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Schneidvorrichtung.
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stets als Punkt 0 bezeichnet werden soll) einen Grundkreis um diejenige Achse beschreibt, um die das Messer als Ganzes umläuft. Die Achse dieses Messers liegt in einer Ebene, die zur genannten Umlaufachse parallel ist, und diese Ebene liegt überdies noch ungefähr tangential zum Grundkreis. Das Messer durchschneidet die Ebene des Grundkreises, und die Achse des abzuschneidenden Stranges ist ein wenig geneigt zu der Ebene des Grundkreises, so dass das Messer den Weg, den der Strang zurücklegt, während eines Umlaufes um die Achse nur ein einziges Mal schneidet, um den Strang abzutrennen.
Die Achse des Stranges liegt in einer parallelen Ebene zu der Achse des Messerumlaufes und auch diese Ebene liegt annähernd tangential zum Grundkreis. Die Achse des Stranges erhält eine solche Lage, dass während der ganzen Periode des Abschneidens bzw. der Berührung zwischen Messer und Strang das Zentrum der sphärischen Krümmung 0 sich in oder nahe der Achse des Stranges befindet und sieh annähernd entlang dieser Achse in der gleichen Richtung und mit ungefähr gleicher linearer Geschwindigkeit wie der Strang bewegt. Die Messeroberfläehe, die an dem abzuschneidenden Ende anliegt, wandert dadurch in gleicher Weise und gleichförmig linear mit der Strangbewegung.
Bei einem Messer, dessen Fläche eine Zylinder-oder Kegelfläche ist, muss die Krümmungsachse (die das Äquivalent zu dem Zentrum der sphärischen KrÜmmung 0 bei der Kugel bildet) die Oberfläche des Grundkreises schneiden ; in allen andern Beziehungen ist die Einrichtung jedoch übereinstimmend.
Der Erfindung gemäss sind ferner Einrichtungen vorgesehen, welche es ermöglichen, die gegenseitige Lage der Umdrehungsachse des Messers und der Umlaufachse desselben zu verändern, was eine Änderung des Durchmessers und damit auch des Umfanges des Grundkreises herbeiführt. Wird der Strang kontinuierlich und mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegt und wird nur ein einziges Messer verwendet, so ist nämlich der Umfang des genannten Grundkreises gleich der Länge der abzuschneidenden Strangstücke. Wird das Messer jedoch auch um seine Achse gedreht, so wird die Zone, an der der Strang entlang der Messerfläche diese berührt, entweder verlängert oder verkürzt, je nachdem in welcher Richtung sieh das Messer dreht.
Soll die Länge der abzuschneidenden Stücke geändert werden, soll also z. B. die doppelte Länge der abgeschnittenen Stücke erzielt werden, ohne dass die Anzahl der verwendeten Messer oder die Ge- schwindigkeit des Stranges sich ändert, so ist es notwendig, den Umfang des Grundkreises zu verdoppeln, und infolgedessen muss die Anzahl der Umläufe des Messers um die Umlaufachse in der Zeiteinheit geändert, und zwar auf die Hälfte herabgesetzt werden, um diese Bedingung zu erfüllen. Die Länge der vom Krümmungsmittelpunkt oder von einem Punkt der Krümmungsachse des Messers durchlaufenen Kreis-
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von der Umlaufachse des Messers geändert wird.
Das Messer kann unter Umständen um seine eigene geometrische Achse (die Achse des Rotationskörpers) gedreht werden und kann entweder ein vollkommenes Kreisprofil oder einen Ausschnitt hieraus oder irgendeine beliebige Form aufweisen, vorausgesetzt, dass die mit dem Strang in Berührung kommende Zone den oben angegebenen Bedingungen entspricht. Auch kann der Rand des Messers glatt zugeschärft oder mit Zähnen versehen sein. Auch kann eine Anzahl von Messern rund um diejenige Achse herum angeordnet werden, die die Umlaufachse bildet.
Das Messer wird vorteilhaft von einem Kurbelzapfen getragen, welcher mit der geometrischen Achse des Messers koaxial ist und welcher, um die Exzentrizität ändern zu können, um eine Achse teilweise drehbar angeordnet ist, die die Umlaufachse des Messers kreuzt, wobei zweckmässig noch eine Feststellvorrichtung vorgesehen wird, die das Messer in der jeweiligen Stellung fixiert.
Das Lager der Umlaufachse des Messers befindet sich ferner auf einem Träger, welcher senkrecht zu dieser Achse verschieblich angebracht ist.
Der abzuschneidende Strang wird vorteilhaft in einem Rohr eingeschlossen, das stillsteht oder in axialer Richtung hin-und herbewegt wird ; dieses Rohr kann mit einer Scheerplatte versehen sein, über welche der Rand bzw. der Rand mitsamt einem Teil der Oberfläche des Messers beim Abschneiden des Stranges unter leichter Berührung oder unter Wahrung eines ganz kleinen Luftspaltes hinwegstreicht, wie dies bekanntlich zur Erzielung eines scharfen und schönen Schnittes erforderlich ist.
Bisher wurden derartige Scheerplatten hin-und hergezogen oder mit dem Messer bewegt, um den erforderlichen Kontakt bzw. den ganz feinen Luftspalt zwischen Messer und Scheerplatte aufrechtznerhalten. Der vorliegenden Erfindung gemäss, bei der ein Messer verwendet wird, das um eine feste Umlaufachse als Ganzes umläuft, und dessen Sehneidkante somit eine stationäre Umlauf fläche im Raum beschreibt, wird eine ortsfeste Scheerplatte angeordnet, welche eine Oberfläche von solcher Krümmung besitzt, dass ein durch sie längs einer senkrecht zur Umlaufachse des Messers stehenden Ebene geführter Schnitt
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platte mit jenem Teil der ideellen Rotationsfläche übereinstimmt, welcher von der Schneidkante des Messers an der Stelle beschrieben wird, an der sich die Scheerplatte befindet.
An Stelle der ortsfesten Scheerplatte kann auch, der Erfindung gemäss, eine schwingende Scheerplatte angeordnet werden, deren Oberfläche gekrümmt ist, um in Übereinstimmung mit der Oberfläche des Messers zu sein, das mit ihr in Berührung gelangen soll. Ist dies nicht der Fall, so wird die Berührung oder der ganz kleine Luftraum zwischen der Sehneidkante und der Scheerplatte nicht erzielt werden können.
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In der Zeichnung stellt Fig. 1 eine Ausführungsform der Abschneidvorrichtung im Schnitt dar, bei welcher das schalenförmige Messer, das sich nicht um seine Achse dreht, eine vorausbestimmte Länge abzuschneiden vermag. Fig. 2 ist eine zugehörige Draufsicht. Fig. 3 zeigt schematisch und im Schnitt das sehalenförmige Messer in grösserem Massstabe. um die Formgebung und den Einbau des Messers besser zu verdeutlichen. Fig. 4 ist eine Draufsicht zu Fig. 3. Fig. 5 ist eine Ansicht des schalenförmigen Messers, in der Richtung der Achse Z-Z gesehen.
Fig. 6 zeigt im Schnitt eine an einer Zigarettenmaschine angebrachte Abschneidevorrichtung und veranschaulicht eine Art der Einstellung zum Zwecke der Änderung der Länge der abzuschneidenden Zigaretten : ferner zeigt sie ein um seine geometrische Achse drehbares Messer, eine Vorrichtung zum Schärfen des Messers und ein hin-und hergehendes Strangrohr samt
Scherplatte. Fig. 7 ist eine Draufsicht zu Fig. 6, in der Richtung der Achse X-X gesehen. Fig. 8 zeigt eine Kulisse mit darin einstellbarer Kurbel. Fig. 9 stellt schematisch die Anbringung eines Messers dar, das aus einem Stück der Mantelfläehe eines Zylinders besteht, der um die Achse Z-Z errichtet gedacht ist. Fig. 10 zeigt in ähnlicher Weise ein Messer, das aus einem Teil der Mantelfläche eines um die Achse Z-Z errichteten Kegels gebildet ist.
Endlich zeigt Fig. 11 ein Messer als Teil der um die Achse Z-Z konstruierten Kegelfläche.
In Fig. 1-5 ist a ein kugelschalenförmiges Kreismesser, das a. uf einer Spindel b sitzt, die in einer Nabe c befestigt ist, so dass das Messer um die Achse Z-Z, nicht aber die Spindel b rotiert. Die Nabe c ist zu einer Welle d ausgebildet, die im Lager e läuft und sich um die Umlaufachse X-X drehen kann.
Das Messer a ist so gelagert, dass der Mittelpunkt 0 der Kugelschale a um die Umlaufachse X-X einen Kreis f, den Grundkreis beschreibt. Eine durch die Achse Z--Z parallel zur Achse X-X gelegte Ebene berührt den Grundkreis f. Das Messer a schneidet die Ebene W-W des Grundkreises f.
Der abzuschneidende Strang ist etwas geneigt zur Ebene F-IV des Grundkreises f ; die Achse Y-Y des Stranges liegt so, dass die Bahn des Punktes 0 auf dem Grundkreis f während der ganzen Schneidperiode, d. i. während des Kontaktes zwischen Messer a und Strang g, auf einem kurzen Bogenstüek dieses Grundkreises verläuft, das der Strangachse Y-Y sehr nahe kommt.
Die Richtung der Drehung der gesamten Abschneidvorriehtung und die Richtung der axialen Verschiebung des Stranges g sind durch Pfeile bezeichnet. Die Länge des vom Strange abgeschnittenen StÜckes ist infolge der beschriebenen Anordnung gleich dem Umfang des Grundkreises f. Der Strang g wird durch ein Rohr h geführt, das mit einem Spalt j bzw. einer Unterbrechung zum Eintritt des Messers a versehen ist.
Während des Schneidvorganges wird der Strang g axial mit derselben Geschwindigkeit, mit der der Punkt 0 auf dem Grundkreis f wandert, in der gezeichneten Pfeilrichtung bewegt. Das Messer tritt durch den Spalt j ein und zerschneidet den Strang g. In Fig. 1 und 3 ist das Messer in strichlierten Linien in einer Lage dargestellt, die dem Spalt nahezu diametral gegenüberliegt, und in dieser Lage liegt das Messer über dem Rohr h. Der Strang g erscheint in kurze Stücke t zerschnitten.
Die Welle d ist mit einem Stirnrad k versehen, das ihren Antrieb bewirkt.
In Fig. 3 und 4 ist das kugelschalenförmige Messer a in derselben relativen Lage zum Strang g gezeigt, wie in den Fig. 1 und 2. In Fig. 5 stellt der schraffierte Teil die Zone der Berührung des Messers mit dem Ende des Stranges g dar, die sich, wie auch aus Fig. 4 ersichtlich ist, von m bis n erstreckt.
In Fig. 4, die in Richtung der Achse Z-Z gesehen ist, projiziert sich dieser Teil des schalenförmigen Messers als ein Streifen, der im wesentlichen die Form einer Evolvente zum Grundriss hat. Sie ist dargestellt als strichlierter Kreisbogen, beschrieben von einem festen Punkt in der Geraden p, die tangential ohne Gleiten an dem Grundkreis f abrollt. Der Punkt 0 ist der Mittelpunkt des schalenförmigen Messers a.
Aus Fig. 3 und 4 ist zu ersehen, dass während des Durchganges des Messers durch den Strang g die Bahn des Punktes 0 ungefähr längs der Achse Y - Y dieses Stranges sich bewegt und daher das schalen- förmige Messer den Strang q rechtwinklig abschneidet. Die abgeschnittenen Enden sind dabei schwach
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Der Umfang des Grundkreises fist gleich der Länge der abgeschnittenen Strangstücke i.
Die Fig. 1-5 zeigen eine zur Verwendung eines einzigen Messers dienende Vorrichtung ; werden aber mehrere verwendet, so muss der Umfang des Grundkreises f doch der vollen Länge des Vorschubes des Stranges gleich sein, der bei einer vollständigen Umdrehung des Messers um die Achse X, Y erfolgt. Denn die Umfangsgeschwindigkeit auf dem Grundkreis f und die Vorschubgeschwindigkeit des Stranges müssen wegen der geforderten ungehinderten Schnittbewegung gleich sein. Das Hinzufügen eines zweiten Messers bei ungeändertem Durchmesser des Grundkreises würde z. B. abgeschnittene Stücke von der halben Länge ergeben.
In Fig. 6 und 7 sind auf der Grundplatte 2 der Vorrichtung Lagerständer 3 und 4 angebracht, in denen verschiebbar ein Halterohr 5 für den Zigarettenstrang 7 lagert. Das Rohr 5 ist durch einen Spalt unterbrochen, die beiden Teile sind durch ein U-förmiges Verbindungsstück in fester gegenseitiger Lage erhalten. Die Bewegung des Stranges 7 durch das Rohr 5 hindurch erfolgt in der Pfeilrichtung.
Auf der Grundplatte 2 ist ein kurzes Gleitbett 8 (Fig. 7) gelagert, wie es bei vielen Zigarettenmaschinen vorhanden ist. Auf diesem Bett ist ein Sattelstück S befestigt, das eine V-förmige Gleitbahn für einen
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Schlitten 10 besitzt, der durch Drehen des an einer Schraubenspindel sitzenden Handrades 11 in üblicher Weise bewegt wird.
Auf dem Sattelstück 9 ist eine Säule 12 festgeschraubt, deren Basis mit gekrümmten Schlitzen 73 versehen ist, durch welche die Befestigungsbolzen hindurchgehen und daher die Einstellung der Säule durch Schwenken um deren Achse zulassen. Die Säule 12 besitzt ; einen Arm 14, in welchem ein Stirnrad 1/5 auf dem Zapfen 15 frei drehbar ist. In der Säule 12 ist ferner eine Triebwelle 17 gelagert, die ein in Eingriff mit dem Rad 15 stehendes Stirnrad 18 trägt. Der Schlitten 10 besitzt einen Tragarm 19. der die Schneidvorrichtung trägt.
Dieser Arm 19 besitzt einen Kopf 20, der ein Lager für die geneigte Welle 21 bildet, an deren oberem Ende ein in das Rad 15 eingreifendes Rad 22 sitzt, während am unteren Ende eine Nabe 23 sitzt. Das untere Ende des Kopfes 20 ist zu einem feststehenden kegelförmigen Reibungsrad 24 ausgebildet. Die Nabe 23 trägt eine Kurbel, die von dem Zapfen 25, 26 und der Platte 27 gebildet wird. Der Zapfen 25 ist in der Nabe 23 durch eine Mutter 28 festgehalten. Die Nabe 23 hat eine flache Stellfläche, auf der die Platte 27 aufliegt ; eine Verlängerung des Kurbelzapfens 26 geht durch einen Bogenschlitz 28 (Fig. 8) in der flachen Stellfläche, und eine Mutter 30 am Ende des Zapfens stellt die Platte 27 auf dieser Fläche fest.
Der Kurbelzapfen 26 trägt ein kegelförmiges Reibungsrad 31, das sich frei um den Zapfen 26 drehen kann und an dem das schalenförmige Messer 32 befestigt ist. Das Reibungsrad 31 liegt an dem Reibungsrad 24 an und wälzt sich an demselben ab. Die Nabe 23 ist auch mit einem Gegengewicht 33 versehen. Auf dem Kopf 20 ist koaxial mit der geneigten Welle 21 eine ver-
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ändert und eingestellt werden. Dies verändert den Durchmesser des Grundkreises, der in Fig. 1-5 mit y bezeichnet ist. Das Messer rotiert um die Achse X-X der geneigten Welle 21 und geht durch den Spalt 6 im Zigarettentragrohr 5 hindurch, wobei es mit einer Leiste 37 an diesem Rohr zusammenwirkt, um von dem Strang eine Zigarette abzuschneiden.
Das Rohr 5 trägt festsitzend eine Hülse 38, die einen Daumen 39 besitzt, welcher durch die Unrundscheibe 36 betätigt wird. Ein auf dem Sattel 9 angebrachtes Traglager 40 bildet einen Schlittenträger für die Hülse 38, und ein zweites, ebenfalls auf dem Sattel 9 sitzendes Lager 41 dient als Anschlag für eine auf dem Tragrohr 5 zwischen dem Lager 41 und dem U-förmig überbrückten Spalt angeordnete Schraubenfeder 42.
Die Unrundscheibe 36 teilt-dem Rohr 5 eine axiale Bewegung mit, so dass letzteres sich annähernd mit derselben Geschwindigkeit wie der Zigarettenstrang 7 zu der Zeit bewegt, wenn das Messer durch den Spalt geht.
Angenommen, dass die Achse Z-Z des Bolzens 26 des schalenförmigen Messers 32 durch Verstellung der Teile 25,26 und 27 eingestellt worden sei und dass der Schlitten 10 mittels des Handrades 11 bewegt wurde, bis die Achse X-, und das Messer 32 zum Rohr 5 die zum senkrechten Absehneiden von Ziga- retten in der gewünschten Länge erforderliche Lage einnehmen (in Übereinstimmung mit den mit Bezug auf Fig.
1-5 gegebenen Leitsätzen), und dass die relative Geschwindigkeit der Drehung des Messers um die Achse X-X durch Wahl passender Getriebe richtig bemessen sei, wobei die Spindel 17 in geeigneter Weise angetrieben wird, dann wird deren Bewegung durch die Räder 18, 15 und 22 auf die Nabe 23 und das Messer 32 übertragen, so dass sich die Nabe 23 um die Achse Z-X der Spindel 21 dreht. Der Reib-
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zapfens 26. Das Messer geht durch den Spalt 6 des Tragrohres 5 entlang der Fläche der Scheerplatte 37, u. zw. einmal bei jeder Umdrehung um die Achse X-X, und zerteilt so den Zigarettenstrang 7 in Stücke von vorausbestimmter Länge.
Wie schon mit Bezug auf Fig. 1-5 ausgeführt, hat die Oberfläche des Messers 32 in Berührung mit dem Zigarettenstrang während des Abtrennens eine Bewegung entlang der Strangaehse, die sehr nahe an die axiale Vorsehubbewegung des Zigarettenstranges herankommt, und das Tragrohr 5 wird synchron bewegt durch die Unrundscheibe 36, die auf den Daumen 39 einwirkt.
Die Feder 42 zwingt hiebei diesen Daumen 39, dem Umfang der Unrundscheibe 36 zu folgen, und auf diese Weise wird auf das Rohr 5 die gewünschte hin-und hergehende Bewegung übertragen.
Die Geschwindigkeit der Welle 21, um welche das Kreismesser 32 sich um die Umlaufachse X-Z dreht, kann dadurch verändert werden, dass man das Stirnrad 22 mit einem andern von verschiedener Grösse vertauscht ; um den genauen Eingriff des Rades 22 mit dem Rad 15 zu erreichen, ist die Säule 1 : 2 um ihre Achse verstellbar.
In Fig. 9 erscheint das Messer a aus dem Teil eines Zylindermantel gebildet ; der schneidende und mit dem Strang in Berührung kommende Teil des Messers a hat im Grundriss ungefähr die Gestalt der Berührungsfläche des in Fig. 3 gezeigten kugelschalenförmigen Messers. In den Fig. 10 und 11 bildet das Messer a einen Teil des Mantels eines Kegels, wobei dessen schneidend wirkender und in Berührung
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förmigen Messers ällhlieh ist und ähnliche Form hat, wenn man von der Eigenschaft der doppelten Krümmung bei der Kugelschale absieht.
Um das Messer 32 (Fig. 6) zu schärfen, wird während des Ganges der Maschine und der Tätigkeit der Schneidvorrichtung die Hülse 34 gehoben, um die Fläche-M in Anlage mit der schalenförmigen Messerfläche zu bringen.
Innerhalb des Rahmens der Erfindung sind natürlich verschiedene Abänderungen hinsichtlich der Bauart und Einstellung des Zusammenbaues und des Antriebes möglich.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Sehneidvorriehtung für einen ständig bewegten Materialstrang, beispielsweise für den Tabak-
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Messer, welches der Bewegung des Stranges beim Abschneiden folgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsmittelpunkt (0) jedes Messerteiles während des Schneidvorganges sich auf einer zur Umlaufachse (X-X) des Messers senkrechten Kreisbahn (f) verschiebt, wobei eine solche Kreisbahn (f) einen Berührungspunkt mit der Strangachse (Y-Y) aufweist, der sich mit der gleichen Geschwindigkeit und in der gleichen Richtung wie der Strang verschiebt.