旋转刀片装置和包括该旋转刀片装置的机器的制作方法

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：

1、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。

2、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。

3、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。

4、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。

5、穿孔装置通常定位在复卷机或其他转化机器中或之上。

6、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。

7、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。

8、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。

9、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。

10、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。

11、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。

12、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。

13、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。

14、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。

15、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。

16、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。

17、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。

技术实现思路

1、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。

2、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。

3、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：

4、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；

5、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；

6、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；

7、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。

8、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。

9、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：

10、支撑结构；

11、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；

12、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；

13、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；

14、角位置传感器，其适于检测旋转刀片架的角位置；

15、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。

16、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。

17、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。

18、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。

19、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。

20、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。

21、优选地，所述对立刀片相对于所述支撑结构固定。

22、优选地，所述对立刀片相对于所述支撑结构固定。

23、优选地，所述一组旋转刀片包括至少一个旋转刀片。

24、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。

25、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。

26、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。

27、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。

28、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。

29、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。

30、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。

31、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。

32、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。

33、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。

34、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。

35、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。

36、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。

37、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。

38、优选地，所述机器还包括所述幅材材料的转化构件。

39、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。

40、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。

41、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。