CN100512690C - 横向切割香烟组装机上的香烟部的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于横向切割香烟组装机上的香烟部(2)的方法和装置(1)，借此，香烟部(2)被横向送进，经过切割位置与旋转的圆形刀片(8)相交，圆形刀片由绕平行于圆形刀片(8)的旋转轴线摆动的臂(13)保持在工作位置，从而使圆形刀片(8)在工作位置、放置旧圆形刀片(8)的存储装置(11)、以及放置新圆形刀片(8)的存储装置(12)之间移动。

Description

横向切割香烟组装机上的香烟部的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种横向切割在香烟组装机上的香烟部的方法和装置。
背景技术
在已知的香烟组装机上，分别由两个香烟部限定的第一细长件由第一切割装置横向切成两个单独部分；该单独部分接着沿轴向分离到两个过滤嘴上，通过涂胶带使这两个部分相互连接并且使其分别连接到香烟过滤嘴上，形成两支香烟，接着由第二切割装置在过滤嘴处横向切割成两个单独的带过滤嘴香烟。
在每一个切割装置中，香烟部由装有高速旋转的圆形刀片的传输滚筒横向(即，沿垂直于其纵向轴的方向)供给。为了保证一直都能完全切断，每一个切割装置均安装了例如像US-4497143-A1专利中所述类型的磨刀装置，以保持锋利的刀刃。由于现代香烟组装机具有很高的输出速度(一分钟多达20,000支香烟的速度)，持续的磨刃使切割装置的圆形刀片严重磨损，因此需要经常更换。特别是，由于第一切割装置切割烟草制品的香烟部，而第二切割装置的圆形刀片切割过滤嘴材料处的香烟部，而过滤嘴材料平均而言要比烟草更软并更均匀，因而第一切割装置的圆形刀片比第二切割装置刀片磨损的更快。
在高速的上一代香烟组装机中，每分钟可以生产达20,000支香烟。第一切割装置的圆形刀片必须在每一个班结束时更换，即，每工作8小时更换。由于这需要熟练的工人，并且导致使生产停工一段时间(5-10分钟)，频繁地更换第一切割装置的圆形刀片显然增加了成本，也即指劳动力和停产这两方面的损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种横向切割香烟组装机上的香烟部的方法和装置，其可以消除上述缺点，同时还具有成本低、操作方便的优点。
根据本发明，提供了一种横向切割在香烟组装机上的香烟部的方法。该方法包括：横向送进香烟部，经过切割位置与连续绕平行于香烟部的第一轴线旋转的圆形刀片相交；该方法的特征在于，圆形刀片由移动于工作位置、卸载位置、以及加载位置之间的臂支撑，在工作位置，圆形刀片切割香烟部，而在朝向用于放置旧圆形刀片的第一存储装置的卸载位置，圆形刀片由臂卸载；在朝向用于放置新圆形刀片的第二存储装置的加载位置，新圆形刀片由臂取出。
根据本发明，还提供了一种用于横向切割在香烟组装机的香烟部的装置。该装置包括：旋转的圆形刀片，连续绕第一轴线旋转并设置于切割位置上，以及传输装置，用于横向送进香烟部，香烟部平行于第一轴线设置并穿过切割位置与旋转的圆形刀片相交。该装置的特征在于包括：放置旧圆形刀片的第一存储装置；放置新圆形刀片的第二存储装置；支撑圆形刀片的臂；以及使臂移动于工作位置、卸载位置、以及加载位置之间的致动装置，其中，在工作位置，圆形刀片切割香烟部，而在朝向第一存储装置的卸载位置，圆形刀片由该臂卸载；在朝向第二存储装置的加载位置，新圆形刀片由该臂取出。
置，圆形刀片由该臂卸载；在朝向第二存储装置的加载位置，新圆形刀片由该臂取出。
附图说明
本发明的非限定性实施例将参照附图所示的实例进行说明。图中：
图1示出了根据本发明的切割装置的优选实施例的侧视示意图；
图2示出了图1中的切割装置的立体图；
图3示出了在工作位置的图1中切割装置的夹紧头的放大截面图；
图4示出了图1中的切割装置的供给存储装置的放大截面图；
图5示出了图1中的切割装置的卸载存储装置的放大截面图；以及
图6示出了图1中的切割装置的致动装置的放大截面图。
具体实施方式
参见附图，标号1表示香烟组装机(未示出)的切割装置整体。具体而言，切割装置1用于切割香烟部2，每个香烟部具有对称的纵向轴线3，沿横向(即，沿与对称的纵向轴线3正交的方向)，通过由切割装置1和公知的传输滚筒4限定的切割位置送进。
传输滚筒4连续地绕垂直于图1平面的轴线5旋转，包括多个周缘座6，每一个用于使各个香烟部2保持与轴线5平行。滚筒4包括中央凹槽7，其在切割位置与连续绕各个平行于轴线5的中心轴线9旋转的圆形刀片8相接合，以切割香烟部2。
如图1和图2所示，切割装置1包括：支撑在固定位置的圆柱支撑体10；放置旧圆形刀片8的存储装置11；以及放置新圆形刀片8的存储装置12。圆柱体10与安装来绕平行于轴线5的轴线14旋转的臂13相连接，以实现沿平行于轴线5的小的轴向运动。臂13的自由端上安装有夹紧头15，用于支撑圆形刀片8。臂13绕轴线14旋转，使夹紧头15在工作位置(图1和图2)、卸载位置(未详细示出)、以及加载位置(图4)之间移动，在工作位置，由夹紧头15固持的圆形刀片8与滚筒4相接合，从而切割香烟部2；在卸载位置，夹紧头15朝向存储装置11，以将相应的圆形刀片8卸载到存储装置11内；在加载位置，夹紧头15朝向存储装置12以接收新圆形刀片8。
如图3所示，夹紧头15包括杯形体16，用于与圆形刀片8的表面17相接合，其具有四个朝向表面17的永磁体18(图3中仅示出两个)，用于将圆形刀片8吸住和固定在杯形体16上。需要注意的是，要保持使永磁体18安装成不与圆形刀片8的表面17接触，从而防止磁性连接。杯形体16通过插入球轴承19与臂13的端部机械连接，使夹紧头15安装到臂13上，从而可以绕垂直于与夹紧头15相接的圆形刀片8的轴线9的轴线进行小幅摆动。
夹紧头15包括中央销20，其与相应的中央孔21相接合，该中央孔位于与夹紧头15相接的圆形刀片8上。中央销20具有截锥形端部，从而与孔21自对中，还要使其轴向长度不与孔21的整个长度相接合。销20优选安装到杯形体16上，从而沿平行于与夹紧头15相接的圆形刀片8的轴线9的方向，从抽出位置(图3)到与使销20保持在抽出位置的弹簧22的作用方向相反的缩回位置(图中未详细示出)轴向滑动。弹簧22被压缩在销20与固持体23之间，其中固持体通过插入各球轴承24而安装到夹紧头15上。
在工作位置，固定位置的驱动头25安装为绕与工作位置的圆形刀片8轴线9一致的轴线旋转，由已知的电动机(未示出)驱动使圆形刀片8旋转。在工作位置，夹紧头15与圆形刀片8的表面17相接合，而驱动头25与平行于表面17并与其相对的圆形刀片8的表面26相接合，从而使圆形刀片8夹在夹紧头15与驱动头25之间。
实际应用中，臂13在沿平行于圆形刀片8的轴线9方向的给定力的驱动下，轴向移动到工作位置，从而通过夹紧头15与驱动头25之间的给定力夹紧圆形刀片8，从而确保圆形刀片8角度上通过摩擦与驱动头25成为一体，将旋转传输给圆形刀片8。在实际使用中，空接到臂13上的夹紧头15，显然也可以由驱动头25旋转。
如图4所示，新圆形刀片8的存储装置12包括：圆柱形容器27，其中放置了一叠新圆形刀片8，圆柱形容器具有中央圆柱形件28，与圆形刀片8的中心孔21相接合。圆形刀片8叠放在可自由沿圆柱形件28滑动并由弹簧30推动到存储装置12的取出开口31的盘29中。取出开口31部分地由半月型止动件32(图1、2中更详细地示出)所封闭，用于将圆形刀片8叠固持在存储装置12中，以抵制弹簧30的推力。圆柱形容器27的侧壁33具有不同的高度。具体而言，未与止动件32相接合的侧壁33的部分的高度要比与止动件32相接合的侧壁33的部分略低，从而限定取出区34，通过取出区34，可将与止动件32(即，在圆形刀片8叠的顶部)相接触的新圆形刀片8沿平行于其自身的方向从容器27取出。止动件32优选与容器27铰接，从而绕销35在工作位置(图1和图2)、和加载位置(未详细示出)之间转动，在工作位置时，止动件部分地关
如图5所示，旧圆形刀片8的存储装置11包括其中放置了一叠旧圆形刀片8的圆柱形容器36，具有与圆形刀片8的中央孔21相接合的中央圆柱件37。一叠圆形刀片8放置在可沿圆柱件37自由滑动并由弹簧39推动到存储装置11的插入开口40中的盘38上。在插入开口40附近，圆柱件37具有单向固定装置41，通过该装置可以防止圆形刀片8朝向插入开口40滑动但是允许其沿相反方向，也即从插入开口40到盘子38的方向滑动。更具体而言，固定装置41包括多个部件42(图5示出了其中的两个)，与圆柱件37相铰接以在抽出位置(图5)和缩回位置(未示出)之间转动，在抽出位置，可以防止圆形刀片8沿着圆柱件37滑动，而在缩回位置可以完全使该部件容纳在圆柱件37上的各个相应座43内，从而允许圆形刀片8沿圆柱件37滑动。每一个部件42连接到各个相应的弹簧44上，从而使部件42保持在抽出位置；每一个部件42和各个座43这样形成，使得通过从插入开口40移动到盘38的圆形刀片8的推动实现从抽出位置到缩回位置之间的切换，而不是由从盘38向插入开口40移动的圆形刀片8产生的推动实现。
如图6所示，圆柱体10中容纳了支撑臂13的致动装置45，该致动装置使臂13绕轴线14旋转，并使臂沿平行于轴线14的方向小幅轴向移动。致动装置45包括：与圆柱体10一体形成的固定架46；以及支撑臂13并安装到固定架46中的轴47，该轴相对于架46绕轴线14旋转，并沿平行于轴线14的方向相对于固定架46在两个极限位置之间轴向移动，两个极限位置指由轴承限定的止动件48所限定的收回极限位置(图6)与由架46的壁限定的止动件49限定的抽出极限位置(未详细示出)。
轴47的一端为臂13，而另一端则为与其刚性相接的杯状件50，该杯状件具有外环齿轮51，与和电动机54的轴53一体形成的小齿轮52相啮合。具体而言，小齿轮52的轴向尺寸大于外环齿轮51轴47的一端为臂13，而另一端则为与其刚性相接的杯状件50，该杯状件具有外环齿轮51，与和电动机54的轴53一体形成的小齿轮52相啮合。具体而言，小齿轮52的轴向尺寸大于外环齿轮51的轴向尺寸，从而即使当轴47沿轴向在两个极限位置之间移动时，小齿轮52仍然与外环齿轮保持相啮合。
弹簧55压缩在杯状件50和固定架46之间，从而以给定的力使轴47保持在收回极限位置。更具体而言，弹簧55推动杯状件50压抵限定止动件从而限定了收回极限位置的轴承48，在该位置时，杯状件50由电动机54驱动绕轴线14旋转，并无显著摩擦地在轴承48上自由滑动。
形成在轴47和固定架46之间的气密室56由两个弹性密封环57限定，并可通过充满压力流体(通常是压缩空气)的环形管59与泵58相通，通过压力流体可向轴47施加与弹簧55推动力相反的推动力。实际应用中，压缩空气通入气密室56后，一方面可以减轻弹簧55施加到轴47上的力，另一方面也可以完全克服弹簧55施加到轴47上的力，从而使轴从收回极限位置移动到抽出极限位置。
控制装置60控制电动机54和三通阀61，通过控制电动机从而控制使轴47绕轴线14旋转，通过控制三通阀61可以调整环形管59进而控制轴47沿平行于轴线14的方向的位移。三通阀61用于将气密室56连接到泵58，从而增加气密室56内的压力；也可用于隔绝气密室56，从而使气密室56中的压力保持恒定；还可将气密室56与外部相通，以减小气密室56内的压力。
以下描述切割装置1的运行，在正常的运行状况下，圆形刀片8设置在工作位置，用于切割香烟部2。
旋转。当在工作位置的圆形刀片8磨损时，驱动头25停止运动，气密室56被充入压缩空气以移动轴47，因此，臂13沿轴向从缩回位置到抽出位置，从而将夹紧头15携带的圆形刀片8与驱动头25分离。需要注意的是，圆形刀片8是由夹紧头15上的永磁铁18产生的磁力而固持在夹紧头15上的。
然后臂13绕轴线14旋转从而使夹紧头15从工作位置移动到卸载位置(未详细示出)，其中夹紧头15朝向存储装置11从而将圆形刀片8卸载到存储装置11中。当携带旧圆形刀片8的夹紧头15定位在朝向存储装置11的插入开口40时，臂13和夹紧头15沿平行于轴线14的方向轴向移动，从而将旧圆形刀片8插入到容器36中。此时，夹紧头15的销20的端部抵靠到圆柱件37的端部上，通过压缩弹簧22的圆柱件37的反作用力向后推动。夹紧头15的轴向运动使夹紧头15携带的旧圆形刀片8与固定装置41接触，如前所述该固定装置收回使旧圆形刀片8通过。臂13和夹紧头15接着沿平行于轴线14的相反方向轴向移动，使夹紧头15从容器36中抽取出来。这种运动又使得夹紧头15携带的旧圆形刀片8与固定装置41接触，但是，这次阻止圆形刀片8进一步滑动到插入开口40，使旧圆形刀片8与夹紧头15分离。
此时，臂13绕轴线14旋转，从而使夹紧头15从卸载位置移动到加载位置(图4)，其中夹紧头15朝向存储装置12以接收新圆形刀片8。当夹紧头15定位在朝向存储装置12的取出开口31时，臂13和夹紧头15沿平行于轴线14的方向轴向移动，从而夹紧头15与朝向取出开口的新圆形刀片8接合。此时，臂13和夹紧头15绕轴线14旋转，以使新圆形刀片8沿平行于自身的方向移动，从而通过取出区域34取出新圆形刀片8。
最后，臂13绕轴线14旋转，从而使安装了新圆形刀片8的夹紧头15返回到工作位置。
最后，臂13绕轴线14旋转，从而使安装了新圆形刀片8的夹紧头15返回到工作位置。
在另一个未示出的可选实施例中，在与轴承48相配的杯状件50的壁62上形成有凸起和/或凹陷，从而在特定的角度位置，轴承48抵靠在凸起和/或凹陷上，使杯状件50，进而使轴47沿平行于轴线14的方向产生小幅轴向移动。该技术方案在使轴47在特定角度位置进行极为准确的小幅轴向移动方面具有显著的优点。
如前所述，该切割装置1设置用于横向切割香烟组装机上的香烟部，但显然它还可用于切割其他的类似物，特别是用于切割过滤嘴材料的部分。

Claims (22)

1.一种横向切割香烟组装机上的香烟部(2)的方法，所述方法包括将香烟部(2)横向送进通过切割位置，与连续绕平行于所述香烟部(2)的第一轴线(9)旋转的圆形刀片(8)相交，所述方法的特征在于，所述圆形刀片(8)由移动于工作位置、卸载位置、以及加载位置之间的臂(13)支撑，其中在所述工作位置，所述圆形刀片(8)切割所述香烟部(2)；在朝向用于放置旧圆形刀片(8)的第一存储装置(11)的所述卸载位置，所述圆形刀片(8)由所述臂(13)卸载；在朝向用于放置新圆形刀片(8)的第二存储装置(12)的所述加载位置，所述新圆形刀片(8)由所述臂(13)取出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：为了在所述工作位置、卸载位置、以及加载位置之间移动，所述臂(13)绕平行于所述圆形刀片(8)围绕旋转的第一轴线(9)的第二轴线(14)转动。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述臂(13)支撑夹紧头(15)，所述夹紧头与所述圆形刀片(8)的第一表面(17)相接合；在所述工作位置，与所述第一表面(17)相对并相互平行的所述圆形刀片(8)的第二表面(26)与驱动头(25)相接合，从而将所述圆形刀片(8)夹紧在所述驱动头(25)与所述夹紧头(15)之间。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述驱动头(25)由电动机驱动绕所述第一轴线(9)转动，而所述夹紧头(15)则空转地安装到所述臂(13)上，从而所述圆形刀片(8)由所述驱动头(25)驱动绕所述第一轴线(9)转动。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在所述工作位置，所述臂(13)由沿平行于所述第一轴线(9)的方向的给定力驱动沿轴向移动，从而通过所述驱动头(25)与所述夹紧头(15)之间的给定力夹紧所述圆形刀片(8)。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在所述臂(13)运动的过程中，通过与所述夹紧头(15)一体设置并朝向所述圆形刀片(8)的至少一个磁铁(18)的作用，将所述圆形刀片(8)固定在所述臂(13)的所述夹紧头(15)上。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：通过绕所述第二轴线(14)转动将所述旧圆形刀片(8)定位到朝向所述第一存储装置(11)的插入开口(40)，并通过沿平行于所述第一轴线(9)的方向的平移，使得所述旧圆形刀片(8)与单向固定装置(41)相接合，从而所述旧圆形刀片(8)被放入所述第一存储装置(11)中。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述新圆形刀片(8)从所述第二存储装置(12)这样取出，通过绕所述第二轴线(14)的转动将所述臂(13)的所述夹紧头(15)定位到朝向所述第二存储装置(12)的取出开口(31)，并通过沿平行于所述第一轴线(9)的方向的平移，使所述夹紧头(15)与朝向所述取出开口(31)的所述新圆形刀片(8)接合，通过所述夹紧头(15)绕所述第一轴线(9)的转动，从而取出所述新圆形刀片(8)。
9.一种横向切割香烟组装机上的香烟部(2)的装置，所述装置(1)包括：旋转的圆形刀片(8)，位于切割位置并连续绕第一轴线(9)旋转；传输装置(4)，用于横向送进香烟部(2)，所述香烟部平行于所述第一轴线(9)设置并穿过所述切割位置与所述旋转的圆形刀片(8)相交；所述装置(1)的特征在于包括：用于放置旧圆形刀片(8)的第一存储装置(11)；用于放置新圆形刀片(8)的第二存储装置(12)；支撑所述圆形刀片(8)的臂(13)；以及使所述臂(13)移动于工作位置、卸载位置、以及加载位置之间的致动装置(45)，其中在所述工作位置，所述圆形刀片(8)切割所述香烟部(2)，而在朝向第一存储装置(11)的所述卸载位置，所述圆形刀片(8)由所述臂(13)卸载；在朝向第二存储装置(12)的所述加载位置，所述新圆形刀片(8)由所述臂(13)取出。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：所述致动装置(45)使所述臂(13)绕平行于所述圆形刀片(8)围绕旋转的第一轴线(9)的第二轴线(14)转动，使所述臂(13)在所述工作位置、卸载位置、以及加载位置之间移动。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于：所述致动装置(45)使所述臂(13)沿平行于所述第二轴线(14)的方向移动。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于：所述致动装置(45)包括固定架(46)；以及支撑所述臂(13)并安装到所述固定架(46)中的轴(47)，所述轴相对于所述固定架(46)绕所述第二轴线(14)旋转，并相对于所述固定架(46)，沿平行于所述第二轴线(14)的方向，在分别由第一止动件(48)和第二止动件(49)限定的两个极限位置之间轴向移动，所述致动装置(45)还包括：弹性件(55)，所述弹性件压缩于所述固定架(46)与所述轴(47)之间，使所述轴(47)利用给定力与所述第一止动件(48)接触；以及气密室(56)，所述气密室限定在所述轴(47)与所述固定架(46)之间，可以由加压流体填充，从而产生所述轴(47)上的推力，所述推力与由所述弹性件(55)产生的推力的方向相反。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于：所述轴(47)包括：在与所述臂(13)相对的一端与所述轴(47)刚性相接的杯状件(50)，所述杯状件限定了所述弹性件(55)的支撑件，并包括外环齿轮(51)；第一电动机(54)，用于通过所述杯状件(50)的外环齿轮(51)向所述杯状件(50)提供动力。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于：所述第一止动件(48)由轴承限定。
15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于：在所述杯状件(50)的壁(62)上形成有凸起和/或凹陷，用于与所述轴承(48)相配，从而在所述杯状件(50)的特定角度位置上产生杯状件(50)的小幅轴向移动。
16.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：所述臂(13)包括：夹紧头(15)，所述夹紧头(15)与所述圆形刀片(8)的第一表面(17)相接合；驱动头(25)，在工作位置时设置在固定位置上，与所述圆形刀片(8)的第二表面(26)相接合，其中所述第二表面相对并平行于所述第一表面(17)，从而将所述圆形刀片(8)夹紧在所述驱动头(25)与所述夹紧头(15)之间。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于：还包括第二电动机，用于使所述驱动头(25)绕所述第一轴线(9)旋转；所述夹紧头(15)与所述臂(13)空转地安装，从而使得所述圆形刀片(8)通过驱动头(25)驱动而绕所述第一轴线(9)旋转。
18.根据权利要求16所述的装置，其特征在于：所述夹紧头(15)包括中央销(20)，用于与相应的所述圆形刀片(8)上的中央孔(21)相接合。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于：所述夹紧头(15)的所述中央销(20)安装到所述夹紧头(15)上，使所述中央销在抽出位置和使所述销(20)保持在所述抽出位置的弹性装置(22)的作用方向相反的缩回位置之间轴向移动。
20.根据权利要求16所述的装置，其特征在于：所述夹紧头(15)包括多个磁铁(18)，设置成朝向与所述夹紧头(15)接合的圆形刀片(8)，从而使所述圆形刀片(8)固定在所述夹紧头(15)上。
21.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：所述第一存储装置(11)包括第一圆柱形容器(36)，用于容纳旧圆形刀片(8)，并包括第一中央圆柱件(37)，与每一个所述圆形刀片(8)上的相应中央孔(21)相接合；以及单向固定装置(41)。
22.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：所述第二存储装置(12)包括：第二圆柱形容器(27)，用于容纳新圆形刀片(8)，并具有第二中央圆柱件(28)，与每一个所述圆形刀片(8)上的相应中心孔(21)相接合，止动件(32)，部分地包围所述第二存储装置(12)的取出开口(31)，以及推动件(30)，用于使所述新圆形刀片(8)保持在所述止动件(32)压抵的第二圆柱形容器(27)内；所述第二圆柱形容器(27)具有侧向取出区域(34)，通过所述取出区域，与所述止动件(32)相接触的所述新圆形刀片(8)可以从所述第二圆柱形容器(27)中沿平行于所述新圆形刀片(8)的方向取出。
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