用于自调心切割轮毂总成的系统和方法
用于自调心切割轮毂总成的系统和方法
【专利说明】
[0001]相关申请的交叉引用
[0002] 根据《美国法典》第35篇第119(e)条的规定，本申请主张享有于2013年8月20日提 交的、名为"切割轮毂总成的自调心用装置"的美国临时申请No. 61/867，901的权益，前述申 请的全部内容和实质通过引用整体地结合于本文中，全部如下。
技术领域
[0003] 本发明的实施方式涉及一种在造粒机中使用的自调心切割轮毂且尤其涉及一种 自调心切割轮毂总成，其上的刀片与造粒机的挤压模具板的模具面正确对齐。
【背景技术】
[0004] 用于造粒的水下造粒机通常使用有孔的挤压模具，从所述孔挤出熔融聚合物。特 别是所述熔融聚合物从模具面挤出，其中安装在可旋转切刀轮毂上的切刀刀片将塑料"条 料"切成颗粒。所述切刀轮毂通常由驱动轴驱动。所述切刀刀片(从而轮毂)优选对准为使所 述刀片本身与所述模具面大致平行。在所述方式中，所述颗粒形状大致均匀，即由于未对 准，来自模具面第一侧的颗粒不大于来自模具面第二侧的颗粒。
[0005] 结果，理想的是保持所述切刀刀片和模具面呈适当的对准关系，以便位于旋转切 刀轮毂上的所述刀片的切刀边缘与所述模具面以非常接近平行的关系移动。这种接近平行 的关系使得塑料线材从挤压模具板中的孔排出时所述刀片可以有效地将挤出的塑料切成 颗粒。如上所述，平行对准也使得可生产大致均匀的颗粒。此外，适当的对准防止切刀刀片 和/或模具板面因二者之间的过盈而产生不必要的磨损以及轴承和轴上不必要的侧向负 载。
[0006] 理想的是切刀头与模具板分离设置以便可例如但不限于进行清洁和维护、刀片更 换和检查。但在重装时所述切刀头必须重新与所述模具面对准。传统的结构通常依靠手动 对准切刀与模具面。不幸的是每次手动对准切刀头，所检修的机器都需要一名熟练工人、一 定的时间以及昂贵且复杂的校准设备。
[0007] 因此就需要一种系统和方法来简单并可靠地提供切刀头和模具板的精确对准。所 述系统应提供良好的可维护性和功能且设备和维护费用低廉。本发明的实施方式主要涉及 这样一种系统。
【发明内容】
[0008] 本发明的实施方式可包括造粒机或其它工业机械使用的切刀轮毂总成。所述系统 可提供精确而简单的切刀轮毂和模具板的对准。所述系统可用在例如但不限于水下、水环 以及干法表面造粒机上。所述切刀轮毂总成可具有在所述切刀轮毂和所述轮毂用驱动轴之 间的、使所述切刀可万向枢转运动的自调心驱动连接，以及所述驱动轴和所述轮毂之间的 驱动连接。
[0009] 所述自调心轮毂总成可包括设置在驱动轴端部的轴适配器，其具有凹形球面。所 述自调心轮毂总成也可包括多个销，所述销具有传递扭矩用的细长椭圆形或圆形表面。所 述系统还可包括切割轮毂适配器，所述切割轮毂适配器具有凸起球面，其与轴适配器的凹 形球面相匹配；以及细长椭圆形销用凹槽，其用于为所述轮毂的转动传递扭矩。所述切割轮 毂适配器还可以包括位于轴适配器的相反侧的凹形球面，用于可滑动地与球形夹持插塞接 合。所述球形夹持插塞的凸起球面尺寸和形状设置为可滑动地与切割轮毂适配器的凹形球 面接合。球形夹持插塞可以通过紧固件如内六角螺钉或一体机加工螺纹而保持在总成中。
[0010] 本发明的实施方式可包括一种系统，所述系统包括具有第一侧和第二侧的驱动轴 适配器。所述驱动轴适配器可以包括配置在第一侧上的第一多个对准孔；以及配置在所述 第一侧上的凹面。所述驱动轴适配器还可以包括具有第一侧和第二侧的切刀适配器，并且 所述切刀适配器可包括配置在第二侧上的第二多个对准孔以及配置在所述第二侧上的凸 面。在一些实施方式中，本发明还可以包括多个对准销，每个对准销都具有第一端和第二 端，并且每个第一端都包括一个圆面，其尺寸和形状设置为可滑动地与一个或多个第一多 个对准孔和第二多个对准孔接合。在一些实施方式中，切刀适配器可在凸面、凹面、多个对 准销上的圆面上枢转，使切刀适配器与模具面对准。
[0011] 在一些实施方式中，凹面可以设置在所述切刀适配器的所述第一侧。在一些实施 方式中，一个具有尺寸和形状设置为可滑动地与所述切刀适配器的所述第一侧上的所述凹 面接合的凸面的插塞适配器可与所述驱动轴适配器接合。
[0012] 在一些实施方式中，所述驱动轴适配器的一个或多个所述凹面、所述切刀适配器 的所述凸面、所述切刀适配器的所述凹面以及插塞适配器的所述凸面的表面可进行抛光、 化学镀、电镀、等离子体涂布、PTFE涂布、复合金刚石涂布或PVD涂布中的一个或多个处理。 在一些实施方式中，所述插塞适配器还可包括设置在所述凸面上的第一密封槽、密封所述 插塞适配器的凸面的适配器密封件以及位于所述切刀适配器的所述第一侧上的所述凹面。 在一些实施方式中，适配器密封件可以是0形环。
[0013] 在一些实施方式中，所述切刀适配器还可包括设置在所述切刀适配器的外周边上 的第一螺纹面，并且可具有环形切刀头，其可包括设置在外周边面上的多个切割刀片以及 设置在可与所述切刀适配器的所述外周边的所述第一螺纹面螺纹啮合的内周边面上的第 二螺纹面。在一些实施方式中，多个切割刀片中的每一个还可包括一个或多个安装紧固件， 其可拆卸地使所述多个切割刀片与环形切刀头连接。
[0014] 在一些实施方式中，本发明还可包括设置在所述驱动轴适配器的所述第一侧的第 一槽;设置在所述切刀适配器的所述第二侧的第二槽；以及用于使所述驱动轴适配器的所 述第一面密封于所述切刀适配器的所述第二面的第一密封件。在一些实施方式中，多个对 准销中的每个的所述第二端都包括用于与所述驱动轴适配器或所述切刀适配器螺纹连接 的螺纹。
[0015] 在一些实施方式中，切刀头可与所述切刀适配器连接，并且施加在所述切刀头的 力可使所述切刀适配器枢转。在一些实施方式中，所述多个对准销上的圆面包括表面加硬 处理和/或表面润滑处理。
[0016] 本发明的实施方式还可包括一种系统，其包括电源;具有第一端和第二端的驱动 轴，所述第一端可拆卸地连接到电源；以及具有第一侧和第二侧的驱动轴适配器，所述第一 侧可拆卸地连接到所述驱动轴的所述第二端。在一些实施方式中，所述驱动轴适配器可以 包括设置在所述第二侧上的第一多个对准孔；以及设置在所述第二侧上的凹面。在一些实 施方式中，本发明还可包括具有第一侧和第二侧的切刀适配器。所述切刀适配器可包括设 置在所述第一侧上的第二多个对准孔和设置在所述第一侧的凸面。在一些实施方式中，多 个对准销每个都具有第一端和第二端，每个所述第一端包括可滑动地与一个或多个第一多 个对准孔和第二多个对准孔接合的圆面。在一些实施方式中，所述切刀适配器可在凸面、凹 面以及多个对准销上的圆面上枢转。
[0017] 在一些实施方式中，本发明还可包括:模具面，其包括多个挤出孔；以及与所述切 刀适配器连接的切刀头，其包括切割刀片；并且所述切刀适配器可枢转以使所述切割刀片 与所述模具面对准为平行排列。在一些实施方式中，切割刀片可接触所述模具面，并且由此 产生的力可使所述切刀适配器枢转。
[0018] 在一些实施方式中，所述切刀适配器还可包括:设置在所述切刀适配器的外周边 的第一螺纹面；以及环形切刀头，其具有设置在外周边面上的多个切割刀片以及可与所述 切刀适配器的所述外周边上的所述第一螺纹面螺纹啮合的设置在内周边面上的第二螺纹 面，并且所述切刀适配器可枢转以使所述多个切割刀片与所述模具面对准为平行排列。
[0019] 在一些实施方式中，所述驱动轴适配器和所述多个对准销是一体制造的。在一些 实施方式中，所述多个对准销上的所述圆面包括表面加硬处理。在一些实施方式中，所述多 个对准销上的所述圆面包括表面润滑处理。在一些实施方式中，所述驱动轴适配器的所述 凹面和/或所述切刀适配器的所述凸面进行抛光、化学镀、电镀、等离子体涂布、PTFE(聚四 氟乙烯)喷涂、复合金刚石涂布或PVD(物理气相沉积)喷涂中的一个或多个处理。本发明的 实施方式还可包括一种用于对准切割刀片和模具面的系统。所述系统可包括与驱动轴连接 并具有设置在第一侧的凹面的驱动轴适配器;切刀适配器;具有设置在第一侧的凸面的插 塞适配器；以及与切刀适配器相连并具有切割刀片的所述切刀头。在一些实施方式中，所述 切刀适配器可响应施加在所述切割刀片上的力而在所述驱 动轴适配器的所述凹面与所述 插塞适配器的所述凸面之间枢转。
[0020] 在一些实施方式中，所述切刀适配器可包括可滑动地与所述驱动轴适配器的所述 凹面相连接的凸面；以及可滑动地与所述插塞适配器的所述凸面相连接的凹面。在一些实 施方式中，本发明还可包括用于将扭矩从所述驱动轴适配器传递给所述切刀适配器的多个 对准销，并且所述对准销不妨碍所述切刀适配器枢转。在一些实施方式中，所述对准销可包 括进行了表面加硬处理和/或表面润滑处理的圆面。
[0021] 在一些实施方式中，所述驱动轴适配器的所述凹面和/或所述插塞适配器的所述 凸面可进行抛光、化学镀、电镀、等离子体涂布、PTFE涂布、复合金刚石涂布或PVD涂布中的 一个或多个处理。
[0022] 结合附图阅读以下说明书，将更加清楚本发明的这些以及其它的目的、特征和优 点。
【附图说明】
[0023] 图Ia和图Ib分别示出了根据本发明的一些实施方式的驱动轴适配器的前侧和后 侧的等距视图。
[0024] 图2a和图2b分别示出了根据本发明的一些实施方式的切刀适配器的前侧和后侧 的等距视图。
[0025]图3a和图3b分别示出了根据本发明的一些实施方式的一对准销的示意图和等距 视图。
[0026]图4a~4c分别示出了根据本发明的一些实施方式的半球形固定栓的示意图、俯视 图以及等距视图。
[0027]图5a示出了根据本发明的一些实施方式的自调心切割器轮毂系统的等距分解视 图。
[0028] 图5b示出了根据本发明的一些实施方式的切刀头和具有螺栓连接的法兰的切割 器轮毂的立体分解图。
[0029] 图6示出了安装在造粒机中的根据本发明的实施例的系统。
[0030] 图7a示出了根据本发明的一些实施方式的在平行位置的切刀轮毂总成的剖面图。
[0031] 图7b示出了根据本发明的一些实施方式的处于所述系统正在修正一个1°错位的 位置的切刀轮毂总成的剖面图。
【具体实施方式】
[0032] 本发明的实施方式涉及一种用于使切刀头与模具面适当对准安装的系统。所述系 统可使用一系列的互配的球面来提供改进的切割轮毂与模具面的对准。在一些实施方式 中，所述系统也可使用带有球形或椭圆形配合面的多个紧固件，以提供额外的对准。
[0033] 下文通过各种示例性实施方式进行说明，以便于理解本发明的各种实施方式的原 理和特征。尽管本发明的示例性实施例以用于造粒机上的对准切刀头的系统和方法进行了 详细说明，但应理解的是可考虑其它实施方式例如采用其它类型的需要对准的机械的实施 方式。因此，本发明的范围限定并不受以下描述或实施方式中记载的组件的构造和配置的 细节限定。本发明可有其它实施方式并且以各种方式进行实践和实施。此外，在示例性实施 例的描述中，为了表述清楚将使用特定的术语。
[0034] 还必须指出的是，除非上下文另有明确指示，否则说明书和所附权利要求书中所 使用的单数形式"一"，"一个"和"所述"包括指代多个。例如，提到一个组分也是指包括多个 组分的组合物。提到包含组合物的"一个"成分的组合物是指包括除已提到成分以外的其它 成分。
[0035] 此外，在示例性实施例的描述中，为了表述清楚将使用特定的术语。意在使每个术 语涵盖本领域技术人员理解的最广泛的含义，并且包括以类似方式操作以实现类似目的的 所有技术等同物。
[0036] 本文中的范围可表示如从"大约"或"近似"或"基本上"的一个特定值和/或到"大 约"或"近似"或"基本上"另一个特定值。当这样表示范围时，其它示例性实施方案包括从所 述一个特定值和/或到另一个特定值。
[0037] 使用"包括"或"含有"或"具有"是指组合物或制品或方法中至少存在已提到的化 合物、元素、颗粒或方法步骤，但不排除存在其它的化合物、材料、颗粒、方法步骤，即使其它 这样的化合物、材料、颗粒、方法步骤具有与已提到的化合物、材料、颗粒、方法步骤相同的 功能。
[0038] 也应当理解的是，提到的一个或多个方法步骤不排除额外的方法步骤或在那些明 确示出的步骤之间的中间方法步骤的存在。同样地，也可以理解的是，提到的在组合物中的 一个或多个成分并不排除那些明确示出的成分以外的成分的存在。
[0039] 所描述的组成本发明的各种元件的材料是说明性的而不是限制性的。具有与本文 描述的材料相同或类似功能的许多适合的材料包括在本发明的范围内。本文中未描述的其 它材料可包括但不限于例如在本发明的研发之后研发的材料。
[0040] 下文通过各种实施方式进行说明，以便于理解本发明的原理和特征。特别是本发 明的各种实施方式被描述为自调心切割轮毂，然而，本发明的一些实施方式可以适用于其 它情况，并且可考虑使用这些实施方式的实施方式。例如但不限于本发明的一些实施例可 以适用于各种类型的需要对准的机械设备，例如设置为切刀头靠近模具面的其它类型的切 刀机械设备。因此，本发明中通篇使用例如"造粒机"或"颗粒"或相关术语或成分，可以理解 的是其在本发明的各种实施方式中可替换为其它设备、实体，对象、成分或活动。
[0041] 下文中描述的构成本发明的各种元件的材料是说明性的而不是限制性的。具有与 本文描述的材料相同或类似功能的许多适合的材料包括在本发明的范围内。本文中未描述 的其它材料也包括但不限于例如在本发明的研发之后研发的材料。在各附图中所列出的任 何尺寸仅用于说明目的，而不是进行限制。可考虑其它尺寸和比例，并且其包括在本发明的 范围之内。
[0042] 如上所述，传统的对准方法存在的问题是它们通常或是笨重和/或昂贵或是不够 精确。因此，为了解决传统的系统和方法存在的缺点，本发明的实施例可以提供一种使切割 头与模具面对准的稳固而准确的装置。如下所述，所述系统可以使用许多球形或椭圆形面 来提供自调心切割头。通过这种方式，所述切割头可在机器重装时(例如，维护或维修）自动 地与所述模具面对准。
[0043] 如图Ia~2b所示，本发明的实施方式可包括驱动轴适配器100和切刀适配器200。 在一些实施方式中，所述驱动轴适配器100可包括一个凹球面105。所述驱动轴适配器100也 可包括多个安装螺栓孔110和第一多个对准销孔115。在一些实施方式中，所述对准销孔115 可包括椭圆形或半球形配合面115a，下文将进行充分的阐述。所述驱动轴适配器100也可以 包括安装孔120,其用于将所述驱动轴适配器100安装在驱动轴上，和/或将所述驱动轴适配 器100连接到插塞适配器400,如下所述。在一些实施方式中，所述安装孔120可以制有螺纹。 [0044] 在一些实施方式中，所述切刀适配器200可包括互配的凸球面205,可与所述驱动 轴适配器100上的凹面105相配合。当然，所述几何形状是任意的且凸/凹面可例如被互换。 在一些实施方式中，所述切刀适配器200也可以包括具有半球形或椭圆形配合面210a的第 二多个对准孔210。
[0045]在一些实施方式中，所述切刀适配器200也可包括外部螺纹面215,以使刀片轮毂 或切刀头或其它部件也可以安装在其上。在其它实施方式中，所述切刀适配器200可包括一 个螺栓凸缘或用于连接的其它装置。在一些实施方式中，所述切刀适配器200也可包括具有 半球形或椭圆形配合面220a的安装孔220。
[0046] 如图3a和3b所示，所述系统也可以包括多个对准销300。在一些实施方案中，所述 对准销300可以包括圆形或椭圆形头305,螺纹部分310以及肩部315。如图Ia所示，所述对准 销300可配置在设置在所述轴适配器100中的所述对准销孔115和设置在所述切刀适配器 200中的所述对准孔210中。在一些实施方式中，所述对准销300的所述圆面305可被调整以 适应所述对准孔115、210的所述配合面115a、21 Oa。
[0047] 在一些实施方式中，所述对准销300还可包括螺纹310,可旋入所述对准销孔115。 在其它实施方式中，所述对准销300可以例如但不限于压接、焊接、铸造或用粘合剂固定在 所述轴适配器100和/或所述切刀适配器200上。在其它实施方式中，所述轴适配器100(或切 刀适配器200)和所述对准销300可由一件金属铸造或锻造形成集成的或整体的对准销300 的轴适配器1〇〇(例如，所 述轴适配器100和销300可以被集成制造为一件铸造或锻造金属 件)。
[0048] 在一些实施方式中，所述对准销300可包括例如工具钢、不锈钢、耐热处理的不锈 钢或它们的组合。在其它实施方式中，所述对准销300可包括例如陶瓷、塑料、钛或碳化物的 材料。当然，所述对准销300可包括其它合适的材料并且不限于上述材料。
[0049] 在一些实施方式中，所述对准销300的所述圆形头305可在所述轴适配器100和所 述切刀适配器200间传递扭矩。以这种方式，所述销300的所述头305和/或肩315可进行表面 处理以改善润滑性和/或耐磨性。在一些实施方式中，所述表面处理可包括表面加硬处理， 其包括但不限于抛光、化学镀、电镀、等离子体涂布、复合金刚石涂布或PVD涂布、硬质氧化 或它们的组合。在其它实施方式中，所述表面处理可包括表面润滑处理，其包括但不限于抛 光、PTFE涂布、石墨、二硫化钼、六方氮化硼、二硫化钨或它们的组合。
[0050] 如图4a~4c所示，所述切刀适配器200可用插塞适配器400固定到所述驱动轴适配 器100上。所述插塞适配器400可包括与所述切刀适配器200的所述配合面220a相配合的球 形或椭圆形配合面405。所述插塞适配器400也可延伸穿过所述切刀适配器200的所述安装 孔220与所述驱动轴适配器连接，如下所述。
[0051 ] 在一些实施方式中，如图4a~4c所示，所述插塞适配器400可包括螺纹410，其与所 述驱动轴适配器100相匹配，连接所述插塞适配器400和所述驱动轴适配器100。在一些实施 方式中，如图5a所示，所述插塞适配器400可包括用于此目的的螺栓550。所述螺栓550可包 括使所述螺栓550被安装和紧固在所述驱动轴适配器100上的T 0rx'亚伦或其它适当的头 555。当然，在一些实施方式中，所述螺栓550也可以包括与所述驱动轴适配器100的螺纹部 分相匹配的螺纹部分560。在其它实施方式中，所述螺栓555可被压接或以其它方式保持在 所述驱动轴适配器100中。
[0052] 在一些实施方式中，所述插塞适配器400也可以包括0形环槽415，以容纳0形环565 (图5a)密封住润滑脂、油和其它产品并阻挡污染物。在一些实施方式中，所述插塞适配器还 可以包括一个套管或间隔件420,其尺寸和形状设置为准确地与所述切刀适配器200的所述 安装孔220连接。
[0053] 如图5a所示，所述组装系统500可包括一个切刀头505、所述切刀适配器200和所述 轴适配器100。因此，在一些实施方式中，所述轴适配器100可使用多个紧固件510栓接到驱 动轴或其它电源上。所述多个紧固件510可以是例如螺栓、螺钉、铆钉或销。在一些实施方式 中，所述紧固件510可以是埋在所述轴适配器100的所述面的内六角螺钉。
[0054] 所述轴适配器100还可包括多个对准销300。在一些实施方式中，所述对准销300可 包括螺纹310,并且可螺纹连接到所述轴适配器100上。在其它实施方式中，所述对准销300 可以压接、焊接或以其它方式固定到所述轴适配器100上。在其它实施方式中，所述对准销 300可与所述轴适配器100例如一体铸造或锻造（即所述对准销300和轴适配器100可以是一 体的）。在一些实施方式中，所述轴适配器100和切刀适配器200也可包括一个O形环槽515和 一个O形环520。在一些实施方式中，所述O形环520可在所述轴适配器100和所述切刀适配器 200之间形成密封，以防止油和润滑脂从所述系统500漏出，并防止水和残渣进入所述系统 500。所述O形环520也可在所述轴适配器100与所述切刀适配器200之间提供一些弹性以使 二者略微枢转。
[0055] 在一些实施方式中，所述切刀适配器200可用所述紧固件和插塞适配器400固定到 所述轴适配器100上。在一些实施方式中，所述切刀适配器200的外表面可包括螺纹215。以 这种方式，切刀头505可以包括互配的螺纹505a以可与所述切刀适配器200螺纹接合。在其 它实施方案中，所述切刀头505可以栓接、压接、钎焊、焊接或以其它方式固定在所述切刀适 配器200上。在另外的其它实施方式中，所述切刀适配器200和切刀头505可例如铸造或锻造 成一个部件（即所述切刀适配器200和切刀头505可以是一个整体件）。
[0056]在其它实施方式中，如图5b所示，所述切刀头505可包括一个具有安装孔585的安 装法兰580，并且所述切刀适配器200可包括多个匹配安装孔590。以这种方式，所述切刀头 505可安装到使用紧固件595例如但不限于螺栓、铆钉或销的所述切刀适配器200上。
[0057] 在一些实施方式中，所述切刀头部505还可包括可拆除/可更换的切割刀片505b。 这可根据需要拆除和更换所述刀片505b和/或使其变锋利。在一些实施方式中，所述刀片 505b可用一个或多个紧固件505c连接到所述切刀头505上。在其它实施方式中，所述刀片 505b可与集成、连接、钉入、楔入或以其它方式固定到所述切刀头505上。
[0058] 所述切刀适配器200、切刀头505和轴适配器100可以由例如但不限于工具钢、不锈 钢、耐热处理的不锈钢或它们的组合制成。在其它示例性实施方式中，所述切刀适配器200、 切刀头505和轴适配器100可由陶瓷、塑料、钛或碳化物材料制成。当然，所述切刀适配器 200、切刀头505和轴适配器100也可由其它材料制成，并且绝不限于上述材料。在一些实施 方式中，可对所述球面105、205、305和405进行改善润滑性和/或耐磨性的表面处理，例如抛 光、化学镀、电镀、等离子体涂布、PTFE涂布、复合金刚石涂布或PVD涂布。
[0059]在其它实施方式中，上述表面处理可以包括一道、两道和潜在的多道工艺，其包括 但不限于清洗、酸浸、酸洗、碱洗、渗氮、碳氮共渗、电镀、化学镀、包括高速应用的火焰喷涂、 热喷涂、等离子喷涂、烧结、浸渍涂布、粉料涂覆、真空沉积、化学气相沉积、物理气相沉积、 溅射技术、喷雾涂布以及利用热、辐射和/或光引发剂固化技术的反应性涂布、渗氮、碳氮共 渗、磷化，并且在其上形成一个或多个层。利用这些工艺的应用材料可以包括金属、无机氧 化物、无机碳化物、无机氮化物、无机碳氮化物、腐蚀抑制剂、牺牲电极以及包括聚氨酯和氟 代乙烷、聚烯烃和代聚烯烃、聚酯、聚酰胺、含氟聚合物、聚碳酸酯聚缩醛、聚硫化物、聚砜、 聚酰胺酰亚胺、聚醚、聚醚酮、硅树脂等的聚合物。
[0060] 图6示出了安装在造粒机600中的所述系统500。所述造粒机600包括流动的熔融塑 料650或其它材料，流过模具620,然后通过在模具面625中的一系列挤出孔655挤出。当所述 材料650被挤出时，所述切刀刀片505b将所述挤出的塑料650的条带切割成均匀的颗粒。然 后所述颗粒进入冷却水流660并在其中固化成大致理想的颗粒。
[0061] 驱动轴615和电源610可通过多个紧固件510与所述轴适配器100连接。然后，电力 可经由具有圆形头305的多个对准销300从所述轴适配器100传输到所述切刀适配器200。在 一些实施方式中，所述切刀适配器200可将电力传递到所述切刀头505。
[0062] 用于连接所述系统500的所述组件的所述半球形、球形或椭圆形面105、205、305和 405相结合，以提供一系统500,其使所述切刀适配器200枢转运动几度，以使所述切刀刀片 505b与所述模具面625自动对准。如上所述，这个自调心功能使所述切刀刀片505b以基本平 行于所述模具面625的方式运转，这减少了所述刀片505b和所述模具面625的磨损。这减少 了维护和零件的成本，并且使颗粒的几何形状更一致。当然，所述系统也可用在需要使所述 切割刀片和模具面(或其它切割面)对准的其它的机器。
[0063]图7a示出了处于平行位置的所述系统500。换句话说，如果组装了所述系统500,且 所述切刀头505和所述模具面625之间没有错位，则无调整的必要。然而，如图7b所示，如果 组装了所述系统500,且所述切刀头505和所述模具面625之间存在略微的错位，则所述系统 500自动倾斜以重新对准所述切刀头505和所述模具面625。如图所示，所述切刀头505可以 在所述曲面105、205、305和405上枢转，同时所述0形环520在一边上略微压缩而另一边略微 展开 。这使得所述系统500根据需要枢转，同时仍然被密封。
[0064] 在一些实施方式中，所述系统可在任意方向枢转达5度。在其它实施方式中，所述 系统在任意方向枢转达2度。在另外的其它实施方式中，所述系统可在任意方向枢转达1度。 可为不同的情况提供或多或少的移动并且其呈现出在精度和灵活性之间的平衡。
[0065] 虽然上面公开了几个可能的实施方式，但本发明的实施方式并不局限于此。例如， 虽然公开了所述切刀适配器200、切刀头505以及轴适配器100用材料的几种可能的构成，但 可以在不脱离的本发明的所述实施方式的精神的条件下选择其它合适的材料以及它们的 组合。此外，根据例如正在制造的材料和/或空间或功率的限制导致需要微小改变的特定的 造粒机(或其它机器）、工厂或应用，可改变用于本发明的实施方式的各种特征的定位和配 置。这样的改变包括在本发明的范围之内。
[0066] 所述特定的设置、材料的选择以及各种元件的尺寸和形状可根据按照本发明的原 理构成的设备、系统或方法所需的特定的设计规格或限制而改变。这样的变化包括在本发 明的范围之内。因此，本发明的实施方式全部被认为是说明性的而不是限制性的。本发明的 范围由所附权利要求书限定，并且包括与其等效的含义和范围，而非由前面的说明限定。
【主权项】
1. 一种系统，包括： 具有第一侧和第二侧的驱动轴适配器并包括： 设置在所述第一侧上的第一多个对准孔；以及 设置在所述第一侧上的凹面； 具有第一侧和第二侧的切刀适配器并包括： 设置在所述第二侧上的第二多个对准孔；以及 设置在所述第二侧上的凸面；以及 多个对准销，其每个都具有第一端和第二端，每个所述第一端都包括尺寸和形状设置 为可滑动地与所述第一多个对准孔和所述第二多个对准孔接合的圆面； 其中，所述切刀适配器可在所述凸面、凹面以及所述多个对准销上的所述圆面上枢转 以对准所述切刀适配器和模具面。2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括： 设置在所述切刀适配器的所述第一侧的凹面；以及 插塞适配器，其包括形状和尺寸设置为可滑动地与所述切刀适配器的所述第一侧上的 所述凹面接合的凸面，所述插塞适配器进一步设置为与所述驱动轴适配器接合。3. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于： 所述驱动轴适配器的所述凹面、所述切刀适配器的所述凸面、所述切刀适配器的所述 凹面以及所述插塞适配器的所述凸面中的一个或多个进行抛光、化学镀、电镀、等离子体涂 布、PTFE涂布、复合金刚石涂布或PVD涂布中的一个或多个表面处理。4. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于： 所述插塞适配器还包括配置在所述凸面上的第一密封槽；以及 适配器密封件，用于密封所述插塞适配器的所述凸面以及所述切刀适配器的所述第一 侧上的所述凹面。5. 根据权利要求4所述的系统，其特征在于： 所述适配器密封件是0形环。6. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于： 所述切刀适配器还包括设置在所述切刀适配器的外周边上的第一螺纹面；以及 环形切刀头，其包括设置在外周边面上的多个切割刀片以及可与设置在所述切刀适配 器的所述外周边面上的所述第一螺纹面螺纹接合的、设置在内周边面上的第二螺纹面。7. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于： 所述多个切割刀片每个都还包括一个或多个安装紧固件，其可拆卸地连接所述多个切 割刀片和所述环形切刀头。8. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括： 设置在所述驱动轴适配器的所述第一侧的第一槽； 设置在所述切刀适配器的所述第二侧的第二槽；以及 第一密封件，其用于将所述驱动轴适配器的所述第一面密封于所述切刀适配器的所述 第二面。9. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括： 所述多个对准销的每个的所述第二端包括螺纹，用于将所述驱动轴适配器和所述切刀 适配器螺纹接合。10. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括： 与所述切刀适配器连接的切刀头，其中施加在所述切刀头上的力使所述切刀适配器枢 转。11. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于： 所述多个对准销上的所述圆面包括表面加硬处理和/或表面润滑处理。12. -种系统，其特征在于，包括： 电源； 具有第一端和第二端的驱动轴，所述第一端与所述电源可拆卸地连接； 具有第一侧和第二侧的驱动轴适配器，所述第一侧与所述驱动轴的所述第二端可拆卸 地连接，所述驱动轴适配器包括： 设置在所述第二侧上的第一多个对准孔；以及 设置在所述第二侧上的凹面； 具有第一侧和第二侧的切刀适配器，其包括： 设置在所述第一侧的第二多个对准孔；以及 设置在所述第一侧的凸面；以及 具有第一端和第二端的多个对准销，所述第一端的每个都具有可滑动地与一个或多个 所述第一多个对准孔和所述第二多个对准孔接合的圆面； 其中所述切刀适配器在所述凸面、凹面以及所述多个对准销上的圆面上枢转。13. 根据权利要求12所述的系统，其特征在于，还包括： 具有多个挤出孔的模具面； 与所述切刀适配器相连接的切刀头，其具有切割刀片； 其中，所述切刀适配器枢转使所述切割刀片与所述模具面对准为平行排列。14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于： 所述切割刀片接触所述模具面并且由此产生的力使所述切刀适配器枢转。15. 根据权利要求12所述的系统，其特征在于： 所述切刀适配器还包括设置在所述切刀适配器的外周边上的第一螺纹面；以及 环形切刀头，其包括设置在外周边面上的多个切割刀片以及可与设置在所述切刀适配 器的所述外周边面上的所述第一螺纹面螺纹接合的、设置在内周边面上的第二螺纹面； 其中，所述切刀适配器枢转使所述多个切割刀片与所述模具面对准为平行排列。16.根据权利要求12所述的系统，其特征在于： 所述驱动轴适配器和所述多个对准销是一体制造的。17.根据权利要求12所述的系统，其特征在于： 所述多个对准销上的所述圆面包括表面加硬处理。18.根据权利要求12所述的系统，其特征在于： 所述多个对准销上的所述圆面包括表面润滑处理19.根据权利要求12所述的系统，其特征在于： 所述驱动轴适配器的所述凹面、所述切刀适配器的所述凸面中的一个或多个进行抛 光、化学镀、电镀、等离子体涂布、PTFE涂布、复合金刚石涂布或PVD涂布中的一个或多个表 面处理。20. -种用于对准切割刀片和模具面的系统，其包括： 与驱动轴连接的驱动轴适配器，其具有设置在第一侧上的凹面； 切刀适配器； 具有设置在第一侧上的凸面的插塞适配器； 与所述切刀适配器相连的切刀头，其具有切割刀片； 其中，所述切刀适配器在所述驱动轴适配器的所述凹面和所述插塞适配器的所述凸面 之间枢转以响应施加在所述切割刀片上的力。21. 根据权利要求20所述的系统，其特征在于： 所述切刀适配器包括可滑动地与所述驱动轴适配器的所述凹面接合的凸面以及可滑 动地与所述插塞适配器的所述凸面结合的凹面。22. 根据权利要求20所述的系统，其特征在于，还包括： 多个对准销，其用于将扭矩从所述驱动轴适配器传递到所述切刀适配器，其中所述对 准销不妨碍所述切刀适配器枢转。23.根据权利要求22所述的系统，其特征在于： 所述对准销包括进行表面加硬处理和/或表面润滑处理的圆面。24.根据权利要求20所述的系统，其特征在于： 所述驱动轴适配器的所述凹面和所述插塞适配器的所述凸面中的一个或多个进行抛 光、化学镀、电镀、等离子体涂布、PTFE涂布、复合金刚石涂布或PVD涂布中的一个或多个表 面处理。
【专利摘要】本发明公开了一种可使切刀头枢转以更好地与切割面或模具对准的系统。所述系统包括通过多个圆形、球形、椭圆形面相匹配的切刀轮毂和驱动轴轮毂，以使所述切刀轮毂相对于所述驱动轴轮毂枢转。所述系统可包括多个对准销，其具有球面以将扭矩从所述驱动轴传递到所述切刀轮毂。所述系统也可包括切刀头，其可包括多个切割刀片。所述系统可用于需要使所述切割头与所述切割模具(或其它切割面)对准的切刀机械装置例如造粒机中。
【IPC分类】B29C47/08, B29B9/06, B29C47/00
【公开号】CN105492176
【申请号】CN201480045805
【发明人】迈克尔·A·福瑞德雷
【申请人】戈拉工业公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月19日
【公告号】EP3036075A1, US20150056322, WO2015026758A1
【专利说明】
[0001]相关申请的交叉引用
[0002] 根据《美国法典》第35篇第119(e)条的规定，本申请主张享有于2013年8月20日提 交的、名为"切割轮毂总成的自调心用装置"的美国临时申请No. 61/867，901的权益，前述申 请的全部内容和实质通过引用整体地结合于本文中，全部如下。
技术领域
[0003] 本发明的实施方式涉及一种在造粒机中使用的自调心切割轮毂且尤其涉及一种 自调心切割轮毂总成，其上的刀片与造粒机的挤压模具板的模具面正确对齐。
【背景技术】
[0004] 用于造粒的水下造粒机通常使用有孔的挤压模具，从所述孔挤出熔融聚合物。特 别是所述熔融聚合物从模具面挤出，其中安装在可旋转切刀轮毂上的切刀刀片将塑料"条 料"切成颗粒。所述切刀轮毂通常由驱动轴驱动。所述切刀刀片(从而轮毂)优选对准为使所 述刀片本身与所述模具面大致平行。在所述方式中，所述颗粒形状大致均匀，即由于未对 准，来自模具面第一侧的颗粒不大于来自模具面第二侧的颗粒。
[0005] 结果，理想的是保持所述切刀刀片和模具面呈适当的对准关系，以便位于旋转切 刀轮毂上的所述刀片的切刀边缘与所述模具面以非常接近平行的关系移动。这种接近平行 的关系使得塑料线材从挤压模具板中的孔排出时所述刀片可以有效地将挤出的塑料切成 颗粒。如上所述，平行对准也使得可生产大致均匀的颗粒。此外，适当的对准防止切刀刀片 和/或模具板面因二者之间的过盈而产生不必要的磨损以及轴承和轴上不必要的侧向负 载。
[0006] 理想的是切刀头与模具板分离设置以便可例如但不限于进行清洁和维护、刀片更 换和检查。但在重装时所述切刀头必须重新与所述模具面对准。传统的结构通常依靠手动 对准切刀与模具面。不幸的是每次手动对准切刀头，所检修的机器都需要一名熟练工人、一 定的时间以及昂贵且复杂的校准设备。
[0007] 因此就需要一种系统和方法来简单并可靠地提供切刀头和模具板的精确对准。所 述系统应提供良好的可维护性和功能且设备和维护费用低廉。本发明的实施方式主要涉及 这样一种系统。
【发明内容】
[0008] 本发明的实施方式可包括造粒机或其它工业机械使用的切刀轮毂总成。所述系统 可提供精确而简单的切刀轮毂和模具板的对准。所述系统可用在例如但不限于水下、水环 以及干法表面造粒机上。所述切刀轮毂总成可具有在所述切刀轮毂和所述轮毂用驱动轴之 间的、使所述切刀可万向枢转运动的自调心驱动连接，以及所述驱动轴和所述轮毂之间的 驱动连接。
[0009] 所述自调心轮毂总成可包括设置在驱动轴端部的轴适配器，其具有凹形球面。所 述自调心轮毂总成也可包括多个销，所述销具有传递扭矩用的细长椭圆形或圆形表面。所 述系统还可包括切割轮毂适配器，所述切割轮毂适配器具有凸起球面，其与轴适配器的凹 形球面相匹配；以及细长椭圆形销用凹槽，其用于为所述轮毂的转动传递扭矩。所述切割轮 毂适配器还可以包括位于轴适配器的相反侧的凹形球面，用于可滑动地与球形夹持插塞接 合。所述球形夹持插塞的凸起球面尺寸和形状设置为可滑动地与切割轮毂适配器的凹形球 面接合。球形夹持插塞可以通过紧固件如内六角螺钉或一体机加工螺纹而保持在总成中。
[0010] 本发明的实施方式可包括一种系统，所述系统包括具有第一侧和第二侧的驱动轴 适配器。所述驱动轴适配器可以包括配置在第一侧上的第一多个对准孔；以及配置在所述 第一侧上的凹面。所述驱动轴适配器还可以包括具有第一侧和第二侧的切刀适配器，并且 所述切刀适配器可包括配置在第二侧上的第二多个对准孔以及配置在所述第二侧上的凸 面。在一些实施方式中，本发明还可以包括多个对准销，每个对准销都具有第一端和第二 端，并且每个第一端都包括一个圆面，其尺寸和形状设置为可滑动地与一个或多个第一多 个对准孔和第二多个对准孔接合。在一些实施方式中，切刀适配器可在凸面、凹面、多个对 准销上的圆面上枢转，使切刀适配器与模具面对准。
[0011] 在一些实施方式中，凹面可以设置在所述切刀适配器的所述第一侧。在一些实施 方式中，一个具有尺寸和形状设置为可滑动地与所述切刀适配器的所述第一侧上的所述凹 面接合的凸面的插塞适配器可与所述驱动轴适配器接合。
[0012] 在一些实施方式中，所述驱动轴适配器的一个或多个所述凹面、所述切刀适配器 的所述凸面、所述切刀适配器的所述凹面以及插塞适配器的所述凸面的表面可进行抛光、 化学镀、电镀、等离子体涂布、PTFE涂布、复合金刚石涂布或PVD涂布中的一个或多个处理。 在一些实施方式中，所述插塞适配器还可包括设置在所述凸面上的第一密封槽、密封所述 插塞适配器的凸面的适配器密封件以及位于所述切刀适配器的所述第一侧上的所述凹面。 在一些实施方式中，适配器密封件可以是0形环。
[0013] 在一些实施方式中，所述切刀适配器还可包括设置在所述切刀适配器的外周边上 的第一螺纹面，并且可具有环形切刀头，其可包括设置在外周边面上的多个切割刀片以及 设置在可与所述切刀适配器的所述外周边的所述第一螺纹面螺纹啮合的内周边面上的第 二螺纹面。在一些实施方式中，多个切割刀片中的每一个还可包括一个或多个安装紧固件， 其可拆卸地使所述多个切割刀片与环形切刀头连接。
[0014] 在一些实施方式中，本发明还可包括设置在所述驱动轴适配器的所述第一侧的第 一槽;设置在所述切刀适配器的所述第二侧的第二槽；以及用于使所述驱动轴适配器的所 述第一面密封于所述切刀适配器的所述第二面的第一密封件。在一些实施方式中，多个对 准销中的每个的所述第二端都包括用于与所述驱动轴适配器或所述切刀适配器螺纹连接 的螺纹。
[0015] 在一些实施方式中，切刀头可与所述切刀适配器连接，并且施加在所述切刀头的 力可使所述切刀适配器枢转。在一些实施方式中，所述多个对准销上的圆面包括表面加硬 处理和/或表面润滑处理。
[0016] 本发明的实施方式还可包括一种系统，其包括电源;具有第一端和第二端的驱动 轴，所述第一端可拆卸地连接到电源；以及具有第一侧和第二侧的驱动轴适配器，所述第一 侧可拆卸地连接到所述驱动轴的所述第二端。在一些实施方式中，所述驱动轴适配器可以 包括设置在所述第二侧上的第一多个对准孔；以及设置在所述第二侧上的凹面。在一些实 施方式中，本发明还可包括具有第一侧和第二侧的切刀适配器。所述切刀适配器可包括设 置在所述第一侧上的第二多个对准孔和设置在所述第一侧的凸面。在一些实施方式中，多 个对准销每个都具有第一端和第二端，每个所述第一端包括可滑动地与一个或多个第一多 个对准孔和第二多个对准孔接合的圆面。在一些实施方式中，所述切刀适配器可在凸面、凹 面以及多个对准销上的圆面上枢转。
[0017] 在一些实施方式中，本发明还可包括:模具面，其包括多个挤出孔；以及与所述切 刀适配器连接的切刀头，其包括切割刀片；并且所述切刀适配器可枢转以使所述切割刀片 与所述模具面对准为平行排列。在一些实施方式中，切割刀片可接触所述模具面，并且由此 产生的力可使所述切刀适配器枢转。
[0018] 在一些实施方式中，所述切刀适配器还可包括:设置在所述切刀适配器的外周边 的第一螺纹面；以及环形切刀头，其具有设置在外周边面上的多个切割刀片以及可与所述 切刀适配器的所述外周边上的所述第一螺纹面螺纹啮合的设置在内周边面上的第二螺纹 面，并且所述切刀适配器可枢转以使所述多个切割刀片与所述模具面对准为平行排列。
[0019] 在一些实施方式中，所述驱动轴适配器和所述多个对准销是一体制造的。在一些 实施方式中，所述多个对准销上的所述圆面包括表面加硬处理。在一些实施方式中，所述多 个对准销上的所述圆面包括表面润滑处理。在一些实施方式中，所述驱动轴适配器的所述 凹面和/或所述切刀适配器的所述凸面进行抛光、化学镀、电镀、等离子体涂布、PTFE(聚四 氟乙烯)喷涂、复合金刚石涂布或PVD(物理气相沉积)喷涂中的一个或多个处理。本发明的 实施方式还可包括一种用于对准切割刀片和模具面的系统。所述系统可包括与驱动轴连接 并具有设置在第一侧的凹面的驱动轴适配器;切刀适配器;具有设置在第一侧的凸面的插 塞适配器；以及与切刀适配器相连并具有切割刀片的所述切刀头。在一些实施方式中，所述 切刀适配器可响应施加在所述切割刀片上的力而在所述驱 动轴适配器的所述凹面与所述 插塞适配器的所述凸面之间枢转。
[0020] 在一些实施方式中，所述切刀适配器可包括可滑动地与所述驱动轴适配器的所述 凹面相连接的凸面；以及可滑动地与所述插塞适配器的所述凸面相连接的凹面。在一些实 施方式中，本发明还可包括用于将扭矩从所述驱动轴适配器传递给所述切刀适配器的多个 对准销，并且所述对准销不妨碍所述切刀适配器枢转。在一些实施方式中，所述对准销可包 括进行了表面加硬处理和/或表面润滑处理的圆面。
[0021] 在一些实施方式中，所述驱动轴适配器的所述凹面和/或所述插塞适配器的所述 凸面可进行抛光、化学镀、电镀、等离子体涂布、PTFE涂布、复合金刚石涂布或PVD涂布中的 一个或多个处理。
[0022] 结合附图阅读以下说明书，将更加清楚本发明的这些以及其它的目的、特征和优 点。
【附图说明】
[0023] 图Ia和图Ib分别示出了根据本发明的一些实施方式的驱动轴适配器的前侧和后 侧的等距视图。
[0024] 图2a和图2b分别示出了根据本发明的一些实施方式的切刀适配器的前侧和后侧 的等距视图。
[0025]图3a和图3b分别示出了根据本发明的一些实施方式的一对准销的示意图和等距 视图。
[0026]图4a~4c分别示出了根据本发明的一些实施方式的半球形固定栓的示意图、俯视 图以及等距视图。
[0027]图5a示出了根据本发明的一些实施方式的自调心切割器轮毂系统的等距分解视 图。
[0028] 图5b示出了根据本发明的一些实施方式的切刀头和具有螺栓连接的法兰的切割 器轮毂的立体分解图。
[0029] 图6示出了安装在造粒机中的根据本发明的实施例的系统。
[0030] 图7a示出了根据本发明的一些实施方式的在平行位置的切刀轮毂总成的剖面图。
[0031] 图7b示出了根据本发明的一些实施方式的处于所述系统正在修正一个1°错位的 位置的切刀轮毂总成的剖面图。
【具体实施方式】
[0032] 本发明的实施方式涉及一种用于使切刀头与模具面适当对准安装的系统。所述系 统可使用一系列的互配的球面来提供改进的切割轮毂与模具面的对准。在一些实施方式 中，所述系统也可使用带有球形或椭圆形配合面的多个紧固件，以提供额外的对准。
[0033] 下文通过各种示例性实施方式进行说明，以便于理解本发明的各种实施方式的原 理和特征。尽管本发明的示例性实施例以用于造粒机上的对准切刀头的系统和方法进行了 详细说明，但应理解的是可考虑其它实施方式例如采用其它类型的需要对准的机械的实施 方式。因此，本发明的范围限定并不受以下描述或实施方式中记载的组件的构造和配置的 细节限定。本发明可有其它实施方式并且以各种方式进行实践和实施。此外，在示例性实施 例的描述中，为了表述清楚将使用特定的术语。
[0034] 还必须指出的是，除非上下文另有明确指示，否则说明书和所附权利要求书中所 使用的单数形式"一"，"一个"和"所述"包括指代多个。例如，提到一个组分也是指包括多个 组分的组合物。提到包含组合物的"一个"成分的组合物是指包括除已提到成分以外的其它 成分。
[0035] 此外，在示例性实施例的描述中，为了表述清楚将使用特定的术语。意在使每个术 语涵盖本领域技术人员理解的最广泛的含义，并且包括以类似方式操作以实现类似目的的 所有技术等同物。
[0036] 本文中的范围可表示如从"大约"或"近似"或"基本上"的一个特定值和/或到"大 约"或"近似"或"基本上"另一个特定值。当这样表示范围时，其它示例性实施方案包括从所 述一个特定值和/或到另一个特定值。
[0037] 使用"包括"或"含有"或"具有"是指组合物或制品或方法中至少存在已提到的化 合物、元素、颗粒或方法步骤，但不排除存在其它的化合物、材料、颗粒、方法步骤，即使其它 这样的化合物、材料、颗粒、方法步骤具有与已提到的化合物、材料、颗粒、方法步骤相同的 功能。
[0038] 也应当理解的是，提到的一个或多个方法步骤不排除额外的方法步骤或在那些明 确示出的步骤之间的中间方法步骤的存在。同样地，也可以理解的是，提到的在组合物中的 一个或多个成分并不排除那些明确示出的成分以外的成分的存在。
[0039] 所描述的组成本发明的各种元件的材料是说明性的而不是限制性的。具有与本文 描述的材料相同或类似功能的许多适合的材料包括在本发明的范围内。本文中未描述的其 它材料可包括但不限于例如在本发明的研发之后研发的材料。
[0040] 下文通过各种实施方式进行说明，以便于理解本发明的原理和特征。特别是本发 明的各种实施方式被描述为自调心切割轮毂，然而，本发明的一些实施方式可以适用于其 它情况，并且可考虑使用这些实施方式的实施方式。例如但不限于本发明的一些实施例可 以适用于各种类型的需要对准的机械设备，例如设置为切刀头靠近模具面的其它类型的切 刀机械设备。因此，本发明中通篇使用例如"造粒机"或"颗粒"或相关术语或成分，可以理解 的是其在本发明的各种实施方式中可替换为其它设备、实体，对象、成分或活动。
[0041] 下文中描述的构成本发明的各种元件的材料是说明性的而不是限制性的。具有与 本文描述的材料相同或类似功能的许多适合的材料包括在本发明的范围内。本文中未描述 的其它材料也包括但不限于例如在本发明的研发之后研发的材料。在各附图中所列出的任 何尺寸仅用于说明目的，而不是进行限制。可考虑其它尺寸和比例，并且其包括在本发明的 范围之内。
[0042] 如上所述，传统的对准方法存在的问题是它们通常或是笨重和/或昂贵或是不够 精确。因此，为了解决传统的系统和方法存在的缺点，本发明的实施例可以提供一种使切割 头与模具面对准的稳固而准确的装置。如下所述，所述系统可以使用许多球形或椭圆形面 来提供自调心切割头。通过这种方式，所述切割头可在机器重装时(例如，维护或维修）自动 地与所述模具面对准。
[0043] 如图Ia~2b所示，本发明的实施方式可包括驱动轴适配器100和切刀适配器200。 在一些实施方式中，所述驱动轴适配器100可包括一个凹球面105。所述驱动轴适配器100也 可包括多个安装螺栓孔110和第一多个对准销孔115。在一些实施方式中，所述对准销孔115 可包括椭圆形或半球形配合面115a，下文将进行充分的阐述。所述驱动轴适配器100也可以 包括安装孔120,其用于将所述驱动轴适配器100安装在驱动轴上，和/或将所述驱动轴适配 器100连接到插塞适配器400,如下所述。在一些实施方式中，所述安装孔120可以制有螺纹。 [0044] 在一些实施方式中，所述切刀适配器200可包括互配的凸球面205,可与所述驱动 轴适配器100上的凹面105相配合。当然，所述几何形状是任意的且凸/凹面可例如被互换。 在一些实施方式中，所述切刀适配器200也可以包括具有半球形或椭圆形配合面210a的第 二多个对准孔210。
[0045]在一些实施方式中，所述切刀适配器200也可包括外部螺纹面215,以使刀片轮毂 或切刀头或其它部件也可以安装在其上。在其它实施方式中，所述切刀适配器200可包括一 个螺栓凸缘或用于连接的其它装置。在一些实施方式中，所述切刀适配器200也可包括具有 半球形或椭圆形配合面220a的安装孔220。
[0046] 如图3a和3b所示，所述系统也可以包括多个对准销300。在一些实施方案中，所述 对准销300可以包括圆形或椭圆形头305,螺纹部分310以及肩部315。如图Ia所示，所述对准 销300可配置在设置在所述轴适配器100中的所述对准销孔115和设置在所述切刀适配器 200中的所述对准孔210中。在一些实施方式中，所述对准销300的所述圆面305可被调整以 适应所述对准孔115、210的所述配合面115a、21 Oa。
[0047] 在一些实施方式中，所述对准销300还可包括螺纹310,可旋入所述对准销孔115。 在其它实施方式中，所述对准销300可以例如但不限于压接、焊接、铸造或用粘合剂固定在 所述轴适配器100和/或所述切刀适配器200上。在其它实施方式中，所述轴适配器100(或切 刀适配器200)和所述对准销300可由一件金属铸造或锻造形成集成的或整体的对准销300 的轴适配器1〇〇(例如，所 述轴适配器100和销300可以被集成制造为一件铸造或锻造金属 件)。
[0048] 在一些实施方式中，所述对准销300可包括例如工具钢、不锈钢、耐热处理的不锈 钢或它们的组合。在其它实施方式中，所述对准销300可包括例如陶瓷、塑料、钛或碳化物的 材料。当然，所述对准销300可包括其它合适的材料并且不限于上述材料。
[0049] 在一些实施方式中，所述对准销300的所述圆形头305可在所述轴适配器100和所 述切刀适配器200间传递扭矩。以这种方式，所述销300的所述头305和/或肩315可进行表面 处理以改善润滑性和/或耐磨性。在一些实施方式中，所述表面处理可包括表面加硬处理， 其包括但不限于抛光、化学镀、电镀、等离子体涂布、复合金刚石涂布或PVD涂布、硬质氧化 或它们的组合。在其它实施方式中，所述表面处理可包括表面润滑处理，其包括但不限于抛 光、PTFE涂布、石墨、二硫化钼、六方氮化硼、二硫化钨或它们的组合。
[0050] 如图4a~4c所示，所述切刀适配器200可用插塞适配器400固定到所述驱动轴适配 器100上。所述插塞适配器400可包括与所述切刀适配器200的所述配合面220a相配合的球 形或椭圆形配合面405。所述插塞适配器400也可延伸穿过所述切刀适配器200的所述安装 孔220与所述驱动轴适配器连接，如下所述。
[0051 ] 在一些实施方式中，如图4a~4c所示，所述插塞适配器400可包括螺纹410，其与所 述驱动轴适配器100相匹配，连接所述插塞适配器400和所述驱动轴适配器100。在一些实施 方式中，如图5a所示，所述插塞适配器400可包括用于此目的的螺栓550。所述螺栓550可包 括使所述螺栓550被安装和紧固在所述驱动轴适配器100上的T 0rx'亚伦或其它适当的头 555。当然，在一些实施方式中，所述螺栓550也可以包括与所述驱动轴适配器100的螺纹部 分相匹配的螺纹部分560。在其它实施方式中，所述螺栓555可被压接或以其它方式保持在 所述驱动轴适配器100中。
[0052] 在一些实施方式中，所述插塞适配器400也可以包括0形环槽415，以容纳0形环565 (图5a)密封住润滑脂、油和其它产品并阻挡污染物。在一些实施方式中，所述插塞适配器还 可以包括一个套管或间隔件420,其尺寸和形状设置为准确地与所述切刀适配器200的所述 安装孔220连接。
[0053] 如图5a所示，所述组装系统500可包括一个切刀头505、所述切刀适配器200和所述 轴适配器100。因此，在一些实施方式中，所述轴适配器100可使用多个紧固件510栓接到驱 动轴或其它电源上。所述多个紧固件510可以是例如螺栓、螺钉、铆钉或销。在一些实施方式 中，所述紧固件510可以是埋在所述轴适配器100的所述面的内六角螺钉。
[0054] 所述轴适配器100还可包括多个对准销300。在一些实施方式中，所述对准销300可 包括螺纹310,并且可螺纹连接到所述轴适配器100上。在其它实施方式中，所述对准销300 可以压接、焊接或以其它方式固定到所述轴适配器100上。在其它实施方式中，所述对准销 300可与所述轴适配器100例如一体铸造或锻造（即所述对准销300和轴适配器100可以是一 体的）。在一些实施方式中，所述轴适配器100和切刀适配器200也可包括一个O形环槽515和 一个O形环520。在一些实施方式中，所述O形环520可在所述轴适配器100和所述切刀适配器 200之间形成密封，以防止油和润滑脂从所述系统500漏出，并防止水和残渣进入所述系统 500。所述O形环520也可在所述轴适配器100与所述切刀适配器200之间提供一些弹性以使 二者略微枢转。
[0055] 在一些实施方式中，所述切刀适配器200可用所述紧固件和插塞适配器400固定到 所述轴适配器100上。在一些实施方式中，所述切刀适配器200的外表面可包括螺纹215。以 这种方式，切刀头505可以包括互配的螺纹505a以可与所述切刀适配器200螺纹接合。在其 它实施方案中，所述切刀头505可以栓接、压接、钎焊、焊接或以其它方式固定在所述切刀适 配器200上。在另外的其它实施方式中，所述切刀适配器200和切刀头505可例如铸造或锻造 成一个部件（即所述切刀适配器200和切刀头505可以是一个整体件）。
[0056]在其它实施方式中，如图5b所示，所述切刀头505可包括一个具有安装孔585的安 装法兰580，并且所述切刀适配器200可包括多个匹配安装孔590。以这种方式，所述切刀头 505可安装到使用紧固件595例如但不限于螺栓、铆钉或销的所述切刀适配器200上。
[0057] 在一些实施方式中，所述切刀头部505还可包括可拆除/可更换的切割刀片505b。 这可根据需要拆除和更换所述刀片505b和/或使其变锋利。在一些实施方式中，所述刀片 505b可用一个或多个紧固件505c连接到所述切刀头505上。在其它实施方式中，所述刀片 505b可与集成、连接、钉入、楔入或以其它方式固定到所述切刀头505上。
[0058] 所述切刀适配器200、切刀头505和轴适配器100可以由例如但不限于工具钢、不锈 钢、耐热处理的不锈钢或它们的组合制成。在其它示例性实施方式中，所述切刀适配器200、 切刀头505和轴适配器100可由陶瓷、塑料、钛或碳化物材料制成。当然，所述切刀适配器 200、切刀头505和轴适配器100也可由其它材料制成，并且绝不限于上述材料。在一些实施 方式中，可对所述球面105、205、305和405进行改善润滑性和/或耐磨性的表面处理，例如抛 光、化学镀、电镀、等离子体涂布、PTFE涂布、复合金刚石涂布或PVD涂布。
[0059]在其它实施方式中，上述表面处理可以包括一道、两道和潜在的多道工艺，其包括 但不限于清洗、酸浸、酸洗、碱洗、渗氮、碳氮共渗、电镀、化学镀、包括高速应用的火焰喷涂、 热喷涂、等离子喷涂、烧结、浸渍涂布、粉料涂覆、真空沉积、化学气相沉积、物理气相沉积、 溅射技术、喷雾涂布以及利用热、辐射和/或光引发剂固化技术的反应性涂布、渗氮、碳氮共 渗、磷化，并且在其上形成一个或多个层。利用这些工艺的应用材料可以包括金属、无机氧 化物、无机碳化物、无机氮化物、无机碳氮化物、腐蚀抑制剂、牺牲电极以及包括聚氨酯和氟 代乙烷、聚烯烃和代聚烯烃、聚酯、聚酰胺、含氟聚合物、聚碳酸酯聚缩醛、聚硫化物、聚砜、 聚酰胺酰亚胺、聚醚、聚醚酮、硅树脂等的聚合物。
[0060] 图6示出了安装在造粒机600中的所述系统500。所述造粒机600包括流动的熔融塑 料650或其它材料，流过模具620,然后通过在模具面625中的一系列挤出孔655挤出。当所述 材料650被挤出时，所述切刀刀片505b将所述挤出的塑料650的条带切割成均匀的颗粒。然 后所述颗粒进入冷却水流660并在其中固化成大致理想的颗粒。
[0061] 驱动轴615和电源610可通过多个紧固件510与所述轴适配器100连接。然后，电力 可经由具有圆形头305的多个对准销300从所述轴适配器100传输到所述切刀适配器200。在 一些实施方式中，所述切刀适配器200可将电力传递到所述切刀头505。
[0062] 用于连接所述系统500的所述组件的所述半球形、球形或椭圆形面105、205、305和 405相结合，以提供一系统500,其使所述切刀适配器200枢转运动几度，以使所述切刀刀片 505b与所述模具面625自动对准。如上所述，这个自调心功能使所述切刀刀片505b以基本平 行于所述模具面625的方式运转，这减少了所述刀片505b和所述模具面625的磨损。这减少 了维护和零件的成本，并且使颗粒的几何形状更一致。当然，所述系统也可用在需要使所述 切割刀片和模具面(或其它切割面)对准的其它的机器。
[0063]图7a示出了处于平行位置的所述系统500。换句话说，如果组装了所述系统500,且 所述切刀头505和所述模具面625之间没有错位，则无调整的必要。然而，如图7b所示，如果 组装了所述系统500,且所述切刀头505和所述模具面625之间存在略微的错位，则所述系统 500自动倾斜以重新对准所述切刀头505和所述模具面625。如图所示，所述切刀头505可以 在所述曲面105、205、305和405上枢转，同时所述0形环520在一边上略微压缩而另一边略微 展开 。这使得所述系统500根据需要枢转，同时仍然被密封。
[0064] 在一些实施方式中，所述系统可在任意方向枢转达5度。在其它实施方式中，所述 系统在任意方向枢转达2度。在另外的其它实施方式中，所述系统可在任意方向枢转达1度。 可为不同的情况提供或多或少的移动并且其呈现出在精度和灵活性之间的平衡。
[0065] 虽然上面公开了几个可能的实施方式，但本发明的实施方式并不局限于此。例如， 虽然公开了所述切刀适配器200、切刀头505以及轴适配器100用材料的几种可能的构成，但 可以在不脱离的本发明的所述实施方式的精神的条件下选择其它合适的材料以及它们的 组合。此外，根据例如正在制造的材料和/或空间或功率的限制导致需要微小改变的特定的 造粒机(或其它机器）、工厂或应用，可改变用于本发明的实施方式的各种特征的定位和配 置。这样的改变包括在本发明的范围之内。
[0066] 所述特定的设置、材料的选择以及各种元件的尺寸和形状可根据按照本发明的原 理构成的设备、系统或方法所需的特定的设计规格或限制而改变。这样的变化包括在本发 明的范围之内。因此，本发明的实施方式全部被认为是说明性的而不是限制性的。本发明的 范围由所附权利要求书限定，并且包括与其等效的含义和范围，而非由前面的说明限定。
【主权项】
1. 一种系统，包括： 具有第一侧和第二侧的驱动轴适配器并包括： 设置在所述第一侧上的第一多个对准孔；以及 设置在所述第一侧上的凹面； 具有第一侧和第二侧的切刀适配器并包括： 设置在所述第二侧上的第二多个对准孔；以及 设置在所述第二侧上的凸面；以及 多个对准销，其每个都具有第一端和第二端，每个所述第一端都包括尺寸和形状设置 为可滑动地与所述第一多个对准孔和所述第二多个对准孔接合的圆面； 其中，所述切刀适配器可在所述凸面、凹面以及所述多个对准销上的所述圆面上枢转 以对准所述切刀适配器和模具面。2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括： 设置在所述切刀适配器的所述第一侧的凹面；以及 插塞适配器，其包括形状和尺寸设置为可滑动地与所述切刀适配器的所述第一侧上的 所述凹面接合的凸面，所述插塞适配器进一步设置为与所述驱动轴适配器接合。3. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于： 所述驱动轴适配器的所述凹面、所述切刀适配器的所述凸面、所述切刀适配器的所述 凹面以及所述插塞适配器的所述凸面中的一个或多个进行抛光、化学镀、电镀、等离子体涂 布、PTFE涂布、复合金刚石涂布或PVD涂布中的一个或多个表面处理。4. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于： 所述插塞适配器还包括配置在所述凸面上的第一密封槽；以及 适配器密封件，用于密封所述插塞适配器的所述凸面以及所述切刀适配器的所述第一 侧上的所述凹面。5. 根据权利要求4所述的系统，其特征在于： 所述适配器密封件是0形环。6. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于： 所述切刀适配器还包括设置在所述切刀适配器的外周边上的第一螺纹面；以及 环形切刀头，其包括设置在外周边面上的多个切割刀片以及可与设置在所述切刀适配 器的所述外周边面上的所述第一螺纹面螺纹接合的、设置在内周边面上的第二螺纹面。7. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于： 所述多个切割刀片每个都还包括一个或多个安装紧固件，其可拆卸地连接所述多个切 割刀片和所述环形切刀头。8. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括： 设置在所述驱动轴适配器的所述第一侧的第一槽； 设置在所述切刀适配器的所述第二侧的第二槽；以及 第一密封件，其用于将所述驱动轴适配器的所述第一面密封于所述切刀适配器的所述 第二面。9. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括： 所述多个对准销的每个的所述第二端包括螺纹，用于将所述驱动轴适配器和所述切刀 适配器螺纹接合。10. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括： 与所述切刀适配器连接的切刀头，其中施加在所述切刀头上的力使所述切刀适配器枢 转。11. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于： 所述多个对准销上的所述圆面包括表面加硬处理和/或表面润滑处理。12. -种系统，其特征在于，包括： 电源； 具有第一端和第二端的驱动轴，所述第一端与所述电源可拆卸地连接； 具有第一侧和第二侧的驱动轴适配器，所述第一侧与所述驱动轴的所述第二端可拆卸 地连接，所述驱动轴适配器包括： 设置在所述第二侧上的第一多个对准孔；以及 设置在所述第二侧上的凹面； 具有第一侧和第二侧的切刀适配器，其包括： 设置在所述第一侧的第二多个对准孔；以及 设置在所述第一侧的凸面；以及 具有第一端和第二端的多个对准销，所述第一端的每个都具有可滑动地与一个或多个 所述第一多个对准孔和所述第二多个对准孔接合的圆面； 其中所述切刀适配器在所述凸面、凹面以及所述多个对准销上的圆面上枢转。13. 根据权利要求12所述的系统，其特征在于，还包括： 具有多个挤出孔的模具面； 与所述切刀适配器相连接的切刀头，其具有切割刀片； 其中，所述切刀适配器枢转使所述切割刀片与所述模具面对准为平行排列。14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于： 所述切割刀片接触所述模具面并且由此产生的力使所述切刀适配器枢转。15. 根据权利要求12所述的系统，其特征在于： 所述切刀适配器还包括设置在所述切刀适配器的外周边上的第一螺纹面；以及 环形切刀头，其包括设置在外周边面上的多个切割刀片以及可与设置在所述切刀适配 器的所述外周边面上的所述第一螺纹面螺纹接合的、设置在内周边面上的第二螺纹面； 其中，所述切刀适配器枢转使所述多个切割刀片与所述模具面对准为平行排列。16.根据权利要求12所述的系统，其特征在于： 所述驱动轴适配器和所述多个对准销是一体制造的。17.根据权利要求12所述的系统，其特征在于： 所述多个对准销上的所述圆面包括表面加硬处理。18.根据权利要求12所述的系统，其特征在于： 所述多个对准销上的所述圆面包括表面润滑处理19.根据权利要求12所述的系统，其特征在于： 所述驱动轴适配器的所述凹面、所述切刀适配器的所述凸面中的一个或多个进行抛 光、化学镀、电镀、等离子体涂布、PTFE涂布、复合金刚石涂布或PVD涂布中的一个或多个表 面处理。20. -种用于对准切割刀片和模具面的系统，其包括： 与驱动轴连接的驱动轴适配器，其具有设置在第一侧上的凹面； 切刀适配器； 具有设置在第一侧上的凸面的插塞适配器； 与所述切刀适配器相连的切刀头，其具有切割刀片； 其中，所述切刀适配器在所述驱动轴适配器的所述凹面和所述插塞适配器的所述凸面 之间枢转以响应施加在所述切割刀片上的力。21. 根据权利要求20所述的系统，其特征在于： 所述切刀适配器包括可滑动地与所述驱动轴适配器的所述凹面接合的凸面以及可滑 动地与所述插塞适配器的所述凸面结合的凹面。22. 根据权利要求20所述的系统，其特征在于，还包括： 多个对准销，其用于将扭矩从所述驱动轴适配器传递到所述切刀适配器，其中所述对 准销不妨碍所述切刀适配器枢转。23.根据权利要求22所述的系统，其特征在于： 所述对准销包括进行表面加硬处理和/或表面润滑处理的圆面。24.根据权利要求20所述的系统，其特征在于： 所述驱动轴适配器的所述凹面和所述插塞适配器的所述凸面中的一个或多个进行抛 光、化学镀、电镀、等离子体涂布、PTFE涂布、复合金刚石涂布或PVD涂布中的一个或多个表 面处理。
【专利摘要】本发明公开了一种可使切刀头枢转以更好地与切割面或模具对准的系统。所述系统包括通过多个圆形、球形、椭圆形面相匹配的切刀轮毂和驱动轴轮毂，以使所述切刀轮毂相对于所述驱动轴轮毂枢转。所述系统可包括多个对准销，其具有球面以将扭矩从所述驱动轴传递到所述切刀轮毂。所述系统也可包括切刀头，其可包括多个切割刀片。所述系统可用于需要使所述切割头与所述切割模具(或其它切割面)对准的切刀机械装置例如造粒机中。
【IPC分类】B29C47/08, B29B9/06, B29C47/00
【公开号】CN105492176
【申请号】CN201480045805
【发明人】迈克尔·A·福瑞德雷
【申请人】戈拉工业公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月19日
【公告号】EP3036075A1, US20150056322, WO2015026758A1
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