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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schleifen von rotierenden
Schneidmessern zum Schneiden von stabförmigen Artikeln
in Zigarettenherstellungs- und/oder Filteransetzmaschinen der tabakverarbeitenden
Industrie, mit mindestens einer rotierenden Schleifscheibe. Ferner
betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Schleifen von rotierenden Schneidmessern
zum Schneiden von stabförmigen Artikeln in Zigarettenherstellungs-
und/oder Filteransetzmaschinen der tabakverarbeitenden Industrie, bei
welchem mindestens eine rotierende Schleifscheibe in berührenden
Schleifeingriff mit dem Schneidmesser bringbar ist.
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Zur
Darstellung des technischen Hintergrunds seien Vorrichtungen und
Verfahren beschrieben, die aus der
DE 40 38 047 A1 bekannt sind. Dieses Dokument
zeigt eine Vorrichtung zum Schleifen von Drehmessern mit fester
Drehachse, die in Konfektioniermaschinen für Zigaretten
arbeiten und weist ein Paar von zueinander koaxialen Schleifscheiben auf,
die einen entsprechenden Abstand voneinander haben und zu der Ebene
des zu schleifenden Drehmessers schräg angeordnet, um eine
eigene Achse drehbar und gegenüber dem Drehmesser positionierbar
sind. Die Schleifscheiben werden von einem Support gehalten, der
entlang einer geraden Bahn parallel zu der Ebene des Drehmessers
beweglich ist und durch als Stelleinrichtung dienende Antriebsmittel verschoben
wird, die von automatischen und je nach dem Verschleiß oder
der Reduzierung des Schleifgrades des Drehmessers programmierbaren
Steuer- und Antriebsmitteln abhängen. Ferner weist die
bekannte Schleifvorrichtung Abtastmittel auf, die in der Lage sind,
den Zustand des vollständigen Verschleißes des
Drehmessers anzugeben, der dem minimalen Durchmesser zur Benutzung
des Drehmessers entspricht, um in diesem Fall das Anhalten der Antriebsmittel
zu bewirken. Hierzu sprechen die Abtastmittel auf eine vorher festgelegte
Endposition des Support an und dienen daher als ein Endschalter,
der einen weiteren Vorschub des Support und somit der Schleifscheiben
verhindert und dadurch gleichzeitig ein Signal für das
Ende des Durchmessers des Drehmessers angibt. Die Steuer– und
Antriebsmittel der bekannten Vorrichtung können außerdem
nicht nur aufgrund des angenommenen Verschleißes oder der Reduzierung
des Schleifgrades des Drehmessers, sondern nach dem erfassten Verschleiß des
Drehmessers programmiert werden; hierzu könnten Abtastmittel
vorgesehen werden, die die Veränderung der Winkelgeschwindigkeit
der Schleifscheiben erfassen, welche auf einen teilweisen Verlust
der Anhaftung an dem zu schleifenden Drehmesser zurückzuführen
ist.
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Die
DE 33 24 262 C2 beschreibt
eine Vorrichtung zum Anschärfen von rotierenden Schneidmessern,
bei der das Anschärfen selbsttätig in Abhängigkeit
von der Abnutzung erfolgen soll. Dabei soll die Abnutzung dadurch
festgestellt werden, dass der Anpressdruck der Schleifscheibe indirekt
durch das Erfassen der Drehzahl des Schneidmessers ermittelt wird,
mit dem sich die Schleifscheibe in berührendem Schleifeingriff
befindet.
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Die
EP-B 1 213 105 der
Anmelderin beschreibt eine Schneidvorrichtung und ein Verfahren zum
Wechseln von Schneidmitteln, bei dem u. a. ein optisches Instrument,
wie z. B. eine Laserdiode vorgesehen ist, das den Durchmesser bzw.
den Rand des Messers ermittelt.
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Die
DE-OS 102 05 146 der Anmelderin
offenbart eine optische Abtasteinrichtung zur Ermittlung des Verschleißes
am Schneidmesser.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Vorrichtungen und
Verfahren der eingangs genannten Art zu verbessern, insbesondere
so zu verbessern, dass zur bestimmungsgemäßen
Weiterverarbeitung vorgesehene stabförmige Artikel einen
höheren Qualitätsanforderungen genügenden
sauberen Schnitt aufweisen.
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Diese
Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1.
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Ferner
wird die vorgenannte Aufgabe gemäß einem zweiten
Aspekt der vorliegenden Erfindung gelöst durch ein Verfahren
nach Anspruch 9.
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Demnach
wird mit Hilfe der Erfindung unter anderem erreicht, dass ein Produktionsfreigabesignal
erst dann erzeugt wird, wenn die Schleifscheibe einen an die individuellen
Verhältnisse der jeweiligen Vorrichtung anpassbaren und
vorgebbaren Prozentsatz einer Sollrotationsgeschwindigkeit, insbesondere
einer Sollrotationsgeschwindigkeit und/oder tatsächlichen
Rotationsgeschwindigkeit des Schneidmessers erreicht hat. Denn die
vorliegende Erfindung hat in diesem Zusammenhang erkannt, dass bei
den eingangs genannten bekannten Vorrichtungen des Standes der Technik
die Rotationsgeschwindigkeit der Schleifscheibe weder erfasst noch
mit einer Sollrotationsgeschwindigkeit und/oder Sollrotationsgeschwindigkeit
und/oder tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit des Schneidmessers
verglichen wird. Im Stand der Technik erfolgt vielmehr eine Produktionsfreigabe
zur Produktion der stabförmigen Artikel der tabakverarbeitenden Industrie
völlig unabhängig von dem Verhältnis
der Rotations- oder Umfangsgeschwindigkeiten von Schneidmesser und
Schleifscheibe. Hier hat die Erfindung weiter erkannt, dass diese
Unabhängigkeit der Produktionsfreigabe von dem vorgenannten
Geschwindigkeitsverhältnis dazu führen kann, dass
die Produktion der stabförmigen Artikel auch dann freigegeben
ist oder wird, wenn die Rotationsgeschwindigkeiten von Schneidmesser
und Schleifscheibe derart von einander abweichen, dass es zu einem
unzureichenden Schleifen der Messer und somit zu einer unzureichenden
Schärfe der Messer kommt, was wiederum einen unsauberen
Schnitt und dementsprechend unsauber bzw. schlecht geschnittene
stabförmige Artikel in der Produktion zur Folge hat. Diese
mögliche Qualitätseinbuße bei den fertigen
Produkten muss Dank der vorliegenden Erfindung nicht mehr hingenommen
werden.
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Vielmehr
ist es aufgrund der vorliegenden Erfindung möglich, einen
bestimmten Prozentsatz vorzugeben, den die Schleifscheibe mit ihrer
Rotations- bzw. Umfangsgeschwindigkeit mindestens im Vergleich zu
einer die gewünschten Qualitätsanforderungen sicherstellenden
Sollrotationsgeschwindigkeit, bevorzugt zu einer Sollrotationsgeschwindigkeit des
Schneidmessers, weiter bevorzugt zu einer tatsächlichen
Rotationsgeschwindigkeit des Schneidmessers erreichen muss, bevor
die Produktion durch das erfindungsgemäße Produktionsfreigabesignal freigegeben
wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass nur stabförmige
Artikel in die Produktion gelangen, die mit einem Schneidmesser
mit gewünschter Schärfe geschnitten worden sind.
Es kommt daher Dank der vorliegenden Erfindung zu einer erheblichen
Verbesserung der Qualität des Schnittes und somit der Qualität
der entsprechenden stabförmigen Artikel.
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Die
Erfindung erweist sich insbesondere dann von großem Vorteil,
wenn die Vorrichtung zum Schleifen beispielsweise aufgrund eines
notwendig gewordenen Wechsels des Schneidmessers oder der Schleifscheibe
gestoppt werden musste und nach dem erfolgten Wechsel wieder hochgefahren wird.
Bei einem solchen Hochfahren der Vorrichtung, d. h. einem Hoch fahren
der Rotationsgeschwindigkeit des Schneidmessers und damit auch der
anliegenden Schleifscheibe wird erst nach Erreichen des gewünschten
Prozentsatzes die Produktionsfreigabe erteilt.
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Bevorzugte
Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
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Zweckmäßigerweise
ist die Signalerzeugungseinrichtung mit einer Produktionsfreigabeeinrichtung
zum Freigeben der Produktion verbunden, so dass die Produktionsfreigabeeinrichtung,
die beispielsweise in der zugeordneten Zigarettenherstellungs- bzw.
Filteransetzmaschine vorgesehen ist, die Produktion freigeben kann,
wenn sie von der Signalerzeugungseinrichtung das Produktionsfreigabesignal
erhalten hat.
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Bei
einer gegenwärtig besonders bevorzugten Ausführung
der Erfindung erfolgt die Erfassung der Rotationsgeschwindigkeit
der Schleifscheibe dadurch, dass die Messeinrichtung einen an der Schleifscheibe
vorgesehenen Taktgeber und einen zugeordneten, stationär
angebrachten Sensor zum Erfassen des Taktgebers aufweist.
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Dabei
ist es weiter bevorzugt, wenn die Schleifscheibe als Taktgeber mindestens
einen Bereich mit gegenüber der übrigen Schleifscheibe
abweichender Materialstärke aufweist. Dieser Bereich abweichender
Materialstärke wird bevorzugt dadurch zur Verfügung
gestellt, dass auf einer der Stirnseiten der gegebenenfalls als
Doppelschleifscheibe ausgeführten Schleifscheibe eine Taktscheibe
vorgesehen ist. Diese Taktscheibe besteht bevorzugt aus einem rechteckigen
Blech, bevorzugt aus Edelstahl. Der zugeordnete Sensor zur Abfrage
einer solchen Taktscheibe kann beispielsweise als Näherungsschalter, insbesondere
als induktiver Sensor, ausgebildet sein und kann bevorzugt direkt
an der Schleifscheibenaufnahme befestigt sein.
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Die
Schleifscheibe weist normalerweise keinen eigenen Antrieb auf, sondern
wird durch die Reibung mit dem Schneidmesser durch die Rotationsbewegung
des Schneidmessers angetrieben. Es ist erfindungsgemäß jedoch
auch möglich, die Schleifscheibe mit einem eigenen Antrieb
zu versehen.
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Nachfolgend
wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer Filteransetzmaschine;
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2 in
vergrößerter schematischer Darstellung eine in
der Maschine von 1 verwendete Anordnung, bestehend
aus einer Schneidtrommel, einem Kreismesser und einer Schleifvorrichtung;
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3 eine
schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Schleifscheibe;
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4 eine
zweite schematische perspektivische Ansicht der Ausführungsform
der Schleifscheibe der 3 in einer Halterung gemäß 5;
und
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5 eine
schematische perspektivische Ansicht einer Haltevorrichtung zum
Halten einer Schleifscheibe und eines zugeordneten Sensors.
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In 1 ist
schematisch eine Vorderansicht einer Filteransetzmaschine vom Typ „MAX"
der Anmelderin dargestellt, deren Einzelheiten nachfolgend erläutert
werden.
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Eine
Einlauftrommel 1 übergibt die auf einer Zigarettenherstellmaschine
produzierten, in Figur nicht im einzelnen dargestellten Zigaretten
an zwei Staffeltrommeln 2, welche die gestaffelt zugeführten Zigaretten
entstaffeln und in Reihen zu je zwei Stück mit einem Zwischenraum
zwischen den Zigaretten an eine Zusammenstelltrommel 3 abgeben.
Im einzelnen nicht dargestellte Filterstäbe gelangen aus
einem Magazin 4 auf eine Schneidtrommel 6, werden dort
zu Filterstopfen doppelter Gebrauchslänge geschnitten,
auf einer Staffeltrommel 7 gestaffelt, von einer Schiebetrommel 8 zu
einer Reihe hintereinanderliegender Stopfen ausgerichtet und von
einer Beschleunigertrommel 9 in die Zwischenräume
der Zigarettenreihen auf der Zusammenstelltrommel 3 abgelegt.
Die so zueinander ausgerichteten Zigarette-Filter–Zigarette-Gruppen
werden zusammengeschoben und von einer Übergabetrommel 11 übernommen.
Ein von einer Belagpapierbobine 13 abgezogener Belagpapierstreifen 12 wird
von einer Beleimvorrichtung 14 beleimt und dann in einer Schneidvorrichtung 16 auf
einer Schneidtrommel 17 von den Messern einer Messertrommel 18 in
im einzelnen nicht dargestellte Belagblättchen zerschnitten.
Die abgetrennten Belagblättchen werden an die Zigarette-Filter-Zigarette–Gruppen
auf der Übergabetrommel 11 angeheftet und auf
einer Rolltrommel 19 um die Zigarettenfiltergruppen herumgerollt.
Die fertigen Doppelfilterzigaretten werden über eine Trockentrommel 21 einer
Schneidtrommel 22 zugeführt und auf dieser durch
mittiges Schneiden durch die Filterstopfen hindurch zu im einzelnen
nicht dargestellten Einzelfilterzigaretten konfektioniert. Eine Wendeeinrichtung 23 wendet
eine Filterzigarettenreihe und überführt sie gleichzeitig
in eine durchlaufende ungewendete Filterzigarettenreihe. Über
eine Prüftrommel 24 gelangen die Filterzigaretten
zu einer Auswerftrommel 26. Eine mit einer Bremstrommel 27 zusammenwirkende
Ablegertrommel 28 legt die im einzelnen nicht dargestellten
Filterzigaretten auf ein Ablegerband 29.
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Wie 1 ferner
erkennen lässt, sind im dargestellten Ausführungsbeispiel
den Schneidtrommeln 6 und 22 Kreismesser 30 zugeordnet,
und zwar der Schneidtrommel 6 zwei Kreismesser 30 und
der Schneidtrommel 22 ein Kreismesser 30. Die
den Umfangsrand der Kreismesser 30 bildenden Schneiden verlieren
während der Dauer ihres Betriebes ihre Schärfe.
Ein solcher Verschleiß der Kreismesser 30 wirkt
sich jedoch nachteilig auf die Herstellung der Zigaretten aus, da
in einem solchen Fall der gewünschte saubere Schnitt nicht
mehr gewährleistet werden kann. Um dies zu verhindern,
sind den Kreismessern Schleifscheiben zugeordnet, mit denen die
Kreismesser regelmäßig nachgeschliffen werden.
In 1 ist beispielhaft eine Schleifscheibe 32 dargestellt,
die benachbart zu dem der Schneidtrommel 22 zugeordneten
Kreismesser 30 positioniert ist. Gewöhnlich sind
zwei parallel zueinander angeordnete Schleifscheiben vorgesehen,
die gegenüber dem Kreismesser 30 ein wenig verdreht
angestellt sind. Zugestellt zum Kreismesser 30 werden die
Schleifscheiben 32 mit Hilfe eines Stellantriebes 34.
Eine solche aus Schleifscheiben und Stellbetrieb bestehende Schleifvorrichtung
ist auch für die der Schneidtrommel 6 zugeordneten
Kreismesser 30 vorgesehen, jedoch aus Gründen
der Übersichtlichkeit in 1 im Einzelnen nicht
dargestellt.
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In 2 ist
in vergrößerter schematischer Darstellung eine
Anordnung aus Schneidtrommel 22, Kreismesser 30,
Schleifscheiben 32 und Stellantrieb 34 gezeigt,
wobei auch hier von den beiden Schleifscheiben nur eine Schleifscheibe 32 erkennbar
ist. Ebenfalls sind in 2 entlang des Umfanges der Schneidtrommel 22 axial
angeordnete Doppelfilterzigaretten C erkennbar, welche vom Kreismesser 30 durchgeschnitten
werden, indem der Schnitt, wie bereits zuvor erwähnt wurde,
mittig durch die im Einzelnen nicht dargestellten Filter hindurch
stattfindet.
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Die
Schneide des Kreismessers 30 wird mit einem optischen Sensor 36 online überwacht,
der ein elektrisches Ausgangssignal an eine Steuereinrichtung 38 übermittelt,
die den Stellantrieb 34 ansteuert. Meldet der optische
Sensor 36 eine ausreichende Schärfe, wird das
Kreismesser 30 nicht geschliffen, d. h. die Steuereinrichtung 38 steuert
den Stellantrieb 34 so an, dass die Schleifscheiben 32 außer
Eingriff vom Kreismesser 30 bleiben. Erst wenn der optische Sensor 36 eine
Abstumpfung registriert, steuert die Steuereinrichtung 38 den
Stellantrieb 34 so an, dass diese die Schleifscheiben 32 in
Richtung auf das Kreismesser 30 bewegen, bis sie in berührenden Schleifeingriff
mit der Schneide des Kreismessers 30 gelangen. Auf diese
Weise wird das Kreismesser 30 nachgeschliffen, allerdings
jedoch nur so lange, bis die erforderliche Schärfe wieder
erreicht wird. Wenn nämlich während des Schleifbetriebes
der optische Sensor 36 feststellt, dass die Schneide des
Kreismessers 30 wieder die gewünschte Schärfe
erlangt hat, steuert die Steuereinrichtung 38 den Stellantrieb 34 so
an, dass die Schleifscheiben 32 wieder außer Eingriff
vom Kreismesser 30 gebracht werden, und deaktiviert gegebenenfalls
dann den Stellantrieb 34.
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Die
in 2 dargestellte Anordnung aus Schleifscheiben 32,
Stellantrieb 34, optischem Sensor 36 und Steuereinrichtung 38 bildet
demnach einen geschlossenen Regelkreis, der nicht für einen kontinuierlichen
Schleifscheibenvorschub, sondern nur bei Bedarf für einen
Schleifscheibenvorschub durch den Stellantrieb 34 sorgt.
Demnach werden die Schleifscheiben 32 erst nach Erkennen
einer Abstumpfung des Kreismessers 30 mit Hilfe des optischen
Sensors 36 zugestellt und findet ein Nachschleifen des
Kreismessers 30 nur bei Bedarf statt. Auf diese Weise ist
es möglich, eine maximale Standzeit des Kreismessers 30 zu
erzielen. Eine Anpassung an das gefahrene Material erfolgt dabei
automatisch.
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Wie
bereits zuvor angedeutet wurde, ist in der in 1 dargestellten
Maschine eine Schleifvorrichtung mit einer Anordnung ähnlich
der von 2 auch für die der
Schneidtrommel 6 zugeordneten Kreismesser 30 vorzusehen.
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3 zeigt
eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Schleifscheibe 32. Die Schleifscheibe 32 weist
eine zentrale Bohrung 39 auf, in die eine in der 5 dargestellte
Welle 40 zum Halten der Schleifscheibe 32 einsteckbar
ist. In einem Bereich 44 zwischen der Bohrung 39 und
einem Rand 41 ist als Bereich erhöhter Materialstärke
ein als Edelstahlblech ausgebildeter Taktgeber 45 vorgesehen.
Der Taktgeber 45 ist einstückig ausgebildet und weist
in seiner Mitte ein Loch zur Befestigung an der Schleifscheibe 32 bzw.
zum Aufstecken auf die weiter unten in Bezug auf 5 beschriebene
Welle 40 der Haltevorrichtung 48 zum Halten der Schleifscheibe 32 auf.
Der Taktgeber 45 weist für seine Funktion als Taktgeber
insbesondere zwei in Richtung des Randes 41 der Schleifscheibe 32 weisende
Bereiche 46 und 46a auf, die von einem weiter
unten mit Bezug auf die 5 beschriebenen Sensor 60 erfassbar sind.
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4 zeigt
die Ausführungsform der 3 in einer
weiteren schematischen und perspektivischen Ansicht in einer Haltevorrichtung
gemäß 5. Die Haltevorrichtung wird
weiter unten mit Bezug auf 5 noch genauer
beschrieben. 4 zeigt jedoch bereits, dass
ein zur Erfassung des Taktgebers 45 dienender Sensor 60 derart
benachbart zu der Schleifscheibe 32, die gemäß 4 als
Doppelschleifscheibe ausgebildet ist, angeordnet ist, dass der Sensor 60 bei
Rotation der Schleifscheibe 32 ein Vorbeistreichen des
in 4 sichtbaren Bereiches 46 des Taktgebers 45 erfasst
und auch bei weiterer Rotation ein Vorbeistreichen des Bereiches 46a des Taktgebers 45 in
seiner Funktion als Näherungsschalter erfassen kann. Die
derart von dem Sensor 60 abgegebenen Taktsignale können
beispielsweise mit einer Auflösung von 200 ns aufgelöst
werden, so dass auf diese Weise die Zeit pro Umdrehung der Schleifscheibe 32 sehr
genau gemessen werden kann und hieraus sehr schnell und sehr genau
die Drehzahl bzw. die Rotationsgeschwindigkeit der Schleifscheibe 32 bestimmt
werden kann.
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5 zeigt
eine Haltevorrichtung 48 zum Halten einer Schleifscheibe 32 bzw. 32a auf
einer an einer L-förmigen Halterung 50 angebrachten
Welle 40. Die Halterung 50 ist ihrerseits wiederum über eine
Welle 52 drehbar mit dem Gehäuse 54 einer
Zigarettenherstellungs- oder eine Filteransetzmaschine, bspw. einer
Filteransetzmaschine gemäß 1, verbunden.
An der Halterung 50 ist ein Halteblech 56 angebracht,
welches eine Bohrung aufweist, in der mit Hilfe einer Mutter 58 ein
induktiver Sensor 60 als Näherungsschalter festgesetzt
ist.
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Der
Sensor 60 erfasst bei um die Achse 40 rotierender
Schleifscheibe 32, 32a die durch die Taktscheibe 45 zur
Verfügung gestellten Bereiche erhöh ter Materialstärke 46 bzw. 46a der
Schleifscheiben 32, 32a und gibt entsprechende
Signale über eine Leitung 61 an eine Messeinrichtung 62 zum
Ermitteln der Rotationsgeschwindigkeit der Schleifscheibe 32, 32a aus
den Signalen des Sensors 60 ab. Mit einer mit der Messeinrichtung 62 verbundenen
Vergleichseinrichtung 64 wird dann die ermittelte Rotationsgeschwindigkeit
der Schleifscheibe 32, 32a mit einer von einem
Messwertgeber 66 ermittelten Rotationsgeschwindigkeit des
Schneidmessers 30 verglichen. Mit der Vergleichseinrichtung 64 ist
eine Signalerzeugungseinrichtung 68 zum Erzeugen eines
Produktionsfreigabesignals verbunden, wenn die Rotationsgeschwindigkeit
der Schleifscheibe 32, 32a einen vorgebbaren Prozentsatz
der Rotationsgeschwindigkeit des Schneidmessers 30 erreicht
hat. Das Produktionsfreigabesignal wird bevorzugt an eine Produktionsfreigabeeinrichtung 70 zum
Freigeben der Produktion der stabförmigen Artikel abgegeben.
Diese Produktionsfreigabeeinrichtung (70) kann Teil der in 1 dargestellten
Filteransetzmaschine sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4038047
A1 [0002]
- - DE 3324262 C2 [0003]
- - EP 1213105 B [0004]
- - DE 10205146 [0005]