-
Die Erfindung betrifft eine Schneideinrichtung für eine Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie, umfassend einen Messerträger mit mindestens einem Messerhalter, in dem jeweils ein in radialer Richtung verstellbares Messer angeordnet ist, wobei dem Messerträger eine in einem Gehäuse gelagerte Antriebswelle sowie ein Antrieb zum rotierenden Antreiben des Messerträgers um eine Rotationsachse A zugeordnet ist, eine Stelleinrichtung zum Einstellen des Messerträgers auf unterschiedliche Formate, derart, dass der zwischen der Rotationsachse A der Antriebswelle und dem oder jedem zu schneidenden Strang gebildete Winkel β veränderbar ist, sowie eine Vorrichtung zum Schleifen des oder jedes Messers während des Betriebs der Schneideinrichtung, wobei die Vorrichtung zum Schleifen einen Schleifscheibenhalter mit mindestens einer Schleifscheibe aufweist und der Schleifscheibenhalter ortsfest derart im Bereich des Messerträgers angeordnet ist, dass das oder jedes Messer durch die Rotation des Messerträgers in Kontakt mit der oder jeder Schleifscheibe kommt.
-
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Einstellen der Position eines Schleifscheibenhalters einer Vorrichtung zum Schleifen in einer Schneideinrichtung für eine Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend die Schritte: Lösen des Schleifscheibenhalters, Verstellen des Schleifscheibenhalters um die Rotationsachse A der Antriebswelle in die gewünschte Position, und Fixieren des Schleifscheibenhalters.
-
Solche Schneideinrichtungen und Verfahren kommen in der Tabak verarbeitenden Industrie zum Einsatz, um von Strängen, beispielsweise aus Tabak, Tabakmischungen, Filtermaterial und anderen in der Tabak verarbeitenden Industrie üblichen Materialien bzw. Materialkombinationen, einzelne stabförmige Artikel, nämlich entsprechend Tabakstöcke, Filterstäbe etc., zu schneiden. Die stabförmigen Artikel werden dazu von einem an einem Messerträger angeordneten Messer, das durch die Rotation des Messerträgers einen Laufkreis beschreibt, abgetrennt, wenn das Messer im Wesentlichen senkrecht auf den zu schneidenden Strang trifft. Das Messer ist in radialer Richtung verstellbar in einem Messerhalter angeordnet, der wiederum verstellbar, nämlich insbesondere drehbar an dem bzw. in dem Messerträger angeordnet ist. Der Messerträger selbst ist mit seiner Antriebswelle geneigt zu einem Strang (bei einer Einstrangmaschine) bzw. zu den Strängen (bei einer Mehrstrangmaschine) angeordnet. Anders ausgedrückt steht die Rotationsachse A der Antriebswelle in einem Winkel β zu dem oder jedem Strang.
-
Auf einer Strangmaschine werden in der Regel unterschiedliche Formate verarbeitet. Das bedeutet, dass Stränge bzw. stabförmige Artikel z. B. mit unterschiedlichem Durchmesser und/oder unterschiedlicher Länge, den so genannten Formaten verarbeitet werden. Die Anpassung an die unterschiedlichen geometrischen Verhältnisse der Stränge/Artikel nennt man daher auch Formatwechsel. Der Strang läuft üblicherweise mit einer konstanten Geschwindigkeit durch die Strangmaschine. Während des Schneidens müssen sich die Geschwindigkeiten des Strangs einerseits und des Messers andererseits entsprechen. Anders ausgedrückt muss sich dass Messer beim Schneiden mit dem Strang mit gleicher Geschwindigkeit mitbewegen, um einen optimalen Schnitt zu erzeugen. Im Schnittzeitpunkt entspricht die Geschwindigkeit des Messers also der Stranggeschwindigkeit. Für einen Formatwechsel, beispielsweise eine veränderte Artikellänge, wird die Umdrehungsgeschwindigkeit des Messerträgers verändert, was sich auf die Messergeschwindigkeit auswirkt. Damit aber beim Schneiden das Messer mit dem Strang mit identischer Geschwindigkeit mitlaufen kann, muss der Winkel β entsprechend nachgestellt werden. Bei einem Formatwechsel wird also die Position des Messerträgers zu dem oder jedem Strang verändert. Anders ausgedrückt wird der Winkel β für einen Formatwechsel verstellt. Des Weiteren wird der Messerhalter selbst verstellt, indem der Messerhalter in dem Messerträger solange gedreht wird, bis eine Position erreicht ist, in der das Messer bei verändertem Winkel β eine bezüglich des Strangs im Wesentlichen senkrechte Ausrichtung erreicht hat. Solche Vorrichtungen und Verfahren sind hinlänglich bekannt, weshalb auf eine Detailbeschreibung verzichtet wird.
-
Um das oder jedes Messer am Messerträger während des Betriebs kontinuierlich schleifen zu können, ist der Schneideinrichtung üblicherweise eine Schleifvorrichtung zugeordnet. Eine solche Schleifvorrichtung weist einen Schleifscheibenhalter mit mindestens einer Schleifscheibe auf. Der Schleifscheibenhalter ist dem Messerträger derart zugeordnet, dass an Kragarmen des Schleifscheibenhalters angeordnete Schleifscheiben in den Laufkreis der Messer ragen. Durch die Form des Schleifscheibenhaltes mit den an den Kragarmen angeordneten Schleifscheiben spricht man auch von einem Schleifgeweih. Der Schleifscheibenhalter selbst ist, beispielsweise über das Gehäuse, mit dem Messerträger verbunden, so dass eine Verstellung des Messerträgers, also eine Veränderung des Winkels β, zwangsläufig zu einer entsprechenden Verstellung des Schleifscheibenhalters führt. Allerdings ist der Schleifscheibenhalter gegenüber dem Messerträger ortsfest, rotiert also nicht mit dem Messerträger mit.
-
Bei einem Formatwechsel, wie er weiter oben beschrieben ist, wird der Messerträger selbst in der Neigung bezüglich des Winkels β verstellt, was dazu führt, dass sich auch die Position des Schleifscheibenhalters entsprechend verändert. Mit der veränderten Position des Schleifscheibenhalters und damit der oder jeder Schleifscheibe ändert sich auch das Schleifbild. Anders ausgedrückt wird die Messerhöhe durch das geänderte Schleifbild verändert. Um die optimale Schleifscheibenposition z. B. für eine gleichbleibende Messerhöhe zu erreichen, bedarf es daher einer Verstellung des Schleifscheibenhalters relativ zum Messerträger, und zwar um die Rotationsachse A der Antriebswelle. Mit anderen Worten existiert für jedes Format bzw. jede Formateinstellung des Messerträgers eine optimierte Schleifscheibenposition.
-
Bisher wird die Verstellung bzw. Einstellung der optimalen Schleifscheibenposition in Bezug auf den Messerträger für jede entsprechende Formateinstellung des Messerträgers manuell vorgenommen. Dazu werden Schrauben gelöst, mit denen der Schleifscheibenhalter am Gehäuse befestigt ist. Nach dem Lösen wird der Schleifscheibenhalter manuell um die Rotationsachse A der Antriebswelle gedreht, bis die optimale Schleifscheibenposition erreicht ist. Anschließend wird der Schleifscheibenhalter durch Festziehen der Schrauben wieder arretiert. Diese Einstellung ist nicht nur zeitaufwendig, sondern erfordert erhebliches Know-How, weshalb diese Einstellungstätigkeit nur von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden kann.
-
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Schneideinrichtung zu schaffen, die bezüglich der Anpassung der Schleifscheibenpositionierung optimiert ist. Des Weiteren besteht die Aufgabe darin, ein verbessertes Verfahren zum Einstellen der Position des Schleifscheibenhalters vorzuschlagen.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Schneideinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass dem Schleifscheibenhalter eine Stelleinrichtung zum automatischen Verstellen der Position des Schleifscheibenhalters relativ zum Messerträger zugeordnet ist. Mit einer solchen Stelleinrichtung kann die Anpassung automatisch und unabhängig von einer Bedienperson ausgeführt werden. Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht das automatische Nachstellen bzw. Verdrehen des Schleifscheibenhalters um die Antriebswelle des Messerträgers, um bei einem Formatwechsel, der durch eine Veränderung des Winkels β herbeigeführt wird, die optimale Schleifposition wieder herzustellen. Die automatische Verstellung kann aber auch dazu dienen, um bewusst unterschiedliche Schleifbilder bzw. Schleifhöhen an dem oder jedem Messer zu erzeugen.
-
Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Schleifscheibenhalter drehbar auf dem Gehäuse gelagert ist und die Stelleinrichtung einen Antrieb sowie ein den Antrieb mit dem Schleifscheibenhalter verbindendes Betätigungselement zum Verstellen des Schleifscheibenhalters um die Rotationsachse A umfasst. Mit dieser bevorzugten Ausführungsform ist eine einfache und reproduzierbare Verstellung gewährleistet.
-
Vorteilhafterweise ist der Vorrichtung zum Schleifen eine Spanneinrichtung zum Arretieren und Lösen des Schleifscheibenhalters zugeordnet. Diese Ausbildung ermöglicht das schnelle und zuverlässige Arretieren und Lösen, was die Automation vereinfacht.
-
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung eine Bremsscheibe und mindestens einen Spannzylinder umfasst. Mittels der Spanneinrichtung werden auf einfache Weise eine sichere Arretierung und ein einfaches Lösen sichergestellt.
-
Eine vorteilhafte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der Schneideinrichtung ein Steuerungs- und/oder Regelungssystem zum Steuern und/oder Regeln der Position des Schleifscheibenhalters in Bezug auf den Messerträger zugeordnet ist. Damit wird die Automatisierung in besonders einfacher Weise unterstützt. Die Regelung/Verstellung des Schleifscheibenhalters auf die optimale Position ist damit schnell und exakt gewährleistet.
-
Vorteilhafterweise ist das Steuerungs- und/oder Regelungssystem mit einer Datenbank, in der für jedes Schneidformat eine zuvor ermittelte Schleifscheibenposition gespeichert ist, verbunden. Eine weitere bevorzugte Option der Erfindung besteht darin, dass dem Schleifscheibenhalter Anschlagmittel als Referenzmarke für den Antrieb zum Verstellen des Schleifscheibenhalters zugeordnet sind. Diese Ausführungen unterstützen das automatische Verstellen, so dass eine schnelle und sichere Anpassung während des Betriebes der Schneideinrichtung, quasi on-line, erfolgen kann.
-
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinrichtung ein Messmittel umfasst, das zum Bestimmen der Position des Schleifscheibenhalters in Bezug auf den Messerträger ausgebildet und eingerichtet ist. Diese Ausführungsform gewährleistet eine Verstellung des Schleifscheibenhalters unabhängig von vorermittelten Schleifpositionen. Anders ausgedrückt kann die jeweils geeignete und optimale Schleifposition für jedes Format direkt ermittelt und zur Steuerung des Antriebs zur Verstellung der Position des Schleifscheibenhalters relativ zum Messerträger eingesetzt werden.
-
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den eingangs genannten Schritten dadurch gelöst, dass das Lösen, Verstellen und Fixieren des Schleifscheibenhalters automatisch durch eine Stelleinrichtung ausgeführt wird. Die sich daraus ergebenden Vorteile wurden anhand der Schneideinrichtung ausführlich dargelegt, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Passagen verwiesen wird.
-
Weitere zweckmäßige und/oder vorteilhafte Merkmale und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung einer Schneideinrichtung in Vorderansicht,
-
2 die Schneideinrichtung gemäß 1 ohne Messerträger,
-
3 die Schneideinrichtung gemäß 1 in Draufsicht,
-
4 eine Schnittdarstellung der Schneideinrichtung gemäß 2 entlang Schnitt IV-IV, und
-
5 eine skizzenhafte Darstellung des Messerträgers mit einem Schleifscheibenhalter in einer mit einem Winkel β geneigten Position zu einem Strang.
-
Die in den Figuren dargestellte Schneideinrichtung dient zum Schneiden von Strängen der Tabak verarbeitenden Industrie, nämlich z. B. zum Schneiden von Tabaksträngen oder Filtersträngen. Die gezeigte Schneideinrichtung ist üblicherweise Bestandteil einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie, kann jedoch z. B. auch als Austauschkomponente oder auch als Einzelmodul eingesetzt werden.
-
Die in der 1 schematisch dargestellte Schneideinrichtung 10 umfasst einen Messerträger 11 mit mindestens einem Messerhalter 12. In dem oder jedem Messerhalter 12 ist ein jeweils in radialer Richtung verstellbares Messer 13 angeordnet.
-
Dem Messerträger 11 ist eine Antriebswelle 14 sowie ein Antrieb 15 zum rotierenden Antreiben des Messerträgers 11 um eine Rotationsachse A zugeordnet. Die Antriebswelle 14 ist entsprechend in einem Gehäuse 16 der Schneideinrichtung 10 gelagert. Des Weiteren umfasst die Schneideinrichtung 10 eine nicht explizit dargestellte Stelleinrichtung zum Einstellen des Messerträgers 11 auf unterschiedliche Formate. Mittels der Stelleinrichtung ist ein zwischen der Rotationsachse A und dem oder jedem zu schneidenden Strang 17 gebildete Winkel β veränderbar. Um das oder jedes Messer 13 während des Betriebs der Schneideinrichtung 10 schleifen zu können, weist die Schneideinrichtung 10 eine Vorrichtung 18 zum Schleifen auf, wobei die Vorrichtung 18 einen Schleifscheibenhalter 19 mit mindestens einer Schleifscheibe 20 umfasst. Der Schleifscheibenhalter 19 ist ortfest derart im Bereich des Messerträgers 11 angeordnet, dass das oder jedes Messer 13 durch die Rotation des Messerträgers 11 in Kontakt mit der oder jeder Schleifscheibe 20 kommt.
-
In der beschriebenen Ausführungsform weist der Messerträger 11 zwei Messerhalter 12 mit jeweils einem radial verstellbaren Messer 13 auf. Die Messerhalter 12 sind vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilt und liegen auf entgegen gesetzten Seiten des Messerträgers 11. Die Messerhalter 12 sind drehbar im Messerträger 11 gelagert, um die Position des Messers 13 zum Strang 17 verändern bzw. einstellen zu können. Die Anzahl und Position der Messerhalter 12 kann selbstverständlich variieren. Der Schleifscheibenhalter 19 kann als separate Einheit dem Messerträger 11 zugeordnet oder z. B. mit dem Gehäuse 16 der Antriebswelle 14 verbunden sein. Für die Anordnung und Befestigung des Schleifscheibenhalters 19 gibt es unterschiedliche Varianten, solange die Schleifscheiben 20 im Betriebsmodus im durch die umlaufenden Messer 13 gebildeten Laufkreis liegen.
-
Solche bekannten und aus diesem Grunde nicht im Detail beschriebenen Schneideinrichtungen 10 sind erfindungsgemäß nunmehr dadurch weitergebildet, dass dem Schleifscheibenhalter 19 eine Stelleinrichtung 21 zum automatischen Verstellen der Position des Schleifscheibenhalters 20 relativ zum Messerträger 11 zugeordnet ist. Anders ausgedrückt umfasst die erfindungsgemäße Schneideinrichtung 10 einen automatisch betätigbaren Stellmechanismus, mit dem der Schleifscheibenhalter 19 um die Rotationsachse A des Messerträgers 11 verstellbar ist, so dass die Position der Schleifscheiben 20 zu den zu schleifenden Messern 13 an eine veränderte Winkelstellung des Winkels β automatisch anpassbar ist. Die Stelleinrichtung 21 ist somit ausgebildet und eingerichtet, um die Schleifscheiben 20 um die Rotationsachse A in Umfangsrichtung des Messerträgers 11 zu verstellen.
-
Im Folgenden werden Weiterbildungen und/oder optionale Ausführungen der erfindungsgemäßen Schneideinrichtung 10 beschrieben, die einzeln oder in Kombination miteinander realisiert sein können.
-
Der Schleifscheibenhalter 19 ist, wie erwähnt im Bereich des Messerträgers 11 angeordnet, so dass die Schleifscheiben 20 beim Umlauf der Messer 13 mit diesen zur Erzielung eines gewünschten Schleifbildes in Kontakt kommen. Dazu ist er bevorzugt drehbar auf dem Gehäuse 16, beispielsweise dem Gehäuse der Antriebswelle 14, gelagert. Die Stelleinrichtung 21 umfasst einen Antrieb 22 sowie ein den Antrieb 22 mit dem Schleifscheibenhalter 19 verbindendes Betätigungselement 23 zum Verstellen des Schleifscheibenhalters 19 um die Rotationsachse A. Mit anderen Worten verbindet eine Art Koppel den Antrieb 22 mit dem Schleifscheibenhalter 19. Die Verstellung des Schleifscheibenhalters 19 ist jedoch nur dann gewährleistet, wenn der Schleifscheibenhalter 19 frei drehbar um den Messerträger 11 ist. Aus diesem Grund ist der Vorrichtung 18 zum Schleifen optional eine Spanneinrichtung 24 zum Arretieren und Lösen des Schleifscheibenhalters 19 zugeordnet. Die Spanneinrichtung 24 ist ebenfalls automatisch betätigbar bzw. auslösbar und umfasst mindestens eine Bremsscheibe 25 und mindestens einen Spannzylinder 26. Vorzugsweise sind jedoch zur Verbesserung bzw. Erhöhung des Kraftschlusses zwei oder mehr und besonders bevorzugt drei Spannzylinder 26 vorgesehen, die gleichmäßig über den Umfang verteilt sind. Mittels der hydraulischen, pneumatischen oder in anderer bekannter Weise betätigbaren Spannzylinder 26 ist die Bremsscheibe 25 aus einer Halteposition für den Schleifscheibenhalter 19 in eine Freigabeposition und umgekehrt bringbar.
-
Der Schneideinrichtung 10 kann zum gezielten Steuern und/oder Regeln der Position des Schleifscheibenhalters 19 in Bezug auf den Messerträger 11 ein Steuerungs- und/oder Regelungssystem zugeordnet sein. Vorzugsweise ist das Steuerungs- und/oder Regelungssystem mit einer Datenbank verbunden, in der für jedes Schneidformat eine zuvor empirisch, rechnerisch oder anderweitig ermittelte Schleifscheibenposition gespeichert ist. Durch diese Zuordnung ist bei einer Verstellung des Winkels β zwangsläufig die korrespondierende Position des Schleifscheibenhalters 19 bekannt. Jede Komponente, also z. B. die Stelleinrichtung für den Messerträger 11 oder die Stelleinrichtung 21 für den Schleifscheibenhalter 19, kann jeweils über ein eigenes System verfügen. Bevorzugt ist jedoch ein gemeinsames, übergeordnetes Steuerungs- und/oder Regelungssystem vorgesehen, mittels dem die Informationen bezüglich der Verstellung des Messerträgers 11, also der Veränderung des Winkels β, verarbeitet und zur automatischen Verstellung des Schleifscheibenhalters 19 eingesetzt werden.
-
Alternativ kann die Schneideinrichtung 10 auch ein Messmittel umfassen, das zum Bestimmen der Position des Schleifscheibenhalters 19 in Bezug auf den Messerträger 11 ausgebildet und eingerichtet ist. Unabhängig davon, ob die Schneideinrichtung 10 Messmittel zur Bestimmung der Position des Schleifscheibenhalters 19 aufweist oder die Verstellung mit Hilfe eines Steuerungs- und/oder Regelungssystems erfolgt, können dem Schleifscheibenhalter 19 Anschlagmittel als Referenzmarke für den Antrieb 22 zum Verstellen des Schleifscheibenhalters 19 zugeordnet sein. Mittels der Anschlagmittel lässt sich eine „Nullstellung” für den Schleifscheibenhalter 19 definieren, um davon ausgehend die jeweils optimale Position für den Schleifscheibenhalter 19 zu ermitteln bzw. einzustellen.
-
Im Folgenden wird das Verfahrensprinzip anhand der Zeichnung näher erläutert: Der oder jeder Strang 17 eines ersten Formats wird mit den Messern 13 in einzelne strangförmige Artikel geschnitten. Für einen Formatwechsel wird der Messerträger 11 bezüglich seiner Neigung zum Strang 17 verstellt. Mit anderen Worten wird der Winkel β verändert. Wenn eine Verbindung zwischen dem Messerträger 11 und dem Schleifscheibenhalter 19 besteht, führt die Verstellung des Messerträgers 11 zwangsläufig zu einer entsprechenden Verstellung des Schleifscheibenhalters 19, wodurch sich das Schleifbild der Messer 13 verändert. Mit jedem Formatwechsel, also mit jeder Winkelveränderung des Winkels β, muss daher auch der Schleifscheibenhalter 19 relativ zum Messerträger 11 eingestellt werden, damit das zum Format passende Schleifbild an den Messern 13 erzeugt werden kann. Dazu wird der Schleifscheibenhalter 19 gelöst, in die gewünschte Position bewegt und dann wieder fixiert. Erfindungsgemäß wird das Lösen, Verstellen und Fixieren des Schleifscheibenhalters 19 automatisch durch die Stelleinrichtung 21 ausgeführt. Zur automatischen Verstellung werden im Folgenden verschiedene Varianten vorgeschlagen. Zum einen wird für jedes Format eine zugehörige Position des Schleifscheibenhalters 19 vorermittelt und gespeichert, z. B. in der Steuerung des Antriebs 22 der Stelleinrichtung, in einer Datenbank oder dergleichen. Bei einer Formatverstellung wird dann die zugehörige Position abgerufen und eingestellt. Zum anderen kann die aktuelle Position des Schleifscheibenhalters 19 auch gemessen und dann entsprechend nachgestellt bzw. nachgeregelt werden.
-
Das Lösen und Fixieren des Schleifscheibenhalters 19 erfolgt in bevorzugter Weise dadurch, dass zunächst eine den Schleifscheibenhalter 19 fixierende Bremsscheibe 25 gelöst wird, um anschließend die neue Position durch den Antrieb 22 und das den Antrieb 22 mit dem Schleifscheibenhalter 19 verbindende Betätigungselement 23 einzustellen, bevor die Bremsscheibe 22 nach dem Erreichen der gewünschten Position zum Fixieren des Schleifscheibenhalters 19 mittels Spannzylindern 26 wieder gespannt wird. Andere Spann- und Lösemechanismen sind aber ebenfalls einsetzbar.
