НАТЯЖНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ РЕЖУЩЕГО МЕХАНИЗМА
TENSIONING DEVICE FOR ROTATING CUTTING MECHANISM

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
[0001] Изобретение относится к натяжному устройству для создания растягивающего усилия на материале в процессе резания его вращающимся режущим механизмом, включающим рабочий валок. Натяжное устройство может быть прикреплено к рабочему валку или прикреплено к вставке на рабочем валке.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] В настоящее время нетканые материалы становятся более продвинутыми. Характерно наличие различных типов материалов, таких как пленки и волокна, которые соединены вместе как ламинированием, склеиванием, так и свариванием, и с помощью адгезии. Задача состоит в том, чтобы объединить больше функциональных возможностей в этих материалах. Например, два материала соединены вместе и один материал является мягким при касании на одной стороне, а другой материал является жестким и действует в качестве опоры для мягкого материала. Материалы могут иметь различные характеристики в зависимости от их ориентации, например они могут деформироваться в одном предпочтительном направлении.
[0003] Эти продвинутые материалы являются также более сложными для разрезания. При резании обычно создают растягивающее усилие на материале, чтобы сделать резание более легким. Это растягивающее усилие создается в направлении обработки по линиям преобразования. Продвинутые материалы, имеющие предпочтительное направление для удлинения, как правило, разрезаются в поперечном направлении к линии преобразования.
[0004] Чтобы создать растягивающее усилие, на материале могут быть использованы «распределители рулона». Они расположены перед материалом, подвергаемым резанию, и недостаточно эффективны при резании вследствие свойств продвинутых материалов.
[0005] В результате резание этих продвинутых материалов является более трудным и требует более тонких лезвий и больших усилий. Далее, использование существующих технологий для создания растягивающего усилия на продвинутом материале приводит к образованию складок на материалах, которые приводят в результате к неудовлетворительному качеству окончательно разрезанного продукта.
[0006] Представленные здесь варианты имеют много преимуществ и решают проблемы резания вышеупомянутых продвинутых материалов. Например, растягивающее усилие может быть создано в поперечном направлении в процессе резания, в то время как известные системы действуют только перед резанием или после резания. Варианты, представленные здесь, позволяют избежать создания складок на материале. Варианты, представленные здесь, могут быть регулируемыми путем изменения геометрии натяжного устройства. Варианты, представленные здесь, не требуют регулирования вращающегося режущего устройства, что делает систему удобной для использования. Варианты, представленные здесь, могут быть комбинированы с вакуумным устройством, чтобы облегчить отвод обрезков или продукта от вращающегося режущего механизма.
[0007] В одном варианте натяжное устройство для вращающегося режущего механизма включает тело, участок кромки, примыкающий к телу, и основание, поддерживающее тело, причем натяжное устройство имеет асимметричный профиль.
[0008] В другом варианте натяжное устройство для вращающегося режущего механизма включает тело и участок кромки, имеющий асимметричный профиль.
[0009] В другом варианте вращающийся режущий механизм включает раму и рабочий валок, с возможностью вращения прикрепленный к раме и включающий режущий элемент, причем рабочий валок включает по меньшей мере одно натяжное устройство, имеющее асимметричный профиль и дополнительно включающее тело и участок кромки, примыкающий к телу. Натяжное устройство может быть прикреплено к рабочему валку или прикреплено к вставке на рабочем валке.
[00010] В другом варианте способ резания материала включает использование вращающегося режущего механизма, имеющего раму и рабочий валок, с возможностью вращения прикрепленный к раме; рабочий валок включает режущий элемент и по меньшей мере одно натяжное устройство. Натяжное устройство может быть прикреплено к рабочему валку или прикреплено к вставке на рабочем валке. Натяжное устройство имеет тело и участок кромки, примыкающий к телу, причем профиль натяжного устройства является асимметричным. Упорный валок размещен вблизи режущего элемента. Материал проходит между рабочим валком и упорным валком и подается в направлении обработки. Материал захватывается между режущим элементом, натяжным устройством и упорным валком и одновременно подвергается резанию.
[00011] Эти и другие задачи, признаки, объекты и преимущества станут более понятными из последующего детального описания предпочтительных вариантов по отношению к приложенным рисункам.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[00012] На фиг. 1А представлен вид в перспективе на вращающийся режущий механизм в соответствии с одним неограничивающим вариантом.
[00013] На фиг. 1 представлены виды сбоку вариантов натяжного устройства в соответствии с тремя неограничивающими вариантами.
[00014] На фиг. 2 представлены виды в разрезе сбоку вариантов натяжного устройства в соответствии с тремя неограничивающими вариантами.
[00015] На фиг. 3 представлен вид в перспективе одного варианта натяжного устройства в соответствии с одним неограничивающим вариантом.
[00016] На фиг. 4 представлен вид сбоку одного варианта натяжного устройства в соответствии с одним неограничивающим вариантом.
[00017] На фиг. 5 представлен вид сбоку одного варианта натяжного устройства в соответствии с одним неограничивающим вариантом.
[00018] На фиг. 6 представлен вид в перспективе одного варианта натяжного устройства и вставки.
ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ
[00019] Различные неограничивающие варианты настоящего раскрытия будут теперь описаны, чтобы обеспечить полное понимание принципов структуры, функций, производства и использования механизмов и способов, раскрытых здесь. Один или более примеров этих неограничивающих вариантов показаны на приложенных чертежах. Для специалистов будет понятно, что механизмы и способы, конкретно описанные и показанные здесь на приложенных чертежах, являются неограничивающими примерами вариантов и что объем различных неограничивающих вариантов настоящего раскрытия определяется только формулой изобретения. Признаки, показанные или описанные в связи с одним неограничивающим вариантом, могут быть комбинированы с признаками других неограничивающих вариантов. Такие модификации и изменения предназначены для включения в объем настоящего раскрытия.
[00020] Обычно вращающийся режущий механизм может включать раму, узел рабочего валка, с возможностью вращения прикрепленный к раме, и узел упорного валка, с возможностью вращения прикрепленный к раме. Узел рабочего валка может включать рабочий валок, а узел упорного валка может включать упорный валок. Узел рабочего валка может также включать по меньшей мере один режущий элемент, которому придана форма для поджима к упорному валку, который вращается относительно рабочего валка, для резания материала, подаваемого через рабочий зазор между рабочим валком и упорным валком.
[00021] В одном варианте, показанном на фиг. 1А, вращающийся режущий механизм 10 может включать раму 12, содержащую, например, верхнюю плиту 14, нижнюю плиту 16, первую боковую плиту 18 и/или вторую боковую плиту 20. Следует отметить, что для ясности различные компоненты удалены или упрощены. Первая боковая плита 18 и вторая боковая плита 20 могут быть соединены верхней плитой 14 и нижней плитой 16 посредством любых способов, известных из уровня техники таких, как, например, соединение болтами, винтами и/или сваркой. Нижняя плита 16 рамы 12 может быть установлена на поверхность или на жесткий элемент для поддержания рамы 12 вращающегося режущего механизма 10 в фиксированном положении для работы. Установка рамы 12 может быть выполнена посредством любых способов, известных из уровня техники, таких, как, например, соединение болтами, винтами и/или сваркой.
[00022] В одном варианте, также показанном на фиг. 1А, продольная ось L1 рабочего валка 28 может быть параллельна или по существу параллельна продольной оси L2 упорного валка 26. В одном варианте упорный валок 26 может быть образован в виде единого жесткого куска материала или может быть образован в виде центрального участка и поверхностного материала, по меньшей мере частично окружающего центральный участок. В одном варианте упорный валок 26 может включать твердый сплав, инструментальную сталь и/или любые другие подходящие материалы для его образования. В различных вариантах наружная радиальная поверхность может включать материал, расположенный на упорном валке 26 или образованный заодно с упорным валком 26, такой как твердый сплав, инструментальная сталь и/или любой другой подходящий материал для образования наружной поверхности упорного валка 26.
[00023] В одном варианте, представленном на фиг. 1А, рабочий валок 28 может быть приведен в движение посредством узла двигателя, схематически показанного как узел двигателя 31. Узел двигателя 31 может включать источник энергии и любой подходящий двигатель или другое устройство для передачи вращения на вал 24. Узел двигателя 31 может быть выполнен так, чтобы взаимодействовать с валом 24 узла рабочего валка 28 через любые удобные средства, такие как приводной вал (не показан). Узел двигателя 31 может вращать наружную поверхность 27 дополнительных опорных колец 29 благодаря взаимодействию опорных колец 29 с рабочим валком 28, на первой скорости. Наружная поверхность 27 каждого из опорных колец 29 может иметь форму для взаимодействия с наружной радиальной поверхностью упорного валка 26, чтобы приводить в движение упорный валок 26 благодаря фрикционному взаимодействию между наружной поверхностью 27 опорных колец 29 и наружной радиальной поверхностью упорного валка 26. В одном варианте наружная радиальная поверхность упорного валка 26 может затем вращаться со второй скоростью. Скорость наружной поверхности 27 опорных колец 29 может быть такой же, или по существу такой же, как скорость наружной радиальной поверхности упорного валка 26. В других вариантах приводной вал узла двигателя 31 может быть использован для приведения в движение упорного валка 26 посредством обычных способов.
[00024] В одном варианте рабочий валок 28 может включать вставку 61, имеющую по меньшей мере одно натяжное устройство 35 (см. фиг. 6), прикрепленное к вставке 61. Вставка 61 может быть прикреплена к рабочему валку 28 посредством винтов, клея или других средств крепления. Вставка 61 может быть выполнена из стали, алюминия, металла, керамики, композитов, пластиков или других эквивалентных материалов и комбинаций вышеупомянутых материалов. Как показано на фиг. 6, вставка 61 может содержать отверстия 63, через которые могут быть вставлены винты для крепления вставки 61 к рабочему валку 28. Возможно по меньшей мере одно натяжное устройство 35 может быть прикреплено к рабочему валку без использования вставки. По меньшей мере одно натяжное устройство 35 может быть прикреплено к рабочему валку 28 посредством связующих, клея, винтов или сварки. Размещение по меньшей мере одного натяжного устройства 35 или вставки, включающей по меньшей мере одно натяжное устройство, может быть в любом месте рабочего валка 28 на протяжении между его концом и режущим элементом 30.
[00025] На рабочем валке может быть более чем одна вставка 61, включающая по меньшей мере одно натяжное устройство 35. Количество вставок 61 зависит от одного или нескольких из следующих параметров: профиль режущего элемента, число отпечатков на оборот рабочего валка 28 и/или необходимости в вакууме и дутье или подрезке материала.
[00026] В варианте, показанном на фиг. 1, натяжные устройства А, В, С для вращающегося режущего механизма включают тело 2, 9, 15, участок 1, 11, 17 кромки, примыкающий к телу 2, 9, 15, и основание 5, 7, 13, поддерживающее тело 2, 9, 15, причем натяжные устройства А, В, С имеют ассиметричные профили. Геометрия натяжного устройства может быть изменена в зависимости от требуемого натяжного эффекта при резании материала. Например, возможно увеличить высоту участка 1, 11, 17 кромки и/или тела 2, 9, 15, чтобы позволить натяжному устройству большее деформирование и создание большего натяжного усилия на материале, подвергаемом резанию.
[00027] В варианте, показанном на фиг. 1, толщина участка 1, 11, 17 кромки может быть меньше, чем толщина тела 3, 9, 15. Альтернативно толщина основания 7 больше, чем толщина тела 9 и участка 11 кромки. В варианте толщина участка 1, 11, 17 кромки составляет от около 0,1 см до около 1,0 см, толщина тела 3, 9, 15 составляет от около 0,2 см до около 2,0 см, а толщина основания 5, 7, 13 составляет от около 0,8 см до около 3,0 см.
[00028] В варианте, как показано на фиг. 2, натяжное устройство D, E включает по меньшей мере одно вакуумное отверстие 19, 71, 73, продолжающееся от кромки 75, 77 через основание 76, 78 натяжного устройства. Альтернативно, натяжное устройство F может включать по меньшей мере одно вакуумное отверстие, продолжающееся от основания через тело 80 натяжного устройства.
[00029] Вакуумное отверстие 19, 71, 73 усиливает удержание материала в процессе резания и дополняет натяжное устройство. Натяжное устройство является полезным в процессе резания, поскольку оно уменьшает необходимое усилие резания, а вакуум может быть использован для отвода обрезков или продукта от места резания к трубе для обрезков или конвейеру для продукта.
[00030] В варианте, как показано на фиг. 3, натяжное устройство 23 включает тело 25 и участок 27 кромки. Натяжное устройство 23 имеет ассиметричный профиль. Натяжное устройство 23 может включать по меньшей мере одно вакуумное отверстие 22, продолжающееся от по меньшей мере части участка 27 кромки через тело 25. Натяжное устройство может включать по меньшей мере одну ногу 29, продолжающуюся от тела 25.
[00031] В варианте, как показано на фиг. 4, угол, определяемый между верхней поверхностью 31 и боковой поверхностью 60 участка кромки, составляет между около 0 и около 45 градусов. Как показано на фиг. 3 и 4, толщина участка 50 кромки может быть меньше, чем толщина тела 25. Далее, толщина участка 50 кромки составляет от около 0,1 см до около 1,0 см, а толщина тела 25 составляет от около 0,2 см до около 2,0 см. Как показано на фиг. 3, в варианте натяжное устройство 23 может включать по меньшей мере одно вакуумное отверстие 22, продолжающееся от кромки 50 через основание 25 устройства. Как показано на фиг. 3, натяжное устройство 23 включает первую ногу 51 и вторую ногу 52, примыкающую к первой ноге 51. Далее, в варианте вакуумное отверстие 22 продолжается через основание 25 и между первой ногой 51 и второй ногой 52.
[00032] Как указано, натяжное устройство может быть прямо прикреплено к рабочему валку 28 или может быть прикреплено к вставке 61, которая прикреплена к рабочему валку 28, как показано на фиг. 5 и 6. Вставка 61 может продолжаться полностью или частично вокруг рабочего валка 28 и может быть прикреплена к рабочему валку посредством винтов, связующих, как указано выше.
[00033] В варианте, как показано на фиг. 1А и 6, способ резания материала включает использование вращающегося режущего механизма 10, включающего раму 12 и рабочий валок 28, с возможностью вращения прикрепленный к раме 12, рабочий валок 28 включает режущий элемент 30. Рабочий валок 28 включает по меньшей мере одно натяжное устройство 35, имеющее тело 25 и участок 50 кромки, примыкающий к телу 25. Натяжное устройство 23 имеет асимметричный профиль. Как указано, натяжное устройство может быть прямо прикреплено к рабочему валку 28 или может быть прикреплено к вставке 61, которая прикреплена к рабочему валку 28, как показано на фиг.  5 и 6. Примыкающим к режущему элементу является упорный валок 26. Материал (не показан) подается в направлении обработки между рабочим валком 28, включающим режущий элемент 30, и упорным валком 26. Материал захватывается натяжным устройством 23 и мгновенно удерживается им на месте между упорным валком 26 и рабочим валком 28, включающим режущий элемент 30, и одновременно материал разрезается. В варианте в процессе шага захвата/резания натяжное устройство деформирует в боковом направлении на величину около 1мм, создавая растяжение в поперечном направлении около 2%. В варианте в процессе шага захвата/резания натяжное устройство деформирует в боковом направлении на величину больше 0, до около 5мм, создавая растяжение в поперечном направлении больше 0, до около 10%.
[00034] В варианте может быть одно или серия натяжных устройств, размещенных на одном конце рабочего валка, и второе натяжное устройство или серия вторых натяжных устройств, размещенных на противоположном конце рабочего валка.
[00035] В одном варианте материал (не показан), разрезаемый вращающимся режущим механизмом 10, может быть в виде рулона для использования в производстве гигроскопических изделий таких, как, например, салфетки, пеленки, памперсы, женские гигиенические изделия и предметы нижнего белья. В различных других вариантах разрезаемый материал может включать любой материал, который может быть обработан вращающимся режущим механизмом, такой как гофрированный пластик, гофрированный фибровый картон, кардная лента, тонкие металлические листы и/или любой другой подходящий материал. В варианте материал может иметь ширину до около 1200 мм. В варианте материал может иметь ширину от около 30 мм до около 1200 мм.
[00036] В варианте деформация материала контролируется такими параметрами, как геометрия участка кромки, геометрия тела, угол участка кромки, длина натяжного устройства или твердость натяжного устройства. Могут быть использованы комбинации всех или по меньшей мере двух из этих параметров.
[00037] Натяжное устройство, которое может создать растяжение в поперечном направлении, имеет много преимуществ перед другими известными в настоящее время системами, которые действуют только перед резанием или после резания. Натяжное устройство предотвращает складки в материале вследствие растяжения в направлении обработки. При этом не требуется регулирования, что делает систему надежной и легкой в использовании. Натяжное устройство может быть комбинировано с вакуумным устройством для того, чтобы позволить соответствующий отвод обрезков или продукта.
[00038] Размеры и значения, раскрытые здесь, не следует понимать как жестко ограниченные указанными точными числовыми значениями. Напротив, если конкретно не указано иное, каждый такой размер предназначен для обозначения, как указанного значения, так и функционально эквивалентного диапазона, окружающего это значение. Например, размер, раскрытый как «40 мм», предназначен для обозначения «около 40 мм».
[00039] Перечень вариантов:
1. Натяжное устройство для вращающегося режущего механизма, содержащее:
тело;
участок кромки, примыкающий к телу; и
основание, поддерживающее тело, причем натяжное устройство имеет асимметричный профиль.
2. Натяжное устройство по пункту 1, причем оно выполнено из полимера, выбранного из группы латекс, резина и полиуретан.
3. Натяжное устройство по пп. 1 или 2, в котором толщина участка кромки меньше, чем толщина тела.
4. Натяжное устройство по любому из пп. 1-3, в котором толщина участка кромки составляет от около 0,1 см до около 1,0 см.
5. Натяжное устройство по любому из пп. 1-4, в котором толщина тела составляет от около 0,2 см до около 2,0 см.
6. Натяжное устройство по любому из пп. 1-5, в котором толщина основания составляет от около 0,8 см до около 3,0 см.
7. Натяжное устройство по пп. 1 или 2, в котором толщина основания больше толщины тела и участка кромки.
8. Натяжное устройство по любому из пп. 1-7, которое включает по меньшей мере одно вакуумное отверстие, продолжающееся от кромки через основание устройства.
9. Натяжное устройство для вращающегося режущего механизма, содержащее:
тело;
участок кромки,
причем натяжное устройство имеет асимметричный профиль.
10. Натяжное устройство по п.9, которое включает по меньшей мере одно вакуумное отверстие, продолжающееся от по меньшей мере части участка кромки через тело.
11. Натяжное устройство по п.9 или 10, которое включает по меньшей мере одну ногу, продолжающуюся от тела.
12. Натяжное устройство по любому из пп. 9-11, в котором угол альфа, определяемый между верхней поверхностью и боковой поверхностью участка кромки, составляет между около 0 и около 45 градусов.
13. Натяжное устройство по любому из пп. 9-12, причем оно выполнено из полимера, выбранного из группы латекс, резина и полиуретан.
14. Натяжное устройство по любому из пп. 9-13, в котором толщина участка кромки меньше, чем толщина тела.
15. Натяжное устройство по любому из пп. 9-14, в котором толщина участка кромки составляет от около 0,1 см до около 1,0 см.
16. Натяжное устройство по любому из пп. 9-15, в котором толщина тела составляет от около 0,2 см до около 2,0 см.
17. Натяжное устройство по любому из пп. 9-16, которое включает по меньшей мере одно вакуумное отверстие, продолжающееся от кромки через основание устройства.
18. Натяжное устройство по п.17, которое включает вторую ногу, примыкающую к первой ноге.
19. Натяжное устройство по п.18, которое включает второе вакуумное отверстие, продолжающееся между первой ногой и второй ногой и в теле.
20. Вращающийся режущий механизм, содержащий:
раму;
рабочий валок, с возможностью вращения прикрепленный к раме и включающий режущий элемент, причем режущий элемент дополнительно включает по меньшей мере одно натяжное устройство, причем по меньшей мере одно натяжное устройство включает тело и участок кромки, примыкающий к телу, причем по меньшей мере одно натяжное устройство имеет асимметричный профиль.
21. Механизм по п.20, дополнительно включающий упорный валок, с возможностью вращения прикрепленный к раме.
22. Механизм по п.20 или 21, дополнительно включающий по меньшей мере одну вставку.
23. Механизм по п.22, в котором по меньшей мере одно натяжное устройство прикреплено к вставке.
24. Способ резания материала, включающий:
использование вращающегося режущего механизма, включающего раму и рабочий валок, с возможностью вращения прикрепленный к раме и содержащий режущий элемент, причем рабочий валок включает по меньшей мере одно натяжное устройство, причем по меньшей мере одно натяжное устройство включает тело и участок кромки, примыкающий к телу, причем по меньшей мере одно натяжное устройство имеет асимметричный профиль;
использование упорного валка, примыкающего к режущему элементу;
размещение материала между рабочим валком и упорным валком;
подача материала и рабочего валка в направлении обработки;
захват материала между режущим элементом, натяжным устройством и упорным валком; и
резание материала одновременно с шагом захвата.
25. Способ по п.24, дополнительно включающий шаг использования по меньшей мере одной вставки.
26. Способ по п.25, в котором по меньшей мере одно натяжное устройство прикреплено к по меньшей мере одной вставке.
27. Способ по любому из пп. 23-26, в котором деформация материала контролируется параметром, выбранным из группы: геометрия участка кромки, геометрия тела, угол участка кромки, длина натяжного устройства и твердость натяжного устройства.
28. Способ по любому из пп. 23-27, в котором первое по меньшей мере одно натяжное устройство расположено на одном конце рабочего валка, а второе по меньшей мере одно натяжное устройство расположено противоположно первому по меньшей мере одному натяжному устройству на противоположном конце рабочего валка.
29. Способ по любому из пп. 23-28, в котором материал имеет ширину около 100 мм.
30. Способ по любому из пп. 23-29, в котором в процессе шага захвата натяжное устройство деформирует в боковом направлении на величину около 1 мм, создавая растяжение в поперечном направлении около 2%.
31. Способ по любому из пп. 23-30, в котором материал имеет ширину от около 30 мм до около 1200мм.
32. Способ по любому из пп. 23-31, в котором в процессе шага захвата натяжное устройство деформирует в боковом направлении на величину от больше чем 0, до около 5 мм, создавая растяжение в поперечном направлении от больше чем 0, до около 10%.
[00040] Хотя были показаны и описаны конкретные варианты настоящего изобретения, для специалиста должно быть очевидно, что различные другие изменения и модификации могут быть выполнены без отхода от существа и объема изобретения. Следовательно, подразумевается покрытие в приложенной формуле изобретения всех таких изменений и модификаций, которые находятся в объеме этого изобретения.
[00041] Хотя настоящее раскрытие было описано в отношении его конкретных вариантов, множество других изменений и модификаций, а также других применений становится понятным для специалиста. Предпочтительно, что настоящее изобретение ограничено не представленным здесь конкретным раскрытием, а только приложенной формулой изобретения.