片之间的相互作用期间，在刀片和对立刀片之间的接触点从相应旋转刀片的第一端平移到第二端的同时，借助于相互接触传感器产生指示每个旋转刀片和对立刀片之间是否存在相互接触的信号；
将关于旋转对立刀片的角位置的信息与存在或不存在相互接触的信号相关联。
上面限定的装置和方法的进一步的有利特征和实施例将在下面描述。
提供了一种旋转刀片装置，其用于加工幅材材料，其中，所述旋转刀片装置包括：
支撑结构；
旋转刀片架，其围绕旋转轴线旋转，并且其上布置有一组旋转刀片；
对立刀片，其承载在所述支撑结构上并适于与所述一组旋转刀片共同作用；其中每个旋转刀片和对立刀片被配置为使得在旋转刀片架旋转期间，每个旋转刀片和对立刀片在旋转刀片的第一端处相互接触，而在旋转刀片的第二端处不相互接触，每个旋转刀片和对立刀片之间的相互接触点沿旋转刀片的纵向延伸部从旋转刀片的第一端向第二端逐渐偏移；
相互接触传感器，其适于检测每个旋转刀片和对立刀片之间是否存在相互接触；
角位置传感器，其适于检测旋转刀片架的角位置；
装置，适于组合相互接触传感器的信号和角位置传感器的信号，并为每个旋转刀片提供在旋转刀片和对立刀片之间在沿着相应旋转刀片和对立刀片的纵向延伸部分布的多个点上存在或不存在接触的指示。
优选地，所述相互接触传感器适于检测与所述一组旋转刀片和对立刀片相关联的电参数。
优选地，所述电参数是施加在对立刀片和所述一组旋转刀片之间的电压。
优选地，将参考电压施加到所述对立刀片，而所述旋转刀片架连接到地电位，或者将参考电压施加到所述旋转刀片架，而所述对立刀片连接到地电位。
优选地，所述相互接触传感器适于检测在每个旋转刀片和对立刀片之间交换的力。
优选地，所述相互接触传感器适于检测在每个旋转刀片和对立刀片之间交换的力。
优选地，所述对立刀片相对于所述支撑结构固定。
优选地，所述对立刀片相对于所述支撑结构固定。
优选地，所述一组旋转刀片包括至少一个旋转刀片。
优选地，所述一组旋转刀片包括以恒定的角间距围绕旋转刀片架的旋转轴线布置的多个旋转刀片。
优选地，每个旋转刀片布置在具有其螺旋形切削刃的旋转刀片架上，并且对立刀片具有直线刃；或者其中在旋转刀片架上布置每个旋转刀片，其切削刃吻合平行于刀片架旋转轴线的直线，而所述对立刀片具有螺旋切削刃。
优选地，所述一组旋转刀片和对立刀片布置成使得对于旋转刀片架的每个旋转角度，在仅仅一个旋转刀片与对立刀片之间只有一个接触点。
优选地，所述一组旋转刀片和对立刀片布置成使得对于旋转刀片架的至少一些角位置，在对立刀片和至少两个旋转刀片之间有一个接触点；其中对立刀片被分成多个对立刀片部分，其长度使得在旋转刀片架的任何角度位置，每个对立刀片部分仅与一个旋转刀片接触；并且其中所述相互接触传感器是多相互接触传感器，其具有用于每个对立刀片部分的相互接触检测元件。
优选地，所述旋转刀片装置包括控制单元，其适于接收相互接触传感器的信号和角位置传感器的信号并为每个旋转刀片提供对于沿相应旋转刀片的纵向延伸部分布的多个点是否存在接触的指示。
优选地，所述旋转刀片装置包括人机界面，其连接到所述控制单元并且适于为每个旋转刀片显示对于沿相应旋转刀片的纵向延伸部分布的多个点，是否存在与对立刀片的接触。
优选地，通过所述人机界面，所述控制单元适于从操作员接收用于调节所述一组旋转刀片和对立刀片之间的相互作用的控制。
优选地，所述控制单元适于自动调节所述一组旋转刀片与对立刀片之间的相互作用和/或作为由相互接触传感器提供的信号的函数而生成通知。
优选地，所述一组旋转刀片和对立刀片被配置成：沿着幅材材料产生穿孔线；或沿幅材材料产生切割线并将所述幅材材料分成片材。
优选地，所述旋转刀片装置包括至少一个负荷传感器件，其适于检测在对立刀片和所述一组旋转刀片之间交换的力。
优选地，所述至少一个负荷传感器件包括布置在所述装置的相对两侧上的第一负荷传感器件和第二负荷传感器件。
优选地，所述至少一个负荷传感器件包括沿着所述对立刀片或每个旋转刀片的纵向延伸部而分布的一系列负荷传感器件。
优选地，所述旋转刀片装置包括至少一个负荷传感器件，其适于检测在对立刀片和所述一组旋转刀片之间交换的力，所述控制单元与每个负荷传感器件对接。
提供了一种用于转化幅材材料的机器，其中，所述机器包括幅材材料的进给路径，沿着该进给路径定位根据前述权利要求中任一项所述的装置，幅材材料的进给路径在旋转刀片架和对立刀片之间穿过。
优选地，所述机器还包括所述幅材材料的转化构件。
优选地，所述机器是复卷机或交错折叠机，并且所述幅材是纤维素幅材。
优选地，所述机器是打包机；所述幅材材料是用于包装的幅材材料；并且其中在操作期间，所述一组旋转刀片和对立刀片将幅材材料分成用于包装成组产品的包装片材。
还描述了用于转化或加工幅材材料的机器，其包括根据如上限定的方法操作的上述类型的装置。例如，这些机器包括复卷机、打包机和交错折叠机。
附图说明
通过以下说明和附图将更好地理解本实用新型，附图说明了本实用新型的示例性和非限制性实施例。更具体地说，附图示出了：
图1是包括根据本实用新型的穿孔装置的复卷机的示意性侧视图。
图2是根据图1的II-II的视图；
图3、4、5和6图示了在三种不同操作条件下由图1的穿孔装置的传感器检测到的信号；
图7是另一个实施例中的穿孔装置的示意性侧视图；
图8图示了由图7的穿孔装置的传感器检测到的信号；
图9是人机界面的示意图，具有固定对立刀片和多个旋转刀片之间的相互作用条件的图形表示；
图10是装置的又一实施例的示意图，该装置包括固定对立刀片和多个旋转刀片，具有用于检测旋转刀片和对立刀片之间的相互接触的双传感器；
图11是具有切割装置的交错折叠机的视图，可以将传感器系统应用于该切割装置来检测旋转刀片的角位置和角位置传感器；
图12是包括切割装置的打包机的侧视图，该切割装置具有用于将幅材材料分成单独的包装片材的旋转刀片和对立刀片；和
图13是根据图12的XIII-XIII的视图。
具体实施方式
下面描述了连续幅材材料(例如薄纸、聚合物薄膜、生物塑料薄膜等的幅材材料)的切割装置和穿孔装置的各种实施例。简而言之，切割或穿孔装置包括至少一个固定对立刀片和一个旋转刀片架，在该旋转刀片架上安装有一组旋转刀片，该组旋转刀片包括至少一个旋转刀片。旋转刀片和固定对立刀片布置成产生剪刀式切割。换言之，刀片和对立刀片在这样一点处接触，该点在切割期间从刀片和对立刀片的切削刃的一端平移到另一端。在实践中，由于在切割或穿孔期间需要在刀片和对立刀片之间施加力，并且由于刀片和/或对立刀片的柔韧性，在切割过程中刀片和对立刀片之间的相互接触点实际上延伸了一定的长度。因此，尽管指示为“点”，但刀片和对立刀片之间的共同作用或接触区域总是具有根据刀片和/或对立刀片的纵向延伸部的延伸部。
为了更有效地控制切割或穿孔装置的操作，进而更有效地管理插入该装置的机器，以组合形式设置用于检测刀片和对立刀片之间相互接触的传感器(以下简称为相互接触传感器)和检测旋转刀片架的角度位置的角度位置传感器。所述传感器中的每一个实际上可以是单个或多个，即继而可以包括具有彼此不同性质的多个传感器或检测装置或构件，以获得更大量的信息。例如，相互接触传感器可以包括检测电参数的传感器和/或一个或多个例如具有负荷传感器件形式的负荷(即力)传感器。
通过组合由相互接触传感器和角位置传感器提供的信号，可以提供装置是否正确操作、或刀片和对立刀片是否存在不正确的相互定位、或对立刀片和刀片是否再次存在破损或缺陷的指示。此外，角位置信号的使用允许沿刀片和对立刀片的切削刃的纵向延伸部识别可能出现缺陷或破损的点或区域。
通常，有切割或穿孔缺陷的点理解为幅材材料没有切口或穿孔或未充分形成切口或穿孔。切口或穿孔未充分形成的点可能是由于刀片和对立刀片之间的压力不足造成的。在这种情况下，幅材材料可以是完整的或仅具有表面切口，而不是具有正确形成的切口或穿孔。这种影响是由于磨损或切割或穿孔单元的不正确组装或不正确调节而导致刀片和对立刀片之间缺乏压力而引起的故障的一个明显示例。缺乏足够的压力可能是刀片和对立刀片相互定位不正确或刀片和/或对立刀片磨损的结果。切割或穿孔缺陷也可能是由于刀片和/或对立刀片的切削刃的破损造成的。
现在参考附图，将首先描述这样一种穿孔装置的实施例，这种穿孔装置适于沿着幅材材料产生优选彼此等距的穿孔线，例如以将幅材材料分成多个片材，这些片材可以在使用时通过沿穿孔线撕开来分开。随后，将描述用于将幅材材料的各个部分或片材彼此分开的切割系统的实施例。
图1示意性地示出了配备有穿孔装置3的复卷机1。复卷机1示出为用于加工或转化连续幅材N的通用机器的示例。复卷机1的结构仅通过示例方式示出并且可以以本领域技术人员本身已知的方式变化。通常，复卷机1可以是外围复卷机，优选是自动连续外围复卷机，即能够以快速的顺序自动且不停机地生产缠绕式幅材N的卷R。复卷机1可以包括缠绕头5，其配备有多个机动缠绕辊7、9、11、13和本领域技术人员本身已知的其他构件。例如，在EP2621844、EP0694020、EP2655227中公开了复卷机的实施例。在未示出的其他实施例中，复卷机可以是中心复卷机，即在其中缠绕运动从心轴或缠绕芯的中心传给卷。在进一步的实施例中，复卷机可以是组合式外围和中心复卷机，其中缠绕运动部分通过正在形成的卷的外表面与外围缠绕构件(例如辊或带)之间的接触以摩擦传递，部分借助于一对轴向衔接卷的中心或其他构件传递。
尽管穿孔装置3在本文中被描述为与生产缠绕材料的卷的复卷机1相结合，但在其他实施例中，穿孔装置3可以与一台或多台用于转化幅材材料以生产不同产品的机器相结合。例如，穿孔装置3可以与用于生产由被穿孔并以之字形模式折叠的连续幅材材料形成的包裹的机器相关联。
穿孔装置3包括旋转刀片架15，其被支撑在支撑结构17上，例如该支撑结构17包括两个相对侧面17A、17B(图2)，刀片架15布置在它们之间。刀片架15围绕旋转轴线A-A旋转。刀片架15配备有一组穿孔刀片。一般而言，该组穿孔刀片也可以包括单个穿孔刀片。在优选实施例中，刀片架15设置有多个穿孔刀片。在图示的示例中，刀片架15设置有四个穿孔刀片19，优选布置成围绕旋转刀片架15的旋转轴线A-A彼此间隔开相同的间距，但是也可以让刀片架设置有更多数量的刀片，例如六个或八个刀片。
在所示实施例中，穿孔装置3包括配备有第二组旋转刀片19B的第二旋转刀片架15B。如果需要，这两个旋转刀片架15、15B可以根据要生产的产品的类型而交替使用，从而使幅材N跟随两个交替路径(在图1中分别用实线和虚线表示)中的一个或另一个被穿孔。
穿孔装置3还包括对立刀片21，其由支撑结构17承载并且与刀片架15类似地在两侧面17A、17B之间延伸并由其支撑。对立刀片21优选相对于支撑结构17固定或静止。在本文理解的意义上，术语“固定”或“静止”是指对立刀片不参与使幅材材料N产生穿孔的旋转运动。这并不排除对立刀片有某种运动。例如，对立刀片21可以具有平行于其纵向延伸部的交替平移运动，以避免由于穿孔刀片19的凹进形而导致磨损集中。对立刀片21可以具有平移和/或旋转运动，以便进行调节或调节和/或选择穿孔装置3中存在的多个对立刀片中的一个或另一个。
为了获得穿孔线，代替完全切割幅材材料，穿孔刀片19或对立刀片21具有带缺口的凹进形的，即不连续的切削刃，幅材在所述缺口的区域中保持完整，即它没有被切割，从而形成幅材材料的连续点。
在所示的实施例中，对立刀片21由梁22承载，梁22沿大致平行于刀片架15的旋转轴线A-A的方向延伸。在一些实施例中，如附图所示，可以提供由附图标记21B、21C表示的、例如由同一梁22承载的其他附加对立刀片。后者角度位置可以通过围绕轴线B-B的步进运动进行调节，以便选择性地操作对立刀片21、21B、21C中的一个或另一个。
如果穿孔装置3包括两个旋转刀片架15、15B，则可以与刀片架15或刀片架15B的旋转刀片19或19B交替组合地交替使用对立刀片21、21B、21C中的一个或另一个。
例如，若干穿孔对立刀片21、21B、21C的存在可用于用另一个对立刀片快速更换磨损的对立刀片。在一些实施例中，对立刀片21、21B、21C可以具有彼此不同的特性(例如不同的凹进形)以允许改变生产的类型(当这种改变也需要改变穿孔的类型时)。
梁22可以借助于偏心支撑件安装在侧面17A、17B上，以便梁22的轻微旋转通过调节旋转刀片19与对立刀片21、21B、21C之间的干扰而使刀片21、21B、21C靠近或远离。
幅材材料N沿着在旋转刀片架15和对立刀片21之间延伸的路径进给，以便使其受到旋转刀片19和对立刀片21的作用。
为了跨越幅材材料N的整个宽度获得逐渐的穿孔作用，对立刀片21可以是螺旋形的，而刀片19可以是直线形的，即它们可以平行于刀片架15的旋转轴线A-A布置。对立刀片21在其切削刃沿布置在与梁22的轴线B-B同轴的理想圆柱形表面上的螺旋线延伸的意义下是螺旋形的。具有螺旋形对立刀片和直线形旋转穿孔刀片的穿孔装置3描述在US5,125,302中。
在其他实施例中，如附图所示，该布置在穿孔刀片19是螺旋形的，而对立刀片是直线形的意义下被颠倒。在这种情况下，穿孔刀片19在它们的切削刃可以各自沿着一螺旋线延伸的意义下是螺旋形的，该螺旋线位于与刀片架15的旋转轴线A-A同轴的圆柱形表面上。
在这两种情况下，所述布置使得：通过以一定距离布置对立刀片21的刀刃和刀片19的切削刃位于其上的圆柱形表面以使刀片和对立刀片相互接触，每个穿孔刀片19在沿着穿孔刀片19和对立刀片21的纵向延伸部逐渐移动的点处与对立刀片21接触。实际上，每个刀片19的切削刃和对立刀片21之间的接触开始于穿孔刀片19和对立刀片21的一端并终止于相对端。这样，不管刀片/对立刀片对的哪个是螺旋元件，哪个是直线元件，都用剪刀式切割来逐渐产生每条穿孔线，从而使得穿孔装置3的操作更加一致，并且减小了幅材材料N上的应力。
如上所述，由于在刀片19和对立刀片21之间的接触区域中需要产生一定的力的事实，对立刀片和/或旋转刀片19在接触点处以弯曲方式变形；该接触点不是几何意义下的点，而是在可以具有几毫米长度的部分上延伸。
优选地，将由穿孔刀片19(或替代地对立刀片21)的刀刃形成的螺旋角和穿孔刀片19之间的角间距选择为使得在刀片架15的任何角位置上在至少一个穿孔刀片19与对立刀片21之间总是存在一个接触点。这使得穿孔装置3的操作更加一致和规律，噪音更小，并且减少了穿孔装置3的机械组件上的应力。
为了使穿孔装置3在幅材材料N上产生的穿孔线正交于幅材材料N的进给方向，进而正交于其纵向边缘，刀片架15的旋转轴线A-A和承载对立刀片21的梁22的轴线B-B彼此平行并且相对于幅材材料N的进给方向F倾斜不同于90°的角度，更准确地说倾斜对应于90°-α的角度，其中α是穿孔刀片19的倾斜角，或当对立刀片21具有螺旋形式时的倾斜角。这种倾斜设置具体示出在图2中，其中示出了支撑结构的侧面17A、17B和支撑对立刀片21的梁22的轴线B-B。
有利地，根据本文的描述，穿孔装置3与传感器布置相关联，该传感器布置具有检测每个旋转刀片19、19B与相应的固定对立刀片21、21B、21C之间是否存在相互接触的功能。更具体地，下文将描述的这种布置允许旋转刀片架15、15B的角位置信号与刀片和对立刀片之间存在或不存在相互接触的信号相关联，以便例如在适当的人机界面上呈现这样一个指示，该指示对每个旋转刀片指示(对于沿刀片切削刃的纵向延伸部的多个点)旋转刀片和对立刀片之间是否存在相互接触。
从下面的说明可以更清楚地看出，这允许验证旋转刀片架15、15B的相互位置是否正确，以及刀片或对立刀片是否沿着它们各自的切削刃有破损。
因此，术语“点”必须从机械而不是几何意义上理解，即考虑到这样的事实：刀片和对立刀片之间的相互接触不是点状的，而是根据刀片和/或对立刀片由于刀片和对立刀片相互挤压的力而经受的弹性变形延伸切削刃的特定部分。
为了所述目的，更具体地，在本文描述的实施例中，提供了以下部件：
√相互接触传感器，适于检测每个旋转刀片与对立刀片沿其纵向延伸部的各个点是否相互接触；
√角位置传感器，例如角编码器，其检测旋转刀片架15、15B的角位置。
相互接触传感器可以使用一个或多个负荷传感器件或其他装置，以检测和/或测量在旋转刀片和对立刀片之间交换的力。在其他实施例中，相互接触传感器可以包括适于检测电参数(例如电位差)的装置。在其他实施例中，相互接触传感器可以包括检测电参数和刀片与对立刀片之间交换的力的若干装置的组合。
通常，相互接触传感器是指单个传感器或多个彼此组合的传感器。
图1至6示出了一个实施例，其中所使用的相互接触传感器是适于检测指示旋转穿孔刀片19和固定对立刀片21、21B、21C之间的相互作用的电参数(例如电压)的传感器。
图1示意性地图示了连接到包括具有穿孔刀片19的旋转刀片架和固定对立刀片21、21B、21C的系统的传感器104，以便检测对立刀片21(或21B、21C，取决于所述对立刀片中的哪一个处于使用中)和旋转穿孔刀片19(或19B)之间的电压。在图1的示意性示例性实施例中，传感器104被插入测量电路101中，该测量电路101包括电压源103，例如直流电压源，优选为低电压。在一些实施例中，源103的电压是24伏。传感器104功能性地连接到电子控制单元33并提供电压信号。控制单元33连接一个或多个由附图标记35示意性地和整体地指示的人机界面。
传感器104检测到的电压大约等于源103在旋转穿孔刀片19和对立刀片21之间没有接触时的电压，而当插入了对立刀片21和旋转穿孔刀片19的测量电路闭合时，即当对立刀片21和至少一个旋转穿孔刀片19之间存在接触时，该电压实际上更低。
虽然在图1中传感器104示出为连接到刀片架15，但必须理解，同一传感器104可以配置为可替代地取决于两个刀片架15、15B中的哪一个处于使用中而连接到旋转刀片架15或旋转刀片架15B。作为替代，电路101可以是双重的：第一电路101可以与旋转刀片架15相关联，而与第一电路101相同的第二电路101可以与旋转刀片架15B相关联。
图3示意性地示出了在穿孔装置3被配置为在旋转穿孔刀片19和固定对立刀片21之间没有连续接触的条件下由传感器104产生的电压信号。这种情况可能发生在例如存在仅仅一个或两个旋转穿孔刀片19，使得对于刀片架15的每一完整旋转，有一个或两个在其中旋转穿孔刀片19和对立刀片21之间没有相互接触的时间间隔的条件下。
在图3的图中，时间绘制在X轴上，由传感器104检测到的电压信号绘制在Y轴上。在时间间隔(t1-t2)和(t3-t4)中，旋转穿孔刀片19和对立刀片21之间没有接触，而在时间间隔(t2-t3)中进行穿孔。图3示出了正确的操作条件。
如果穿孔刀片损坏和/或对立刀片损坏或穿孔装置未正确调节，则电压信号会变形并在区间(t2-t3)中出现如图4所示的电压峰值。电子控制单元33适于检测该异常并产生警报或提供通知。
通常，刀片15、15B是凹进形的，以进行穿孔而不是连续切割(作为替代，对立刀片21、21B、21C可以是凹进形的)。由刀片15、15B的切削刃的中断形成的不连续性不会导致接触信号缺失。这是因为切削刃的中断长度比刀片和对立刀片之间的接触区域的长度短。如上所述，该非点状接触区域是由于刀片(或对立刀片)的变形而导致，这种变形又由于刀片和对立刀片相互挤压以正确地对幅材材料N进行穿孔的力而导致。因此，由于穿孔刀片的凹进而导致的切削刃的短暂中断的存在不会显著改变由相互接触传感器产生的信号，因而形成刀片凹进的切削刃的中断不会产生指示刀片破损的假警报。
如果穿孔刀片19被布置为在至少一个穿孔刀片19与对立刀片21之间获得连续接触，即穿孔刀片19和对立刀片21之间的相互接触不存在中断，则电压信号基本上如图5所示那样连续且很低。例如由于刀片和/或对立刀片的切削刃的缺失区域而引起的故障，会导致测量电路暂时断开，从而导致如图6的图表中示意性示出的电压峰值，在图6中X轴再次示出时间，Y轴示出传感器所产生的信号。
在进一步的实施例中，除了传感器104之外或作为传感器104的替代物，线性负荷传感器件或负荷传感器件阵列，或通常一个或多个负荷传感器，可以定位在该或每个固定对立刀片21、21B、21C下方，用于检测在穿孔期间产生的负荷，该负荷由与旋转穿孔刀片19的相互作用引起。在图2中，附图标记111示意性地示出了安装在承载对立刀片21、21B、21C的梁22的端部的负荷传感器件。负荷传感器件111连接到控制单元33。
代替在梁22的端部的两个负荷传感器件111，可以例如在每个对立刀片21、21B、21C与在梁22中获得的其基座之间，提供沿着对立刀片21、21B、21C的整个纵向延伸部分布的多个负荷传感器件。
通常，也可以将负荷传感器件与旋转穿孔刀片19组合布置，但这不太有利，因为它需要更大量的负荷传感器，并且还需要将由负荷传感器产生的信号从旋转刀片架15传送到固定电子控制单元33。
图7示出了负荷传感器，例如与每个固定对立刀片21、21B、21C相关联的负荷传感器件105。传感器105连接到电子控制单元33。与已经描述的那些组件基本相同或等效的其余组件，由相同的附图标记表示并且不再描述。
负荷传感器件可以如上所述那样与传感器104结合使用。然而，不排除仅使用负荷传感器件或适于检测对立刀片和与其共同作用的相应旋转刀片之间交换的力的其他传感器的可能性。
同样在这种情况下，一个或多个负荷传感器件105或111的信号中的不规则性指示穿孔执行不正确或甚至没有穿孔。此外，通过对固定对立刀片21与旋转穿孔刀片19相互作用产生的负荷信号的分析，可以判断旋转刀片和对立刀片之间的干扰是过大(过负荷)还是过低(刀片和对立刀片之间的相互作用很小)。根据该信号，可以自动调节旋转穿孔刀片19与固定对立刀片21、21B、21C的相互作用以恢复穿孔的正确执行。
图8示出了简化的示例图，其在Y轴上示出负荷传感器信号作为时间的函数(在X轴上)。信号的值S表示旋转穿孔刀片与对立刀片之间的干扰，并且可以调节以使其达到所需要的值，从而增加或减少刀片架15和梁22之间的距离。图8的信号是在穿孔刀片19和对立刀片21之间持续接触的情况下生成的。该信号突然下降的点表示故障，例如刀片19和对立刀片21的切削刃的破损部分。
在本文公开的实施例中，每个旋转刀片架15、15B与一角位置传感器(例如角编码器)相关联。在图1的图中，两个刀片架15、15B的角位置传感器分别由附图标记151和151B表示。每个角位置传感器151和151B分别借助于线路153和153B连接到控制单元33。
控制单元33从使用中的旋转刀片架(15或15B)的角位置传感器151、151B和相互接触传感器(例如传感器104)接收允许将相应旋转刀片架15、15B的每个角位置与旋转刀片19、19B之一和当前使用的对立刀片21、21B、21C之间的相互接触信号相关联的信号。控制单元33可以对接收到的信号进行采样，以便将与固定对立刀片21、21B或21C的接触或不接触信号与刀片架15或15B的每个旋转刀片19或19B的多个点或离散区域中的每一个相关联。事实上，对于每个旋转刀片架15、15B，刀片架的每个角位置可以对应于由旋转刀片架15、15B承载的至少一个旋转刀片19或19B的切削刃的给定点(理解为离散区域或给定部分)。
如果如上所述，旋转刀片和固定对立刀片的布置使得在使用中的旋转刀片架15、15B的每个角位置中至多有单个刀片与选定的并在使用中的对立刀片21、21B、21C接触，那么旋转刀片架15、15B的每个角位置对应于由刀片架15或15B承载的旋转刀片19、19B之一的切削刃的一点或一部分，即纵向延伸部的一点或一部分，因此相应地对应于在使用中的对立刀片21、21B、21C的纵向延伸部的一点，即切削刃的一点。
控制单元33可以被编程以对相互接触传感器(例如用于在使用中的旋转刀片架15或15B的每次旋转的多个角位置，因而用于每个刀片19或19B的纵向延伸部的多个点或部分的传感器104)的信号进行采样。可以对刀片架15、15B的每一次旋转或一些适当选定的完整旋转(例如每两次或每三次、每五次或每十次旋转一次)进行采样。
通过根据使用中的旋转刀片架15或15B的角度位置对来自相互接触传感器的信号进行排序，可以借助于控制单元33生成每个旋转刀片19或19B的操作条件的表示，即每个刀片19或19B与相应的对立刀片21、21B、21C之间的相互接触的线性图。
例如，假设提供了三个旋转刀片19(如图所示)，并且假设在旋转刀片架15的每个角位置上，存在单个旋转刀片19与对立刀片21、21B或21C的单个接触点(或部分)，借助于控制单元33，可以例如在形成人机界面35的一部分的监视器上，生成每个旋转刀片19和对立刀片21、21B或21C之间的相互接触条件的表示。
该表示可以由例如监视器上的用于每个旋转刀片的一行点组成，其中每个点对应于相应旋转刀片的物理点或部分，控制单元33在其区域中对相互接触传感器的信号进行采样。
换言之，接触传感器104的信号可以与由相应的角位置传感器检测到的刀片架15或15B的角位置相关联，从而重建每个刀片19、19B的接触轮廓。这是可能的，因为刀片架15、15B的每个角位置对应于刀片19、19B和对立刀片21、21B、21C之间的接触点或区域。此外，在刀片架15、15B的每个角位置处，可以知道刀片19中的哪一个与对立刀片21、21B或21C相互接触，从而逐点检测刀片19、19B和对立刀片21、21B、21C之间的接触或不接触。
图9示意性地示出了可以显示在监视器上或人机界面35的显示器上的曲线图，其具有三行点，所述行表示旋转刀片架15或15B的三个刀片19或19B。附图标记155指示了一行点或正方形155.1、……、155.j、……、155.n，对应于沿三个旋转刀片19之一的切削刃的n个物理点或物理部分。附图标记157和159指示了多行点或正方形157.1、157.2、……、157.j、……、157.n和159.1、159.2、……、159.j、……159.n，代表沿纵向延伸部(即沿另外两个旋转刀片19的切削刃)的点或区域。简而言之，点155.1和点155.n代表沿第一旋转刀片19(或19B)的纵向延伸部的第一个和最后一个采样点，点157.1和点157.n代表沿第二旋转刀片19(或19B)的纵向延伸部的第一个和最后一个采样点，而点159.1和点159.n代表沿第三旋转刀片19(或19B)的纵向延伸部的第一个和最后一个采样点。
例如，根据相互接触传感器在刀片架15或15B的角位置对应于旋转刀片之一与对立刀片的接触点的区域中产生的信号，每个正方形155.1、……、155.n，157.1、……、157.n，159.1、……、159.n可以采用两种不同的颜色(例如绿色和红色)。如果相互接触传感器由电参数的传感器104表示，则所述信号可以是仅取两个值的信号，所述两个值选择性地对应于旋转刀片和对立刀片之间存在或不存在相互接触，而与在刀片和对立刀片之间所交换的力无关，即与刀片和对立刀片之间的干扰无关。
如果相互接触传感器由一个或多个负荷传感器件(例如负荷传感器件111和/或105)组成，则所述信号可以采用在最小值(例如零值)和最大值之间变化的值。该信号的值与每个旋转刀片19和对立刀片21之间的干扰程度成比例。在这种情况下，每个正方形行155、157、159可以采用例如从代表不存在相互接触的颜色(例如红色，对应于负荷传感器或负荷传感器件的零信号)到代表刀片和对立刀片之间交换的最佳力的颜色(例如绿色)变化的颜色。由于刀片和对立刀片之间的干扰不得过度，以免损坏或过早磨损刀片和对立刀片，因此可以在所交换的力超过代表刀片和对立刀片之间的最大允许干扰的极限值时，使每个点或正方形行155、157、159的颜色从绿色变为不同的颜色，例如黄色。
在沿着固定对立刀片21、21B、21C安装的多个负荷传感器件105的情况下，可以使每个采样点对应于特定的负荷传感器件。
在两个负荷传感器件111处于承载对立刀片21、21B、21C的梁22的支撑端处的情况下，提进给控制单元33的信号可以是由两个负荷传感器件111提供的信号的组合。这些值随着旋转刀片19和对立刀片21、21B或21C之间的接触点位置的变化而变化，所述位置由角位置传感器151A、151B识别。例如，控制单元33可以将来自两个负荷传感器件111的两个信号加在一起，因为随着刀片和对立刀片之间的相互接触点的位置从刀片和对立刀片之间的纵向延伸部的一端到另一端变化，两个负荷传感器件111之一的信号增加而另一个减少。
在一些实施例中，相互接触传感器可以包括检测电参数(例如电压)的传感器104和负荷传感器件系统，以检测在刀片和对立刀片之间的接触和所交换的力的实体。
如果旋转刀片的布置使得在刀片架的每个角位置上两个刀片19与对立刀片21、21B或21C接触，则对立刀片可以分为两个对立刀片部分，并且相互接触传感器可以与每个对立刀片部分相关联。这种类型的配置非常示意性地示出在图10中。该图示意性地示出了具有多个刀片19.1、19.2、19.3的刀片架15。附图标记21.1和21.2表示对立刀片21被分成的两个部分。在图10所示的位置，旋转刀片19.1在点或区域P1与对立刀片21的部分21.1接触，而旋转刀片19.2在点或区域P2与对立刀片21的部分21.2接触。对立刀片的每个部分21.1和21.2与分别插入电路101.1和101.2的相应相互接触传感器104.1和104.2相关联。每个电路101.1和101.2等效于上述电路101。
传感器104.1检测旋转刀片19.1、19.2、19.3与对立刀片21的部分21.1的接触，而传感器104.2检测刀片19.1、19.2、19.3与对立刀片21的部分21.2的接触。两个传感器104.1、104.2连接到控制单元33并且总体上形成旋转刀片和对立刀片之间的相互接触传感器。
当刀片架15旋转时，接触点或区域P2向对立刀片21的右手端(图中)平移，直到它失去与对立刀片21的接触，而接触点或区域P1自左向右从对立刀片21的部分21.1平移过渡到部分21.2。当点或区域P1从部分21.1过渡到部分21.2时，下一个刀片开始与对立刀片21的部分21.1的接触。以这种方式，通过使刀片架15围绕其自身的轴线旋转，两个不同的相邻刀片与对立刀片21的两个部分21.1、21.2将始终存在两个接触点或区域P1、P2。控制单元33将始终从总体上形成相互接触传感器的两个传感器104.1和104.2接收两个不同的信号。通过这种方式，可以区分始终接触对立刀片21并在界面35上重建上述点行155、157、159(图9)的两个刀片，以提供关于每个刀片19.1、19.2、19.3等与对立刀片21之间是否存在正确的相互接触的信息。
在穿孔装置3的操作期间，如果刀片19或19B与对立刀片21或21B或21C的相互位置正确，则监视器或其他界面上的行155、157、159全部由绿点或正方形组成。如果在行155、157、159中的一个或多个上的一个或多个点或正方形155.i、157i或159.i(与i＝1-n)改变颜色，变为红色，这意味着在一个或多个刀片或对立刀片的切削刃的相应区域中，出现不接触的条件。这可能是由于例如破损。如果旋转刀片19或19B之一的一部分断裂，则行155、157、159之一上的一个或多个相邻点将改变颜色(例如从绿色变为红色)。如果在固定对立刀片21、21B或21C上出现破损，则所有行155、157、159的一个或多个点或正方形将在每个行上的相同位置改变颜色，例如正方形155.5、157.5和159.5可以变成红色。基于颜色变化的位置和方式，操作员可以通过这种方式知道是在对向刀片还是在旋转刀片之一上出现了断裂，并且在后一情况下还知道在哪个旋转刀片上出现了断裂。
刀片架和/或对立刀片的轴线的角度位置的逐渐磨损或误差会导致光点行的颜色从一端朝向另一端逐渐变化，或从一个中间点到一个端点逐渐变化。在这种情况下，可以通过相对于支撑结构的侧面移动相应的支撑件来调节旋转刀片架19或19B和对立刀片22的相对位置。这种调节可以是自动的，也可以由操作员控制。光点行155、157、159有助于恢复正确的相互位置的操作。
可以借助于与旋转刀片架15、15B的端部支撑件和/或与支撑对立刀片21、21B、21C的梁22相关联的致动器来执行调节。
如果旨在恢复旋转刀片和对立刀片之间的正确相互位置的调节没有达到期望的结果，即刀片架15、15B或对立刀片的梁22的偏移是可接受的，那么它可能需要更换可能过度磨损或损坏的刀片和/或对立刀片。
所描述的布置也可以用于执行旋转刀片架15或15B相对于对立刀片21、21B、21C的初始定位(零点搜索)。零点搜索可以如下进行。
刀片架15或15B和相应的旋转刀片位于靠近已选定的对立刀片21(或21B或21C)的位置，但不相互接触。然后刀片架15或15B缓慢旋转，并且刀片架15或15B逐渐移动靠近对立刀片。最初，点行155、157、159将示出没有相互接触的情况。随着刀片架和对立刀片逐渐相互靠近，相互接触传感器将发出旋转刀片和对立刀片逐渐接触的信号，该信号以点155.i、157.i和159.i的例如将从红色变为绿色的颜色渐变显示在人机界面35上。
旋转刀片架15或15B与支撑对立刀片21或21B或21C的梁22之间的更靠近彼此的相互移动可以借助于使刀片架15、15B和梁22的端部支撑件移动的致动器逐步地逐渐发生。零点由所有点155.i、157.i和159.i变为绿色(或通常是习惯上表示在由相互接触传感器采样的切削刃的各个点或区域中刀片和对立刀片的正确相互接触的颜色)的位置限定。
同样在这种情况下，如果在预定数量的接近步骤内没有获得所有光点155.i、157.i和159.i的颜色变化，则操作员可能需要进行干预，以例如纠正刀片和对立刀片之间的错位。
例如，当更换刀片和/或对立刀片中的一个或多个时，或者当机器在紧急停止之后重新启动时，或者在认为合适的时候，可以执行零点搜索例程。
如前所述，与在上述类型的穿孔设备中可能遇到的问题类似的问题(例如，用于对进给到复卷机的纤维素幅材材料进行穿孔以生产卫生纸卷、厨房用纸卷和类似物)也可能出现在将由分离的单层或多层片材(例如薄纸片材)制成的幅材材料分成可以折叠和堆叠的单片材的切割装置中。使用这种类型的切割装置的机器的非限制性示例是所谓的交错折叠机，其切割一幅或多幅纤维素材料以形成交错折叠片材包。
作为示例，图11图示了包括两个切割装置的交错折叠机的前视图。交错折叠机200包括用于薄纸的第一连续幅材材料N1的第一进给路径和用于薄纸的第二连续幅材材料N2的第二进给路径。沿着第一路径布置第一切割装置201，其包括第一旋转切割辊203，第一旋转切割辊203设置有以一定角度间隔的旋转切割刀片203A。第一旋转切割辊203构成切割装置201的刀片架。旋转切割刀片203A与第一静止对立刀片204共同作用。在图示的示例中，静止对立刀片204具有螺旋形状，而旋转切割刀片203A具有直线形状，平行于刀片架或旋转切割辊203的旋转轴线。然而，不排除具有直线静止对立刀片和螺旋旋转切割刀片的颠倒布置。
沿着第二路径，第二切割装置202布置成与第一切割装置201大致镜像。第二切割装置202包括旋转切割辊205，其设置有以一定角度间隔的刀片205A。旋转切割辊205形成切割装置202的刀片架。刀片205A与第二静止对立刀片206共同作用。
以本身已知的方式，第一刀片架或旋转切割辊203和第二刀片架或旋转切割辊205配备有吸入口或其他保持部件，以将通过切割第一和第二连续幅材材料N1、N2获得的片材保持在相应切割辊203、205的表面上，并将所述片材从切割辊203、205传送到交错折叠辊209、211。所述交错折叠辊209、211围绕相互平行并平行于切割辊203、205的旋转轴线的相应旋转轴线旋转。两个交错折叠辊209、211形成交错折叠夹持部213。交错折叠辊209、211以本身已知的方式折叠和交错折叠来自切割装置201、202的片材以形成一叠片材P。
每个连续幅材材料N1、N2围绕各自的旋转切割辊203、205被导向，并在切割辊或旋转刀片架203、205和静止对立刀片204、206之间进给。旋转切割刀片203A与静止对立刀片204的共同作用将连续幅材材料N1切割成单独的片材，然后将其从第一切割辊或旋转刀片架203传送到第一交错折叠辊209。类似地，连续幅材材料N2围绕第二切割辊或旋转刀片架205被导向，并通过旋转切割刀片205A与静止对立刀片206的共同作用切割成片材。然后将单独的片材从第二切割辊或旋转刀片架205传送到第二交错折叠辊211。
到目前为止简要描述的交错折叠机200本身是已知的。存在其他类型的交错折叠机，它们具有用于单一幅材材料的单一进给路径，并且再次设置有至少一个切割装置。
根据本文的描述，与机器的具体结构无关，机器配备的所有/每个切割装置201、202可以与旋转刀片和相应对立刀片之间的相互接触传感器相关联。在图11中，附图标记231示意性地指示与第一切割装置201相关联的相互接触传感器，而附图标记232示意性地指示与第二切割装置202相关联的相互接触传感器。每个相互接触传感器231、232可以以上述任何一种方式设置。两个相互接触传感器231和232优选是相同的，但是不排除对两个切割装置201、202使用不同传感器的可能性。
每个传感器231、232可以以与参考前面说明的示例性实施例的穿孔装置进行描述的方式基本上类似的方式向中央控制单元(未示出并且类似于上述控制单元33)提供包含关于相应切割装置201、202的正确操作的信息的信号。与参考图1至图10所描述的方式类似，每个旋转刀片架可以与编码器或其他角位置传感器151X、151Y相关联，以向控制单元提供角位置信号。与前一种情况一样，控制单元将来自相互接触传感器的信号与角位置信号相结合，以经由一界面(图9)提供关于刀片和对向刀片之间正确共同作用的信息以及关于用于两个切割单元的刀片和对向刀片的完美状态的信息。
控制单元可以对接到人机界面，在该人机界面中可以以图形方式以不同颜色的点或部分行(如图9中的附图标记155、157和159所示)的形式示出关于旋转刀片和对立刀片之间的正确干扰的信息。因此，用户可以接收与之前描述过的信息类似的信息，以及关于刀片和对立刀片的切削刃的正确定位和完美状态的信息。
在交错折叠机中，通常在将刀片和对立刀片组用于切割而不是穿孔的机器中，刀片和对立刀片之间的正确相互共同作用可能是特别关键和微妙的。事实上，如果每片幅材材料的切割不完整，则可能会导致机器堵塞和故障。
在交错折叠机中，同样在其他可以以可变速度操作的机器中，刀片和对立刀片之间的干扰程度可以随着速度的变化而变化。这可能需要根据旋转刀片的旋转速度来修正刀片和对立刀片之间的相互位置。文所描述的系统可检测刀片和对立刀片之间是否存在干扰并且在必要时检测干扰程度(经由负荷传感器件和类似物)，可在运行速度变化时用作机器的正确运行控制，并可用于随着机器运行速度的变化，进而随着旋转刀片架的旋转速度的变化，修正对立刀片与每个切割单元的旋转刀片架的轴线之间的相互距离。
在先前描述过的实施例中，参考了用于切割和穿孔形成一种半成品的幅材材料的系统，由该半成品获得呈现交错折叠片材或卷包形式的成品。然而，所描述的用于检测刀片和对立刀片的操作的检测系统也可以用于其他类型和其他目的的切割或穿孔单元。图12和图13示出了用于打包成组的卷或其他薄纸产品的打包机，该打包机包括用于退绕幅材材料卷筒的系统，该卷筒分成用于打包卷组的包装片材。这种类型的打包机例如详细公开在IT1426528、EP2766266、EP1228966中，以下仅作简要描述，以便说明使用新的切割系统将幅材材料(例如聚合物薄膜、纸幅材或生物塑料幅材制)分成单独的包装片材。
打包机301包括插入器302，用于根据箭头Fi经由插入路径304朝向进给和打包路径310插入薄纸产品R组，薄纸产品R根据箭头fG沿着该进给并打包在如下详细描述的包装片材F中。
在所示示例中，产品R是薄纸卷，例如卫生纸卷。
插入器302包括升降器303，升降器303可沿如双箭头f303所示的基本上竖直方向运动。
升降机303具有将薄纸产品R组G从由进给单元308(图13)进给产品的下高度Qi提升到一上高度Qs的功能，在该高度Qs下有一滑动面307，沿该滑动面307进给产品R组G以完成打包循环并获得包裹。
借助于传送器313实现产品R组G根据箭头fG的进给。在所示实施例中，传送器313包括柔性构件313.1，齿313.2固定到柔性构件313.1上。齿313.2限定用于接收和进给产品R组G的隔室V。柔性构件313.1围绕中继轮313.3中继，适当地机动化以沿闭合路径移动柔性构件313.1，进而移动齿313.2。闭合路径的有效分支是下部分支，产品R组G在该下部分支区域中被插入隔室V中并且沿箭头fG的方向进给。
传送器13可以设计为例如如EP1655230、EP3625132中所公开的那样。
如图1和图2所示，在高度Qi上方设置有导向壁319，导向壁319的下边缘与两个侧壁315的上边缘形成两条狭缝321，用于插入和定位包装片材F(例如由聚合物材料、植物来源的塑料(或生物塑料)、纸或其他材料制成)。
包装片材F借助于整体由附图标记312指示的定位装置沿插入路径进给和定位。
在一些实施例中，包装片材F是通过切割从卷筒B上退绕的幅材材料N所需长度而获得的，卷筒B位于形成定位装置312的一部分的退绕机328中。为了切割从卷筒B上退绕的连续幅材材料N，可以提供由附图标记326示意性地表示切割或穿孔装置(图13)。
从卷筒B退绕的幅材材料N穿过狭缝321。在有利的实施例中，幅材材料N由形成定位装置312的一部分的皮带或其他进给构件322驱动，该进给构件322衔接幅材材料N的纵向边缘B1、B2并在基本上水平的几何平面上退绕幅材材料N，穿过两条狭缝321并与插入路径304相交。
为了将包装片材F支撑在大致平坦的位置，定位装置312可以包括支撑元件323，例如呈现平行于平放的包装片材F的纵向边缘B1、B2延伸穿过狭缝321的杆的形式。
当产品R组G已经布置在升降机303上时，升降机被提升(沿箭头f303)直到它将产品R组G提升到进给和打包路径310的滑动表面307所在的上高度Qs。以这种方式将每组G产品R插入到由传送器313的齿313.2限定的一个隔室V中。在提升运动中，产品R组G部分被包装片材F包装。
一旦产品R组G已被插入传送器313的相应隔室V中，它就沿箭头fG的方向进给通过交错折叠单元309和熔接单元311。产品RG组在通过导向壁319之间后，衔接包装片材F并迫使其自身围绕产品R组G的两个侧面和上面布置。
大致在滑动表面7的水平面上布置了两个下交错折叠器332、334，它们形成交错折叠单元309的一部分，它们朝向彼此水平移动以将包装片材F折叠在产品R组G下方并重叠边缘B1、B2，同时升降机303再次下降到下高度Qi以收集待打包的新的产品R组G。
继续沿着进给和打包路径310移动，产品R组G穿过横向折叠构件，其面对产品R组G的横向侧面折叠包装片材F的横向边缘。例如，可以如EP1228966中所公开的那样提供横向折叠构件L1、L2。
当它们离开折叠构件时，包装在包装片材F中的产品R组G被传送器313传送到闭合系统314。如上所述，在所示实施例中，闭合系统314包括熔接系统311，其将包装片材F加热到使得其部分熔合的温度。随后的冷却使薄膜或包装片材F在产品R组G的侧面上的折叠边缘相互接合，最终包装片材F稳定在由此获得的产品R包裹周围。
切割装置326可以包括固定对立刀片326A和承载一个或多个旋转刀片326C的刀片架326B。切割装置326可以包括相互接触传感器104和角位置传感器151，它们以上面参考前述附图描述的方式之一制成。与旋转刀片架326B相关联的相互接触传感器和角位置传感器可以连接到由附图标记333示意性地指示的控制单元，接口335连接到该控制单元。在接口335上，类似于前面的描述，可以以图形形式呈现关于在沿着固定对向刀片326A和旋转刀片326C的纵向切削刃分布的多个点上每个旋转刀片326b和固定对向刀刃326A之间存在或不存在接触的信息。
借助于相互接触传感器和角位置传感器的组合信息，可以检测刀片和对立刀片之间没有相互接触，或者可能由于旋转刀片和对立刀片的不正确定位或刀片或对立刀片的破损而导致的部分相互接触。
虽然已经根据各种特定实施例描述了本实用新型，但是本领域技术人员将清楚，在不背离权利要求的精神和范围的情况下，可以进行许多修改、变化或省略。
例如，在所描述的实施例中，相互接触信号由与固定对立刀片相关联的传感器检测。这在技术上更简单，但不排除旋转刀片架检测到信号的可能性。在这种情况下，我们可以为每个旋转刀片设置一个相互接触传感器。该信号可以借助于无线连接或旋转收集器传输到控制单元33。
在前面的描述中，参考了检测电参数的相互接触传感器和包括一个或多个负荷传感器件或其他力传感器的相互接触传感器。这两个系统可以在以下意义下集成：可以使用根据旋转刀片和对立刀片之间是否存在相互接触而产生接通-断开信号的相互接触传感器，以及适于检测刀片和对立刀片之间的接触的传感器元件(例如包括负荷传感器件的元件)的布置。以这种方式，可以获得更详细的信息，其既可以指示是否存在相互接触，也可以指示刀片与对立刀片之间交换的力的实体，即在沿切削刃的相互接触的各个点上在刀片和对立刀片之间的干扰程度。使用负荷传感器件或其他力传感器元件允许例如根据机器的运行速度、要加工的幅材材料类型或其他工艺参数修改刀片和对立刀片之间的相互干扰程度。
假定当刀片和对立刀片不接触时，相互交换的力为零，在没有使用电参数的相互接触传感器的情况下，也可以采用适于检测力的负荷传感器件或其他元件的系统。

Claims (26)

1.一种旋转刀片装置，其用于加工幅材材料，其特征在于，所述旋转刀片装置包括：
支撑结构；
旋转刀片架，其围绕旋转轴线旋转，并且其上布置有一组旋转刀片；
对立刀片，其承载在所述支撑结构上并适于与所述一组旋转刀片共同作用；其中每个旋转刀片和对立刀片被配置为使得在旋转刀片架旋转期间，每个旋转刀片和对立刀片在旋转刀片的第一端处相互接触，而在旋转刀片的第二端处不相互接触，每个旋转刀片和对立刀片之间的相互接触点沿旋转刀片的纵向延伸部从旋转刀片的第一端向第二端逐渐偏移；
相互接触传感器，其适于检测每个旋转刀片和对立刀片之间是否存在相互接触；
角位置传感器，其适于检测旋转刀片架的角位置；
装置，适于组合相互接触传感器的信号和角位置传感器的信号，并为每个旋转刀片提供在旋转刀片和对立刀片之间在沿着相应旋转刀片和对立刀片的纵向延伸部分布的多个点上存在或不存在接触的指示。
2.根据权利要求1所述的旋转刀片装置，其特征在于，所述相互接触传感器适于检测与所述一组旋转刀片和对立刀片相关联的电参数。
3.根据权利要求2所述的旋转刀片装置，其特征在于，所述电参数是施加在对立刀片和所述一组旋转刀片之间的电压。
4.根据权利要求3所述的旋转刀片装置，其特征在于，将参考电压施加到所述对立刀片，而所述旋转刀片架连接到地电位，或者将参考电压施加到所述旋转刀片架，而所述对立刀片连接到地电位。
5.根据权利要求1所述的旋转刀片装置，其特征在于，所述相互接触传感器适于检测在每个旋转刀片和对立刀片之间交换的力。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的旋转刀片装置，其特征在于，所述相互接触传感器适于检测在每个旋转刀片和对立刀片之间交换的力。
7.根据权利要求1所述的旋转刀片装置，其特征在于，所述对立刀片相对于所述支撑结构固定。
8.根据权利要求2至5中任一项所述的旋转刀片装置，其特征在于，所述对立刀片相对于所述支撑结构固定。
9.根据权利要求1-5、7中任一项所述的旋转刀片装置，其特征在于，所述一组旋转刀片包括至少一个旋转刀片。
10.根据权利要求1-5、7中任一项所述的旋转刀片装置，其特征在于，所述一组旋转刀片包括以恒定的角间距围绕旋转刀片架的旋转轴线布置的多个旋转刀片。
11.根据权利要求1-5、7中任一项所述的旋转刀片装置，其特征在于，每个旋转刀片布置在具有其螺旋形切削刃的旋转刀片架上，并且对立刀片具有直线刃；或者其中在旋转刀片架上布置每个旋转刀片，其切削刃吻合平行于刀片架旋转轴线的直线，而所述对立刀片具有螺旋切削刃。
12.根据权利要求1-5、7中任一项所述的旋转刀片装置，其特征在于，所述一组旋转刀片和对立刀片布置成使得对于旋转刀片架的每个旋转角度，在仅仅一个旋转刀片与对立刀片之间只有一个接触点。
13.根据权利要求1-5、7中任一项所述的旋转刀片装置，其特征在于，所述一组旋转刀片和对立刀片布置成使得对于旋转刀片架的至少一些角位置，在对立刀片和至少两个旋转刀片之间有一个接触点；其中对立刀片被分成多个对立刀片部分，其长度使得在旋转刀片架的任何角度位置，每个对立刀片部分仅与一个旋转刀片接触；并且其中所述相互接触传感器是多相互接触传感器，其具有用于每个对立刀片部分的相互接触检测元件。
14.根据权利要求1-5、7中任一项所述的旋转刀片装置，其特征在于，所述旋转刀片装置包括控制单元，其适于接收相互接触传感器的信号和角位置传感器的信号并为每个旋转刀片提供对于沿相应旋转刀片的纵向延伸部分布的多个点是否存在接触的指示。
15.根据权利要求14所述的旋转刀片装置，其特征在于，所述旋转刀片装置包括人机界面，其连接到所述控制单元并且适于为每个旋转刀片显示对于沿相应旋转刀片的纵向延伸部分布的多个点，是否存在与对立刀片的接触。
16.根据权利要求15所述的旋转刀片装置，其特征在于，通过所述人机界面，所述控制单元适于从操作员接收用于调节所述一组旋转刀片和对立刀片之间的相互作用的控制。
17.根据权利要求14所述的旋转刀片装置，其特征在于，所述控制单元适于自动调节所述一组旋转刀片与对立刀片之间的相互作用和/或作为由相互接触传感器提供的信号的函数而生成通知。
18.根据权利要求1-5、7中任一项所述的旋转刀片装置，其特征在于，所述一组旋转刀片和对立刀片被配置成：沿着幅材材料产生穿孔线；或沿幅材材料产生切割线并将所述幅材材料分成片材。
19.根据权利要求1-5、7中任一项所述的旋转刀片装置，其特征在于，所述旋转刀片装置包括至少一个负荷传感器件，其适于检测在对立刀片和所述一组旋转刀片之间交换的力。
20.根据权利要求19所述的旋转刀片装置，其特征在于，所述至少一个负荷传感器件包括布置在所述装置的相对两侧上的第一负荷传感器件和第二负荷传感器件。
21.根据权利要求19所述的旋转刀片装置，其特征在于，所述至少一个负荷传感器件包括沿着所述对立刀片或每个旋转刀片的纵向延伸部而分布的一系列负荷传感器件。
22.根据权利要求14所述的旋转刀片装置，其特征在于，所述旋转刀片装置包括至少一个负荷传感器件，其适于检测在对立刀片和所述一组旋转刀片之间交换的力，所述控制单元与每个负荷传感器件对接。
23.一种用于转化幅材材料的机器，其特征在于，所述机器包括幅材材料的进给路径，沿着该进给路径定位根据前述权利要求中任一项所述的装置，幅材材料的进给路径在旋转刀片架和对立刀片之间穿过。
24.根据权利要求23所述的用于转化幅材材料的机器，其特征在于，所述机器还包括所述幅材材料的转化构件。
25.根据权利要求23或24所述的用于转化幅材材料的机器，其特征在于，所述机器是复卷机或交错折叠机，并且所述幅材是纤维素幅材。
26.根据权利要求23或24所述的用于转化幅材材料的机器，其特征在于，所述机器是打包机；所述幅材材料是用于包装的幅材材料；并且其中在操作期间，所述一组旋转刀片和对立刀片将幅材材料分成用于包装成组产品的包装片材。
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