回转式设备及其相关方法技术

本发明专利技术涉及一种用于冲压或切割制品的回转式设备及其相关方法。更具体地说，本发明专利技术涉及一种回转式冲压组件，该组件构造成当对表面区域、密度或者厚度有变化的制品进行冲压操作中，该回转式冲压组件能够减少冲压构件上的应力。尤其更具体地说，本发明专利技术涉及一种回转刮刀组件，该组件构造成当将一张薄片材料或者网状织物材料切割成多个制品时，该旋回转刮刀组件能够减少刀口上的应力。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及一种用于冲压或切割制品的。更具体地说，本专利技术涉及一种回转式冲压组件，该组件构造成在对表面积、密度或者厚度有变化的制品进行冲压操作中，该回转式冲压组件能够减少冲压构件上的应力。尤其更具体地说，本专利技术涉及一种回转刮刀组件，该组件构造成当将一张薄片材料或者网状织物材料切割成多个制品时，该回转刮刀组件能够减少刀口上的应力。
技术介绍
一种典型的回转刮刀可描述成是围绕一个滚筒进行三维包裹而形成一种刮刀滚筒的一种“曲奇饼式的切割机”。该刮刀滚筒的圆柱切割面被推进内部并与一砧辊相接触。在刮刀滚筒与砧辊之间喂入的材料被渐次“压切“(“Crush-cut”)或者“冲压”(“Die-cut”)。刮刀滚筒的一尖锐切割边典型地具有在大约.002″(.005cm)到大约.004″(.010cm)之间的平担宽度和一个在60°到110°之间的内藏角度。当这样的一种刮刀切割边进行边缘切割时，材料的表面区域被变化切割。这种末端切割区域相对于侧边切割区域之间的变化具有重要意义。由于施加到刮刀切割边的负载随切割区域成正比例变化当切割材料的一较小表面区域时，刮刀切割边承受较高的应力。由于这种重复的应力对刮刀切割边造成损坏，这种情况导致刮刀滚筒的寿命变短。理想的是，在刀口进行渐次切割的动作中，切割压力(P)应该保持恒定。切割压力是单位面积(A)下力(F)的函数，具有如下数学关系P＝F/A由于切割压力保持恒定，刮刀材料上的应力(σ)也将保持恒量。瞬间切割面积，即刀口与砧辊接触的面积由于将被切割的制品的形状不同而存在明显的变化。例如，当刀口与刮刀滚筒的旋转轴线大致对齐时(通常，在刀口的末端切割区域)，通常发现此时具有较大的切割面积。相反地，当刀口与刮刀滚筒的旋转轴线大致垂直对齐时(通常，在刀口的侧边切割区域)，产生较小的有效切割面积。这些瞬间切割面积的比例可以典型地为40∶1那么大，依赖于面积是如何测定的。瞬间切割面积的这种变化相应于刮刀材料上的应力变化----当面积最大时，应力最低，并且反之亦然。在切割面积较大的地方(在此切割边与刮刀滚筒的旋转轴线大致平行)需要附加力来完成冲压这样。这就是说，刀口上的力必须足够大，以便在末端切割区域产生满意的切割。由负载机构产生的该力通常施加在滚筒工作表面的每一侧面的轴承辊颈上。一旦该力施加到刮刀设备上，在每一完整的切割操作中该力保持恒定。结果是，当刮刀设备切割一侧面区域，并且切割面积小时，施加到刮刀刀口这一部分上的力明显增加。进一步的结果就是除非灾难性地出现故障，刮刀几乎总是在该侧面切割部分过早地断裂。上面的论述着重于刀口上的压力相应于切割表面积的变化而变化。这些压力的变化也出现在例如，切割一种最终制品，并且该制品在厚度、密度上有变化，或者在被切割的区域中材料的组成上有变化。刮刀切割边上的任何压力变化将产生上述应力，并导致刮刀过早地断裂。除了刮刀滚筒的修理或者重新替换所需的直接花费外，刮刀切割边的过早断裂还具有其它相关的花费。例如为了替换和调整新刮刀滚筒需要暂时停工而花费时间。在一高速运转的生产线上，这种暂时停工所花费的时间是重要的成本因素。进一步说，切割操作的失败可能必须抛弃在生产线上的部分完成产品。这也可明显决定将要生产的产品价值。很明显，存在一种减少回转刮刀过早断裂的需求。已使用过致力于这种回转刮刀刀口过早失败的各种方法。典型地，这些方法中包括在回转组件的制作中使用减震材料，在刮刀的结构中使用强度更高的材料，例如钨碳化物，并且还采用外围设备，例如空气滚筒，弹簧以及包括负载单元和自动反馈控制器的机械装置(在下述专利中有所描述，2000年12月12日公布的Ichikawa等人的美国专利No.6,158,316，1982年12月21日公布的Hirsch的美国专利No.4,364,293，1990年10月16日公布的Scheffer等人的美国专利No.4,962,683，以及WIPO公布的WO01/19573，公布日期为2001年3月22日)。这些方法偶遇有限的成功。虽然使用昂贵的，强度较高的材料，例如钨碳化物，似乎在某些情况下减少了这些问题的影响，但这些材料成功补偿应力变化的能力常常超过其自身界限。本专利技术克服了如上所述传统工艺的这些问题，对回转刮刀设备的支座环进行某种程度上的改进，以减少在一种回转刮刀切割边上的应力变化，并由此延长了刮刀滚筒的寿命。进一步说，本专利技术适用于任何使用支座环的回转冲压操作。这就是说，本专利技术减少了压头上的应力变化。这些变化的减少降低了压头的磨损，并由此延长了它的寿命。进一步说，它使得冲压操作更均匀，例如在一种形成凹道的操作中产生更均衡的凹道深度。专利技术概要本专利技术的一个目的是减少回转冲压操作中压头上的应力变化。具体地说，本专利技术的一个目的是改变一回转冲压设备的支座环，以便根据需要在回转冲压操作中，在一选择的特定区域上提供增加的压力。更特别地，本专利技术的一个目的是改变一旋转冲压设备的支座环，以便在切割表面区域减少的区域时减少刮刀刀口上的应力。根据本专利技术，提供一种在一材料上进行一切割操作的回转刮刀设备，该回转刮刀设备包括一刮刀滚筒，该刮刀滚筒包括一旋转轴，其中该旋转轴包括一旋转轴线和一外周边部，其中该外周边部包括至少一刮刀刀口和两个位于刮刀刀口相对两侧的支座环；一砧辊安置成在该砧辊和每一支座环之间存在一接触区域，并且进一步安置成在切割操作中，在砧辊和刮刀刀口的至少一部分之间以及在砧辊和每一接触区域之间存在压力；该回转刮刀设备还包括通过改变至少一个接触区域来调整刮刀刀口和砧辊之间的压力的装置。根据本专利技术，还提供一种在位于一冲压构件和一砧辊之间的一材料上进行冲压操作的回转设备，该回转设备包括一个第一回转构件，该回转构件包括一旋转轴，其中该旋转轴包括一旋转轴线和一外周边部，其中该外周边部包括冲压构件和两个位于冲压构件相对两侧的支座环；一砧辊安置成在冲压操作中，在砧辊和每一支座环之间存在一接触区域，并且进一步安置成在砧辊的至少冲压构件的一部分和材料之间存在压力；该回转设备还包括通过改变至少一个接触区域来调整压力的一种装置。根据本专利技术，还进一步提供一种在位于一冲压构件和一砧辊之间的一材料上进行一种冲压操作的方法，所述方法包括如下步骤提供一个第一回转构件，该回转构件包括一旋转轴，其中该旋转轴包括一旋转轴线和一外周边部，其中该外周边部包括冲压构件和两个位于冲压构件相对两侧的支座环；将一砧辊安置成在冲压过程中，在砧辊和每一支座环之间存在一接触区域，并且进一步安置成在砧辊的至少冲压构件的一部分和材料之间存在压力；该方法还包括通过改变至少一个接触区域来调整压力。附图简要说明尽管在说明书结尾部分的权利要求书具体指出和清楚地界定了本专利技术的保护范围，但可以相信下面结合附图所作的说明将会有利于更好地理解本专利技术，在附图中，相同的附图标记代表相同的构件，其中附图说明图1a是回转刮刀设备的示意图；图1b是在图1a中描述的典型的回转刮刀设备的横断面视图，图示了刀口的最小接触面积和刀口的最大接触面积的例子；图2以表和图两种方式示出了刮刀切割段的面积是与产品末端相距的距离的函数；图3是本专利技术一个实施例的刮刀/支座环表面的平面图；图4a是支座环槽口的一详细平面图；图4b是图4a中槽口沿图4a中的线A-A剖开的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一材料上进行切割操作的回转刮刀设备，所述回转刮刀设备包括：ａ）包括一旋转轴的刮刀滚筒，其中该旋转轴包括一旋转轴线和一外周边部，其中该外周边部包括至少一刮刀刀口和位于刮刀刀口相对两侧上的两个支座环；ｂ）一个 砧辊安置成在切割操作中在砧辊和每一支座环之间存在一接触区域，并进一步安置成在砧辊和刮刀刀口的至少一部分之间存在压力；以及ｃ）其中通过改变至少一个接触区域来调整刮刀刀口和砧辊之间的压力。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：AR阿门德，JM汉森，
申请(专利权)人：麦克内尔PPC股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]