管切断设备的制作方法

专利名称：管切断设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种管切割设备，用于切割挤出管件。
背景技术：
已经使用和提出了各种装备用于切割管件，特别地，随着管被挤出成形，依序 (inline)切割管。这种管切割装置能够使用多种不同的驱动装置，诸如水力驱动装置，气动 驱动装置或电驱动装置，用来移动刀具片切穿管壁，典型地随着刀具绕着管转动。一个我们的早些时候的管切削结构在美国专利5，605，083中显示，并通过引用结 合在本文中。这种管切割设备包含第一转动驱动装置，用于转动套环(collar)，套环具有一 个以上安装在其上的刀具。随着该套环转动，当管经过装置的中心时刀具绕着管转动。刀具包含单独驱动装置，单独驱动装置包含支撑在套环上的环形齿轮。这种环形 齿轮与刀具的驱动齿轮接合，并且刀具以径向方式移进管或者移出管。环形齿轮还被可转 动地驱动，并且环形齿轮的速度相对于套环被控制。环形齿轮相对于套环的速度的微小改 变将引起刀具移进或移出管。如果环形齿轮和套环以相同的速度转动，则没有刀的径向移 动。这个专利所示的管切割设备安装在滑动台上，以允许随着管继续挤出成形时切割 管。基本上，管被夹持，并且一旦管被夹持，由于台的滑动安装，切割设备与挤出管件一起继 续移动。如果这种装备用来执行管的二次切割，管被夹钳装备释放，并且存在管相对于切割 设备的移动，管随后被夹持和切割。包含我们自己早些时候的美国专利5，605，083在内的现有技术的管切割装置难 以为正在挤出成形的管的直径的较大变化进行调节，并且对于切割处理和切割速度的控制 程度没有想要的那样精确。此外，这些装备相对于二次切割难以精确定位首次切割。本发 明设法克服这些问题中的一些问题。

发明内容
一种管切断设备，包括机座，机座具有第一机台，第一机台可沿预定方向滑动，用 于在挤出期间与管一起移动。第一机台可转动地支撑底座管，底座管定位为允许管穿过。管 夹持装备在管切割过程期间与底座管的一侧对齐并且到达该一侧，用于夹持管。用于底座 管的可转动的驱动装置使底座管绕着其纵轴转动。设置至少一个切割装备。每个切割装备 包含安装架、支撑臂，安装架在外周位置附接到底座管，支撑臂具有将支撑臂连接到安装架 的枢轴和驱动齿轮，驱动齿轮紧固在枢轴上。每个支撑臂包含管切割工具，管切割工具在支 撑臂远离枢轴的端部。驱动装备设置为与支撑臂的驱动齿轮接合，用于在管切割过程中控 制支撑臂的枢轴转动运动与底座管的转动一致，使得切割工具将管切割成两个管段。在本发明的一方面，用于支撑臂的齿轮驱动装置包含环形齿轮，环形齿轮可转动 地安装于底座管并与底座管共轴。环形齿轮包含独立电机驱动装置，独立电机驱动装置被 驱动以使得支撑臂枢轴转动，并使得切割工具在管切割过程中从明确的位置移动到管切割位置，并且将切割工具返回到明确的位置。根据本发明的一个方面，环形齿轮可转动地安装在底座管上。在本发明的另一个方面，支撑臂的每个驱动齿轮包含减速齿轮箱，减速齿轮箱与 环形齿轮相啮合，用于控制支撑臂的枢轴转动。在本发明的另一个方面，环形齿轮的电机驱动装置和底座管的可转动的驱动装置 是配合的，并且环形齿轮的电机驱动装置和底座管的可转动的驱动装置的相对速度被间歇 地改变，以在切割过程中使得每个支撑臂枢轴转动。在本发明的一个方面，底座管的可转动的驱动装置和环形齿轮的电机驱动装置被 驱动为一般使环形齿轮的转速与底座管的转速同步，在这些的转速中具有间歇的控制变 化，以使得每个支撑臂枢轴转动。在本发明一方面，管夹持装备通过第一滑动台支撑。在本发明的另一个方面，管切割设备包含第二滑动台，第二滑动台安装在第一滑 动台上，可沿着管的纵向轴的方向移动。第二滑动台具有安装在其上的管夹持装备。在本发明的另一个方面，管定位装置设置为在至少一个预定位置切割管的管切割 设备中定位管。所述管定位装置确定所述管相对于用于在至少一个预定位置切割管的管切 割工具的位置。在本发明的另一方面，管定位装置安装在第二滑动台上，并且第一滑动台相对于 用于在第二预定位置切割管的第二滑动台移动。


本发明的较佳实施例如附图所示，其中图1和2是管切割设备的立体图；图3是显示切管刀具的第一切割位置的管切割设备的水平剖视图；图4是管已经在第二预定位置被切割的类似于图2的管切割设备的水平剖视图。图5是管切割设备的侧视图；图6是管切割设备端视图；图7是管切割设备的切断机构的支撑臂的立体图；和图8是变型例的驱动装备的局部侧视图。
具体实施例方式依序管切断设备2如图1和2所示，包含管夹持装备4，旋转刀具6和支撑管8。管 切割设备2安装在机座10上，并且包含第一滑动台14，并且包含第二滑动台16更好。第二 滑动台16支撑管夹持装备4。具有这样的配置，能够在管夹持装备4和旋转刀具6之间相 对运动。改变旋转刀具6相对于管夹持装备4的位置的这个能力允许在管被夹持的同时在 管中定位首次切割接着定位二次切割的精度布置。能够理解的是，这个切割装备优选用作依序管切割设备，并且正在被切割的管继 续以挤出速度前进。第二滑动台16通过管夹持装备4有效地固定到管。因此，管夹持装备 4以管的生产速度移动。第一滑动台14初始相对于第二滑动台16设定，使得管切割装备6 相对于管夹持装备4处于想要的位置。在预定位置完成首次切割之后，典型地旋转刀具6朝向管夹持装备4移动，二次切割被执行。两个滑动台的使用允许两个间隔的切割，且维持 管被夹持。能够理解，能够完成超过两个切割。两个滑动台的补充细节分别由图3和4描述。第一滑动台14包含两个相对滑轨 15和17，在它们的下表面具有滑动槽，并且这些导轨通过一系列固定块19固定到机座10。 以这种方法，第一滑动台14能够相对于机座10移动。第一滑动台14和第二滑动台16典型地包含固定在它们之间的可调整和可编程的 执行器，执行器控制台的相对位置。这个执行器用来将旋转刀具6朝向管夹持装备4或者远 离管夹持装备4移动，并且允许在两个或更多位置精确切割管，且管仍然夹持在夹具4中。定位在两个滑动台之间的可调整的执行器能够是为不同尺寸的管的指定切割而 编程的数字控制触发器。为了举例说明联接器的切割，如图4中所示，正在制造的管的每个 尺寸是已知的。切割的位置能够对于不同管的尺寸被预先编程，使得操作者仅仅选择管的 尺寸，其后能够发生刀具的调整。虽然两个预定切割被描述，更多切割也可以。有时，需要进行4个切割，前两个切割用于去除废料部分126 (图4显示)，并且接 下来的两个切割与管部分122相关联，用于去除用于试验的质量控制部分。第二滑动台16包含不动地固定到第一滑动台14的相对的滑道18和将管夹持装 备4固定到第一滑动台14的滑块20。变型的手动调整装备24允许调整定位汽缸执行器28的端部位置。这允许操作者 在两个精确的端部位置之间调整第一和第二台的各自移动。这些端部位置典型地在不同的 管的尺寸之间改变。管夹持装备4包含可动的下夹持导引器40和可动的上夹持器46。通过螺纹轴48 的转动，这些构件有效地移动接近或远离彼此。图1显示多个不同的插入件42，插入件42 有选择地固定到夹具4，用于接合不同尺寸的管。根据正在生产的管的尺寸，这些插入件容 易地插入夹持装备或从夹持装备移走。螺纹轴42与分别固定到上夹持器46和下夹持器40 的支撑块50和51配合。支撑块的销钉52和53接合螺纹轴并且根据螺纹轴48的位置定 位夹持构件。螺纹轴48的旋转位置通过与定位汽缸54接合的联动装置56被控制。这为 接合管提供有效的配置。螺纹轴具有两个螺纹形状，以便将夹持装置朝向彼此或远离彼此 移动。旋转刀具6包含旋转底座管80，旋转底座管80延伸穿过固定到第一滑动台14的 相对的支撑板60和62。旋转底座管80由支承装备64支撑，并且能够以较高的速度转动。 通过固定到旋转底座管80的外周部的大驱动齿轮66，提供用于旋转底座管80的转动驱动。 大驱动齿轮与小齿轮68啮合，小齿轮68由马达72驱动的皮带传动装置70驱动。因此，马 达72精确控制旋转底座管80的转速。安装架82固定在旋转底座管80上并且支撑切割装备84。旋转底座管80延伸穿 过两个支撑板，并且通过轴承将独立的环形齿轮90支承在旋转底座管80上。因此，独立的 环形齿轮90相对于底座管80的位置被容易地改变，并且没有引起环形齿轮90与底座管80 一起转动的机械连接。事实上，在一个实施例中，独立的环形齿轮90包含它自己的驱动装 备，并且这个驱动装备被控制以便在旋转底座管80和用于控制切割装备84的独立的环形 齿轮90之间提供想要的转动关系。计算机控制器可用于控制这两个驱动装置。切割装备84的行星齿轮96与独立的环形齿轮90啮合。能够理解，随着底座管80的转动，行星齿轮96不得不绕着独立的环形齿轮90转动。如果独立的环形齿轮90以与旋 转底座管80相同的速度转动，行星齿轮96将不转动。通过控制独立的环形齿轮90相对于 底座管80的转动，行星齿轮96的转动被控制。这个行星齿轮转动枢轴108，枢轴108附接 到减速齿轮箱110，并且最后控制支撑臂112绕着枢轴108的转动。通过这样的配置，刀具 114相对于管的位置被控制。这些元件在图5和7中被最好地显示。在图8所示的第二实施例中，揭示一种驱动装备200的变型例。这些传动装备200 包含传动马达72，传动马达72通过传动轴201连接到可变的差动传动装置202。可变的差 动传动装置202包含与环形齿轮90相啮合的驱动齿轮205。步进电动机204用来控制环形 齿轮90相对于驱动齿轮66的转动。齿轮66和90的相对转动的变化用来控制支撑臂112 的枢轴转动，从而控制切割处理。环形齿轮90和驱动齿轮66通常以相同的速度转动。步 进电动机被控制用来提前或者延迟环形齿轮90相对于驱动齿轮66的转动，从而控制切割 装备的支撑臂的位置。在第二实施例中，使用的可变的差动传动装置202比在第一实施例 中使用的第二传动马达便宜。图3和4图释了管的两个切割之间实现的精度，且管保持被夹持。在图3中，刀具 114即将切割管以便产生切割线116。这允许管部120与管部122分离。管部120包含喇 叭口连接器(bell mouth connector) 124。旋转底座鼓80以想要的转速被转动，以利用刀 具114执行切割。刀具114穿过管的前进由独立的环形齿轮90相对于底座管80的转速的 速度被有效控制。一旦切割116已经完成，管部120基本上被释放。经常，在这个部分的下 游端，有管牵引器，管牵引器将使得部分120从部分122分离，部分122继续以挤出装置的 生产速度移动。在图2中，二次切割线已经完成，以去除废料部分126。二次切割线通常地显示为 128。在图4中，可见旋转刀具6已经朝向管夹持装备4移动，同时管夹持装备4维持与管 部122接合。这个位置的改变由于第一滑动台14相对于第二滑动台16通过它们之间的执 行器汽缸139控制的移动而可以实现。一旦旋转刀具定位在第二位置，它能够起它的正常 切割作用，以便迫使刀具114产生第二切割。管部122继续被夹持时，这样的配置提供管的 两个切割的定位上优秀的控制。通过这样的配置，可见喇叭口连接器124被有效地形成，并 且管部122已经被切割露出插入端部129，插入端部129现在可以接纳在喇叭口连接器124 中。执行器汽缸139是触发器的一个实例，用于积极控制第一和第二滑动台的相对位 置。这个触发器优选连接到控制器141。控制器141还连接到管馈送传感器143，当管朝向 管切割设备2前进时，管馈送传感器143监控管的速度。这个传感器143还优选识别管接 头。在波纹管中，传感器识别每个波纹以及表示管接头的波纹的消失。这个信息被控制器 使用，以便适当地调节滑动台，从而确定切割位置。控制器141能够包含按预定程序工作的 切割过程，用于不同的直径的管和联接器的位置。控制器还可以调节电机驱动，用于适当地 定位和控制包含支撑臂的切割装备。能够理解，管接头的定位通过整个挤出系统而典型地 获知。通过这样的配置，操作者对切割设备的调整被简化，切割设备还可以作为整个产 品控制的部分来被控制。例如，将挤出管件切割为规定长度被容易地程序化和执行。对操 作者来说所需的大量设定技术被减少。
图5，6和7提供对于旋转刀具6的补充细节。如图5中所示，独立的环形齿轮90由于与通过电机驱动98控制的驱动齿轮100 接合而被控制。转鼓80的转速由马达72确定，马达72通过皮带传动装置和齿轮装备控制 大驱动齿轮66的速度。还可以看见，第一滑动台14通过滑块19固定在机座10的上方。图5还显示定位活塞130，定位活塞130具有端部132，端部132用于波纹管的两个 波纹之间的接合。这个活塞可用于初始接合与对齐特定的管波纹，从而在活塞上有效地指 引管。夹紧装置然后夹持精确定位的管并且将管支持在想要的指引位置。第一和第二台的 后续的被控制的移动允许在精确位置对波纹管或具有联接部分的波纹管进行精确的切割。 这样的配置的补充细节在图6中显示。图6或许提供滑动的第一台和第二台的最好的视图。图7图释切割装备84的多个组件，包含枢轴地安装到安装架82的支撑臂112。如 先前描述的，行星齿轮96与独立的环形齿轮90啮合，并且取决于行星齿轮96绕着枢轴108 的旋转方向，支撑臂112的定位会改变。为了提供对于支撑臂112相对于安装架的定位的 改善的精度和控制，设置减速齿轮箱110，借此齿轮96的转动引起支撑臂112的减速转动。 支撑臂112还起刀具114设置在杆的端部的杆的作用。至少15比1并且优选50比1或更 大的齿轮减速能被使用。仅仅通过独立的环形齿轮的转动以及旋转底座管保持固定，杆的初始位置和刀具 114容易地被调节用于不同尺寸的管。因此，切割工具相对于特定的直径的管的初始位置容 易地被调节。在附图所示的较佳实施例中，仅一个刀具绕着管转动用于切穿管。这提供了 切割线的位置的优秀控制和切割处理的较好控制。另外，旋转底座管80的转动的实际速度能够被调节，以提供刀具114的想要的切 割速度。这有助于控制用于不同的管尺寸的切割速度。由于减速齿轮箱和控制底座管80和独立的环形齿轮90的相对转动的能力，刀具 114进入管中的前进速率也可以精确的方式被控制。相对速度间歇地被改变，以枢轴转动切 割装备的支撑臂。当速度相等时，没有支撑臂的枢轴转动。相对速度的改变类似于相位变 化。已经发现，悬臂式的支撑臂112和在支撑臂中使用减速齿轮箱提供支撑臂的定位的优 秀的控制，还允许在直径的大范围内用于切割挤出管件的切割装备的有效的调整。尽管本文已经详细地描述本发明的各种的较佳实施例，本领域的技术人员可以理 解，在不背离本发明的精神或者附上的权利要求的范围的情况下可以进行各种变化。
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权利要求
一种管切割设备，包括机座，所述机座具有第一机台，所述第一机台可滑动地紧固在管挤出期间与管一起移动的方向上；所述第一机台支撑底座管，所述底座管可转动地安装在所述第一机台上，并且定位成允许管穿过所述底座管；管夹持装备，该管夹持装备与所述底座管的一侧对齐并连接至所述一侧，用于在管切割过程中夹持管；用于所述底座管的可转动的驱动装置，所述驱动装置用于使所述底座管绕着所述底座管的纵向轴转动；至少一个切割装备；每个切割装备包含安装架，所述安装架在外周位置附接到所述底座管，支撑臂，所述支撑臂具有枢轴和驱动齿轮，所述枢轴将所述支撑臂连接到所述安装架，所述驱动齿轮被紧固在所述枢轴上，每个支撑臂在所述支撑臂的与所述枢轴隔开的一端包含管切割工具，和驱动装备，该驱动装备与所述支撑臂的所述驱动齿轮接合，用于在管切割过程中控制所述支撑臂的枢轴转动运动与所述底座管的转动互相配合，以使所述切割工具将所述管切割成两个管段。
2.如权利要求1所述的管切割设备，其特征在于，所述驱动装备包含环形齿轮，所述环 形齿轮可转动地安装到所述底座管并与所述底座管同轴，所述环形齿轮被相对于所述底座 管的所述可转动的驱动装置可转动地驱动，以使所述支撑臂枢轴转动，并使所述切割工具 在所述管切割过程中从无关位置移动到管切割位置和使所述切割工具返回所述无关位置。
3.如权利要求2所述的管切割设备，所述环形齿轮包含与所述底座管的可转动的驱动 装置互相配合的独立电机驱动装置，所述独立电机驱动装置利用速度差来控制每个切割装 备的所述支撑臂的位置。
4.如权利要求2所述的管切割设备，其特征在于，所述环形齿轮可转动地安装在所述 底座管上。
5.如权利要求2所述的管切割设备，其特征在于，每个支撑臂包含减速齿轮箱，所述减 速齿轮箱与所述环形齿轮相啮合，用以控制每个切割装备的所述支撑臂的所述枢轴转动。
6.如权利要求3所述的管切割设备，其特征在于，所述环形齿轮的所述电机驱动装置 和所述底座管的所述可转动的驱动装置互相配合，并且所述环形齿轮的所述电机驱动装置 和所述底座管的所述可转动的驱动装置的相对速度被间歇地改变，以在所述切割过程中使 得每个切割装备的所述支撑臂进行所述的枢轴转动。
7.如权利要求2所述的管切割设备；其特征在于，所述环形齿轮包含独立电机驱动装 置；其中所述环形齿轮的所述电机驱动装置和所述底座管的所述可转动的驱动装置互相配 合，并且所述环形齿轮的所述电机驱动装置和所述底座管的所述可转动的驱动装置的相对 速度被间歇地改变，以在所述切割过程中使得每个切割装备的所述支撑臂进行所述的枢轴 转动。
8.如权利要求7所述的管切割设备，其特征在于，所述底座管的所述可转动的驱动装置和所述环形齿轮的电机驱动装置被驱动来大致使所述环形齿轮的转速与所述底座管同 步，且这些转速中的间歇的被控制的变化使得每个支撑臂进行所述的枢轴转动。
9.如权利要求7所述的管切割设备，其特征在于，每个支撑臂通过齿轮传动链连接到 所述环形齿轮。
10.如权利要求1所述的管切割设备，其特征在于，所述管夹持装备由第二滑动台支 撑，所述第二滑动台安装在所述第一滑动台上并且包含连接所述第一滑动台和第二滑动台 的可调整的触发器。
11.如权利要求10所述的管切割设备，其特征在于，所述可调整的执行器是可编程的， 用于在两个或更多的预定位置切割所述管。
12.如权利要求10所述的管切割设备，其特征在于，包含用于在所述管切割设备中定 位所述管的管定位装置，用于在至少一个预定位置切割所述管；所述管定位装置确定所述 管相对于用于在所述至少一个预定位置切割所述管的每个切割装备的位置。
13.如权利要求12所述的管切割设备，其特征在于，所述管定位装置安装在所述第二 滑动台上，并且所述第一滑动台相对于用于在第二预定位置切割所述管的所述第二滑动台 移动。
14.如权利要求13所述的管切割设备，其特征在于，包含电脑控制的触发器，该电脑控 制的触发器连接并且控制所述滑动台，所述电脑控制的触发器相对于所述第一滑动台定位 所述第二滑动台，以在所述第二预定位置切割所述管。
15.如权利要求5所述的管切割设备，其特征在于，所述减速齿轮箱具有至少15比1的 减速比。
16.如权利要求15所述的管切割设备，其特征在于，所述减速齿轮箱具有至少50比1 的减速比。
17.如权利要求2所述的管切割设备，其特征在于，所述底座管的所述可转动的驱动装 置包含底座管环形齿轮，该底座管环形齿轮与由底座管驱动电机可转动地驱动的驱动齿轮 相啮合。
18.如权利要求17所述的管切割设备，其特征在于，所述驱动装备包含由所述底座管 的所述可转动的驱动装置驱动的可变的差动驱动装置；所述可变的差动驱动装置包含步进 电机，所述步进电机改变所述差动驱动装置，从而控制每个支撑臂的所述枢轴转动运动。
19.如权利要求1所述的管切割设备，其特征在于，所述驱动装备包含由所述底座管的 所述可转动的驱动装置驱动的可变的差动驱动装置。
全文摘要
一种管切割设备，包含机座，机座具有第一机台，第一机台可滑动地紧固，用于在管挤出期间与管一起移动。该设备包含具有附接在其外周部的切割装备的转动底座台，使得切割装备在管切割期间绕着管盘旋。切割装备包含切割工具，切割工具支撑在枢转支撑臂。支撑臂包含独立的主动齿轮驱动链，用于枢轴转动支撑臂，以便容纳不同尺寸的管并且允许切割。优选切割设备具有第二滑动台，允许管的多个切口的精确切割同时管被夹持或支持。
文档编号B23B5/14GK101932400SQ200980104022
公开日2010年12月29日 申请日期2009年1月27日 优先权日2008年1月30日
发明者斯蒂芬·A·鲁波克, 曼夫瑞德·A·A·鲁波克 申请人:曼夫瑞德·A·A·鲁波克;斯蒂芬·A·鲁波克