CN102183404A - 在烟草产品生产机器中监控单侧固定张紧的板簧的装置 - Google Patents

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CN102183404A CN2011100225321A CN201110022532A CN102183404A CN 102183404 A CN102183404 A CN 102183404A CN 2011100225321 A CN2011100225321 A CN 2011100225321A CN 201110022532 A CN201110022532 A CN 201110022532A CN 102183404 A CN102183404 A CN 102183404A
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H·布雷特林
M·普里恩
A·埃克罗特
S·斯托费尔斯
S·霍曼
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Koerber Technologies GmbH
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    • A24C5/14—Machines of the continuous-rod type
    • A24C5/28—Cutting-off the tobacco rod
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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Abstract

本发明涉及一种在生产烟草产品的机器中用于监控单侧固定张紧的板簧的装置，它具有在固定于机器上的支座(2)上固定张紧的第一端部(3)和执行运动的第二端部(4)其中，在支座(2)和板簧(1)的固定张紧的第一端部(3)之间和/或在第二端部(4)和机器的一起执行运动的部件之间设置力-和/或扭矩传感器(7、17)。

Description

在烟草产品生产机器中监控单侧固定张紧的板簧的装置
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分特征的在生产烟草产品的机器中用于监控单侧固定张紧(eingespannt)的板簧的装置。
背景技术
在生产烟草产品的机器中，将单侧张紧的板簧用于有目的地调节特定部件的振动持性和运动特性。这样的部件例如是在切割装置区域中用于对条形输送的产品进行导引的管，或者用于烟草均匀化的振动筛。板簧用第一端部固定张紧在固定于机器上的支座(Gegenlager)上，并且用第二端部和执行运动的部件连接。在机器运行期间板簧要经受高频运动，并且在一定的运行时间之后必须作为磨损部件将其换掉。本发明意义的烟草产品应理解为例如由烟草制成的香烟、小雪茄或者类似的棒状的产品，或者它们的过滤嘴。
例如由于老化、内部磨损或者类似原因造成的板簧的提前折断可导致必须提早停车，并且在用有缺陷的板簧运行期间会出现损伤，或者在这期间生产的产品不符合所希望的质量标准。
为了避免这一问题，DE 42 13 884 A1已经公开借助流过板簧的测量电流监控板簧的状态，并且通过这一措施尽可能早地识别板簧的受损情况。对于这样一种情况，例如由纤维复合材料，如CFK或GFK制成的板簧，必须采取特殊的措施，使得纤维复合材料能够导电，这可通过导电的加强元件，如碳纤维可以达到。通过这一情况使得板簧本身变得昂贵了。这一方案的另一缺陷是，这种板簧本身必须具有特定的特性，因为它是监控装置的部件，这么一来所述方案基本上就不能用到所有类型的板簧中。此外，也有可能在对于其它的功能有不利的情况下才实现板簧的所希望的振动特性和导电能力，这样，所述板簧就不是最佳地完成至少其中一个功能。此外还存在这样的危险，即当板簧不是完全导电设计，则那些不导电的部分区域就有可能在受损的情况下没有发出信号。
发明内容
本发明的任务是提供一种成本有利和可简单实现的装置，采用这样一种装置能尽可能可靠地监控这一类单侧张紧的板簧的功能能力。
为了完成这一任务本发明建议，在支座和板簧的张紧的第一端部之间和/或在第二端部和机器的一起执行运动的部件之间设置力-和/或扭矩传感器。根据本发明的方案有如下优点，即与现有技术不同的是对于监控功能本身不必改动板簧。因此所建议的装置可用于所有任意的板簧，其中，特别是通过这一措施并不改变板簧的运动特性。此外，通过所建议的方案测量在支座上的板簧的张紧部位上的力和/或扭矩。所述力和扭矩是直接由该板簧所执行的运动产生的，这样，通过所建议的装置就可对板簧的弹簧特性进行直接的监控。根据本发明的方案的结构费用很小，因为只必须在板簧的张紧部位上或者在第二端部和机器的运动部件之间设置力或扭矩传感器；此外，不要求对机器进行结构性的改动。
此外，本发明还建议，如此地设置力传感器，即它感应横交于板簧起作用的力。因为板簧的弹性运动也是横交于它的纵向尺寸取向的，所以在支座上或者在运动的端部上横交于板簧的力是最大的，这样，当板簧的弹簧特性发生变化时，在所述方向上的力的感应可提供最大的测量信号。
此外，本发明还建议，板簧通过贴靠面直接或者间接地紧贴在力传感器上。所述贴靠面一方面用于将力均匀地引入到力传感器中，并且另一方面用于将板簧稳定地支撑在张紧部位或者运动的端部上。
为了总体上简化安装和简化结构，力传感器可以具有容纳座。在所述容纳座中不可移动地容纳着板簧的第一端部。所述容纳座可以设计成力传感器本身的整体的组成部分，或者也可通过单独的安装部件形成。重要的只是在该容纳座和力传感器之间没有其它的可动的连接。然后将所述容纳座和力传感器一起安装在机器上，并且除了用于将力有控制地传递到力传感器中以外，还用于在机器上固定地将板簧固定在张紧部位上。
只要为了监控板簧设有扭矩传感器，所述扭矩传感器就应该具有容纳座，在所述容纳座中直接或者间接地不可转动地容纳着板簧的第一端部或者第二端部。
通过下述措施可实现本发明的另一优选的方案，其做法是设置两个或者多个单侧张紧的板簧，并且将力-和/或扭矩传感器设置在板簧的固定张紧的第一端部之间。这样，通过一个力-和/或扭矩传感器可同时监控两个板簧。在这种情况中这种监控是建立在测量力差和/或扭矩差的基础之上，其当板簧功能正常并且偏转量相同时接近零，或者至少低于规定的水平。对于这种情况，即其中板簧出现损伤，这导致板簧的弯曲刚度的不同地变化，并且因此导致所施加的力和/或扭矩的不同地变化。因为在同时受损伤的情况下两个板簧的弯曲刚度变化相同的概率很小，所以也可通过本发明所建议的差值测量产生可靠的损伤信号。
附图说明
下面借助多个优选的实施例对本发明进行更加详细的说明。所述附图分别是：
图1：用于生产烟草产品的机器，它具有单侧张紧的板簧和力传感器；
图2：具有扭矩传感器的单侧张紧的板簧的放大部分图；
图3：具有设置在板簧的端部之间的力传感器的两个单侧张紧的板簧。
具体实施方式
在图1中可看到用于生产烟草产品，例如香烟的机器的部分图。在所述部分图中示出了机器的切割装置。在所述切割装置中将沿进给方向14输入的条6切割成有规定长度的香烟。所述切割装置包括转动的刀架8。所述刀架具有在其中万向节式悬挂的刀具容纳座10。刀具9固定张紧在所述刀具容纳座中。此外，转动的驱动装置12设置有偏心的旋转轴承13。连杆11可转动地支承在所述旋转轴承上。当驱动装置12转动时，连杆11通过支承在偏心的旋转轴承13上被驱动进行重复的往复摆动运动。此外，还设置板簧1。所述板簧用第一端部3固定在固定于机器上的支座2上，并且用第二端部4与所述连杆11的端部15连接。所述连杆11用它的端部15和管16连接。所述条在所述管中被导引。所述管16通过和执行往复摆动运动的连杆11的连接，执行一种强制的振动运动，并且在切割过程期间用作刀具9的支座。
在驱动装置12转动时，由于连杆11的往复摆动运动也激励板簧1作振动运动。在这方面机器的结构和在DE 42 13 884 A1中所描述的装置的结构是一样的。因此，所述装置应明确地添加到本申请的公开内容之中。
为了对板簧1进行监控，在支座2和板簧1的第一端部3之间设置力传感器7。在所述力传感器7上设置夹紧块形式的容纳座5。在所述容纳座中，第一端部3不可移动地张紧在所述力传感器7上，并且因此也固定地张紧在支座2上。当板簧1振动运动时，其中起作用的力F1通过贴靠面3a传递到力传感器7上，这样，从力传感器7的测量信号能直接推断出板簧1的弹力或者弯曲刚度。当如此测得的板簧1的力F1低于规定的边界值，则自动地释放报警信号，这样，在出现严重后果的损伤之前就可将机器停下来。例如“HBM”公司的传感器可考虑用作力传感器7，其名称为U3或者U93。采用这种传感器可测量200N-50KN范围的力F1。近似地从下述物理关系式中得出在力传感器7的范围内起作用的力F：
F1～(3EI/L3)×W。
其中：
EI：弹簧1的弯曲刚度；
L：板簧1的自由振动长度；
W：板簧1的横向偏移量。
当然也可用弹簧预紧来张紧板簧1，然后在测量中可通过补偿来考虑所述弹簧预紧。
这样，当板簧的长度L是恒定的，并且横向偏移量W保持不变时，如果力F1发生变化就可直接得出板簧1的弯曲刚度EI有变化的结论。在这种情况中板簧1的受损直接导致弯曲刚度EI的减小，并且因此也导致力F1的减小。
图2示出了板簧1的第一端部3张紧在支座2上的备选的张紧。在所述实施例中，在支座2上设置了扭转元件形式的扭矩传感器17。在所述扭矩传感器中板簧1的第一端部3不可旋转地固定在槽缝18形式的容纳座中。当板簧1发生偏移时，近似地按照下述规律对扭矩传感器17施加扭矩M：
M～(2EI/L2)×W。
所述符号与力测量的特征量相对应。在此也产生了当长度L和横向偏移量W保持不变时，扭矩M和弯曲刚度EI的变化之间的直接关系。
代替地也可将力传感器7设置在第二端部4和连杆11的端部15之间。在这种情况中，所述连杆就相当于按照权利要求1所述的机器的一起执行运动的部件。
在图3中可看到本发明的另一优选的实施例。在所述实施例中除了板簧1外还在支座2上还设置了第二板簧19。在板簧1和19的端部3和20之间设置了共用的力传感器7。所述力传感器感应端部3和20之间的力。在知道板簧1和19的弯曲刚度EI的情况下在开始监控时可以规定应遵守的额定力差，当超过所述额定力差时可以得出其中一个板簧1或19的弯曲刚度EI发生变化的结论，然后它的结果是释放报警信号。

Claims (6)

1.在生产烟草产品的机器中用于监控单侧固定张紧的板簧(1)的装置，具有在固定于机器上的支座(2)上固定张紧的第一端部(3)和执行运动的第二端部(4)，其特征在于，在支座(2)和板簧(1)的固定张紧的第一端部(3)之间和/或在第二端部(4)和机器的一起执行所述运动的部件之间设有力-和/或扭矩传感器(7、17)。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，力传感器(7)设置成感应横交于板簧(1)起作用的力(F 1)。
3.按照前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，板簧(1)通过贴靠面(3a)间接或者直接地贴靠在力传感器(7)上。
4.按照前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，力传感器(7)具有容纳座(5)，在该容纳座中不可移动地容纳着板簧(1)的第一端部(3)。
5.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，扭矩传感器(17)具有容纳座，在所述容纳座中间接或者直接地不可转动地容纳着板簧(1)的第一端部(3)。
6.按照前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，设置两个或者多个单侧张紧的板簧(1、19)；并且力-和/或扭矩传感器(7、17)设置在板簧(1、19)的固定张紧的第一端部(3、20)之间。
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