CN88100078A - 切断纤维材料的设备 - Google Patents

Abstract

一种设备用于将长纤维材料切成较短的纤维，有一个导向钩(23)在卷绕器圆顶(19)的圆周边上。该导向钩将纤维束由圆顶上引向一个切刀卷筒(10)上，该卷筒绕着一个与圆顶的轴线(20)成一倾斜角度的轴线(15)进行转动，卷筒(10)和单一的压力滚子(17)具有尽可能小的间隔距离。这样取消了安装在卷绕器圆顶内部的一个压力滚子，由此简化设备的制造、操作和维修，并且切刀卷筒和卷绕器圆顶的相对速度改变时，可以显著地改善起动器的纤维束分布特性。

Description

本发明涉及一种设备用于将细长的纤维材料切断成较短的切段纤维。在美国专利4519281号文件中介绍了一种称为“从外向内的切刀”（outside-in    cutter），将纤维束螺旋形地绕在切刀卷筒上，被切成切段纤维。

由多个切断刀片构成的切断区的切割头绕着第一轴线转动，还有纤维束卷绕装置绕着与第一轴线相交的第二轴线转动，以便使纤维束在其切断之前以多层横过卷绕的形式容纳和贮存在切断区内。一对压力滚子，每个滚子跨越切断区的轴向部分，其中一个位于纤维束卷绕装置的内部，这必然使卷绕装置的周边离切割头有相当大的偏移。而且，纤维束越过卷绕装置然后在该装置的最后端圆周边向内，并以相切的角度的方向绕在切割头上的在先的绕组上。这种偏移增加了在无支持的纤维束的“风阻”（windage）和应力，并且由于整个的体积的增加而需要一个带来各种附加问题的大的卷绕装置。

本发明提供了一种设备用于将细长的纤维材料切断成较短的材料，该设备包括具有轴向的前，后元件的转动切刀卷筒，这些元件携带多个径向的面向外的切刀，这些切刀在上述卷筒内形成一个切断区，该卷筒的安装是绕着第一轴线转动的;转动的卷绕装置的设置绕着一个与第一轴线相交的第二轴线转动以便将上述纤维材料连续的卷绕层卷绕在上述切断区内的切刀上，上述卷绕装置包括一个为了在靠近上述卷筒的附近转动而设置的材料导向装置;还有一个压力装置安装在上述切刀的径向外面以便将纤维材料压向上述切刀的刀刃上，其特征在于：所述导向装置的设置与上述卷筒具有尽可能小的径向间隔，而且将上述材料从上述卷绕装置最末端的轴向伸出部分向后朝着上述卷筒进行排放，而且其中所述压力装置是位于上述切断区内的一个单一角度的部位上。

以这样一种设备，可以使纤维束和卷绕器具有最小风阻型和最小应力的模样。本发明的设备制造简单，便于维修，并使经过切刀刀片刀面铺置的纤维束在精度和均匀性方面都有改善。

本发明的设备结构不需要那压力滚子，该滚子在美国专利459281号中是设置在卷绕器圆周边内部的。这是通过设置一个导向装置来实现的，该装置可以是以一个钩子的形式携带在卷绕器圆周边最后端，该钩子可以使纤维材料绕着卷绕器圆顶有方向的转变，其位置可以在轴向最大伸出点上。在先有的设备中，导向装置是在卷绕器圆顶内形成的，而使卷绕器圆顶延伸至纤维束转向点的轴向靠后，或者相反该导向装置本身延伸至纤维束转向点轴向靠后。在这种或另一种的形式中其主要压力滚子在切断区内轴向向后地与纤维束分离开一个能够满足转动卷绕器圆顶结构具有一定间隙的一个距离，由此需要一个第二压力滚子以切断在轴向经过切断区的所有纤维束。通过采用本发明的新型导向装置利用一个其宽度足以切断所有纤维材料的单个压力滚子可以设置在非常接近卷绕器圆顶组件的轴向靠后的边缘处，并且当纤维束通过导向装置引向切断区的轴向最前点时，该压力滚子可以非常接近纤维束。

去掉第二压力滚子在很大程度上对设备的制造和维修带来方便是由于去掉了那些曾经为了周期性的更换刀片而需要拆卸下来才能靠近切刀刀片的结构部分。并且由于去掉第二滚子可以使卷绕器圆顶具有更小的直径，由此以减少制造成本，更重要的是在给定的角转速下可以降低卷绕器圆顶的表面线速度。虽然卷绕器圆顶的直径大小并不影响在一给定转速下的切割效率，但是对着圆顶的风阻要消耗驱动功率，而对着纤维束的风阻要导致在导向钩处产生的大的摩擦力，而且当圆顶的直径增加时，作用于圆顶上的所有的各种力都要增加。

为了使本发明更便于理解，下面结合参照附图仅以举例的方式进行描述，其中：

图1是显示按照本发明的设备的一个实施例的切刀卷筒和卷绕器圆顶结合部分的局部剖示图;

图2是图1所示设备的卷绕器的轴向向后边缘的部分的一个轴向示图，用以显示导向钩的一个实施例;

图3是后边缘卷绕器圆顶的一个部分的一个平面示图，用以显示导向钩的位置;

图4是一个部分剖示而部分切掉的一个立体图，用以显示卷绕器圆顶，切刀卷筒和导向钩与纤维束的相对位置关系。

一个切刀卷筒10，如图1所示，是绕着一个与水平线倾斜的第一轴线15安装着，通过一个由驱动装置（未显示）驱动的驱动筒11驱动。切刀卷筒10包括一个向前的盘12和一个轴向间隔的向后的环13，卷筒携带多个横跨轴向间隔的切刀刀片14而且其刀刃边16径向朝外设置。盘12和环13径向延伸超过刀片14以形成径向法兰，在它们之间有一个压力装置，如一个压力滚子17，安装在一个合适的定了位的支持臂18上。该压力滚子17离各刀片径向隔开，用于压紧纤维束材料径向向内朝着刀片，作为材料的连续的若干层卷绕在刀片14上。压力滚子17的尺寸要占据由盘12和环13所形成的法兰之间的跨距的大部分;但是在压力滚子17和盘12之间留有足够的间隙以便容纳由卷绕器圆顶19上发放来的纤维束。

卷绕器圆顶19的安装是绕着一个与第一轴线15相交的第二轴线20转动，并沿与切刀卷筒10的转动方向相反的方向转动，圆顶19的驱动是由一个驱动装置（未显示）通过轴21进行的。卷绕器圆顶19的直径足够使切刀卷筒10在其内绕着一个第一轴线15转动，而且使卷筒12和卷绕器圆顶19的径向内表面22之间的间隙是很小的。

卷绕器圆顶19携带着一个导向钩23，如图2-4中所示。导向钩23引导着纤维束24从与卷绕器圆顶19的外表面对正转变至与在先卷绕在切刀刀片14的纤维束的外表面形成的圆弧是相切地对正。导向钩23形成一个大致径向向内伸出的部分25和一个大致径向向外伸出的唇部26，该唇部还沿卷绕器圆顶的转动方向斜伸以形成一个沟槽27。该唇部26有助于将在空中的纤维束24可靠地钩住。沟槽27的底部在28处轴向向前形成喇叭形以便容纳纤维束24并径向向内和在轴向向后弯曲，以形成一个转变表面29，其中沟槽27在部分25内变为平坦的以形成一个排放表面31，该表面与卷绕器圆顶19的边缘34的轴向向后延伸相重合。值得提出注意的是沟槽27由在28处的喇叭口形区至29处的转变表面是连续的，而且形成一个大约为90°的单一的弓形纤维束通过，这样纤维束就通过一个单一的转变曲线围绕着卷绕器圆顶19的边缘34得到引导。与此相反，先有技术中需要将纤维束进行两次连续地转变，一次是通过导向径向向内，第二次是当纤维束由导向出来走向切刀卷筒10时向后转变。

再参看图1，卷绕器圆顶19具有一个曲面部分33，该部分终止于或者接近边缘34而且由圆锥区域36开始呈曲线形，该锥形区域是由其中心部分35向外呈截头锥体，而在中心部分35处与驱动轴21相连结。卷绕器件圆顶19在轴向与一个纱箱（未显示）的进口37在一条直线上，或者与其它合适的排放纤维束24的来源在一条直线上。

一个通气室38环绕着驱动筒11而且可以通过一个分立的风扇（未显示）保持低于大气压。在通气室38的一端具有一个孔，该孔与环13松配合，而另一端携带一个与驱动筒11相啮合的柔性环形密封装置39，这样空气被抽入靠近切刀环10的通气室38内并将切断的纤维段卷入空气流中。

当纤维束24由进口37送进过程中，经过卷绕器圆顶19的锥形区域36到达曲面部分33和导向钩23。进口37和锥形区域36之间的距离在所描述的设计中得到减小，以便通过提供一个延伸的表面以减小对纤维束24的风阻效应，该表面就是锥形区域36，以便当纤维束24由进口37向着导向钩23运动时给以支持。曲面部分33用以当纤维束24朝着对正切断区的轴线方向运动时用来减小纤维束24与卷绕器圆顶19的表面之间的摩擦。

然后纤维束24通过导向钩23，这样纤维束在排放表面31上形成一个轴向最薄的条带，该排放表面是沿纤维束流进入切刀的方向在卷绕器圆顶19的轴向最后端表面的最远部位。导向钩23的这种特性可以使纤维束对着压力滚子17的表面卷绕得尽可能的紧密，实际上当钩23经过滚子17时纤维束24可以实际接触到压力滚子的表面上。如前面所提到的，沟槽27将纤维束24导向以一个单一较大的半径转约90°弯，以便使纤维束具有最小偏转而且与钩23的摩擦最小。

纤维束24绕着切刀卷筒10，利用导向钩23向着切刀卷筒10的靠近以非常均匀而精确地分布卷绕在切刀刀片14上。也就是说，由于切刀卷筒10和反向转动的卷绕器圆顶19的相对转速的变化而引起的分布变化得到减小。可以看出对于当切刀卷筒10是静止的而卷绕器圆顶19是转动时，纤维束沿排放表面31的转动平面靠在切刀卷筒10的刀片14上。另一方面，当卷绕器圆顶19是静止的而切刀卷筒10是转动的，则纤维束将沿通过表面31而又垂直于切刀卷筒轴线的平面卷绕在刀片14上。可以看出卷绕器圆顶19的直径越大，当卷绕器圆顶和卷筒之间的速度比改变时，则纤维束在卷筒轴向分布的不均匀性就会越大。这种纤维束沿着轴向分布的差异，当钩23的排放点是非常靠近卷筒上的拉纤维表面时就可以忽略不计。但是，当钩23必须跨越先有技术中的内部压力滚子时，则由于速度比的变化所造成的轴向分布的变化就会很大的。

Claims (12)

1、一种设备用于将长纤维材料切断成较短的材料，该设备包括一个转动切刀卷筒(10)它带有轴向的前，后元件(12，13)，该元件上带着多个径向向外的切刀(14)在上述卷筒形成一个切断区，该卷筒的安装是绕着一个第一轴线(15)转动的；转动的卷绕器装置(19)的安装是绕着一个与上述第一轴线(15)相交的一个第二轴线(20)转动的以便将适当纤维材料以连续的若干螺旋卷绕层绕在上述切断区内的上述切刀(14)上，该卷绕器装置(19)包含一个材料导向装置(23)，该装置的设置是用于靠近上述卷筒转动，还有安装在上述切刀径向外面的压力装置(17)，以便将纤维材料压紧至上述切刀(19)的切削刃(16)上，其特征在于：所述导向装置(23)的设置要与上述卷筒(10)具有尽可能小的间隔并将上述纤维在上述卷绕器装置的轴向最后端伸出的部分向后或者朝着卷筒排放，其中所述压力滚子(17)是位于在上述切断区内一个单一角度的位置上。

2、如权利要求1所述设备，其特征在于：所述导向装置（23）是一个钩，它包含一个大致径向向外伸出的部分（26）和一个大致为径向向内设置的部分（25），以形成一个连续的转变表面（27，28，29）的钩，用于将上述纤维材料由上述卷绕装置（19）的外表面导向上述切刀（14）上。

3、如权利要求1所述设备，其特征在于：所述导向装置（23）包含一个转变表面（27.28.29），该表面延伸于一个垂直于上述第二轴线（20）的一个平面内，这样当上述纤维材料由转变表面（在29处）出来时就呈一个条带形截面。

4、如权利要求2或3所述设备，其特征在于：所述钩（23）是携带在上述卷绕器装置（19）的圆周边上，使上述转变表面（27，28，29）大致沿着上述卷绕器装置的轴向延伸和沿着大致与上述切刀（14）的旋转弧线相切的一个弦向内向着上述卷绕装置内的延伸，这样则该转变表面就形成一个大约90°的连续的弧线。

5、如上述各项权利要求的任何一项要求的设备，其特征在于：所述转动的卷绕器装置（19）包括一个具有最小风阻型的传送表面，这样则在上述纤维材料上的风阻应力就减小了。

6、如权利要求5所述设备，其特征在于：所述卷绕器装置是一种转动的卷绕器圆顶（19）形式的。

7、如权利要求6所述设备，其特征在于：所述卷绕器圆顶包括一个环形中心（35），一个截头圆锥体（36）位于该中心的外面和一个弯曲的周边区域（33），所述上述各部分都与第二轴线（20）同心，上述导向装置（23）是沿着上述周边区域的外缘固定着。

8、如上述各项权利要求中任何一项所述的设备，其特征在于：所述压力装置（17）是位于上述导向装置（23）和上述切刀卷筒（10）的前面元件（12）之间具有最小间隔距离的区域内。

9、如权利要求8所述设备，其特征在于：所述压力装置（17）是一个滚子，该滚子设置在靠近由上述导向装置（23）的旋转面和上述前面元件（12）的旋转平面的会聚所形成的区域。

10、如上述各项权利要求中任何一项所述的设备，其特征在于：所述转动的切刀卷筒（10）的设备是绕着上述第一轴线（15）在一个第一角度方向转动，而上述转动的卷筒器装置（19）的旋转是绕着上述第二轴线（20）以相反方向转动。

11、一种设备用于将长纤维材料切断成较短的材料，该设备包括一个带轴向的前、后元件（12、13）的转动的切刀卷筒（10），该元件携带着多个径向向外的切刀（14）在上述卷筒形成一个切断区，该卷筒的设置是绕着一个第一轴线（15）转动;转动的卷筒器装置（19）的设置是绕着一个与上述第一轴线（15）相交的第二轴线（20）转动以便将上述纤维材料以连续的螺旋形若干卷绕层绕在上述切断区内的上述切刀（14）上，该卷绕器装置（19）包含一个材料导向装置（23），被安置靠近上述卷筒转动，还有安装在所述切刀的径向外面的进行转动的压力装置（17），以便将纤维材料压紧在上述切刀（14）的切割刀刃（16）上，其特征在于：所述导向装置（23）的设置要与上述卷筒（10）具有尽可能小的间隔，并将上述材料朝着上述卷筒排放，而其中所述压力装置（17）是设置在接近上述两个转动面的相交处的一个单一位置上。

12、一种设备用于将长纤维材料切断成较短的材料，该设备包括一个带有轴向的前、后元件（12，13）的转动切刀卷筒（10），该元件带着多个径向向外的切刀（14），在该卷筒内限定一个切断区，该卷筒的设备是绕着一个第一轴线（15）转动的;转动的卷绕器装置（19）的设置是绕着一个与上述第一轴线（19）相交的第二轴线（20）转动的，以便将上述纤维材料以连续螺旋形若干卷绕层绕在上述切断区内的上述切刀（14）上，该卷绕器装置（19）包含一个材料导向装置（23），该装置的设置是靠近上述卷筒，而安装在上述切刀的径向外面的压力装置（17）进行转动以便将纤维材料压紧在上述切刀（14）的切割刀刃（16）上，其特征在于：所述导向装置（23）的设置与上述卷筒（10）要具有尽可能小的间隔，并将上述导向装置或卷绕器装置轴向的最后的表面上的最后面的上述材料轴向向后朝着上述卷筒排放。

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