CN102783709A - 用于成条机的切割装置和用于调节成条机用的切割装置中的打磨机构的砂轮的位置的方法 - Google Patents

Abstract

成条机的切割装置，其包括：刀具支架，刀具支架带有至少一个刀具保持器，在其中分别布置有可在径向方向上调整的刀具，其中刀具支架配备有支承在壳体中的驱动轴以及使刀具支架围绕旋转轴线A旋转驱动的驱动装置；调节装置，其将刀具支架调节到不同的规格，从而改变在刀具支架的驱动轴的旋转轴线A与待切割的条之间形成的角度β；以及打磨机构，其中打磨机构具有砂轮保持器，其具有至少一个借助驱动装置围绕旋转轴线B旋转驱动的砂轮，并且砂轮保持器位置固定地布置在刀具支架的区域中，从而刀具通过刀具支架的旋转而与砂轮接触，其特征在于，打磨机构具有使砂轮在砂轮的旋转轴线B的纵向方向上自动调整的机构。此外，本发明还涉及相应的方法。

Description

用于成条机的切割装置和用于调节成条机用的切割装置中的打磨机构的砂轮的位置的方法

技术领域

本发明涉及一种用于烟草加工行业的成条机的切割装置，其包括：刀具支架，所述刀具支架带有至少一个刀具保持器，在所述刀具保持器中分别布置有在径向方向上可调整的刀具，其中刀具支架配备了支承在壳体中的驱动轴以及用于使刀具支架围绕旋转轴线A旋转地被驱动的驱动装置；调节装置，其用于将刀具支架如此调节到不同的规格，从而可以改变在刀具支架的驱动轴的旋转轴线A与所述待切割的条或每个待切割的条之间形成的角度β；以及用于在切割装置运行期间磨削该刀具或每个刀具的打磨机构，其中打磨机构具有砂轮保持器，该砂轮保持器具有至少一个可借助驱动装置围绕旋转轴线B旋转地被驱动的砂轮，并且该砂轮保持器位置固定地如此布置在刀具支架的区域中，从而该刀具或每个刀具通过刀具支架的旋转而与该砂轮或每个砂轮接触。

此外，本发明涉及一种用于调节根据权利要求1至8中任一项所述的切割装置中的打磨机构的砂轮或每个砂轮的位置的方法，所述切割装置是烟草加工行业的成条机用的切割装置，该方法包括如下步骤：针对每种切割规格确定所述砂轮或每个砂轮关于所述刀具或每个刀具的额定位置；调节针对相应待切割的切割规格的额定位置，使得所述刀具或每个刀具在围绕旋转轴线A的每圈转动中与所述围绕旋转轴线B被驱动的砂轮或每个砂轮接触。

背景技术

这种切割装置和方法使用在烟草加工行业中，以便将例如烟草、烟草混合物、过滤嘴材料和其它在烟草加工行业中常见的材料或材料组合物的条切割成单个棒状件、即对应于烟草棒（Tabakstöcke）、过滤嘴棒等等。当刀具基本上垂直于待切割的条时相遇时，棒状件为此被布置在刀具支架上的刀具分开，所述刀具通过刀具支架的旋转描绘出滚动圆（Laufkreis）。该刀具可以在径向方向上自动地再调整地布置在刀具保持器中，该刀具保持器又可转动地布置在刀具支架上或者说布置在刀具支架中。刀具支架本身利用其驱动轴相对于一个条（在单条成条机中）或多个条（在多条成条机中）倾斜地布置。换言之，驱动轴的旋转轴线A相对于该条或每个条成角度β。

在成条机上通常加工不同的规格。这意味着：例如不同直径和/或不同长度、即所谓的规格加工条或者说棒状件。因此，与条/件的不同几何关系的匹配也称作规格变化。所述条通常以恒定速度通过成条机。在切割期间，一方面条的速度而另一方面刀具的速度必须相互对应。换言之，刀具在切割时必须与条以近似相同的速度一起运动，以便产生最佳的切面。在刀具位于垂直于条的时刻，刀具的速度大致相当于条速度。针对改变了件长度的规格变化，在刀具支架的驱动轴的旋转轴线与条之间的角度β如此改变，从而针对改变过的规格的刀具速度又大致相当于条速度。

为了能够在运行期间连续地磨削，在刀具支架上的所述刀具或每个刀具，切割装置通常配备有打磨机构。这种打磨机构具有砂轮保持器，该磨削保持器具有至少一个砂轮。刀具支架配备有砂轮保持器，从而布置在砂轮保持器的悬臂上的砂轮伸入到刀具的滚动圆中。通过具有布置在悬臂上的砂轮的砂轮保持器的形状也提及磨削角状物（Schleifgeweih）。砂轮保持器本身例如通过壳体与刀具支架连接，从而刀具保持器的调整、即角度β的改变必然引起砂轮保持器的相应调整。然而，砂轮保持器在运行中相对于刀具支架基本上位置固定，即并不与刀具支架一同旋转。根据刀具保持器的动力学得出，在调整β角度时同样必须再调整磨削角状物，以便在磨削时产生近似相同的刀具几何结构。随着砂轮保持器进而该砂轮或每个砂轮的位置改变，磨削图案（Schleifbild）也发生改变。换言之，尤其是刀具高度或者说刀具长度由于磨削图案改变而改变。为了实现最佳的砂轮位置、例如为了保持不变的刀具几何结构，因此需要将砂轮保持器相对于刀具支架调整，更确切地说，围绕驱动轴的旋转轴线A调整。换言之，对于刀具支架的每种规格或者说每种规格调节存在优化过的砂轮位置。这通过如下方式来实现：磨削角状物首先与刀具支架或者说壳体脱开，随后围绕旋转轴线A转动至所期望的位置并且接着又被固定。最佳的砂轮位置尤其也影响刀具长度和刀具锋利度。但是通过在规格变化时将刀具保持器调整到改变的角度β并且由此得到砂轮保持器围绕旋转轴线A的调整和/或由于砂轮的磨损，砂轮到刀具的距离也发生改变。这意味着：在规格变化时和/或在刀具磨损时以及随后径向再调整刀具时也必须重新调节砂轮与刀具之间的距离。该距离通过以下方式发生改变：砂轮沿着砂轮的旋转轴线B的方向移动。

目前，针对刀具支架的每种相应的规格调节、即每种切割规格手动地对砂轮与刀具支架或者说刀具之间的距离进行调整或调节，从而达到最佳的砂轮位置。在此，砂轮借助调节螺纹件（Justierschraube）朝向刀具或远离刀具地调整，直至达到计数机构中的事先所确定的、对应于额定位置计数器读数。这种调节不仅费时而且也需要大量的专业知识，所以该调节工作只能由受过训练的专业人员实施。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提出一种切割装置，所述切割装置关于砂轮定位的匹配进行优化。此外，该任务还在于，提供一种用于调节砂轮的关于刀具的额定位置的改进方法。

该任务借助开头所述类型的切割装置通过如下方式来解决：打磨机构具有用于使该砂轮或每个砂轮在砂轮的旋转轴线B的纵向方向上自动调整的机构。借助根据本发明的构造，以简单且可靠的方式和方法保证了砂轮位置与每种切割规格的快速匹配。该调节与操作者无关地并且可靠地进行。在一方面所述砂轮或每个砂轮与另一方面所述刀具或每个刀具之间的距离可以单独地并且无需相应操作人员的专业知识地改变。

本发明的一个有利的改进方案的特征在于，打磨机构包括用于使每个砂轮相对于砂轮保持器朝向刀具和远离刀具地沿纵轴向调整的机构。由此，保证了砂轮的直接且快速的调整。

有利地，该机构包括伺服驱动装置。通过伺服驱动装置保证砂轮的快速且精确调整，其中该伺服驱动装置通常包括伺服电动机和伺服放大器并且必要时包括其它调节元件。

一种特别优选的实施方式的特征在于：切割装置配备有控制系统和/或调节系统，从而控制和/或调节所述砂轮或每个砂轮关于所述刀具或每个刀具的位置。由此尤其也以特别简单且可靠的方式实现了在切割装置连续运行中由于刀具磨损引起的自动再调整。

切割装置的刀具有利地配备有用于识别刀具长度和/或刀具锋利度的传感器，其中该传感器或每个传感器连接到控制系统和/或调节系统上。一方面为用于砂轮的伺服驱动装置和另一方面为用于识别刀具长度和/或刀具锋利度的传感器的组合能够以特别简单且有效的方式实现完全自动的砂轮调节和砂轮跟踪。

该任务也借助具有开头所述步骤的方法通过如下方式来解决：自动地进行额定位置的调节，方法是：自动地在砂轮的旋转轴线B的纵向方向上调整所述砂轮或每个砂轮。由此得到的优点根据切割装置详细地描述，因此为了避免重复而参照相应的段落。

在该方法的一个优选的改进方案中，所述砂轮为了在朝向所述刀具的轴向进给期间调节额定位置而处于静止状态，直至围绕旋转轴线A转动的所述刀具与所述砂轮接触并且由此带动砂轮，其中随后在所述砂轮转动时在所述砂轮的驱动装置中对增量进行计数并且在达到相当于所述砂轮的额定位置的增量的额定值时停止所述砂轮的轴向调整并且起动所述驱动装置从而使所述砂轮围绕旋转轴线B旋转。由此，提出了一种用于自动调节最佳砂轮位置的简单方法，因为砂轮/刀具这两个部件根据预先给定的参数关于它们的位置彼此近似地自身相互协调。

在该方法的另一优选的改进方案中，为了在朝向所述刀具的轴向调整期间调节额定位置，所述砂轮围绕旋转轴线B旋转，直至围绕旋转轴线A转动的所述刀具与所述砂轮接触并且由此使所述砂轮制动，其中随后在制动时对所述驱动装置中的减小的增量进行计数并且在达到相当于所述砂轮的额定位置的增量的额定值时停止所述砂轮的轴向调整。前面所提及的优点同样适用于最后所提及的方法。

附图说明

本发明的其它适宜的和/或有利的特征和改进方案从从属权利要求和说明书中得到。特别优选的实施方式以及方法借助附图进行详细地解释。在附图中示出：

图1以前视图示出了切割装置的示意图；

图2以俯视图示出了根据图1的切割装置；

图3示出了处于相对于条以角度β倾斜的位置中的具有砂轮保持器的刀具支架的草图；并且

图4示出了用于砂轮的线性调整单元的示意图。

具体实施方式

在附图中所示的切割装置用于切割烟草加工行业的条，即例如用于切割烟草条或过滤嘴条。所示的切割装置通常是烟草加工行业的成条机的组成部分，然而例如也可以用作更换部件或也可以用作单个模块。

图1中所示的切割装置10包括刀具支架11，该刀具支架具有至少一个刀具保持器12。在所述刀具保持器或每个刀具保持器12中设置有分别可在径向方向上调整的刀具13。刀具支架11配备有驱动轴14以及驱动装置15，所述驱动装置用于使刀具支架11围绕旋转轴线A旋转地驱动。驱动轴14相应地支承在切割装置10的壳体16中。此外，切割装置10包括未明确示出的用于将刀具支架11调节到不同规格的调节装置。借助调节装置可以使在旋转轴线A和所述或每个待切割的条17之间形成的角度β改变。为了能够在切割装置10运行期间磨削所述刀具或每个刀具13，该切割装置10具有打磨机构，其中打磨机构18包括带有至少一个砂轮20的砂轮保持器19。砂轮20可借助驱动装置21围绕旋转轴线B旋转地被驱动。砂轮保持器19位置固定地布置在刀具支架11的区域中，使得所述刀具或每个刀具13通过刀具支架11的旋转而与所述或每个砂轮20接触。

在所描述的实施方式中，刀具支架11具有两个刀具保持器12，所述刀具保持器分别具有可径向调整的刀具13。刀具保持器12优选均匀地分布于圆周上并且处于刀具支架11的对置的侧面上。刀具保持器12围绕垂直于刀具支架11的旋转轴线A的延伸的轴线C、即关于刀具支架11径向取向地、可转动地支承在刀具支架11中，以便与角度β无关地保证在切割时刀具13相对于条17的垂直位置。当然，可以改变刀具保持器12的数目和位置。砂轮保持器19可以作为独立的单元配属于刀具支架11或例如与驱动轴14的壳体16连接。只要砂轮20在运行模式中处于通过旋转的刀具13形成的滚动圆中，则对于砂轮保持器19的布置和固定而言存在不同的变形方案。

这种已知的并且出于此原因而未详细描述的切割装置10根据本发明现在通过如下方式来改进：打磨机构18具有用于在砂轮20的旋转轴线B的纵向方向上自动地并受调节地调整所述砂轮或每个砂轮20的机构。该机构可以构造和安装用于同步地调整所有砂轮或用于单独地调整每个单独的砂轮。在此，调整可选择性地间接地、例如通过调整砂轮保持器19进行或直接在砂轮20上进行。

此外，描述了根据本发明的切割装置10的改进方案和/或可选的实施方式，其可以单独或彼此组合地实现。

砂轮20优选可以直接在其旋转轴线B的纵向方向上调整。为此，打磨机构18包括用于使每个砂轮相对于砂轮保持器19朝着刀具13和远离刀具13地沿纵轴线调整的机构。砂轮20的轴向运动可以与围绕旋转轴线B的旋转运动叠加。换言之，用于砂轮20的轴向运动的装置与用于砂轮20的旋转运动的驱动装置21无关。该机构优选是电动机并且特别优选是伺服驱动装置22。砂轮20在所描述的实施方式中设置在可线性运动的滑块23上，该滑块借助伺服驱动装置22可以来回运动。代替滑块23，砂轮20也可以借助螺杆结构或其它以电动驱动的线性引导装置可线性调整地构造。紧凑线性单元作为用于线性调整每个砂轮20的机构的优选实施方式从图4中获知。借助驱动装置21可旋转地驱动的砂轮20通过用于驱动装置21的保持元件24固定在连接法兰25上，该连接法兰建立与砂轮保持器19的连接，其中例如通过弯曲的长孔26可以调整保持元件24相对于连接法兰25的位置。换言之，可以调节保持元件24与连接法兰25之间的角度。连接法兰25利用滑块23支承在螺杆27上。螺杆27又配备伺服驱动装置22。通过操作引起螺杆27旋转的伺服驱动装置22，滑块23进而砂轮20可以来回运动。在改进本发明的一个实施方式中，砂轮20的驱动装置21分别配备有未明确示出的增量计数器。通过增量计数器可以借助所计数的增量确定角度变化。

切割装置10可以配备有控制系统和/或调节系统，从而有目的地控制和/或调节所述砂轮或每个砂轮20关于所述刀具或每个刀具13的位置。控制系统和/或调节系统优选与数据库连接，在数据库中针对每种切割规格存储有事先根据经验、按计算机方式、按测量技术或其它方式所求得的砂轮位置。通过这种布置，在调节角度β时必然已知砂轮20的相应位置。每个部件、即例如用于刀具支架11的调节装置或用于调整砂轮20的机构分别可以具有专用的系统。然而，优选地设置有共同的、上级的控制系统和/或调节系统，借助其处理关于刀具支架的调整、即角度β的变化的信息并且从而自动地线性调整砂轮20。

切割装置10的刀具13可选地可以配备有未明确示出的用于识别刀具长度的传感器，其中所述传感器或每个传感器优选连接到切割装置10的控制系统和/或调节系统上。替代地或附加地，也可以设置另外的测量机构和/或传感器机构、例如光学传感器，以便例如识别刀具锋利度。这样的测量机构和传感器机构于是也优选与切割装置10的控制系统和/或调节系统连接。所以对刀具长度和刀具锋利度的监控是有意义的，因为这两个参数对切面质量有显著影响。借助对所述参数的监控由此在一定程度上保证了砂轮位置的在线再调整。

在进一步优选的实施方式中，砂轮保持器19也可调整地构造，更确切地说可选地在刀具支架11的旋转轴线A的纵向方向上轴向地调节和/或围绕旋转轴线A旋转地调节。各个调整运动也可以有利地叠加。

以下参照附图更为详细地解释了根据本发明的方法以及优选的改进方案。第一规格的所述条或每个条17通过刀具13切割成单独的条状件。对于规格变化，刀具支承体11关于其相对于条17的倾斜度被调整。换言之，角度β发生改变。为了获得保持不变的刀具几何结构（例如刀具高度或刀具长度或刀具形状），在β角度的调节结束之后也改变砂轮保持器19相对于刀具支架11的位置。为此，砂轮保持器19从刀具支架11的壳体16上脱开，以便围绕旋转轴线A转过所期望的和所限定的角度量并且再次固定。砂轮保持器19的调节例如可以自动通过耦合器（传动装置）借助改变β角度来实现。随着每次规格变化、即随着角度β的每次角度改变，因此砂轮20与刀具13之间的距离也必须适配。为此，确定所述砂轮或每个砂轮20关于所述刀具或每个刀具13的额定位置。接着，用于相应待切割的切割规格的额定位置被调整，从而所述刀具或每个刀具在绕着旋转轴线A的每圈转动中与围绕旋转轴线B被驱动的所述砂轮或每个砂轮20接触。根据本发明，自动进行额定位置的调节从而优选形成所期望的刀具长度和刀具锋利度，其方法是：所述砂轮或每个砂轮20自动地在砂轮20的旋转轴线B的纵向方向上调整。为了自动调整，以下提出了不同的变形方案。一方面，针对每种切割规格预先确定和存储、例如在控制系统和/或调节系统或者说与其连接的数据库中预先确定和存储砂轮20相对于刀具13的所属的额定位置。于是在规格调整时检索（abrufen）并且调节所属的位置。另一方面，砂轮20的当前位置也可以被确定或者说测量并且随后相应地进行再调整或者说再调节。此外，存在如下可能性：刀具13尤其是在刀具长度和/或刀具锋利度方面借助传感器来监控并且于是在偏离预先给定的参数时再调整或者说再调节砂轮20。

在本发明的一个特别优选的改进方案中，在砂轮20自动朝着刀具13运动期间，砂轮20为了调节额定位置（相当于用于将刀具13磨削至理想的刀具长度和理想的刀具锋利度的理想位置）而静置，即不旋转。然而刀具13与刀具支架11一起围绕旋转轴线A旋转。为此替代地，刀具支架11可以在调节期间来回转动，即刀架以交变的转动方向旋转。换言之，刀具支架11来回摆动。一旦自动在轴向方向上运动的砂轮20与刀具13接触，则刀具13带动砂轮20。换言之，刀具13围绕旋转轴线A的旋转通过与砂轮20的接触实现了其围绕其自己的旋转轴线B转动。在砂轮20转动时，于是在砂轮20的驱动装置21中对增量（Inkrement）计数。增量的数目分别对应于确定的角度值，以便使砂轮转动该角度值。例如转动20°意味着达到事前确定的、所测量的或其它方式所确定的理想值/额定值，其相当于砂轮20关于刀具13的额定位置。针对每种切割规格存在这样的理想值/额定值。一旦达到相应的理想值/额定值，砂轮20的轴向调整自动地停止并且驱动装置21起动从而使砂轮围绕旋转轴线B旋转。于是在刀具13的每圈转动中，刀具在砂轮20上被再磨削。

在本发明的另一优选的改进方案中，在砂轮20自动轴向朝着刀具13运动期间，砂轮20围绕其旋转轴线B转动。一旦围绕旋转轴线A旋转的刀具13与同样旋转的砂轮20接触，就会导致，刀具13使砂轮20制动。在砂轮20的驱动装置中又对增量计数。由于砂轮20制动，所计数的增量的数目相对于未被制动的砂轮20减小。增量的数目分别对应于砂轮20所转动的确定的角度值。增量的数目减小了例如10%意味着，例如达到事前确定的、所测量的或其它方式所确定的增量的理想值/额定值（相当于砂轮20相对于刀具13的额定位置）。一旦达到相应的理想值/额定值，则砂轮20的轴向调整自动停止。

可选地，为了能够在刀具13上产生与规格匹配的磨削图案，砂轮保持器19也可以相对于刀具支架11调节。为此，砂轮保持器19脱开，运动至所期望的位置并且随后又被固定。可以手动地或自动地实施砂轮19的脱开、调整和固定。

特别优选地，该方法利用如以上深入描述的切割装置10来实施。

Claims (11)

1. 一种用于烟草加工行业的成条机的切割装置（10），其包括：刀具支架（11），所述刀具支架带有至少一个刀具保持器（12），在所述刀具保持器中分别布置有在径向方向上可调整的刀具（13），其中所述刀具支架（11）配备有支承在壳体（16）中的驱动轴（14）以及用于使所述刀具支架（11）围绕旋转轴线A旋转地被驱动的驱动装置（15）；调节装置，所述调节装置用于将所述刀具支架（11）如此调节到不同的规格，从而能够改变在所述刀具支架（11）的驱动轴（14）的旋转轴线A与待切割的条或每个待切割的条（17）之间形成的角度β；以及用于在切割装置（10）运行期间磨削所述刀具或每个刀具（13）的打磨机构（18），其中所述打磨机构（18）具有砂轮保持器（19），所述砂轮保持器具有至少一个能够借助驱动装置（21）围绕旋转轴线B旋转地被驱动的砂轮（20），并且所述砂轮保持器（19）位置固定地如此布置在所述刀具支架（11）的区域中，从而所述刀具（13）或每个刀具（13）通过所述刀具支架（11）的旋转而与所述砂轮（20）或每个砂轮（20）接触，其特征在于，所述打磨机构（18）具有用于使所述砂轮或每个砂轮（20）在所述砂轮（20）的旋转轴线B的纵向方向上自动调整的机构。

2. 根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，所述打磨机构（18）包括用于使每个砂轮（20）相对于砂轮保持器（19）朝向所述刀具（13）和远离所述刀具（13）地沿纵轴向调整的机构。

3. 根据权利要求2所述的切割装置，其特征在于，所述机构包括伺服驱动装置（22）。

4. 根据权利要求3所述的切割装置，其特征在于，每个砂轮（20）布置在能够线性运动的滑块（23）上，所述滑块能够借助伺服驱动装置（22）来回运动。

5. 根据权利要求1至4中任一项所述的切割装置，其特征在于，所述用于砂轮（20）的驱动装置（21）配备有增量计数器。

6. 根据权利要求1至5中任一项所述的切割装置，其特征在于，所述切割装置（10）配备有控制系统和/或调节系统，从而控制和/或调节所述砂轮或每个砂轮（20）相对于所述刀具或每个刀具（13）的位置。

7. 根据权利要求6所述的切割装置，其特征在于，所述控制系统和/或调节系统与数据库连接，在所述数据库中针对每个切割规格存储有所述砂轮（20）的之前确定的额定值。

8. 根据权利要求6或7所述的切割装置，其特征在于，所述切割装置（10）的刀具（13）配备有用于识别刀具长度和/或刀具锋利度的传感器，其中所述传感器或每个传感器连接到所述控制系统和/或调节系统上。

9. 一种用于调节根据权利要求1至8中任一项所述的切割装置（10）中的打磨机构（18）的所述砂轮或每个砂轮（20）的位置的方法，所述切割装置是烟草加工行业的成条机的切割装置，该方法包括如下步骤：

- 针对每种切割规格确定所述砂轮或每个砂轮（20）关于所述刀具或每个刀具（13）的额定位置；

- 调节针对相应待切割的切割规格的额定位置，使得所述刀具或每个刀具（13）在围绕旋转轴线A的每圈转动中与所述围绕旋转轴线B被驱动的砂轮或每个砂轮（20）接触，

其特征在于，通过以下方法自动地调节额定位置：所述砂轮或每个砂轮（20）自动地在所述砂轮（20）的旋转轴线B的纵向方向上进行调整。

10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述砂轮（20）为了在朝向所述刀具（13）的轴向进给期间调节额定位置而处于静止状态，直至围绕旋转轴线A转动的所述刀具（13）与所述砂轮（20）接触并且由此带动砂轮，其中随后在所述砂轮（20）转动时在所述砂轮（20）的驱动装置（21）中对增量进行计数并且在达到相当于所述砂轮（20）的额定位置的增量的额定值时停止所述砂轮（20）的轴向调整并且起动所述驱动装置（21）从而使所述砂轮（20）围绕旋转轴线B旋转。

11. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，为了在朝向所述刀具（13）的轴向调整期间调节额定位置，所述砂轮（20）围绕旋转轴线B旋转，直至围绕旋转轴线A转动的所述刀具（13）与所述砂轮（20）接触并且由此使所述砂轮（20）制动，其中随后在制动时对所述驱动装置（21）中的减小的增量进行计数并且在达到相当于所述砂轮（20）的额定位置的增量的额定值时停止所述砂轮（20）的轴向调整。

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