DE102010039479A1

DE102010039479A1 - Schneidvorrichtung einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie

Info

Publication number: DE102010039479A1
Application number: DE102010039479A
Authority: DE
Inventors: Michael Lüneburg; Frank Grothaus; Wolfgang Schnabel; Torsten Baustian; Christian Lachmann
Original assignee: Hauni Maschinenbau GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2010-08-18
Filing date: 2010-08-18
Publication date: 2012-02-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung (32) einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie zum Schneiden eines endlosen, geförderten Strangs (17) der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere Tabakstrang oder Filterstrang, in Stäbe (34) endlicher Länge, wobei die Schneidvorrichtung (32) einen rotierenden oder rotierbaren Messerträger aufweist, wobei auf der Außenseite des Messerträgers wenigstens zwei, vorzugsweise diametral gegenüberliegend angeordnete, Schneidmesser (33) angeordnet sind, wobei die Schneidmesser (33) jeweils unter Verwendung einer jeweiligen Vorschubeinrichtung (54) für das jeweilige Schneidmesser, vorzugsweise während der Rotation des Messerträgers und/oder insbesondere in radialer Richtung linear, verschiebbar sind oder verschoben werden. Die Schneidvorrichtung (32) ist dadurch weitergebildet, dass unter Verwendung einer kontinuierlich betreibbaren oder betriebenen, vorzugsweise additionsgetriebefreien, Antriebseinrichtung (40, 42, 60), die in Wirkverbindung mit einer oder beiden Vorschubeinrichtungen (54) steht, eine oder beide Schneidmesser (33), insbesondere gleichzeitig und durch die gleichzeitige Betätigung der Vorschubeinrichtungen (54) synchron oder zwangssynchron, in radialer Richtung bewegbar sind oder bewegt werden. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Strangmaschine (10) der Tabak verarbeitenden Industrie sowie eine Strangmaschine (10) der Tabak verarbeitenden Industrie.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie zum Schneiden eines endlosen, geförderten Strangs der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere Tabakstrang oder Filterstrang, in Stäbe endlicher Länge, wobei die Schneidvorrichtung einen rotierenden oder rotierbaren Messerträger aufweist, wobei auf der Außenseite des Messerträgers wenigstens zwei, vorzugsweise diametral gegenüberliegend angeordnete, Schneidmesser angeordnet sind, wobei die Schneidmesser jeweils unter Verwendung einer jeweiligen Vorschubeinrichtung für das jeweilige Schneidmesser, vorzugsweise während der Rotation des Messerträgers und/oder insbesondere in radialer Richtung linear, verschiebbar sind oder verschoben werden.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie sowie eine Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie.
In Schneidvorrichtungen von Strangmaschinen der Tabak verarbeitenden Industrie werden endlose Zigarettenstränge oder Filterstränge in Einzelzigaretten oder Filterstäbe geschnitten, wobei mittels einer Strangführung der zu schneidende endlose Strang im Bereich der Schneidvorrichtung geführt wird. Da der geförderte endlose Strang sich beim Schnitt weiterbewegt, wird, um den Schnitt genau senkrecht zur Strangrichtung vorzunehmen, die Schneidstelle während des Schnittes mit dem zu schneidenden Strang bewegt. Daher ist eine als Tubentriebe ausgebildete Strangführung in Strangrichtung beweglich gelagert.
Aus DE-A-2 233 064 ist eine Schneidvorrichtung einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie zum Trennen eines endlosen Strangs in stabförmige Einzelartikel bekannt. Mittels der Schneidvorrichtung werden endlose Artikelstränge, beispielsweise Zigarettenstränge oder Filterstränge, in stabförmige bzw. strangförmige Artikel, z. B. Einzelzigaretten oder Filterstäbe zerschnitten. Eine Strangführung führt den Zigarettenstrang im Bereich der Schneidvorrichtung. Die Strangführung kann z. B. als Tube ausgebildet sein, die eine Ausnehmung aufweist, durch die ein Messer der Schneidvorrichtung zum Schneiden des Artikelstrangs hindurchtritt. Die Strangführung ist in Förderrichtung bzw. Transportrichtung des zu schneidenden Artikelstrangs bewegbar gelagert.
Weiterhin umfasst die Schneidvorrichtung einer Strangmaschine ein an einer Messerhalterung gehaltenes und mit dieser Messerhalterung umlaufendes Messer, das auf einem Messerträger angeordnet ist. Insbesondere ist der Messerträger auf einem als Rotationskörper ausgebildeten Schneidrad oder dergleichen kardanisch gelagert, so dass das Messer während des Schneidvorgangs, bei dem es zwischen zwei die Strangführung bildenden, insbesondere längsaxial fluchtende, Tuben hindurchgeführt wird, eine Bewegungskomponente in Förderrichtung bzw. Transportrichtung des zu schneidenden Artikelstrangs aufweist. Hierbei entspricht die Bewegungskomponente in Förderrichtung bzw. Transportrichtung des Messers in ihrer Geschwindigkeit der Fördergeschwindigkeit des zu schneidenden Strangs.
Darüber hinaus ist in EP-A-1 640 125 eine weitere Vorrichtung zum Schneiden eines kontinuierlich geführten Strangs der Tabak verarbeitenden Industrie in strangförmige oder stabförmige Artikel variabler Länge offenbart.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, den Betrieb einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie bzw. die Handhabung einer Schneidvorrichtung zu verbessern, wobei der konstruktive Aufwand möglichst gering gehalten werden soll.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Schneidvorrichtung einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie zum Schneiden eines endlosen, geförderten Strangs der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere Tabakstrang oder Filterstrang, in Stäbe endlicher Länge, wobei die Schneidvorrichtung einen rotierenden oder rotierbaren Messerträger aufweist, wobei auf der Außenseite des Messerträgers wenigstens zwei, vorzugsweise diametral gegenüberliegend angeordnete, Schneidmesser angeordnet sind, wobei die Schneidmesser, die jeweils mit einer Halteeinrichtung gehalten werden oder sind, jeweils unter Verwendung einer jeweiligen Vorschubeinrichtung für das jeweilige Schneidmesser, vorzugsweise während der Rotation des Messerträgers und/oder insbesondere in radialer Richtung linear, verschiebbar sind oder verschoben werden, die dadurch weitergebildet wird, dass unter Verwendung einer kontinuierlich betreibbaren oder kontinuierlich betriebenen, vorzugsweise additionsgetriebefreien, Antriebseinrichtung, die in Wirkverbindung mit einer oder beiden Vorschubeinrichtungen für die Schneidmesser in Wirkverbindung steht, ein oder beide Schneidmesser, insbesondere gleichzeitig und durch die gleichzeitige Betätigung der Vorschubeinrichtungen synchron oder zwangssynchron, in radialer Richtung bewegbar sind oder bewegt werden
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass für den Antrieb der Vorschubeinrichtungen kontinuierlich betriebene oder betreibbare Antriebe oder Antriebseinrichtungen vorgesehen sind, so dass es möglich ist, beispielsweise bei einem kontinuierlichen Betrieb der Antriebe oder des Antriebs die Schneidmesser gleichförmig oder fortlaufend während der Rotation der als Schneidrad ausgebildeten Schneidvorrichtung kontinuierlich oder quasi kontinuierlich, d. h. intermittierend, zu bewegen.
Hierbei wird im Rahmen der Erfindung eine Antriebseinrichtung ohne ein Additionsgetriebe oder dergleichen, d. h. ein additionsgetriebefreier Antrieb, verwendet bzw. eingesetzt. Darüber hinaus ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, dass ein kontinuierlich betreibbarer Antrieb diskontinuierlich oder intermittierend betrieben wird, wodurch es ebenfalls möglich ist, die Schneidmesser quasi kontinuierlich oder intermittierend nach außen, d. h. in radialer Richtung, zu bewegen während des Betriebs der Schneidvorrichtung.
Außerdem ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass für jeweils eine Vorschubeinrichtung eines Schneidmessers ein entsprechender Antrieb vorgesehen ist. Des Weiteren ist es ebenfalls im Rahmen der Erfindung möglich, dass für jede Vorschubeinrichtung eines Schneidmessers ein entsprechender Antrieb bereitgestellt wird. In einer weiteren Ausgestaltung ist es auch möglich, dass die Vorschubbewegungen der Schneidmesser in radialer Richtung zwangssynchron oder synchronisiert ausgeführt werden, so dass ein gleichmäßiger, kontinuierlicher Vorschub der beiden Schneidmesser während des Betriebs der Schneidvorrichtung erreicht wird.
Darüber hinaus ist es in einer bevorzugten Ausführungsform vorteilhaft, dass für jeweils eine Vorschubeinrichtung eines Schneidmessers jeweils ein elektrischer Antrieb als Antriebseinrichtung vorgesehen ist, wobei der elektrische Antrieb jeweils in Wirkverbindung mit der jeweiligen Vorschubeinrichtung steht, wobei insbesondere der elektrische Antrieb abtriebsseitig unter Verwendung einer zwischengeschalteten Stirnradstufe mit der Vorschubeinrichtung für das jeweilige Schneidmesser wirkverbunden ist. Dadurch wird unter Verwendung eines elektrischen Antriebs, der sowohl innerhalb (als interner Antrieb) als auch außerhalb der Schneidvorrichtung (als externer Antrieb) die insbesondere als Schneidrad ausgebildet ist, eine zuverlässiger, additionsgetriebefreier Antrieb der Vorschubeinrichtung gewährleistet.
Dazu ist weiter vorgesehen, dass die Antriebe für jeweils eine Vorschubeinrichtung im Zentrum oder seitlich am Zentrum einer kardanischen Aufhängeeinrichtung für den Messerträger angeordnet sind. Dabei sind die elektrischen Antriebe vorzugsweise im Zentrum einer im Inneren des Schneidrades vorgesehenen bzw. angeordneten kardanischen Aufhängeeinrichtung für den die Schneidmesser aufweisenden Messerträger ausgebildet, wobei die Antriebe symmetrisch im Zentrum angeordnet sind.
Weiterhin ist es in einer Ausgestaltung dabei bevorzugt, dass die elektrischen Antriebe auf induktive Weise mit Energie und/oder unter Verwendung einer strangparallelen Welle eines Gegenlagers der Schneidvorrichtung mit Energie beaufschlagbar oder beaufschlagt sind. Dadurch werden die internen, elektrischen Antriebe während des Betriebs des Schneidrades mit Energie versorgt, um entsprechend die Vorschubeinrichtungen zu betätigen. Hierdurch wird die Energie für die Antriebe bzw. elektrischen Antriebsmotoren induktiv durch oder über die strangparallele Welle übertragen.
Des Weiteren ist es in einer bevorzugten Weiterbildung der Schneidvorrichtung von Vorteil, dass die Antriebe unter Verwendung einer oder der strangparallelen Welle eines Gegenlagers für die Schneidvorrichtung mit Steuersignalen, insbesondere auf induktive Weise und/oder mit Steuerfrequenzen und/oder Steuerspannungen, beaufschlagbar oder beaufschlagt sind, so dass entsprechende Steuersignale für die elektrischen Antriebe über die oder mittels der der strangparallelen Welle an die Antriebe übermittelt werden.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass unter Verwendung der elektrischen Antriebe mechanischer Verschleiß für die Vorschubbewegungen vermieden wird, da die Antriebe verschleißfrei betrieben werden. Darüber hinaus ist die Ansteuerung der elektrischen Antriebe innerhalb des Schneidrades leicht durchführbar, wobei durch eine entsprechende Steuersignalfolge die Antriebe entsprechend auf einfache Weise mit Steuersignalen von einer Steuereinrichtung beaufschlagbar sind. Darüber hinaus können die Vorschubbewegungen der Schneidmesser durch eine entsprechende einfache Änderung der Ansteuerung der Antriebe bzw. Antriebsmotoren angepasst werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist es weiterhin vorgesehen, dass die elektrischen Antriebe in vorbestimmter getakteter Weise betreibbar sind oder betrieben werden, so dass durch das getaktete Betreiben der, vorzugsweise internen, Antriebe die Schneidmesser unter Verwendung der mit den Antrieben jeweils gekoppelten Vorschubeinrichtungen in radialer Richtung, vorzugsweise synchron oder zwangssynchron, bewegbar sind oder bewegt werden.
Durch ein getaktetes Betreiben eines kontinuierlich betreibbaren elektrischen Antriebs ist es im Rahmen der Erfindung deshalb möglich, diese kontinuierlich betreibbaren Antriebe quasi-kontinuierlich oder als intermittierend betriebene Antriebe zu betreiben, so dass durch die elektrischen Antriebe und in Abhängigkeit des gewünschten Betriebsmodus intermittierende Vorschubbewegungen der Schneidmesser mit einer vorbestimmten Vorschublänge der Schneidmesser ausgeführt werden oder bei einem kontinuierlichen Betrieb der Antriebe kontinuierliche, gleichmäßige und ggf. zwangssynchrone Vorschubbewegungen der Schneidmesser mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit der Schneidmesser ermöglicht werden.
Außerdem ist in einer alternativen Ausführungsform vorgesehen, dass eine oder beide Vorschubeinrichtungen für die Schneidmesser unter Verwendung einer Welle, insbesondere Antriebswelle, mit einem außerhalb der Schneidvorrichtung vorgesehenen, vorzugsweise externen, Antrieb wirkverbunden sind, so dass durch den Betrieb des externen, vorzugsweise kontinuierlich betreibbaren oder betriebenen, Antriebs eine oder beide Vorschubeinrichtungen zusammen mit den jeweiligen Schneidmessern kontinuierlich in radialer Richtung, vorzugsweise synchron oder zwangssynchron, bewegbar sind oder werden. Durch die Bereitstellung einer Welle bzw. Antriebswelle, durch die eine Wirkverbindung zwischen dem externen Antrieb und wenigstens einem Schneidmesser oder beiden Schneidmessern gewährleistet wird, ist es möglich, durch Drehen der Welle eine oder beide Vorschubeinrichtungen für die Schneidmesser gleichzeitig, d. h. synchron, zu bewegen.
Darüber hinaus ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass durch die Bereitstellung einer Welle, die mit den beiden Vorschubeinrichtungen für die Schneidmesser gleichzeitig direkt wirkverbunden ist, eine Zwangssynchronisierungseinrichtung im Zusammenwirken mit dem externen Antrieb ausgebildet wird, so dass durch Drehen der ausschließlich einen Antriebswelle beide Vorschubeinrichtungen gleichzeitig, d. h. synchron oder zwangssynchron, bewegt werden.
Ferner ist es im Rahmen der Erfindung durch die Bereitstellung der Welle möglich, dass die Schneidmesser durch die Betätigung der Vorschubeinrichtungen, die mit der Antriebswelle wirkverbunden sind, kontinuierlich und während der Rotation der als Schneidrad ausgebildeten Schneidvorrichtung radial nach außen zu bewegen. Hierdurch wird ein fortlaufender, konstanter sowie gleichmäßiger und (zwangs-)synchroner Vorschub der bei dem Schneidmesser mit einer vorbestimmten, vorzugsweise konstanten Vorschubgeschwindigkeit bei kontinuierlichem Betrieb der Welle erreicht.
Dazu ist weiter vorgesehen, dass unter Verwendung einer, vorzugsweise ausschließlich einer, Welle als Zwangssynchronisierungseinrichtung, die mit den jeweiligen Vorschubeinrichtungen für die Schneidmesser in jeweiliger Wirkverbindung steht, durch Betätigung des, vorzugsweise externen, Antriebs die in Wirkverbindung mit den Vorschubeinrichtungen stehende Welle betätigt wird oder ist, so dass die Schneidmesser gleichzeitig oder durch die gleichzeitige Betätigung der Vorschubeinrichtungen synchron oder zwangssynchron in radialer Richtung kontinuierlich bewegbar sind oder bewegt werden. Insbesondere wird die Welle durch den externen Antrieb in Rotation versetzt bzw. rotatorisch angetrieben.
Vorzugsweise ist außerdem die Welle, die zwischen dem externen, d. h. außerhalb des Schneidrades angeordneten, Antrieb und der innerhalb der z. B. als Schneidrad ausgebildeten Schneidvorrichtung vorgesehenen Kegelradstufe angeordnet ist, als flexible Welle ausgebildet. Dabei ist die flexible Welle beispielsweise in Wirkeingriff mit einer internen Kegelradstufe, die über Stirnradstufen oder dergleichen mit den beiden Vorschubeinrichtungen für die Schneidmesser in direkter Wirkverbindung steht.
Außerdem ist in einer Ausgestaltung der Schneidvorrichtung bevorzugt, dass als Antrieb der Welle ein elektrischer Antrieb vorgesehen ist, wobei insbesondere der elektrische, externe Antrieb in einer strangparallelen Welle eines Gegenlagers der Schneidvorrichtung angeordnet oder ausgebildet ist.
Des Weiteren wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere Filterstrangmaschine oder Tabakstrangmaschine, wobei ein kontinuierlich geförderter Strang, vorzugsweise Tabakstrang oder Filterstrang, in stabförmige oder strangförmige Artikel unter Verwendung einer voranstehend beschriebenen Schneidvorrichtung geschnitten wird. Im Rahmen der Erfindung ist es ebenso möglich, dass zwei oder mehrere Stränge gleichzeitig jeweils in stabförmige Artikel geschnitten werden.
Ferner wird die Aufgabe gelöst durch eine Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere Filterstrangmaschine oder Tabakstrangmaschine, die mit einer oben beschriebenen Schneidvorrichtung zum Schneiden eines geförderten Strangs oder mehrerer geförderter Stränge der Tabak verarbeitenden Industrie ausgebildet ist. Insbesondere kann die Strangmaschine als sogenannte Doppelstrangmaschine oder Mehrfachstrangmaschine ausgebildet sein, so dass zwei oder mehr Stränge hergestellt und verarbeitet bzw. geschnitten werden. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die obigen Ausführungen ausdrücklich verwiesen.
Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:
1 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie mit einer Einrichtung zum Schneiden eines kontinuierlich geförderten Strangs in strangförmige Artikel,
2 eine schematische Funktionsdarstellung der mit dem Strang in Eingriff befindlichen Schneideinrichtung,
3 schematisch eine Prinzipdarstellung eines Schneidrades mit internen elektrischen Antrieben im Querschnitt und
4 schematisch eine Prinzipdarstellung eines Schneidrades mit einem externen Antrieb im Querschnitt.
In den folgenden Figuren sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente bzw. entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer entsprechenden erneuten Vorstellung abgesehen wird.
In der schematischen Darstellung gemäß 1 ist eine als Zigarettenstrangmaschine 10 bekannte Vorrichtung gezeigt, die zur Herstellung von stabförmigen Artikeln, wie z. B. Zigaretten oder dergleichen, dient. Eine Zigarettenstrangmaschine ist beispielsweise unter der Bezeichnung „PROTOS” der HAUNI Maschinenbau AG bekannt.
In 1 ist beispielhaft eine Zigarettenstrangmaschine 10 dargestellt, die im Wesentlichen neben einem Vorratsbehältnis 11 für das zu bearbeitende bzw. verarbeitende Material einen Förderer 12 zum Transport des Materials aus dem Vorratsbehältnis 11 an einen Stauschacht 13, Strangbildungsmittel 14 zum Bilden eines Stranges oder mehrerer paralleler Stränge, einen Strangförderer 15 sowie eine Einrichtung 16 zum Schneiden des kontinuierlich geförderten Stranges bzw. mehrerer kontinuierlich geförderter Stränge umfasst.
Die Zigarettenstrangmaschine 10 kann als Einzel-, Doppel- oder Mehrfachstrangmaschine ausgebildet sein. Grundsätzlich sind Strangmaschinen für andere Produkte, wie z. B. Filter, in entsprechender Weise aufgebaut. Insbesondere umfasst jede Strangmaschine sowohl zum Herstellen von Zigaretten als auch zum Herstellen von Filtern aus endlosen Towfasern oder endlichem Filtermaterial im Strangverfahren eine Einrichtung 16 zum Schneiden des kontinuierlich geförderten Strangs oder der kontinuierlich geförderten Stränge. Eine Filterstrangmaschine ist beispielsweise in DE-A-41 09 603 exemplarisch beschrieben.
Die Einrichtung 16 dient zum Schneiden von Artikeln von einem endlosen Strang oder mehreren parallel geführten Strängen aus Tabak, Filtermaterial oder dergleichen mit einer Längeneinstellung der Einrichtung zum Schneiden von Artikeln variabler Länge.
Das Prinzip einer ersten Ausführungsform dieser Einrichtung 16 zum Schneiden bzw. der Schneideinrichtung beispielsweise eines einzelnen kontinuierlich geförderten Strangs 17 in strang- bzw. stabförmige Artikel, die auch als einzelne, separate Einheit betreibbar ist, wird im Detail mit Bezug auf die schematische 2 näher erläutert.
Das rotierend antreibbare Schneidrad 32 weist zwei Messer 33 auf und ist in Bezug auf den Strang 17, wie in 2 dargestellt, geneigt angeordnet. Hierbei steht die Schwenkachse des Schneidrads 32 senkrecht zur Transportrichtung des Strangs 17, wenn das oder die Schneidmesser 33 Stranggeschwindigkeit aufweisen. Vorzugsweise sind die beiden Messer 33 auf dem Umfang des als Rotationskörper ausgebildeten Schneidrades 32 verteilt und diametral einander gegenüberliegend angeordnet. Die Messer 33 sind auf dem Schneidrad 32 bewegbar, vorzugsweise um eine bezüglich des Schneidrades 32 radial verlaufende Achse drehbar bzw. schwenkbar ausgebildet. Zur Veränderung des Neigungswinkels β zwischen Schneidrad 32 und Strang 17 ist das Schneidrad 32 verstellbar, insbesondere verschwenkbar, ausgebildet.
Aus der Darstellung in 2 ist ersichtlich, dass der Strang 17 in Transportrichtung T kontinuierlich gefördert wird. Die Rotationsachse R_S des Schneidrades 32 verläuft in einem Winkel zum Strang 17. Dadurch verläuft die Mittelachsenebene M_S des Schneidrades 32 ebenfalls schräg bzw. geneigt in einem Winkel, dem sogenannten Schrägungswinkel oder auch Neigungswinkel β, zum Strang 17. Der Winkel β liegt vorzugsweise zwischen 60° und < 90°. Die Schneidmesser 33 sind derart auf dem Schneidrad 32 angeordnet, dass ihre Bewegungsbahnen im Schnittpunkt S mit dem Strang 17 senkrecht zum Strang 17 verlaufen.
Durch die Neigung unter dem (Neigungs-)Winkel β sowie die Rotation des Schneidrades 32 existiert eine horizontale, vorzugsweise axiale Geschwindigkeitskomponente des im Eingriff befindlichen Schneidmessers 33 in Transportrichtung T des Strangs 17. Die Transportgeschwindigkeit T des Strangs 17 sowie die axiale Geschwindigkeitskomponente des Schneidmessers 33 im Schnittpunkt S sind nahezu identisch. Der Neigungswinkel β ist veränderbar. Um kürzere oder längere stabförmige Artikel 34 zu produzieren, wird bei unveränderter bzw. konstanter Stranggeschwindigkeit die Drehzahl des Schneidrades 32 entsprechend angepasst bzw. verändert, um die Bedingung „Gleichheit der Stranggeschwindigkeit und der axialen Geschwindigkeitskomponente des Messers” zu erfüllen. Um die Bedingung „Gleichheit der Stranggeschwindigkeit und der axialen Geschwindigkeitskomponente des Messers” zu erfüllen, wird allerdings bevorzugt der Neigungswinkel β angepasst, wodurch kürzere oder längere stabförmige Artikel 34 entstehen.
Für das Schneidrad 32 ist zu dessen Lagerung eine Trageinrichtung (hier nicht dargestellt) vorgesehen, wobei bezogen auf die Transportrichtung T des Strangs 17 auf der abgewandten Seite des Schneidrades 32 ein Antrieb 36 angeordnet ist, um das Schneidrad 32 rotatorisch anzutreiben.
Ferner ist auf der dem Antrieb 36 abgewandten Seite des Schneidrads 32 auf der (hier nicht dargestellten) Trageinrichtung ein Gegenlager für das Schneidrad 32 vorgesehen, wobei das Gegenlager eine ortsfeste und starre Stützeinrichtung aufweist, und über eine Gelenkverbindung mit dem Schneidrad 32 verbunden ist. Die Gelenkverbindung weist insbesondere eine strangparallele Welle 38 auf, die parallel zum geförderten Strang 17 angeordnet bzw. ausgebildet ist.
Zu weiteren Details des Schneidrads bzw. zu der Einrichtung 16 wird auf die Offenbarung der Patentanmeldung EP-A-1 640 125 verwiesen, die vollumfänglich in die Offenbarung der vorliegenden Patentanmeldung ausdrücklich aufgenommen wird.
In 3 ist schematisch in einer Querschnittsdarstellung der prinzipielle Aufbau eines Schneidrades 32 mit zwei internen elektrischen Antrieben 40, 42 schematisch gezeigt.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel in 3 sind innerhalb des Gehäuses des Schneidrades 32 zwei elektrische Antriebe 40, 42 im Zentrum des Schneidrades 32 innerhalb einer kardanischen Aufhängeeinrichtung angeordnet. Hierbei ist der eine elektrische Antrieb 40 über eine Antriebswelle 46 mit einer Stirnradstufe 48 und einem Schneckengetriebe 52 mit einem Rollvorschub für das Schneidmesser 33 in Wirkverbindung. Der andere Antrieb 42 ist über die Antriebswelle 44 mit einer Stirnradstufe 48 und einem mit der Stirnradstufe 48 gekoppelten Schneckengetriebe 52 sowie einem damit wirkverbundenen Rollenvorschub 54 ebenfalls mit einem Schneidmesser 33 in Wirkverbindung.
Die als elektrische Motoren ausgebildeten Antriebe 40, 42 sind vorzugsweise seitlich im Kardankreuz der Aufhängeeinrichtung für den (hier nicht dargestellten) Messerträger mit den beiden Schneidmessern 33 im Schneidrad 32 angeordnet und treiben über die entsprechenden Stirnradstufen 48 direkt die als Messervorschübe ausgebildeten Rollenvorschübe 54 an. Die Energie für die Antriebe 40, 42 wird über die strangparallele Welle 38 (vgl. 2) beispielsweise auf induktive Weise an die Antriebe 40, 42 übertragen.
Ferner ist die strangparallele Welle 38 mit einer Steuereinrichtung 35 verbunden, so dass mittels der Steuereinrichtung 35 entsprechende Steuersignale an die Antriebe 40, 42 übertragen werden. Beispielsweise werden als Steuersignale zeitlich variierende Frequenzmodulationen in der Antriebsenergie oder unterschiedliche zeitlich variierende Spannungen übertragen. Darüber hinaus ist es möglich, auch auf induktive Weise Steuersignale an die Antriebe 40, 42 über die strangparallele Welle 38 zu übertragen.
Die elektrischen Antriebe 40, 42 innerhalb des Schneidrades 32 sind als kontinuierlich betreibbare Antriebe ausgebildet, wobei entsprechend einem vorbestimmten Betriebsmodus die Antriebe 40, 42 kontinuierlich betrieben werden, um die am Außenumfang des Schneidrades 32 angeordneten Schneidmesser 33 kontinuierlich in radialer Richtung während des Betriebes des Schneidrades nach außen zu bewegen.
Ferner ist es möglich, die Antriebe 40, 42 getaktet zu betreiben, so dass die Rollenvorschübe 54 und damit die Schneidmesser 33 intermittierend bewegt werden.
In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen kontinuierlichen Messervorschub der Schneidmesser 33 schematisch in einer Prinzipdarstellung eines Schneidrades 32 im Querschnitt dargestellt. Hierbei ist außerhalb des Schneidrades 32 ein externer Antrieb 60 über eine als Antriebswelle ausgebildete flexible bzw. biegsame Welle 62 mit einer Kegelradstufe 64 im Inneren des Schneidrades 32 wirkverbunden.
Die Kegelradstufe 64 ist weiterhin beidseitig mit jeweils einer Stirnradstufe 68 mit den aus einem Schneckengetriebe 52 und dem Rollenvorschub 54 bestehenden Vorschubeinrichtungen für das jeweilige Schneidmesser 33 wirkverbunden.
Die biegsame, flexible Antriebswelle 62 kann dabei z. B. als Feder ausgeführt sein, wodurch es möglich ist, dass die Feder bzw. die biegsame Welle 62 einen Längenausgleich während der Rotation des Schneidrades 32 ermöglicht und außerdem ein Antriebsmoment auf die Kegelradstufe 64 übertragen kann.
Dadurch, dass die Kegelradstufe 64 in einem Kardangelenk des Schneidrades 32 im Inneren angeordnet ist, werden aufgrund der Wirkverbindungen die Kegelräder der Kegelradstufe 64 entsprechend angetrieben und gleichzeitig sowie zwangssynchron die Schneckengetriebe 52 bzw. Rollenvorschübe 54 für die Schneidmesser 33 angetrieben, so dass die Schneidmesser 33 gleichzeitig und synchron durch Betätigung bzw. durch den rotatorischen Antrieb 60 der biegsamen Welle 62 eine kontinuierliche Bewegung in radialer Richtung nach außen ausführen.
Durch eine Drehzahldifferenz zwischen dem Antrieb 60 und dem Antrieb 36 für das Schneidrad 32 ist es möglich, dass die Schneidmesser 33 linear bzw. radial kontinuierlich bewegt werden, so dass durch die fortlaufend angetriebene flexible Welle 62 bei einer (positiven) Drehzahldifferenz die Schneidmesser 33 kontinuierlich nach außen bewegt werden. Hierdurch wird ein kontinuierlicher, vorzugsweise additionsgetriebefreier, Vorschub der Schneidmesser 33 ausgebildet.
Dadurch, dass ausschließlich eine Antriebswelle 62 für beide Rollenvorschübe 54 bereitgestellt wird, wird aufgrund der direkten Wirkverbindung der ausschließlich einen Antriebswelle 62 mit den beiden Rollenvorschüben 54 für beide Schneidmesser 33 eine Zwangssynchronisierungseinrichtung bereitgestellt, so dass die beiden Schneidmesser 33 kontinuierlich und zwangssynchron während der Rotation bzw. des Betriebs des Schneidrades 32 in radialer Richtung nach außen bewegt werden. Hierdurch wird ein zwangssynchroner kontinuierlicher Messervorschub der Schneidmesser ausgebildet.
Darüber hinaus ist es im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass der Antrieb 60 als externer Antrieb, d. h. außerhalb des Schneidrades 32, angeordnet ist, wobei der Antrieb 60 als elektrischer Antrieb auch innerhalb der strangparallelen Welle 38 angeordnet sein kann bzw. ist.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein.
Bezugszeichenliste

10: Zigarettenstrangmaschine
11: Vorratsbehältnis
12: Förderer
13: Stauschacht
14: Strangbildungsmittel
15: Strangförderer
16: Einrichtung
17: Strang
32: Schneidrad
33: Messer
34: Artikel
35: Steuereinrichtung
36: Antrieb
38: strangparallele Welle
40: Antrieb
42: Antrieb
44: Antriebswelle
46: Antriebswelle
48: Stirnradstufe
52: Schneckengetriebe
54: Rollenvorschub
60: Antrieb
62: Welle
64: Kegelradstufe
68: Stirnradstufe
β: Neigungswinkel
S: Schnittpunkt
T: Transportrichtung
M_S: Mittelachsenebene
R_S: Rotationsachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2233064 A [0004]
EP 1640125 A [0006, 0044]
DE 4109603 A [0036]

Claims

Schneidvorrichtung (32) einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie zum Schneiden eines endlosen, geförderten Strangs (17) der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere Tabakstrang oder Filterstrang, in Stäbe (34) endlicher Länge, wobei die Schneidvorrichtung (32) einen rotierenden oder rotierbaren Messerträger aufweist, wobei auf der Außenseite des Messerträgers wenigstens zwei, vorzugsweise diametral gegenüberliegend angeordnete, Schneidmesser (33) angeordnet sind, wobei die Schneidmesser (33) jeweils unter Verwendung einer jeweiligen Vorschubeinrichtung (54) für das jeweilige Schneidmesser, vorzugsweise während der Rotation des Messerträgers und/oder insbesondere in radialer Richtung linear, verschiebbar sind oder verschoben werden, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung einer kontinuierlich betreibbaren oder betriebenen, vorzugsweise additionsgetriebefreien, Antriebseinrichtung (40, 42, 60), die in Wirkverbindung mit einer oder beiden Vorschubeinrichtungen (54) steht, ein oder beide Schneidmesser (33), insbesondere gleichzeitig und durch die gleichzeitige Betätigung der Vorschubeinrichtungen (54) synchron oder zwangssynchron, in radialer Richtung bewegbar sind oder bewegt werden.
Schneidvorrichtung (32) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für jeweils eine Vorschubeinrichtung (54) jeweils ein elektrischer Antrieb (40, 42) vorgesehen ist, wobei der elektrische Antrieb (40, 42) jeweils in Wirkverbindung mit der jeweiligen Vorschubeinrichtung (54) steht, wobei insbesondere der elektrische Antrieb (40, 42) abtriebsseitig unter Verwendung einer Stirnradstufe (48) mit der Vorschubeinrichtung wirkverbunden ist.
Schneidvorrichtung (32) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe (40, 42) im Zentrum oder seitlich am Zentrum einer kardanischen Aufhängeeinrichtung für den Messerträger angeordnet sind.
Schneidvorrichtung (32) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe (40, 42) auf induktive Weise mit Energie und/oder unter Verwendung einer strangparallelen Welle (38) eines Gegenlagers der Schneidvorrichtung (32) mit Energie beaufschlagbar oder beaufschlagt sind.
Schneidvorrichtung (32) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe (30, 32) unter Verwendung einer oder der strangparallelen Welle (38) eines Gegenlagers für die Schneidvorrichtung (32) mit Steuersignalen, insbesondere auf induktive Weise und/oder mit Steuerfrequenzen und/oder Steuerspannungen, beaufschlagbar oder beaufschlagt sind.
Schneidvorrichtung (32) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe (40, 42) in vorbestimmter getakteter Weise betreibbar sind oder betrieben werden, so dass durch das getaktete Betreiben der Antriebe (40, 42) die Schneidmesser (33) unter Verwendung der mit den Antrieben jeweils gekoppelten Vorschubeinrichtungen (54) in radialer Richtung bewegbar sind oder bewegt werden.
Schneidvorrichtung (32) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder beide Vorschubeinrichtungen (54) für die Schneidmesser (33) unter Verwendung einer Welle (62) mit einem außerhalb der Schneidvorrichtung (32) vorgesehenen Antrieb (60) wirkverbunden sind, so dass durch den Betrieb des Antriebs (60) eine oder beide Vorschubeinrichtungen (54) zusammen mit den jeweiligen Schneidmessern (33) kontinuierlich in radialer Richtung, vorzugsweise synchron oder zwangssynchron, bewegbar sind oder werden.
Schneidvorrichtung (32) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung einer, vorzugsweise ausschließlich einer, Welle (62) als Zwangssynchronisierungseinrichtung, die mit den jeweiligen Vorschubeinrichtungen (54) für die Schneidmesser (33) in jeweiliger Wirkverbindung steht, durch Betätigung des Antriebs (60) die in Wirkverbindung mit den Vorschubeinrichtungen (54) stehende Welle (62) betätigt wird oder ist, so dass die Schneidmesser (33) gleichzeitig und durch die gleichzeitige Betätigung der Vorschubeinrichtungen (54) synchron oder zwangssynchron in radialer Richtung kontinuierlich bewegbar sind oder bewegt werden.
Schneidvorrichtung (32) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (62) als flexible Welle (62) ausgebildet ist.
Schneidvorrichtung (32) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Antrieb (60) der Welle (62) ein elektrischer Antrieb (60) vorgesehen ist, wobei insbesondere der elektrische Antrieb (60) in einer strangparallelen Welle (38) eines Gegenlagers der Schneidvorrichtung (32) angeordnet oder ausgebildet ist.
Verfahren zum Betrieb einer Strangmaschine (10) der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei ein geförderter Strang (17), vorzugsweise Tabakstrang oder Filterstrang, in stabförmige Artikel (34) unter Verwendung einer Schneidvorrichtung (32) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 geschnitten wird.
Strangmaschine (10) der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere Filterstrangmaschine oder Tabakstrangmaschine, mit einer Schneidvorrichtung (32) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.