DE69612068T2

DE69612068T2 - Schneidvorrichtung für Tabaksträngen

Info

Publication number: DE69612068T2
Application number: DE69612068T
Authority: DE
Inventors: Andrea Biondi; Fiorenzo Draghetti
Original assignee: GD SpA
Current assignee: GD SpA
Priority date: 1995-12-21
Filing date: 1996-12-23
Publication date: 2001-08-16
Anticipated expiration: 2016-12-24
Also published as: ITBO950597A0; EP0780060A1; ITBO950597A1; CN1155403A; DE69612068D1; US5992282A; IT1279717B1; CN1098050C; EP0780060B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden von Zigarettensträngen.
In Zigarettenherstellungsmaschinen wird mindestens ein kontinuierlicher Zigarettenstrang gebildet und in axialer Richtung kontinuierlich durch eine Schneidstation gefördert, in der er in Querrichtung durch einen Schneidkopf in eine Folge von Abschnitten geschnitten wird, die einer nachfolgenden Station, beispielsweise einer Filtereinbaumaschine, zugeführt werden.
In bekannten Zigarettenherstellungsmaschinen weist die Schneidstation normalerweise ein rohrförmiges Element - im nachfolgenden als "Messergegenstück" bezeichnet - auf, das koaxial zur Bahn des kontinuierlichen Zigarettenstrangs durch die Schneidstation liegt, in der Bewegungsrichtung des Zigarettenstrangs vor- und zurückbeweglich ist, im Gebrauch von dem Zigarettenstrang in einer verschieblichen Weise ergriffen wird und von einem intermediären Querschlitz, durch den sich der Schneidkopf beim Schneiden bewegt, im wesentlichen in zwei integrierte Teile geteilt wird. Mit anderen Worten bewegt sich, unmittelbar vor und während des Schneidvorganges, das Messergegenstück in der Bewegungsrichtung des Zigarettenstrangs mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Zigarettenstrang, der auf jeder Seite des Schnittes durch die zwei Abschnitte des Messergegenstücks gehalten wird, so daß die Genauigkeit und die Sauberkeit des Schnittes davon abhängt, wie schmal der Querschlitz ist.
In den meisten bekannten Maschinen sind das Messergegenstück und der Schneidkopf mit den Enden zugehöriger Antriebe verbunden, deren einziges gemeinsames Merkmal darin liegt, daß sie derart verbunden sind, daß das Messergegenstück sich mit dem Zigarettenstrang bewegen kann, wenn dieses von dem Schneidkopf ergriffen wird, der normalerweise ein in Bezug zum Zigarettenstrang geneigtes Blatt umfasst, so daß beim Schneidvorgang der Kontaktpunkt zwischen dem Blatt und dem Zigarettenstrang in der gleichen Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Strang wandert. Dadurch, daß das Messergegenstück und der Schneidkopf mit verschiedenen Antrieben verbunden sind, ergibt sich in unvermeidbarerweise ein Mangel in der Synchronisation und somit die Notwendigkeit, einen relativ breiten Querschlitz in dem Messergegenstück vorzusehen.
Eine Lösung für den obigen Nachteil wird in der französischen Patentanmeldung 78 29 511 vorgeschlagen, in der der Schneidkopf für eine Rotation auf einer hin- und hergehenden Abstützung angeordnet ist, die beim Schneidvorgang mit dem Zigarettenstrang wandert und das Messergegenstück in einer fixierten Position hält.
Eine derartige Lösung hat mehrere Nachteile, hauptsächlich infolge der durch die Hin- und Herbewegung des Schneidkopfes, der relativ schwer ist, in die Maschine induzierten Vibration.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schneidvorrichtung zu schaffen, mit der die typischerweise mit den obigen bekannten Vorrichtungen verbundenen Nachteile überwunden werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Schneidvorrichtung zum Schneiden kontinuierlicher Zigarettenstränge geschaffen, die eine Führungseinrichtung zum Führen von mindestens einem kontinuierlichen Zigarettenstrang entlang einer sich durch eine Schneidstation erstreckenden gegebenen Bahn hat einen Stützkörper, ein Messergegenstück zum Stützen und Führen des Zigarettenstranges, wobei das Messergegenstück parallel zu der Bahn verläuft, einstückig mit dem Stützkörper ausgebildet ist und einen intermediären Schlitz aufweist, und ein Blatt, das am Stützkörper angeordnet und in Bezug zum Stützkörper durch den Schlitz beweglich ist, und dadurch gekennzeichnet ist, daß eine erste Betätigungseinrichtung zum Drehen des Stützkörpers um eine erste Achse quer zu der Bahn vorgesehen ist, um das Messergegenstück mit der gleichen Geschwindigkeit wie der diesbezügliche Zigarettenstrang entlang einer ersten kreisförmigen Bahn zu bewegen, die tangential zu der Bahn an der Schneidstation verläuft, sowie eine zweite Betätigungseinrichtung vorgesehen ist, um das Blatt durch den Schlitz zu bewegen, wenn sich der Schlitz an der Schneidstation befindet.
Eine nicht beschränkende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr an einem Beispiel und anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben.
In der Zeichnung stellen dar:
Fig. 1 eine perspektivische schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Schneidvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei Teile im Schnitt dargestellt sind und Teile zwecks Klarheit weggelassen sind;
Fig. 2 eine perspektivische schematische Ansicht eines ersten Details in Fig. 1 in größerem Maßstab, wobei Teile im Schnitt dargestellt sind und Teile zwecks Klarheit weggelassen sind; und
Fig. 3 eine perspektivische schematische Ansicht eines zweiten Details in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, wobei Teile im Schnitt dargestellt sind und Teile zwecks Klarheit weggelassen sind.
Das Bezugszeichen 1 in Fig. 1 bezeichnet eine Zigarettenherstellungsmaschine, deren Ausgangsabschnitt 2 ein Bett 3 zum Halten und Führen von zwei parallelen, Seite an Seite liegenden kontinuierlichen Zigarettensträngen 4 aufweist, die sich im wesentlichen mit konstanter Geschwindigkeit in einer axialen Richtung 5 entlang einer im wesentlichen horizontalen Bahn 6 durch eine am Ausgangsende des Bettes 3 angeordnete Schneidstation 7 bewegen.
Zusätzlich zum Bett 3 hat der Ausgangsabschnitt 2 auch eine an der Schneidstation 7 angeordnete Schneideinheit 8, die ihrerseits eine Antriebswelle 9 hat, die sich im wesentlichen mit konstanter Geschwindigkeit um eine im wesentlichen horizontale Achse 10 dreht, die sich unterhalb der Bahn 6 quer zur Richtung 5 erstreckt. Die Einheit 8 hat auch eine erste und eine zweite fixierte Welle 11 und 12, die koaxial zur Achse 10 verlaufen und an beiden Enden der Welle 9 angeordnet sind. An dem der Welle zugewandten Ende ist die Welle 11 einstückig mit einem nach unten gerichteten rechteckförmigen Arm 13 versehen, der an seinem freien Ende mit einem Stift 14 versehen ist, dessen Achse 15 parallel und in einem vorgegebene Abstand D zur Achse 10 verläuft. Die Welle 12 ist mit einem Zahnrad versehen, das ein fixiertes Sonnenrad 16 eines epizyklischen Getriebezugs 17 bildet, der mindestens ein Planetenrad 18 hat. In der Praxis hat der Getriebezug 17 eine Vielzahl von Planetenrädern 18 (von denen nur eins der Einfachheit halber gezeigt ist), die gleichmäßig um die Achse 10 beabstandet sind und sich um die Achse 10 mit Hilfe eines mit der Antriebswelle 9 einstückigen Trägers 19 bewegen. Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, hat der Träger 19 eine dem Sonnenrad 16 zugewandte, am entgegengesetzten Ende der Welle 9 befestigte Scheibe 20, die für jedes Planetenrad 18 einen am Umfang befindlichen und in drehbarer Weise an der Scheibe 20 befestigten Durchgangsstift 21 mit einer zum jeweiligen Planetenrad 18 koaxialen Achse 22 aufweist. Der Träger 19 hat auch für jeden Stift 21 eine Glocke 23, deren Stirnwand einstückig mit dem dem Sonnenrad 16 zugewandten Ende des Stiftes 21 ist; sowie einen koaxial zur Achse 22 sich erstreckenden und an einem Ende innerhalb der Glocke 23 fixierten rohrförmigen Körper 24. Von dem Ende des Körpers 24, das entgegengesetzt zu dem mit der Glocke 23 verbundenen Ende ist, steht das Ende der Welle 25 hervor, die innerhalb des Körpers 24 gehalten ist, so daß sie sich um die Achse 22 dreht, und ist mit dem zugehörigen Planetenrad 18 versehen.
An dem mit der Glocke 23 verbundenen entgegengesetzten Ende ist der Stift 21 mit einem rechteckförmigen Element 26 versehen, von dem ein Arm 27 sich nach unten quer zur Achse 22 erstreckt und in drehbarer Weise an seinem freien Ende mit einem Stift 28 versehen ist, dessen Achse 29 parallel zur Achse 22 und von ihr um einen Abstand getrennt verläuft, der gleich dem Abstand D zwischen den Achsen 10 und 15 ist.
Der Stift 28 greift in drehbarer Weise in ein (nicht gezeigtes) Durchgangsloch, das am Umfang einer Steuerscheibe 30 ausgebildet ist, die an einem Stift 14 freilaufmäßig befestigt ist und um die Achse 15 durch die Antriebswelle 9 über Stifte 21 (von denen nur einer gezeigt ist) und zugehörige Arme 27 gedreht wird. Das Zentrum der Scheibe 30 ist in Bezug zum Zentrum der Scheibe 20 um einen Abstand D versetzt und hält die Arme 27 (von denen nur einer gezeigt ist) beim Drehen der Scheibe 30 um die Achse 15, offensichtlich mit derselben Geschwindigkeit wie die Scheibe 20, und die Welle 9 parallel zueinander und zum Arm 13, wenn sich die Scheibe 20 um die Achse 10 dreht. Folglich bewegen sich die rohrförmigen Körper 24 (von denen nur einer gezeigt ist) parallel zueinander zu allen Zeiten um die Achse 10, wenn sich die Scheibe 20 um die Achse 10 dreht.
Jeder Körper 24 bildet einen Stützkörper für eine zugehörige Schneidanordnung 31, die von zwei Seite an Seite auf den Körper 24 angeordneten Schneidvorrichtungen 32 zum Schneiden der jeweiligen Zigarettenstränge 4 gebildet wird. Die Vorrichtungen 32 sind auf jeder Seite der Bahnen 6 und spiegelbildlich zu ihnen angeordnet und haben jeweils, wie in Fig. 2 (relativ zur Vorrichtung 32 auf der rechten Seite der Bahnen 6 in Fig. 1) gezeigt, einen als Box ausgebildeten Körper 33, der vom Körper 24 in der Richtung 5 vorsteht und an dem vorderen Ende, d. h. auf der mit dem Körper 24 verbundenen entgegengesetzten Seite, durch eine flache Wandung 34 gebildet wird, die zu allen Zeiten durch die Scheibe 30 quer zur Richtung 5 gehalten wird und durch eine mit der Wandung 34 einstückige rohrförmige Buchse 35 mit Außenzähnen 36 und einer zur Richtung 5 parallelen Achse 37 verläuft. Die Buchse 35 steht in Verbindung mit einer von den Körpern 24 und 33 gebildeten Kammer 38, durch die ein Abschnitt der Welle 25 verläuft, der mit einer schraubenförmigen Verzahnung 39 versehen ist, die mit einer auf dem hinteren Ende einer mit der Achse 37 koaxialen Welle 41 ausgebildeten schraubenförmigen Verzahnung 40 kämmt. Die Welle 41 wird in drehbarer Weise von der Buchse 35 gehalten und hat ein nach vorne aus der Buchse 35 vorstehendes vorderes Ende, das mit einem intermediären Abschnitt eines Schneidkopfes 42 einstückig verbunden ist, der einen sich quer zur Achse 37 erstreckenden Arm 43 und ein Gegengewicht 43a aufweist. Nahe seinem freien Ende hat der Arm 43 ein Durchgangsloch, in das in drehbarer Weise eine Welle 44 eingreift, deren Achse 45 parallel zur Achse 37 verläuft. Das hintere Ende der Welle 44 ist mit einem mit den Zähnen 36 kämmenden Zahnrad 46 versehen, und das vordere Ende der Welle 44 ist am vorderen Ende des Arms 43 mit einem kreisförmigen Blatt 47 versehen, das einen kreisförmigen äußeren Schneidrand 48 aufweist, der, wenn sich der Kopf 42 um die Achse 37 dreht, sich entlang einer kreisförmigen Bahn 49 um die Achse 37 bewegt.
Wie es in Fig. 3 deutlicher gezeigt ist, steht ein Fortsatz 50 nach vorne vom Körper 24 vor, ist in einer intermediären Position zwischen den zwei Boxenkörpern 33 angeordnet, befindet sich im wesentlichen parallel zur Richtung 5 und ist an seinem freien Ende mit zwei Seite an Seite liegenden integrierten Messergegenstücken 51 versehen, von denen jedes von einer Platte 52 im wesentlichen in Form eines rechtwinkeligen Prismas gebildet wird, das eine parallel zur jeweiligen Bahn 6 verlaufende obere Nut 53 aufweist, so daß das Messergegenstück 51 im wesentlichen U-förmig mit seinem nach oben gewandten Hohlraum ist. Jedes Messergegenstück 51 hat einen sich über die volle Breite der Nut 53 erstreckenden intermediären Querschlitz 54, in den das jeweilige Blatt 47 eingreift, wobei die Bahn 49 des Randes 48 des Blattes 47 durch den Schlitz 54 verläuft.
Wie in Fig. 1 gezeigt, hat jede Schneidvorrichtung 32 eine am Körper 24 befestigte Einrichtung 55 zum Schärfen, die ihrerseits ein zu der Bahn 49 tangentiales, vorzugsweise angetriebenes Schleifrad 56 hat.
In der Praxis dreht die Welle 9, wie angegeben, den Träger 19 um die Achse 10 mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit, und mit Hilfe der Scheibe 30 wird die Winkelstellung der Einrichtungen 31 (von denen nur eine gezeigt ist) derart gesteuert, daß sie um die Achse 10 umgesetzt werden, wobei die Achsen 45 der Blätter 47 zu allen Zeiten parallel zu den Bahnen 6 und der Richtung 5 liegen. Wenn die Einrichtungen 31 um die Achse 10 umgesetzt werden, wandert der Schnittpunkt zwischen der Achse jeder Nut 53 und der Ebene des jeweiligen Schlitzes 54 entlang einer kreisförmigen Bahn 57, die tangential zu der diesbezüglichen Bahn 6 an der Station 7 verläuft, und präsentiert eine Achse 58 unterhalb und parallel zur Achse 10, so daß bei jeder Umdrehung der Welle 9 um die Achse 10 jedes Messergegenstück 51 tangential zu dem diesbezüglichen Zigarettenstrang 4 an der Station 7 positioniert wird. Wenn, wie in dem Beispiel gezeigt, die Scheibe 20 in Fig. 1 im Gegenuhrzeigersinn mit einer solchen Geschwindigkeit gedreht wird, daß die lineare Geschwindigkeit der Messergegenstücke 51 gleich der Bewegungsgeschwindigkeit der Zigarettenstränge 4 entlang den jeweiligen Bahnen 6 ist, wandert jedes Messergegenstück somit durch die Station 7 in der Richtung 5 mit der gleichen Geschwindigkeit wie der diesbezügliche Zigarettenstrang 4. Das heißt, daß jedes Messergegenstück 51 durch die Station 7 mit der gleichen Geschwindigkeit wie der gehaltene Zigarettenstrang 4 wandert.
Was jede Vorrichtung 32 anbelangt, so dreht sich, wenn das Planetenrad 18 um das feststehende Sonnenrad 16 abrollt, die Welle 25 um die Achse 22, so daß der Kopf 42 sich um die Achse 37 dreht, und zur gleichen Zeit kämmt das Zahnrad 46 mit den Zähnen 36, um das Blatt 47, um die zugehörige Achse 45 zu drehen.
Die Verbindungen 39-40 jeder Einrichtung 31 sind derart, daß zwei Köpfe 42 in entgegengesetzten Richtungen und synchron miteinander um die zugehörigen Achsen 37 gedreht werden. Genauer gesagt drehen sich die Köpfe 42 links und rechts der Bahnen 6 in Fig. 1 jeweils im Uhrzeigersinn bzw. im Gegenuhrzeigersinn um die zugehörigen Achsen 37, so daß die zugehörigen Blätter 47 durch die zugehörigen Schlitze 54 nach unten wandern und die zugehörigen Stränge 4 schneiden, indem sie sie auf die jeweiligen Messergegenstücke 51 drücken.
Indem die Einrichtungen 31 (von denen nur eine gezeigt ist) und die diesbezüglichen Köpfe 42 zeitlich richtig eingestellt werden, kann jedes Blatt 47 durch den zugehörigen Schlitz 54 geführt werden, um den diesbezüglichen Strang 4 zu schneiden, wenn das zugehörige Messergegenstück 51 durch die Station 7 wandert.
Im Zusammenhang mit dem Obigen sollte betont werden, daß, da jedes Messergegenstück 51 mit dem zugehörigen Blatt 47 entlang der zugehörigen Bahn 57 wandert, der Spielraum zwischen dem Blatt 47 und dem Messergegenstück 51 sehr klein sein kann, so klein wie die Breite des zugehörigen Schlitzes 54, womit durch das Blatt 47 ein präziser sauberer Schnitt des diesbezüglichen Stranges 4 ermöglicht wird, und dies mit Hilfe einer Vielzahl von Drehbewegungen mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit, d. h. im wesentlichen ohne Vibration.
Wie bereits oben angegeben kann natürlich, obwohl Fig. 1 eine Schneideinheit 8 mit nur einer Schneideinrichtung 31 zeigt, in der Praxis die Einheit 8 eine Vielzahl von Einrichtungen 31 gleichmäßig beabstandet um die Achse 10 aufweisen, wobei die Anzahl der Einrichtungen 31 von dem Verhältnis der Bewegungsgeschwindigkeit der Stränge 4 und der linearen Geschwindigkeit der Einrichtungen abhängt.
Im vorliegenden Fall ist die Maschine 1 derart gestaltet, daß nur ein einziger Zigarettenstrang 4 erzeugt wird, wobei jede Schneideinrichtung 31 offensichtlich nur eine Schneidvorrichtung 32 hat.

Claims

1. Schneidvorrichtung (32) zum Schneiden kontinuierlicher Zigarettenstränge (4), mit einer Führungseinrichtung (3) zum Führen von mindestens einem kontinuierlichen Zigarettenstrang (4) entlang einer sich durch eine Schneidstation (7) erstreckenden gegebenen Bahn (6), einem Stützkörper (24), einem Messergegenstück (51) zum Stützen und Führen des Zigarettenstranges (4), wobei das Messergegenstück (51) parallel zu der Bahn (6) verläuft, einstückig mit dem Stützkörper (24) ausgebildet ist und einen intermediären Querschlitz (54) aufweist, und mit einem Blatt (47), das am Stützkörper (24) angeordnet und in Bezug zum Stützkörper (24) durch den Schlitz (54) beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Betätigungseinrichtung (9, 20, 30) zum Drehen des Stützkörpers (24) um eine erste Achse (10) quer zu der Bahn (6) vorgesehen ist, um das Messergegenstück (51) mit der gleichen Geschwindigkeit wie der diesbezügliche Zigarettenstrang (4) entlang einer ersten kreisförmigen Bahn (57) zu bewegen, die tangential zu der Bahn (6) an der Schneidstation (7) verläuft, sowie eine zweite Betätigungseinrichtung (16, 18, 25, 41) vorgesehen ist, um das Blatt (47) durch den Schlitz zu bewegen, wenn sich der Schlitz (54) an der Schneidstation (7) befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Betätigungseinrichtung (9, 20, 30) eine mit dem Stützkörper (24) zusammenwirkende Steuereinrichtung (30) aufweist, um das Messergegenstück (51) parallel zu sich selbst und zur Bahn (6) zu allen Zeiten zu halten, in denen der Stützkörper (24) entlang der ersten Bahn (57) wandert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schneidkopf (42) vorgesehen ist, der in drehbarer Weise an dem Stützkörper (24) befestigt ist, so daß er sich aufgrund der zweiten Betätigungseinrichtung (16, 18, 25, 41) um eine zweite Achse (37) dreht, die im wesentlichen parallel zu der Bahn (6) verläuft, wobei der Schneidkopf (42) das Blatt (47) hält.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Blatt (47) ein kreisförmiges Blatt (47) ist, das am Schneidkopf (42) exzentrisch zur zweiten Achse (37) befestigt ist und einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schneidrand (48) aufweist, wobei das Blatt (47) sich zusammen mit dem Schneidkopf (42) bewegt, um den Schneidrand (48) entlang einer zweiten kreisförmigen Bahn (49) zu bewegen, die sich durch den Schlitz (54) erstreckt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Betätigungseinrichtung (36, 46) vorgesehen ist, die an dem Stützkörper 24 angeordnet ist und das Blatt (47) um eine dritte Achse (45) dreht, die parallel zur zweiten Achse (37) verläuft.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Stützkörper (24) eine Einrichtung (55) zum Schärfen vorgesehen ist, die in einem gegebenen Abstand von dem Messergegenstück (51) entlang der zweiten Bahn (49) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Messergegenstück (51) ein doppeltes Messergegenstück (51) mit zwei Seite an Seite liegenden Nuten (53) zum Stützen und Führen von zwei kontinuierlichen Zigarettensträngen (4) ist, wobei jede Nut (53) durch den Querschlitz (54) verläuft, und daß der Stützkörper (24) zwei Schneidköpfe (42) hält, die auf jeder Seite des Messergegenstücks (51) angeordnet sind und jeweils ein zugehöriges kreisförmiges Blatt (47) aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schneidköpfe (42) an dem Stützkörper (24) befestigt sind, so daß sie sich in entgegengesetzten Richtungen um die jeweiligen zweiten Achsen (37) drehen.

9. Schneideinheit zum Schneiden kontinuierlicher Zigarettenstränge (4), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Schneidvorrichtungen (32) wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht vorgesehen sind und die Schneidvorrichtungen (32) um die erste Achse (10) herum angeordnet sind und die erste Betätigungseinrichtung (9, 20, 30) und die Führungseinrichtung (3) gemeinsam haben.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Messergegenstück (51) im wesentlichen U-förmig ist.

11. Einheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Messergegenstück (51) im wesentlichen U-förmig ist.