CN116261506A - 切割装置以及具有该装置的裁制加工台 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于裁制纤维基护套(10)的切割装置(1)。切割装置(1)具有第一心轴(20)，该第一心轴能够围绕旋转轴线(D1)旋转并且纤维基护套(10)能够布置在该第一心轴上。切割装置(1)具有能够围绕旋转轴线(M)旋转的刀具(30)。第一心轴(20)的旋转轴线(D)与刀具(30)的旋转轴线(M)被布置成彼此相邻。

Description

切割装置以及具有该装置的裁制加工台

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的一种用于裁制(Konfektionieren)纤维基护套的切割装置以及一种包含用于裁制纤维基护套的切割装置的裁制加工台。

背景技术

现有技术中已知用于容纳液体的不同的容器。例如，用于容纳饮料的玻璃瓶或塑料瓶已为人所知。也已经提出了由纤维基材料制成的容器。

WO 2012/139590 A1中提出了一种纤维基容器。为了生产这种容器，将所谓的浆料引入模具中，并用该模具中的柔性气球将该浆料压靠到相应的壁上并相应地压缩。

浆料是纤维和水的混合物，尤其是天然纤维如大麻纤维、纤维素纤维或亚麻纤维或其混合物。浆料可包含添加剂，例如从PCT/EP2019/076839中获知的那些，这些添加剂例如改善压缩浆料的硬化或影响后来的外观或一般性地改变浆料或后来的容器的性质。

对于这些容器存在以下风险：容器由于储存在该容器中的液体而软化并例如泄露，或是物质从容器扩散到液体中。

已经提出，为这类纤维基容器设置由塑料制成的内层，尤其是在纤维基容器内部布置塑料瓶，该瓶可以承担相应的阻隔功能。因此，纤维基容器在此仅提供用于薄壁塑料容器的护套。这种组合从WO 2018/167192 A1中已知。

对于在进一步的工艺步骤中设置了塑料制内层的纤维基容器(即对于纤维基护套)，也对于没有设置这种层的纤维基容器，已知的是，在生产过程中可能会出现某些不精确之处。因为容器和/或护套是在阴模中成型的，所以在它们的外轮廓方面可以实现非常高的尺寸精度。容器/护套的内轮廓或内表面会发生不同程度的偏差，这取决于形成容器/护套的浆料的具体性质。这些通常可以忽略不计，除了在容器的开口区域中的偏差，在该开口中随后会插入塑料容器和/或在该开口处会布置容器封闭件。由于浆料的材料特性，该开口的上部闭合边缘承受更大的公差并且通常形成为纤维质的。这是特别不利的，因为它形成与已经提到的塑料容器和/或容器封闭件的接口，并且该接口必须按尺寸形成。

发明内容

本发明的目的是消除现有技术的一个或多个缺点。尤其是实现一种装置，其能够尺寸精确地裁制纤维基护套。

该目的通过独立权利要求中定义的装置来实现。由从属权利要求得出进一步的实施方式。

在本文中，纤维基护套被理解为另外的物体(例如塑料容器)可以被引入其中的物体。纤维基容器被理解为物质(例如液体)可以被直接引入其中的容器。纤维基容器通常具有底部、容器主体和容器颈部，容器开口邻接该容器颈部。纤维基护套同样可以具有上述元件，但这不是强制性的。纤维基护套也可以例如仅形成为管状并且具有两个开口。在此，可以设想，被引入该护套的容器的底部和容器颈部都会突出纤维基护套。因此，关于待裁制的开口，就包括容器开口和护套的管状端部处的开口。

根据本发明的用于裁制纤维基护套、尤其是裁制纤维基容器的切割装置具有第一心轴，该第一心轴能够围绕旋转轴线旋转并且纤维基护套能够布置在该第一心轴上。此外，切割装置具有能够围绕旋转轴线旋转的刀具。第一心轴的旋转轴线与刀具的旋转轴线布置为彼此相邻、尤其是彼此成小于10°的角度、尤其是彼此成小于5°的角度、优选相互平行。

不言而喻，刀具布置为在这些旋转轴线之一的方向上(即沿着旋转轴线)与心轴相对。

优选地，心轴基本上设计成圆柱形。然而，在与纤维基护套的接收方向相反的方向上，心轴也可以至少部分地设计成圆锥形，以便于将心轴引入纤维基护套中或将护套引到第一心轴上。纤维基护套的接收方向是为了将纤维基护套布置在心轴上而必须移动的方向。

这种布置使得刀具与心轴可以相互滚压并因此进行切割运动。这使得可以切割布置在心轴与刀具之间的纤维基护套并且在纤维基护套上产生限定的切割边缘。

在当前情况下，彼此相邻意味着旋转轴线基本上沿相同方向延伸。

作为此处描述的心轴的替代方案，可以设置为，该心轴实施为具有可变的直径。为此，心轴例如可以设计为具有可径向移动的节段或扇区的扩张器。

可以设置为，第一心轴具有驱动装置。

通过驱动装置可以使被引到第一心轴上的纤维基护套与第一心轴一起旋转。通过这种旋转可以引导纤维基护套的整个圆周经过特定位置、尤其是经过与可旋转的刀具接合的位置。此外，可以通过连续的旋转引导纤维基护套的圆周上的特定点多次经过刀具。这使得纤维基护套可以被非常轻柔地切割。

可以设置为，刀具被安装成能够自由旋转并且通过与心轴或布置在心轴上的纤维基护套接触而被驱动或能够被驱动。

这样被动地驱动刀具确保了刀具与相应的待切断表面之间不发生相对运动，因为通过刀具在心轴上或在待切割的纤维基护套上的摩擦，在忽略滑移的情况下，该刀具被精确地以纤维基护套的圆周速度驱动，并且因此纤维基护套的圆周速度和刀具的圆周速度相一致。由刀具与纤维基护套表面之间的速度差引起的纤维撕裂得以减少。

然而，作为心轴的驱动装置的附加方案或替代方案，可以设置为，刀具具有驱动装置。相应地，心轴和刀具可以同时被驱动。由此可以在刀具与纤维基护套之间设置特定的滑移。该滑移优选降低到零。

也可以通过刀具驱动心轴，从而驱动纤维基护套。

优选地，能够旋转的刀具被布置成能够相对于第一心轴滑动，使得第一心轴的旋转轴线与刀具的旋转轴线之间的距离能够被调节。

因此，心轴、尤其是连同其驱动装置可以布置为例如相对于裁制加工台位置固定。这使得为了将纤维基护套引到心轴上，仅必须使刀具与心轴间隔开。此外，可以很容易对纤维基护套的不同壁厚做出反应。

为此可以设置为，刀具布置在滑架上或能够枢转的悬臂上。

在滑架上的布置使得刀具能够以线性运动进给到心轴或与该心轴间隔开。布置在可枢转的悬臂上的替代方案使得刀具能够以枢转运动进给到心轴或与该心轴间隔开。滑架可以设计为，使得至少轻微的枢转是可能的，以使刀具居中和/或补偿待切割的纤维基护套的公差。为此，例如可以在滑架上设置预应力元件。

在此，例如可以设置为，刀具在心轴的方向上设置有预应力，并且引导心轴经过刀具，其中该心轴在被引导经过刀具的过程中旋转。在这种情况下，刀具位于心轴前方的净空中并且根据该刀具的直径通过撞上心轴或撞上纤维基护套而从心轴移开，同时，刀具由心轴驱动并且纤维基护套被切割。

切割装置可以具有第二心轴，该第二心轴能够围绕旋转轴线旋转并且另外的纤维基护套能够布置在该第二心轴上。第二心轴的旋转轴线与刀具的旋转轴线布置为彼此相邻、尤其是彼此成小于10°的角度、尤其是彼此成小于5°的角度、优选相互平行。

通过布置第二心轴，可以利用单个刀具同时裁制两个纤维基护套。

第二心轴可以具有驱动装置。

通过驱动装置可以使被引到第二心轴上的纤维基护套与第二心轴一起旋转。通过这种旋转可以引导纤维基护套的整个圆周经过特定位置、尤其是经过与可旋转的刀具接合的位置。此外，可以通过连续的旋转引导纤维基护套的圆周上的特定点多次经过刀具。这使得纤维基护套可以被非常轻柔地切割。

优选地，第一心轴和第二心轴具有共同的驱动装置。

这确保了两个心轴具有、并且被引到相应心轴上的两个纤维基护套因此也具有相同的旋转速度并因此具有相同的圆周速度。

在具有双心轴的切割装置的设计方案中，可以设置为，刀具布置在转盘上以使该刀具在第一心轴与第二心轴之间居中。

在此，转盘的轴心布置在两个心轴之间的对称轴区域中，其中该区域可以在对称轴的两侧延伸至相应的心轴。

通过将刀具布置在转盘上，能够使该刀具相对于两个心轴均匀定位。尤其是，通过这样的布置，第一心轴的旋转轴线与刀具的旋转轴线之间的距离和第二心轴的旋转轴线与刀具的旋转轴线之间的距离可以设置为相等。

转盘的旋转运动或枢转运动可以通过弹性止动件(例如弹簧)来限制。可以设想，在两个旋转方向或枢转方向上各预加载一个弹簧，该弹簧将刀具和转盘推到中立位置。中立位置在此对应于刀具和转盘在对称轴上的定向。

这允许了，例如当两个心轴之一上没有纤维基护套时，没被占用的心轴不会承受过大的应力，因为通过相应的弹簧将刀具压向对称轴，从而使其向被占用的第二心轴的方向移动。

此外，通过这些弹性止动件能够补偿纤维基护套的壁厚的波动。

第一心轴的直径和可选的第二心轴的直径均可以大于要被引到相应心轴上的纤维基护套的内径。

这种设计方案使得纤维基护套能够保持在相应的心轴上而不需要额外的保持元件。因此，纤维基护套仅通过夹紧作用保持在相应的心轴上。

在心轴的直径可变的设计方案中，可以设置为，第一直径小于纤维基护套的内径，并且第二直径大于纤维基护套的内径。由此，心轴可以无作用力且无摩擦地被引入纤维基护套中，然后可以通过扩大的心轴直径来保持该护套。

切割装置可以具有一个或多个剥离装置，用于剥离纤维基护套的被切除的部分。该剥离装置在接收方向上的刀具的后方布置在第一心轴上并且可选地布置在第二心轴上。

在接收方向上的刀具的前方，可以在切割装置上为每个心轴布置一个扇形喷嘴、尤其是布置在相应的心轴下方。在这里，布置在相应的心轴下方意味着，扇形喷嘴的喷嘴开口在接收方向上布置在心轴前方，但与心轴相距一定的径向距离，这样扇形喷嘴就不会与布置在相应心轴上的纤维基护套发生碰撞。

扇形喷嘴使得可以沿期望的方向将从相应的心轴上剥离的切除部分吹出工作空间，以便将该切除部分收集在例如相应的容器中。

第一心轴和/或第二心轴可以分别具有弹性的、尤其是抗切割的涂层、尤其是塑料涂层。这例如可以是聚酯聚氨酯橡胶。

通过涂层可以延缓刀具的过快磨损和/或变钝。

每个心轴可以具有形状与刀具的切削刃相匹配的凹槽。凹槽被设计成，使得刀具突出待切割的纤维基护套的壁厚，即突出到心轴的包络线中。通过与刀具相对的凹槽，刀具是开放设置的并且可以移动到心轴表面的后方而不会损坏该表面。

这种配置确保了，纤维基护套可以被完全切断，并且心轴的表面不被损坏。

本发明的另一方面涉及一种用于裁制纤维基护套的裁制加工台。裁制加工台包括用于裁制纤维基护套的切割装置，尤其是如本文所述的切割装置。裁制加工台具有用于输送未裁制的纤维基护套的第一输送装置和用于移走裁制好的纤维基护套的第二输送装置。

这种设计使得能够连续加工纤维基护套。

在此可以设置为，在裁制加工台上布置有用于将纤维基护套输送到切割装置的转盘。

尤其是，转盘被设置用于将纤维基护套从第一输送装置输送到切割装置以及从切割装置输送到第二输送装置。

裁制加工台具有转盘的设计方案简化了其构造，并且能够连续输送纤维基护套并因此能够连续加工。

本发明的另一方面涉及一种纤维基护套、尤其是一种纤维基容器，其具有刀切的裁制边缘。

这使得能够提供尺寸准确的纤维基护套和/或纤维基容器用于进一步加工。

一种用于裁制纤维基护套的方法，其尤其是包括以下步骤：

-将纤维基护套输送到切割装置，

-将纤维基护套布置在可旋转的心轴上，

-使可旋转的刀具进给到心轴，使得待裁制(即待切割)的纤维基护套布置在心轴与刀具之间，

-使心轴绕其旋转轴线旋转，其中通过心轴和布置其上的纤维基护套的旋转来驱动刀具，并且由此从纤维基护套上切除一部分。

在进一步的步骤中，将裁制好的纤维基护套从心轴上移除。然后尤其是使用剥离装置将切除的部分从心轴上移除，并使用在接收方向上布置在心轴前方的扇形喷嘴将该切除的部分吹出工作区域。

附图说明

下面参照示意图借助实施例解释本发明。在附图中：

图1：切割装置的立体视图；

图1A：图1中的切割装置的底视图；

图2：图1的切割装置的立体视图；

图3：刀具-心轴组合的示意图；

图4：另一种刀具-心轴组合的示意图；

图5至图10：裁制过程；

图11：裁制加工台的俯视图；

图12：另一种裁制加工台的立体视图；

图13：图12中的裁制加工台的详细视图。

具体实施方式

图1示出了切割装置1的立体视图。切割装置1具有第一心轴20和第二心轴40。第一心轴20能够围绕旋转轴线D1旋转，第二心轴40能够围绕旋转轴线D2旋转。刀具30基本上布置在这两个心轴20与40之间的对称轴上。刀具30被布置成能够围绕其旋转轴线M旋转。

此外，刀具30可线性滑动地布置在滑架31上。滑架31又可旋转地布置在转盘50上。转盘50以及心轴20和40布置在共同的、未更详细标示的支撑件上。

在根据图1的图示中，在刀具30下方布置有两个扇形喷嘴60，其中扇形喷嘴60分别对应于心轴20、40。扇形喷嘴60各自与相应的心轴20、40在径向上间隔开。

剥离装置22对应于第一心轴20。剥离装置42也对应于第二心轴40。剥离装置22和42各自被布置成可沿第一轴线D1或第二轴线D2滑动。

图1A示出了图1中的切割装置1的底视图。在该图中，刀具30布置在两个心轴20、40的中央，但尚未与可能位于心轴上的纤维基护套接合。关于图1已经说明过，整个刀具30布置在转盘50上。在该转盘50上布置有两个弹性止动件，这两个止动件在当前情况下被设计为弹簧。它们一起形成弹簧平衡器51。弹簧平衡器51限制转盘50的旋转运动并将转盘50压到在此所示的中立位置上。

图2示出了图1的切割装置1的立体视图。在根据图2的图示中可以看到心轴20和40各自的驱动装置41和42。在当前情况下，这两个驱动装置41和21分别设计为齿轮，它们通过由电机驱动的中央齿轮运动。因此心轴20和40具有共同的驱动装置。

从图2中还可以看出，为了使剥离装置22和剥离装置42运动，分别设置有气缸。但在此没有更详细地标示。

图3示出了刀具-心轴组合的示意图，该组合由可绕旋转轴线M旋转地安装的刀具30和可绕旋转轴线D1旋转地安装的第一心轴20组成。刀具30安装在此处未示出的可枢转的悬臂上并且能够围绕点P枢转。通过绕点P枢转刀具30，旋转轴线M可以进给到心轴20的旋转轴线D1上。位于心轴20上的纤维基护套由此被夹在刀具30与心轴20之间。通过旋转心轴20可以切割该纤维基护套。

图4示出了由刀具30、第一心轴20和第二心轴40组成的另一种刀具-心轴组合的示意图。该图示基本上对应于图1中的切割装置1的功能原理。刀具30布置在此处未示出的滑架31(见图1)上并且能够沿箭头P2的方向直线滑动。滑架31可绕点P旋转地安装在转盘50(见图1)上并且能够沿箭头P3的方向枢转。通过沿箭头P2的方向将刀具30移向心轴20和40，刀具30自动地在两个心轴20与40之间居中。换句话说，旋转轴线D1到旋转轴线M的距离对应于旋转轴线D2到旋转轴线M的距离。

图5至图10示出了裁制过程。结合第一心轴20对该裁制过程进行说明。但这些工艺步骤也适用于第二心轴40。在第一步骤中，如图5所示，相对于第一心轴20提供纤维基护套10。在第一心轴20上可以看到剥离装置22。在第二步骤中，如图6所示，将纤维基护套10沿接收方向A引到心轴20上。在下一步骤中，如图7所示，刀具30如图3和图4中所描绘的那样，以其旋转轴线M朝向旋转轴线D1进给，使得纤维基护套10被夹在刀具30与心轴20之间。接着，使心轴20与布置其上的纤维基护套10一起旋转。通过该旋转也驱动了刀具30围绕其旋转轴线M旋转。通过这种旋转和刀具30施加在纤维基护套10上的均匀压力将纤维基护套10的一部分11从该护套上切除。然后，沿着与接收方向A(见图6)相反的方向将现已裁制好的纤维基护套10'从心轴20上移除，并且如图8所示，仅切除部分11保留在心轴20上。在后续步骤中，如图9所示，使剥离装置22逆着接收方向A运动，如图9中的箭头所示。通过该运动将切除部分11从心轴20上剥离。一旦切除部分11从心轴20上分离，就将空气吹入扇形喷嘴60并且借助这股空气将部分11吹出工作区域。接着将剥离装置22重新移到根据图5的原始位置。当然，在此描述的方法也适用于第二心轴。

图11示出了裁制加工台5的俯视图。裁制加工台5具有切割装置1，其中该切割装置1具有两个心轴。大量纤维基护套10位于此处未详细示出的输送装置70上。这些纤维基护套10从输送装置70被转移到转盘90，该转盘将这些护套移向切割装置1。在切割装置1中，纤维基护套10如本文所述被裁制。借助转盘90将裁制好的纤维基护套10'继续移向并交付给输送装置80(未详细示出)。

图12示出了裁制加工台5的立体视图。裁制加工台5具有切割装置1，其中该切割装置1具有两个心轴。大量纤维基护套由输送装置70输送并转移到转盘90。该转盘又将其输送到切割装置。在切割装置1中，纤维基护套如本文所述被裁制。借助转盘90将裁制好的纤维基护套继续移向并交付给输送装置80。

图13示出了图12中的裁制加工台5的详细视图。在该图示中，可以看到两个纤维基护套10，它们由转盘90保持并且被引到在此不可见的心轴上。纤维基护套10经由输送装置70输送至裁制加工台5。图示在此所示的是切割装置1的刀具30朝向心轴进给之前不久的情况。多个裁制好的纤维基护套10'中的一个显示在图像的右侧区域。它们通过输送装置80从裁制加工台5移走。

Claims (17)

1.一种用于裁制纤维基护套(10)、尤其是裁制纤维基容器的切割装置(1)，其特征在于，

所述切割装置(1)具有：第一心轴(20)，所述第一心轴能够围绕旋转轴线(D1)旋转并且所述纤维基护套(10)能够布置在所述第一心轴上；以及刀具(30)，所述刀具能够围绕旋转轴线(M)旋转，

其中，所述第一心轴(20)的旋转轴线(D)与所述刀具(30)的旋转轴线(M)被布置成彼此相邻、尤其是彼此成小于10°的角度、尤其是彼此成小于5°的角度、优选相互平行。

2.根据权利要求1所述的切割装置(1)，其特征在于，所述第一心轴(20)具有驱动装置(21)。

3.根据权利要求1或2所述的切割装置(1)，其特征在于，所述刀具(30)被安装成能够自由旋转并且能够通过与所述心轴(20)或布置在所述心轴(20)上的纤维基护套(10)接触而被驱动。

4.根据权利要求1或2所述的切割装置(1)，其特征在于，所述刀具(30)具有驱动装置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的切割装置(1)，其特征在于，所述能够旋转的刀具(30)被布置成能够相对于所述第一心轴(20)滑动，使得所述第一心轴(20)的旋转轴线(D1)与所述刀具(30)的旋转轴线(M)之间的距离能够被调节。

6.根据权利要求5所述的切割装置，其特征在于，所述刀具(30)布置在滑架(31)上或能够枢转的悬臂上。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的切割装置(1)，其特征在于，所述切割装置(1)具有第二心轴(40)，所述第二心轴能够围绕旋转轴线(D2)旋转并且另外的纤维基护套(10)能够布置在所述第二心轴上，其中所述第二心轴(20)的旋转轴线(D)与所述刀具(30)的旋转轴线(M)被布置成彼此相邻、尤其是彼此成小于10°的角度、尤其是彼此成小于5°的角度、优选相互平行。

8.根据权利要求7所述的切割装置(1)，其特征在于，所述第二心轴(40)具有驱动装置(41)。

9.根据权利要求7或8所述的切割装置(1)，其特征在于，所述刀具(30)布置在转盘(50)上，以使所述刀具在所述第一心轴(20)与所述第二心轴(40)之间居中。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的切割装置(1)，其特征在于，所述第一心轴(20)的直径和可选的所述第二心轴(40)的直径分别大于所述纤维基护套(10)的内径。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的切割装置(1)，其特征在于，在接收方向(A)上的所述刀具(30)的后方，在所述第一心轴(20)上并且可选地在所述第二心轴(40)上布置有剥离装置(22、42)。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的切割装置(1)，其特征在于，在接收方向(A)上的所述刀具(30)的前方，所述心轴(20、40)分别布置有扇形喷嘴、尤其是布置在相应的所述心轴(20、40)下方。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的切割装置(1)，其特征在于，所述心轴(20、40)分别具有弹性的、尤其是抗切割的涂层。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的切割装置(1)，其特征在于，每个所述心轴(20、40)具有形状与所述刀具的切削刃相匹配的凹槽，使得所述刀具突出待切割的所述纤维基护套的壁厚。

15.一种用于裁制纤维基护套(10)的裁制加工台(5)，所述裁制加工台包括用于裁制纤维基护套(10)的切割装置、尤其是根据权利要求1至14中任一项所述的切割装置(1)，其特征在于，所述裁制加工台(5)具有用于输送未裁制的纤维基护套(10)的第一输送装置(70)和用于移走裁制好的纤维基护套(10')的第二输送装置(80)。

16.根据权利要求15所述的裁制加工台(5)，其特征在于，在所述裁制加工台(5)上布置有用于将所述纤维基护套(10)输送到所述切割装置(1)的转盘(90)。

17.一种纤维基护套(10')、尤其是一种纤维基容器，其特征在于，其具有刀切的裁制边缘。

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