本發明涉及用于處理由幅材材料所構成的圓材的機器的領域，特別地但并非限制性地，由紙所構成的圓材，比如，但并非限制性地，棉紙或者用于生產廁紙、廚房紙以及等等的類似品。
背景技術：
在用于成卷的卷繞的幅材材料的生產的很多工業領域中，生產具有顯著的軸向尺寸的圓材，并且隨后將所述圓材切割成更小的卷，亦即切割成具有更小的軸向尺寸的、預定用于封裝和出售的卷。這類工藝的典型的示例在用于生產成卷的廁紙、廚房紙以及等等的棉紙加工領域中。在該領域中，成堆的纖維素材料通過連續的機器生產并且被卷繞成所謂的母卷。這些卷接著被退繞并在重繞機器中被重新卷繞以形成圓材，其軸向長度對應于造紙機所生產的層片的寬度并且等于多個待銷售的產品的軸向長度。
接著，使用切割機器將圓材分成具有更小的軸向尺寸的、預定用于封裝和消費的卷。在US6786808以及US5522292中描述了這種類型的切割機器的示例。用于由卷繞的幅材材料(特別地，棉紙)所構成的圓材的切割機器通常包括用于待切割的圓材的進給路徑以及沿進給路徑布置的切割頭。切割頭包括一個或多個盤狀切割片，其圍繞它們的軸線旋轉并且還具有周期運動-例如，旋轉或擺動運動-以依序將沿進給路徑所進給的、具有更大的軸向尺寸的圓材切割成單個的相繼的卷。
所述盤狀切割片經受磨損并且因此需要常常被磨削。在被磨削時，盤狀切割片被逐漸地侵蝕，造成它的直徑的隨之而產生的減小。當達到最小的直徑尺寸時，應當替換盤狀切割片。
由于這些刀具(其還為龐大且沉重的并且因此難以處理)的鋒利的圓周邊緣，替換盤狀切割片對于操作員而言是非常危險的操作。為了進行替換，應當使切割機器停止并且操作員要進入機器的內部以觸及處于難以接近的狹窄區域中的切割頭，其中狹窄的空間以及眾多機器構件的存在使得操作難以進行。這使操作員用盤狀切割片的鋒利的邊緣弄傷自己的風險增加。操作需要非常的仔細以及較長的關機時間。
切割機器沿包括有多個站或操作機器的非常長的且復雜的紙加工線布置于中間位置中。一個或多個退繞機器通常沿加工線布置，所述退繞機器沿加工線將一堆或多堆纖維素材料進給至在所述退繞機器的下游的重繞機器。重繞機器生產隨后將被切割的圓材。涂膠器布置于重繞機器的下游，所述涂膠器將圓材的尾端膠合起來以容許隨后的處理，比如切割。由重繞機器所生產的并且由涂膠器所膠合的圓材被依序進給至切割機器。通常，一個或多個儲存單元布置于重繞機器與涂膠器之間和/或涂膠器與切割機器之間；可將圓材聚集于這些儲存單元中以容許沿加工線的單個機器的生產速度的改變。
雖有儲存單元，但是替換用于由纖維素材料所構成的圓材的切割機器中的盤狀切割片所需的時間太長，以至于其上游的機器不能連續地工作。這是因為，在安全地替換切割機器中的盤狀切割片所需的時間期間(在此期間切割機器因此為空閑的)所生產的圓材的量大于上游的一個或多個儲存單元中可儲存的量。因此，需要使切割機器上游的機器停止。事實上，熟練的操作員改變盤狀切割片需要20-30分鐘，并且如果操作員不是非常熟練，則該時間將會增加。盤狀切割片的替換并不是一直需要相同的時間；因此不可能將切割機器的關機編程為給定的預設時間。
機器的關機導致生產損失并且這影響每單位生產成本以及，因此，生產線盈利能力。
而且，切割機器下游的機器在盤狀切割片的替換期間的停止或減速為影響機器的正確運行并且可能引起成品的質量方面的問題或改變的短暫的時間段。例如，涂膠器可能經受膠水干燥，造成隨之而產生的堵塞，而重繞和退繞機器在加速和減速期間經受動態應力。幅材材料可能經受側滑或者進給速度方面的其它麻煩，在成品上形成褶皺，這影響離開加工線的卷的質量。
因此，在切割刀具或刀的、亦即盤狀切割片的替換方面，需要改進已知的切割機器。
技術實現要素：
根據一個方面，為了解決或限制現有技術的缺點中的一個或多個，提供一種切割由卷繞的幅材材料所構成的圓材的方法，其包括步驟：
-設置用于待切割的圓材的進給路徑；
-沿所述進給路徑布置具有至少一個盤狀切割片的切割頭，所述切割頭使所述盤狀切割片以周期運動進行運動，以切割所述圓材以及容許所述圓材的、沿所述進給路徑的前進運動；
-設置用于與所述切割頭相關聯的盤狀切割片的至少一個儲存單元；
-使由幅材材料所構成的圓材沿平行于圓材軸線的方向沿所述進給路徑依序運動；
-通過安裝于所述切割頭上的盤狀切割片切割所述圓材并且將所述圓材分成具有比所述圓材小的軸向長度的小卷；
-周期性地磨削所述盤狀切割片；
-當所述盤狀切割片已經被磨損得必須被替換時：暫時地停止圓材的前進運動；將磨損的盤狀切割片從切割頭移除；從儲存單元取得新的盤狀切割片并且將新的盤狀切割片傳遞至切割頭；
-一旦所述新的盤狀切割片已經被安裝于所述切割頭上，就重新開始所述圓材的、沿所述進給路徑的前進運動。
可通過相同的處理構件從儲存單元取得盤狀切割片、將盤狀切割片安裝于切割頭上以及將盤狀切割片從切割頭移除，為此，所述處理構件可與用于盤狀切割片的儲存單元相關聯。在其它實施例中，可設置兩個或多個不同的處理構件，以執行盤狀切割片的替換的不同的操作。例如，可設置第一處理構件以從儲存單元取得盤狀切割片并將它安裝于切割頭上，以及可設置第二處理構件以將磨損的盤狀切割片從切割頭移除。所述或者每一個處理構件可包括一個或多個元件、裝置或零件，所述片被從一個元件、裝置或零件傳遞至另一個。
在某些實施例中，所述方法提供將磨損的盤狀切割片放入儲存單元中的步驟，所述儲存單元因此可具有用于相對應的盤狀切割片的足夠數量的底座。還可以將磨損的盤狀切割片放入不同的區域中，例如放入用于磨損的片的、與盛裝有新的片的儲存單元分離的且不同的第二儲存單元中。在這種情況下，同樣，可以設置僅僅一個處理構件或者替代地兩個處理構件。
以上所限定的方法可被實施成使得在取得磨損的切割片和/或安裝新的切割片時切割頭保持固定。本質上，僅僅為所述片賦予運動，而所述頭保持固定或者并不執行對片的替換有用的運動。
以下將詳細地描述一種解決方案，其中通過安裝和移除片的僅僅一個處理構件使盤狀切割片運動。而且，設置僅僅一個儲存單元，從所述儲存單元取得新的盤狀切割片并且將磨損的盤狀切割片放入所述儲存單元中。這使構造特別地簡單、經濟且緊湊，易于管理。
兩個儲存單元(一個用于新的片且另一個用于磨損的片)和/或兩個不同的處理構件(一個用于新的片的插入且另一個用于其移除)的使用使機器更復雜且昂貴，但是可有助于減小替換磨損的片所需的時間。
根據另一個方面，提供一種用于切割由幅材材料所構成的圓材的切割機器，其包括用于待切割的圓材的進給路徑以及沿所述進給路徑布置的切割頭。所述切割頭包括用于盤狀切割片的聯接部并且聯接部被設計成賦予所述盤狀切割片的、圍繞其軸線的旋轉運動以及周期運動，以將所述圓材切成單個的卷以及以使所述圓材能夠沿所述進給路徑向前運動。所述機器還包括用于與所述切割頭相關聯的盤狀切割片的儲存單元。還設置至少一個處理構件，以將磨損的盤狀切割片從切割頭移除以及用從儲存單元所取得的新的盤狀切割片替換磨損的盤狀切割片。
如以上所提到的，在其它實施例中，可設置更多處理構件，其中的每一個被構造和布置成執行以下操作中的一個或多個：將磨損的盤狀切割片從切割頭移除；朝向儲存單元傳遞所述磨損的盤狀切割片；將所述磨損的盤狀切割片放入儲存單元中；從儲存單元取得新的盤狀切割片；朝向切割頭傳遞所述新的盤狀切割片；將所述新的盤狀切割片安裝于切割頭上。
在某些實施例中，所述機器包括用于盤狀切割片的僅僅一個儲存單元，新的盤狀切割片盛裝于所述儲存單元內部并且磨損的盤狀切割片被插入至所述儲存單元中。在其它實施例中，所述機器可包括用于儲存磨損的盤狀切割片的儲存區域和/或第二儲存單元。
在下文描述并且在所附權利要求中進一步限定特征和實施例，所附權利要求形成本說明書的組成部分。以上簡要描述標明本發明的各個實施例的特征，所以可更好地理解以下具體描述并且可更好地理解對技術的貢獻。顯然地，存在本發明的其它特征，其將被更進一步地描述并且其將在所附權利要求中被表明。關于這一點，在詳細地示例說明本發明的不同的實施例之前，必須理解的是，本發明的各個實施例在它們的應用方面并不限于在以下描述中所描述的或者在附圖中所示出的構造細節以及構件的布置。本發明可以在其它實施例中實施并且可以以各種方式實施。此外，需要理解的是，在本文中所使用的措辭和術語僅僅是為了描述的目的并且一定不能被認為是限制性的。
本發明所屬領域的技術人員因此將理解的是，可迅速地將本發明所依據的理念用作用于設計其它結構、其它方法和/或其它系統的基礎，以實施本發明的各個目的。因此，重要的是，權利要求應當被認為是包括不脫離本發明的精神和范圍的這些等同構造。
在以下具體描述中，將示例說明一種機器，該機器還具有在盤狀切割片的每一次替換中所涉及的專用的新型的接近系統以使磨輪朝向盤狀切割片運動。應當理解的是，在其它實施例中，可省略這些系統，并且可手動地使磨輪朝向所述片運動。反之亦然，用于磨輪的接近系統還可在不具有用于磨損的片的自動替換的系統的切割機器中使用。
附圖說明
通過以下描述以及附圖，本發明現在將變得更加顯而易見，所述附圖示出本發明的實際的實施例。更特別地，在附圖中：
圖1為切割機器的一個實施例的主要構件的局部側視示意圖；
圖2為切割頭的正視圖；
圖3示出根據圖2中的III-III所剖開的剖視圖；
圖4為布置至圖2和3的切割頭上的、用于盤狀切割片的卡盤的放大剖視圖；
圖5為用于盤狀切割片的支撐構件的側視圖；
圖6為圖5的所述支撐構件的軸測圖；
圖7為安裝于所述支撐構件上的盤狀切割片的正視圖；
圖8示出根據圖7中的VIII-VIII所剖開的直徑剖視圖；
圖9A-9O示出盤狀切割片的安裝順序以及盤狀切割片的替換順序；
圖10A-10J示出盤狀切割片的替換順序的正視示意圖；
圖11為儲存單元中的、用于盤狀切割片的支架的細節圖；
圖12為一個可能的實施例中的磨輪以及使所述磨輪朝向盤狀切割片運動的相應的受控制的接近系統的縱向剖視圖；
圖13為另一個可能的實施例中的磨輪以及使所述磨輪朝向盤狀切割片運動的相應的受控制的接近系統的縱向剖視圖；
圖14為具有儲存單元的不同的結構的切割機器的側視示意圖；
圖15為切割片以及片運動系統的、根據圖14的XV-XV所剖開的正視示意圖；以及
圖16為根據圖14中的XVI-XVI所剖開的平面圖。
具體實施方式
參考附圖進行對示例實施例的以下具體描述。不同的附圖中的相同的附圖標記表示相同的或相似的元件。此外，附圖不必按比例繪制。而且，以下具體描述并不限制本發明。由所附權利要求限定本發明的保護范圍。
在描述中，對“一個實施例”或者“所述實施例”或者“某些實施例”的提及意味著，參考一個實施例所描述的特定的特征、結構或者元件包含于所描述的對象的至少一個實施例中。在描述中，語句“在一個實施例中”或者“在所述實施例中”或者“在某些實施例中”因此不一定指相同的一個或多個實施例。特定的特征、結構或者元件此外可以在一個或多個實施例中以任何適當的方式組合。
圖1示意性地示出切割機器1的主要構件，所述切割機器1可實施本發明。應當理解的是，切割機器的結構可與在本文中簡要地描述的結構不同。例如，可設置不同的驅動裝置，用于傳遞盤狀切割片以及圓材的進給運動。盤狀切割片可具有往復運動(例如擺動運動)而不是連續的運動。而且，切割機器的切割頭可包括更多的盤狀切割片。
本文中所示例說明的切割機器1包括用P示意性地表示的進給路徑，將要被切成具有更小的軸向尺寸的卷R的圓材L沿所述進給路徑向前運動。所述卷被接著進給至封裝機器(未示出)。切割機器布置于重繞機器的以及另外的處理站(未示出并且對于本發明所屬領域的技術人員而言為已知的)的下游。
在某些實施例中，切割機器1包括切割站3，其繼而包括用數字5示意性地表示的切割頭。切割頭5可包括圍繞旋轉軸線A-A旋轉的旋轉頭7，旋轉軸線A-A通常幾乎可沿與用于待切割的圓材L的進給路徑P相同的方向定向。切割頭5的旋轉頭7承載至少一個盤狀切割片9，其可圍繞它的旋轉軸線B-B旋轉。盤狀切割片9的旋轉軸線B-B通常幾乎可沿軸線A-A的方向定向。如本發明所屬領域的技術人員已知的，存在這樣的切割機器，其中軸線A-A以及B-B并不完全地平行于彼此和/或不平行于沿用于待切割的圓材的進給路徑P的進給方向。這是由于切割機器的某些特征造成的，所述某些特征與本說明書無關并且涉及切割頭5與待切割的圓材L的前進運動之間的相對運動。
切割機器1可包括為盤狀切割片9提供旋轉運動的馬達11，以及為切割頭5和旋轉頭7提供圍繞軸線A-A的旋轉運動的另外的馬達13。
如本發明所屬領域的技術人員已知的，圓材L可沿平行于彼此的一個或多個通道根據進給路徑P向前運動，以便同時地切割更多的圓材以及增加切割機器1的生產力。
例如，可通過由馬達17驅動的連續的柔性構件15(比如鏈或者皮帶)提供圓材L的前進運動。有利地，可通過中心控制單元19以本發明所屬領域的技術人員已知的并且不再更詳細地描述的方式控制馬達11、13以及17。
柔性構件15可包括沿柔性構件15的延伸長度以優選地有規律的間隔布置的推動器16，以沿進給路徑P將每個單個的圓材L推動通過切割站3。
在某些實施例中，圓材的前進運動可以以恒定的或可變的速度為連續的。在其它實施例中，所述前進運動可為間歇性的。在停止期間，盤狀切割片9切割圓材。如本發明所屬領域的技術人員已知的，旋轉頭7和/或盤狀切割片9可沿路徑P具有前進和后退運動，以在它沿進給路徑P運動時切割圓材L而無需停止。在某些實施例中，可設置保持元件；它們在切割步驟期間關閉以保持圓材，從而確保更好的切割質量，并且在圓材要向前運動時打開。所述保持元件優選地為兩個：一個在切割平面的上游，以保持圓材，并且一個在切割平面的下游，以保持圓材被切割以形成卷的部分。
圖2和3示出切割頭5的以及、特別地旋轉頭7的一個實施例。
在此實施例中，切割頭5包括滑動件21，所述滑動件21安裝于旋轉頭7上以便為了將在以下更好地描述的目的根據雙箭頭f21運動。在某些實施例中，滑動件21被引導于由旋轉頭7所承載的引導件23上。齒輪馬達25使滑動件21根據雙箭頭f21運動。可通過具有螺桿27和螺母29(例如再循環滾珠螺桿)的系統傳遞所述運動。可將螺母29緊固至滑動件21。
在有利的實施例中，可將用31和33所表示的兩個磨削單元布置于滑動件21上。如以下將更詳細地描述的，每一個磨削單元31、33包括用于磨削盤狀切割片9的相應的磨輪，以及受控制的接近系統以為了將在以下解釋說明的目的使相應的磨輪朝向盤狀切割片的切割邊緣運動。磨輪被布置成使得它們中的每一個磨削盤狀切割片9的切割邊緣的兩個側面中的一個。兩個磨削單元31、33的兩個磨輪可彼此相同，例如在盤狀切割片相對于它的正中面對稱時。然而，這在某些實施例中并非必須的，而僅僅是優選的。眾所周知，在某些實施例中，盤狀切割片9可具有非對稱的邊緣。在這種情況下，兩個磨削單元的磨輪可與彼此不同和/或它們可被調節成與彼此不同。
而且，切割頭5包括總體用數字35表示的、用于盤狀切割片9的聯接部。以下將參考圖4以及圖5-8更詳細地描述聯接部35。
聯接部35可包括心軸或旋轉軸37，通過齒形輪或帶輪39驅動所述心軸或旋轉軸37旋轉，可圍繞齒形輪或帶輪39驅動齒形皮帶41，通過馬達11或者未詳細示出的其它合適的原動機控制所述齒形輪或帶輪39。
如4示出用于將盤狀切割片9聯接至切割頭5的聯接部35的放大剖視圖，而圖5-8示出盤狀切割片的以及其支撐構件的細節圖，所述支撐構件使得能夠通過處理構件自動地替換盤狀切割片，所述處理構件從以下所描述的并且與切割機器1相關聯的儲存單元取得盤狀切割片。下文將參考圖9和10詳細地描述盤狀切割片9的替換。
在圖4的示意圖中，示出支撐所述軸或心軸37的軸承43。所述軸或心軸37設置有底座45，其中已知的保持裝置49插入于所述底座45中，如將參考圖5-8更好地描述的，以將盤狀切割片9可設置有的柄51鎖定。通過例如油或空氣的加壓流體控制保持裝置49的打開和關閉，所述加壓流體被通過導管53以及旋轉的分配器55進給通過軸37。
在某些實施例中，軸37具有前凸緣37F，如以下所描述的，盤狀切割片9鎖定在所述前凸緣37F上。
盤狀切割片9的軸51可為支撐構件57的部分，在圖5和6中分別以側視圖和軸測圖示出孤立狀態中的支撐構件57。在圖5和6中，支撐構件57不具有柄51，該柄例如可被擰緊于支撐構件57的螺紋孔57F中。
在某些實施例中，支撐構件57具有凸緣59，所述凸緣59具有前表面59S，所述前表面59S用于接觸盤狀切割片9以及，更特別地，接觸盤狀切割片9的、與在被安裝于切割頭5上時與軸37的凸緣37F接觸的面相對的面。
在某些實施例中，支撐構件57具有突起61，其中設置有用于緊固柄51的螺紋孔57F。如圖4和圖8中所示，突起61具有進入盤狀切割片9的通孔的環形軸環61C。
在某些實施例中，支撐構件57具有另外的中心突起63，所述中心突起63在相對于柄51的相反側上從凸緣59延伸。如以下將變得顯而易見的，突起63可用來接合支撐構件57被緊固至其的盤狀切割片9，以及使盤狀切割片9從儲存單元運動至切割頭5，反之亦然。
在某些實施例中，突起63具有環形槽63S，所述環形槽63S被構造成由以下所描述的處理構件接合。
聯接部35以及具有與盤狀切割片9相關聯的柄51的支撐構件57對于通過處理構件用新的盤狀切割片(其可容納于與切割機器1相結合的儲存單元中)替換盤狀切割片9為有用的，所述處理構件使得能夠自動地將第一盤狀切割片安裝至切割頭5上，并且在工作的盤狀切割片被磨損時將用容納于儲存單元中的隨后的盤狀切割片替換它。下文將參考圖9A-9O的以及圖10A-10J的順序詳細地描述處理構件的、在盤狀切割片9的替換期間的操作。
在某些實施例中，支撐構件57的凸緣59具有圍繞支撐構件57的軸線X-X分布的底座59A，其內部可插入有與盤狀切割片9共同合作的永磁體(未示出)。當盤狀切割片9未通過柄51固定至切割頭5的聯接部35時，例如當盤狀切割片容納于儲存單元中時，插入于底座59A中的磁體通過磁引力將盤狀切割片9保持于支撐構件57上。
在圖9A-9O中，示出盛裝殼體3C，其內部布置有切割站，其總體用數字3表示并且示出其切割頭5以及旋轉頭7。已經省略了圓材前進構件，以及切割機器1的、可以以已知的方式構造的并且與對本發明的理解無關的其它構件。
在圖9A-9O中，數字71總體表示用于用新的盤狀切割片替換磨損的盤狀切割片的處理構件。數字73表示儲存單元，其中保持有新的盤狀切割片9以及從切割頭5移除的磨損的盤狀切割片。
在圖9A-9O中所示出的處理構件71的形狀以及儲存單元73的形狀僅僅通過非限制性示例給出。應當理解的是，處理構件71可按不同的方式構造，只要它適合于執行以下所述的操作來將盤狀切割片9放到切割頭5上以及將它替換為新的盤狀切割片9。
相似地，儲存單元73可按與在本文中所描述的以及在圖9A-9O中所示出的方式不同的方式構造，只要它適合于執行以下所述的操作。
在圖9A-9O中所示的實施例中，儲存單元73包括總體用數字75表示的轉盤狀片保持件(以下還簡單地稱作轉盤)，其可圍繞軸線C旋轉。在所示實施例中，軸線C相對于切割頭5的旋轉軸線以及待切割的圓材L的進給路徑以大致90°的角度定向，在圖9A中用箭頭P示意性地表示所示進給路徑。
以本身已知的方式，在圓材切割機器的某些實施例中，圓材進給路徑可不平行于切割頭5的旋轉軸線，例如若承載工作的盤狀切割片的旋轉式支架設置有在機器運行期間調節盤狀切割片的旋轉軸線的位置的擺動運動。其中所述頭的旋轉軸線相對于圓材進給路徑為歪斜的的這種類型的機器對于本發明所屬領域的技術人員而言為已知的。在這種情況下，儲存單元73的轉盤75的旋轉軸線C可相對于切割頭5的旋轉軸線的方向或者相對于安裝于切割頭5上的盤狀切割片的旋轉軸線成大致90°。盤狀切割片9以它們的旋轉軸線大致平行于軸線C的方式安裝于轉盤75上。如以下將描述的，為了從儲存單元73取得盤狀切割片和/或為了將它們再一次插入至儲存單元中，可使它們暫時地旋轉差不多90°，以便將它們布置成使得它們的相應的旋轉軸線處于要被安裝于切割頭5上的正確的位置中，亦即旋轉軸線大致平行于在盤狀切割片被安裝于所述頭上時旋轉軸線所采取的方向。
還可以為儲存單元73設置圍繞這樣的軸線C旋轉的轉盤75，該軸線C以與所示出的方式不同的方式定向，例如相對于圖9A-9O中的軸線C的位置成90°。然而，這種類型的布置具有更大的側邊體積，并且因此在某些情況下可能不太方便。稍后參考圖14至16描述具有同軸的盤狀切割片的其它更緊湊的實施例。
在圖9A中所示的狀態中，五個盤狀切割片布置于儲存單元73上并且用附圖標記9A-9E表示。盤狀切割片9A-9E可彼此相同并且可在工作的盤狀切割片被磨損時接連地使用。
在其它實施例中，或者在本文中所述的切割機器1的其它使用模式中，還可以將例如根據被卷繞成單個的圓材L的材料的特性而彼此不同的盤狀切割片9A-9E放置于儲存單元73上。事實上，可能需要使用具有不同的硬度、不同的切割邊緣、或者具有根據形成圓材的幅材材料的特性或卷繞特征變化的特征的片。
在其它實施例中，可設置用于片的這樣的儲存單元73，其中通過例如帶式輸送機的柔性裝載機而不是通過剛性的轉盤承載盤狀切割片9。在另外的實施例中，可設置多個儲存單元73，或者具有多個轉盤或具有多個柔性構件以支撐用于盤狀切割片9的底座的一個儲存單元，以增加儲存單元的容量。
為了使在待切割的圓材的進給路徑P的一側處的儲存單元73的體積最小化，在所示實施例中，盤狀切割片9A-9E以它們的旋轉軸線平行于轉盤75的旋轉軸線C的方式安裝。其中盤狀切割片9A-9E以它們的旋轉軸線與轉盤75的旋轉軸線C正交的方式布置的不同的布置方式也為可能的。
如以下將描述的，其中容納有盤狀切割片9A-9E的儲存單元73的底座可圍繞豎直軸線旋轉大約90°，以便將每一個底座布置成使得可以以正確的取向將相應的盤狀切割片9插入至底座中或者從底座移除。
處理構件71可包括圍繞軸線D旋轉或樞轉的臂77，所述軸線D大致平行于待切割的圓材的進給路徑P的方向。而且，臂77可具有沿擺動或旋轉軸線D的方向的、根據雙箭頭f77的運動。
旋轉臂77可在它的遠側端部處具有適合于接合盤狀切割片9的夾持器或者其它夾持構件79。在某些實施例中，夾持器或者其它夾持構件79被構造成與上述支撐構件57所設置有的突起63共同合作。
儲存單元73的以及處理構件71的操作如下。
在圖9A中，切割頭5不具有盤狀切割片，并且在儲存單元73中布置有五個新的盤狀切割片9A-9E。
在圖9B中，盤狀切割片9A的旋轉軸線已經旋轉了差不多90°，以便差不多平行于沿進給路徑P通過切割站3的圓材L的進給方向。
在圖9C中，處理構件71的旋轉臂77已經順時針旋轉，使夾持器79與盤狀切割片9A的附件或者突起63共同合作，以在槽63S處接合該盤狀切割片9A。
在圖9D中，處理構件71的旋轉臂77已經根據箭頭f77運動，平行于待切割的圓材L的進給路徑P遠離儲存單元73運動，使盤狀切割片9遠離儲存單元運動并且將它從相應的底座移除。
圖9E示出旋轉臂77的順時針(在附圖中)旋轉運動，以將從儲存單元73所取得的盤狀切割片9A帶到切割站3內部。在儲存單元73的、由于盤狀切割片9A的離開而空閑的區域中，已經從其取得盤狀切割片9A的底座81為可見的。
在圖9F中，旋轉臂77的旋轉已經使盤狀切割片9A與切割頭5的聯接部35軸向對準。
在圖9G中，旋轉臂77根據箭頭f77平移以將盤狀切割片9A附接于切割頭5的聯接部35上。
在圖9H中，旋轉式擺動臂77開始離開、或者遠離其中已經插入有盤狀切割片9A的區域運動，以開始切割。
儲存單元73的轉盤75保持固定于先前為了使得能夠提取盤狀切割片9A而采取的角位置中。
當盤狀切割片9A由于反復的磨削操作而被磨損并且應當被替換時，或者當盤狀切割片由于其它任何原因(例如，因為它壞了)而應當被替換時，使旋轉臂77處于圖9I中所示的位置中。在此位置中，旋轉臂77用夾持器79接合與盤狀切割片9A集成為一體的突起或附件63。
在圖9J中，處理構件71的旋轉臂77已經根據箭頭f77運動，以使切割片9A沿平行于旋轉軸線的方向遠離設置于切割頭5上的聯接部35運動。
在圖9K中，盤狀切割片9A由于臂77的逆時針旋轉(在附圖中)而離開切割站3。
在圖9L中，臂77已經使磨損的盤狀切割片9A與先前空閑的底座81軸向對準，而在圖9M中，旋轉臂77平行于它的旋轉軸線運動以將磨損的盤狀切割片9A的柄51接合于底座81中。
在圖9N中，旋轉臂77處于較低的位置中并且磨損的盤狀切割片9A可旋轉90°，以再一次到達其中其旋轉軸線相對于圓材L沿進給路徑P的進給方向大約以90°的角度定向的位置中。
在圖9O中，儲存單元73的轉盤75已經旋轉了圓周角的1/5，以使新的盤狀切割片9B處于提取位置中。從該位置，重復上述周期，以便使新的盤狀切割片9B處于接合于切割頭5的聯接部35上的工作位置中，并且再一次開始對圓材L的切割。
在圖9I-9O中，盤狀切割片9A具有比圖9A-9H中所示的直徑小的直徑，因為片9A在直徑由于由反復的磨削而引起的磨損而減小之后被替換。
用新的片對磨損的片所進行的、以圖9I至9O的順序所示出的整個替換周期需要非常短的時間，大約1-3分鐘。這是切割機器1停止的時間。當磨損的盤狀切割片9A已經被替換為新的盤狀切割片9B時，切割機器可再一次開始切割。替換切割裝置9A所需的時間非常短暫，以使得不需要停止切割機器的上游的機器。暫時地由本文中所描述的、布置于重繞機器與切割機器1之間的儲存單元接收例如由上游的重繞機器所生產的新的圓材L流。
按圖10A-10J的順序以正視圖示意性地示出替換磨損的盤狀片的上述周期。在圖10F-10J中，盤狀切割片9具有更小的直徑，以圖示說明它被磨損。
圖11示出儲存單元73所設置有的底座81的一種可能的構造。底座81可配備有設置有內部孔85的襯套83，其中緊固至盤狀切割片9的支撐構件57的柄51被插入于所述內部孔85中。柄51具有槽51S，被彈簧89沿徑向方向偏置的滾珠87可接合于所述槽51S內，以便形成通過柄51將盤狀切割片9保持于底座81中的可逆鎖定。
如圖11中所示，襯套83可在83A處鉸接至支架91，該支架繼而在93處鉸接至轉盤75。通過致動器(未示出)控制的拉桿95在97處鉸接至支架91。拉桿95根據箭頭f95的運動引起底座81的以及更具體地襯套83的、圍繞鉸接點93的根據雙箭頭f81的擺動，因此使盤狀片9的軸線從休息位置(圖9A和11)旋轉90°至提取位置，亦即參見圖9B，其中旋轉臂77提取它的位置。
如上所述，此處所述的類型的切割機器中所使用的盤狀切割片的磨損主要是由于對盤狀切割片的切割邊緣的反復的磨削的需要而引起的，切割邊緣由于與形成圓材L的幅材材料的纖維素纖維的以及與通常形成管狀卷繞芯(圍繞其形成圓材)的紙板的相互作用而變鈍。
如參考圖2和3所提到的，切割頭5設置有兩個磨削單元31、33以磨削盤狀切割片9所設置有的切割邊緣的兩個相對的側邊。磨削周期性地且自動地執行，亦即磨削隨著時間的流逝不一定以規律的間隔重復，但是例如取決于盤狀切割片9所執行的切割的數量和/或待切割的產品的硬度。通過由齒輪馬達25(圖2)所控制的滑動件21的運動使磨削單元31、33的磨輪朝向盤狀切割片9的切割邊緣運動而執行磨削。
為了正確地磨削盤狀切割片9的切割邊緣，必要的是，每次替換刀具時，都使磨削單元31、33的磨輪相對于盤狀切割片9處于正確的位置中。當前手動地執行對磨削單元相對于安裝于切割頭5上的新的盤狀切割片9的位置的這種調節，其中操作員在其中存在盤狀切割片9的區域中進入機器。這對于操作員而言是非常危險的并且延長關機時間。
根據以上所述，在某些實施例中，可設置用于在每次替換刀具時自動地調節磨削單元31、33的磨輪的機構，其不需要操作員進入切割機器1。當與自動的刀具替換系統(亦即如上所述的、自動地替換盤狀切割片9的系統)結合應用時，以下具體參考圖12和13在磨削單元31、33的自動調節方面所描述的內容是特別有利的。
然而，以下所示例說明的調節系統還可在其中手動地用新的盤狀切割片替換磨損的盤狀切割片的機器中獲得優點。在任何情況下，根據以下所描述的對磨輪的調節使得能夠減小操作員要在其中設置有盤狀切割片9的區域中留在切割機器1內部的時間；因此，還使得能夠減小由于操作員與盤狀切割片9的切割邊緣之間的接觸而引起的事故的可能性，并且減小關機時間。
以下，將對磨削單元的兩個實施例進行描述，所述磨削單元可一般性地為磨削單元31或磨削單元33。這兩個磨削單元可為等同的或大致相同的方式。實際上，所述兩個磨削單元可僅僅在這樣的方面中顯著地不同，在該方面中，所述磨削單元中的一個通過將相應的磨輪推動到盤狀切割片9的切割邊緣的第一側邊上而工作，而另一個磨輪被拉到同一個切割邊緣的相對的側邊上。
因此，以下將對僅僅一個磨削單元31、33進行描述。
首先參考圖12，在一個可能的實施例中，磨削單元31、33包括磨輪101，其可有利地通過旋轉軸103支撐。旋轉軸103優選地空轉地安裝于形成用于旋轉軸103的支架的襯套105中。
數字107表示用于旋轉軸103的支撐軸承，并且Y-Y表示其旋轉軸線。
在某些實施例中，襯套105容納于套筒109內部，或者循環滾珠套筒(recirculating ball sleeve)內部，或者容許襯套105根據雙箭頭f105的低摩擦運動的其它構件內部。
有利地，旋轉軸103安裝于形成用于所述旋轉軸的支架的襯套105中，以使得它可通過軸承107在襯套105內部空轉地旋轉，但是不能相對于襯套105軸向地、亦即平行于旋轉軸線Y-Y運動。因此，襯套105、旋轉軸103以及磨輪101沿箭頭f105整體地運動。
在某些實施例中，制動器或者鎖定構件111與形成用于旋轉軸103的支架的襯套105相關聯，所述制動器或者鎖定構件111使得能夠相對于外部殼體113將襯套105(以及因此旋轉軸103和磨輪101)軸向地鎖定，磨削單元31、33通過所述外部殼體113固定至滑動件21。
在某些實施例中，制動器或者鎖定構件111可在其中可容納有套筒或者循環滾珠套筒109以及襯套105的內部腔113A外部安裝于殼體113上。為了作用于襯套105上以及相對于殼體113將它鎖定，制動器或者鎖定構件111在一側處被約束至殼體113并且在另一側處，它與襯套105的延伸部105A配合。延伸部105A可與旋轉軸103的軸線Y-Y同軸并且穿過制動器111。該制動器可設置有作用于延伸部105A上的夾緊爪(未示出)。
延伸部105A可為中空的，以使得旋轉軸103可以可選擇地在103A處通過襯套105的延伸部105A延伸直至與磨輪101相對的端部處，扭力地聯接至旋轉軸103的手輪115可設置于所述端部處。
可通過作用于與殼體113集成為一體的抵接件的一個或兩個彈性構件沿通過箭頭f105X所表示的方向或者沿相反的方向(箭頭f105Y)彈性地偏置襯套105與它的延伸部105A。
在圖12中所示的實施例中，磨削單元31、33具有兩個彈性構件121和123。在某些實施例中，所述兩個彈性構件121、123可由螺旋壓縮彈簧組成或者包括螺旋壓縮彈簧。在其它實施例中，可使用貝氏彈簧或者其它彈性構件。
所述兩個壓縮彈簧或者其它彈性構件121、123將兩個相反的彈簧力施加至襯套105上。為此，彈性構件121可容納于被約束至襯套105的延伸部105A的底座125和與殼體113集成為一體的抵接件127之間。這樣，壓縮彈簧或者其它彈性構件121根據箭頭f105y生成推力，其使襯套105相對于殼體113沿該方向運動。在某些實施例中，可通過改變底座125的位置的螺釘系統調節彈簧121的壓縮度。
壓縮彈簧或者其它彈性構件123布置于與殼體113集成為一體的抵接件129和與襯套105集成為一體的底座130之間。這樣，彈簧或者其它彈性構件123相對于殼體113生成被施加至襯套105上的、沿箭頭f105X的方向定向的推力。
所述兩個彈簧或者其它彈性構件121、123可施加不同的力，以使得作用于襯套105上的彈簧力為由兩個相對的彈性構件121、123所生成的兩個彈簧力的合力。
以下將還參考圖2和3解釋說明以上參考圖12所描述的磨削單元31、33的操作。
當新的盤狀切割片9將要安裝于切割機器1上時，使切割頭5的滑動件21(圖2和3)到達撤出位置，亦即遠離聯接部35。在此位置中，兩個磨削單元31、33的磨輪101與盤狀切割片9相距一定距離，盤狀切割片9因此可被移除和替換。
一旦已經通過將柄51插入至聯接部35中而將新的盤狀切割片9安裝于切割頭5上，就使滑動件21以根據箭頭f21的接近運動從撤出位置逐漸地接近至更靠近新的盤狀切割片9的標稱位置(nominal position)，其中兩個磨削單元31、33的磨輪101位于距離盤狀片9的切割邊緣較短的距離處，例如1-2mm。將對兩個磨輪101進行調節以從此位置運動至其中它們以足夠的壓力作用于盤狀切割片9的切割邊緣的相應的側邊上的正確位置(correct position)。
在從撤出位置至標稱位置的平移運動期間，由于夾緊構件或制動器111的作用，形成用于磨輪101的旋轉軸103的支架的襯套105相對于殼體113保持固定。這將襯套105的延伸部105A鎖定至殼體113。
一旦已經達到其中磨輪101相對于插入于聯接部35上的盤狀切割片9的切割邊緣處于非常短的距離處的標稱位置，就將制動器111釋放。因此，彈簧系統121、123將相應的磨輪101推動到盤狀切割片9的側邊上。如先前所提到的，兩個磨削單元31、33可在這樣的方向方面為不同的，沿該方向磨輪被偏置到盤狀切割片9的切割邊緣的側邊上。通常，如特別地在圖3中可以看到的，所述兩個磨輪被布置成在兩個側邊上工作，但是它們由相對于切割片9位于其中的平面均指向相同的側的相應的旋轉軸103承載。
因此，為了作用于盤狀切割片9的切割邊緣的兩個相對的側邊上，一個磨輪101必須被沿方向f105X推動到盤狀切割片9的切割邊緣的相應的側邊上，而另一個磨削單元的另一個磨輪101應當被沿箭頭f105Y的方向拉動以作用于相同的邊緣的相對的側邊上。兩個磨輪101可彼此相同并且具有均設置有研磨材料的兩個相同的面101A、101B，其中的僅僅一個作用于邊緣的相應的側邊上。磨輪可為可反轉的，以使得當磨輪的兩個面中的一個被磨損時，可使磨輪翻轉以便使用另一面。
可通過選擇性地作用于彈簧121、123或者其它等同的彈性構件的特征和/或預負荷上而獲得沿所述兩個方向f105X、f105Y中的一個或另一個的推力。替代地，可將所述兩個彈簧121、123中的僅僅一個設置于每一個磨削單元31、33上。在這種情況下，通過磨輪101的面101A作用于盤狀切割片9的切割邊緣上的磨削單元將設置有僅僅一個壓縮彈簧121，而通過相應的磨輪101的面101B作用于盤狀切割片9的切割邊緣上的磨削單元將僅僅設置有彈簧123。
一旦已經通過齒輪馬達25使滑動件21處于標稱位置中，就將制動器或鎖定件111釋放并且彈簧121、123的隨之而產生的彈簧力引起相應的磨輪101的、朝向盤狀切割片9的切割邊緣的相對應的側邊的受控制的接近運動。作用于襯套105上的彈性力的推力使襯套105根據軸線Y-Y的方向軸向地運動，軸向地約束至襯套105的旋轉軸103同時地運動。測量彈簧121、123或者其它彈性構件的力，以使得由相應的磨輪101對盤狀切割片9的切割斜面的側邊所施加的力與磨輪101的正確的操作兼容。
一旦已經獲得由相應的磨輪101抵接盤狀切割片9的切割邊緣的側面或側邊而限定的軸向位置，就可再一次啟動制動器111以將相應的旋轉軸103鎖定于在該操作階段中所達到的最終位置中。從此刻，由空轉的旋轉軸103支撐的磨輪101與滑動件21一同運動并且通過與盤狀切割片9的接觸而旋轉，不存在磨輪101的或者襯套105的、根據旋轉軸103的軸線Y-Y的任何軸向運動。
通過上述布置，因此可以在新的盤狀切割片9的運行周期開始時大致自動地調節磨輪101的位置，而無需操作員進入切割站3的內部。
殼體113可設置有外部螺紋113F，以便被擰緊于滑動件21中的螺紋底座中，所述螺紋底座設置有上緊螺釘(在圖3中示意性地表示為100)以調節殼體113與滑動件21之間的最初的相互位置。優選地，當磨輪101為新的時，旋轉軸103以及因此襯套105朝向容許磨輪101的更大的行程的端部定位，以便確保朝向盤狀切割片9的更大數量的運動。這是因為，每次替換盤狀切割片9時，磨輪101都要執行朝向盤狀切割片9的前進運動，從而平衡磨輪101的磨損。實際上，由彈性構件121和123的力的合力(其總是沿相同的方向定向)給定磨輪101的自動的接近運動的方向。這樣，磨輪101的前進行程在磨輪已經被替換之前不會結束。應當理解的是，該初始構造并沒有約束力；還可以沿旋轉軸103的以及因此襯套105的行程在其它位置中開始磨輪101的運動。
圖13示出磨削單元31、33的另一個實施例，其可在切割頭5中使用，以執行對磨輪101的初始位置的自動調節。用在圖12中所使用的相同的附圖標記表示相同的或等同的部件。
在此實施例中，磨輪101的旋轉軸103通過軸承107空轉地支撐于襯套105內部，襯套105通過襯套105所設置有的螺紋聯接聯接至殼體113。在所示實施例中，該聯接為通過螺紋套筒108的間接的聯接，所述螺紋套筒108具有與設置于襯套105的外部上的陽螺紋105F配合的陰螺紋。這樣，如以下將變得更加顯而易見的，通過使襯套105圍繞軸線Y-Y旋轉，襯套平行于所述軸線平移。
襯套105以中空的軸延伸于105A處，旋轉軸103的延伸部103A延伸通過所述中空的軸。旋轉軸103的延伸部103A的端部具有手輪115，其為了以下所述的目的可與通過與殼體113一體的支架118安裝的傳感器116共同合作。
而且，磨削單元31、33具有例如電控制的電動馬達的致動器131，其具有較高的減速比，用于將馬達131的運動傳遞至襯套105的延伸部105A。舉例而言，數字133表示用于軸承105的延伸部105A的、使延伸部105A能夠圍繞軸線Y-Y旋轉的支撐軸承。
如以上所提到的，由于襯套105與套筒108之間的螺紋聯接，襯套105的、由致動器131控制的圍繞軸線Y-Y的旋轉引起襯套105的、根據雙箭頭f105的運動以及，因此，旋轉軸103的以及磨輪101的運動，如在參考圖12所示例說明的實施例中，所述旋轉軸103以及磨輪101軸向地固定至襯套105。
因此可以通過致動器131使磨輪101平行于其旋轉軸線運動。
與手輪115共同合作的傳感器116可檢測磨輪101的旋轉以及因此軸103、103A的旋轉。
在此構造中，磨削單元31、33的操作如下。
為了替換磨損的盤狀切割片9，首先使滑動件21平移至撤出位置中，以便使磨輪101與待替換的盤狀切割片9相距一定距離。可啟動致動器131，以使襯套105相對于殼體113處于零位置中。
一旦盤狀切割片9已經被替換為新的片，齒輪馬達25就可使滑動件21、以及因此兩個磨削單元31、33處于朝向盤狀切割片9的接近標稱位置中。在標稱位置中，磨輪101靠近、但是并不接觸盤狀切割片9的切割邊緣或斜面的側邊。在已經到達該位置之后，啟動致動器131以使相應的磨輪101逐漸地且受控制地接近盤狀切割片9的切割邊緣的側邊。如以上所提到的，由于磨削單元31、33的磨輪101中的一個在一個表面101A上且另一個磨輪在表面101B上作用于盤狀切割片9的相同的切割邊緣的兩個相對的側邊，因此將沿相反方向驅動所述兩個致動器131，以在所述兩種情況下使相應的磨輪101朝向盤狀切割片9的切割邊緣的側邊運動。
在相應的磨輪101接觸盤狀切割片9的切割邊緣的側邊時，停止所述受控制的接近運動。為了檢測該接觸狀態，可以例如通過測壓元件進行操作，所述測壓元件測量由于磨輪101與盤狀切割片9之間的接觸而沿方向Y-Y所施加至軸承107或者其它承載構件的軸向負荷。在其它實施例中，可通過致動器131所吸收的電流的增加檢測接觸狀態，電流的增加對應于由磨輪與盤狀切割片之間的相互接觸而引起的抵抗扭矩的增加。
在另外的實施例中，如圖13中所示，可通過以下事實檢測該接觸狀態：磨輪101由軸承107空轉地支撐并且在它與盤狀切割片9(若其繼而在調節操作期間保持旋轉)接觸時開始旋轉。在這種情況下，可使用傳感器116，其例如可檢測手輪115的、表明相對應的磨輪101的角運動的角運動。在其它實施例中，例如可通過包含于軸承107中的或者與軸承107相關聯的傳感器檢測所述角運動。
無論所提供的檢測的類型，圖13的構造使得能夠在磨輪101已經到達接近盤狀切割片9的正確位置時停止襯套105的、根據f105的運動以及因此磨輪101的運動。由于致動器131的制動效應保持軸向位置。在可能的操作模式中，致動器131的使用容許磨輪101的、朝向盤狀切割片9(箭頭f105)的軸向運動以及遠離盤狀切割片9的運動。這樣，可以通過以下方式執行對切割片9的接近：首先使磨輪101向后運動并且接著使它向前運動直至檢測到與盤狀切割片9的首次接觸。
一旦磨削單元31、33已經被相對于盤狀切割片9正確地定位，就可以以已知的方式磨削盤狀切割片9。特別地，可通過齒輪馬達25使滑動件21周期性地遠離盤狀切割片9運動以及接著朝向盤狀切割片9運動。所述遠離以及朝向運動被控制成使得，在磨削單元31、33每一次介入時，這些磨削單元朝向盤狀切割片9的旋轉軸線運動百分之幾毫米。這確保的是，對于每一次接近運動，磨輪101實際上磨削盤狀切割片9的切割邊緣，輕微地消耗所述片并且因此減小其直徑。在若干個磨削周期之后，可替換盤狀切割片9。替代地，可直接地檢測盤狀切割片9的直徑，以便在直徑已經達到最小閾值時替換所述片。
在上述實施例中，用于片9A-9E的儲存單元73包括圍繞相對于在切割機器的切割頭5上的片的旋轉軸線成大致90°的角度的軸線C旋轉的轉盤75，并且使每個片旋轉90°以便處于其中它可被處理構件71提取的位置中，例如如圖9A、9B中所示。這使得能夠在儲存單元中具有相對較高的數量的片9A-9E，同時，盡管片的相對較大的直徑，仍然將片以及儲存單元所需的空間保持成與切割機器的尺寸相比為有限的。
在其它實施例中，為了減小片儲存單元的體積，可將儲存單元構造成保持與彼此同軸的多個片，其中軸線平行于切割機器的頭5的旋轉軸線，亦即平行于安裝于機器上的片的旋轉軸線。圖14至16示出這種類型的一個實施例。這些圖僅僅示出對于理解儲存單元的結構以及片的處理所需的元件。再一次用數字73表示的儲存單元承載一系列的備用片9A、9B、9D、9E或者磨損的片。在圖14中，已經通過處理構件71從儲存單元取得片9C，所述處理構件71大致可按參考先前的圖所描述的構造。儲存單元73可包括用于保持所述片的一系列的底座82。底座82可由支承結構或片保持件72承載，所述支承結構或片保持件72可為能根據雙箭頭f72運動的，以使各個底座82相對于處理構件71處于提取或裝載位置中。為此，片保持件72可滑動地連接至固定的引導件76。片保持件72可設置有一系列的橫桿72A，其中的每一個可承載底座82。相鄰的橫桿72A之間的距離為使得允許片9的插入和移除。
底座82和儲存單元73被布置成使得支撐于儲存單元中的片9A-9E根據對準軸線L-L與彼此大致同軸，所述對準軸線L-L可大致平行于安裝于切割機器上的片(在此示例中片9C)的旋轉軸線，或者大致平行于待切割的圓材的進給方向。
在圖14至16的方案中，儲存單元73布置于切割機器的切割站3上方并且相對于其中心線移動。在其它實施例中，儲存單元73可在待切割的圓材的進給路徑的一側在切割站的兩側中的一側上對中或者布置于切割站的兩側中的一側上。
在圖14至16的實施例中，不需要使支撐切割片9A-9E的底座82從儲存單元內部的容納位置樞轉至獲取位置。然而，結果是由于片9A-9E的相鄰的且同軸的布置而引起的儲存單元的相當有限的空間。
雖然已經通過涉及不同的示例實施例的特性和特征在附圖中示出并且在以上說明書中整體地描述了本發明的上述特定實施例，但是本發明所屬領域的技術人員將理解的是，修改、改變以及省略為可能的而不脫離上述創新性學習、原理以及理念以及在所附權利要求中所描述的對象的優點。因此，應當僅僅依據對所附權利要求的最廣泛的解釋確定所描述的發明的范圍，以便理解所有的修改、改變以及省略。此外，可根據替代實施例改變方法或過程的任何步驟的次序或順序。