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Messerhalterung #an Schneidvorrichtungen in Strangmaschinen, insbesondere
Zigarettenstran-gmasclünen Die Erfindung betrifft eine Messerhalterung für Schneidvorrichtungen
in Strangmaschinen, insbesondere in Zigarettenstrangmaschinen, wobei unter Strangmaschinen
alle Strangmaschinen zu verstehen sind, auf denen Stränge für Zigaretten, Zigarren,
Zigarillos, Stumpen mit und ohne Mundstück, Stränge für Füllungen von Rauchtabakpackungen
sowie Stränge fürMundstückteilehierzu mitundohn--Filtermaterialfüllung hergestellt
werden. Es kann sich hierbei auch um aus Strangteilen verschiedener Sorte zusammengesetzte
Stränge handeln, wobei die zusammengesetzten Teile auch Strangteile gleicher Art,
aber unterschiedlicher Füllung sein können, etwa Stränge zum Herstellen von Mehrfachfilterstopfen.
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Bei solchen Maschinen werden zum Abschneiden von Strangstücken Schneidvorrichtungen
verwendet, die aus einem an einer Rotationsachse befestioten Messerhalter, einem
an diesem verschiebbaren Messerblatt und einem Anpreßmittel b.-stehen, das das Messerblatt
festklemmt.
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Es sind außerdem noch Vorrichtungen bekannt, bei denen das radial
verschiebbare Messer über Zahnstangenantrieb vorgeschoben und gleichzeitig festgehalten
wird. Bei derartigen Vorrichtungen ist das Messer an den Vorschubmitteln befestigt,
und die Befestigungsmittel müssen zum Auswechseln des Messers entfernt werden. Bei
diesen Vorrichtungen ist nicht unbedingt ein Anpreßmittel erforderlich, weil das
Verschieben durch Sperren der Vorschubmittel verhindert wird.
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Bei sehr hohen Tourenzahlen ist der erforderliche Anpreßdruck vergleichsweise
groß, weil die Fliehkraft des Messers quadratisch mit der Tourenzahl zunimmt. Man
hat versucht, die Federn der Anpreßmittel wesentlich zu verstärken. Dies ist aber
nur bis zu einer bestimmten Tourenzahl möglich, weil der starke Preßdruck der erforderlichen
Federn den ganzen Messerhalter beim Auswechseln des Messers verbiegen kann. Bei
diesem Auswechseln ist es nämlich erforderlich, die Federn wegzudrücken, und als
Gegenlager muß der Messerhalter dienen. Das große Gewicht der erforderlichen Federn
und die dadurch erforderliche Starrheit des Messerträgers erfordern ein unnötig
großes Gewicht der gesamten umlaufenden Teile der Schneidvorrichtung. Da diese Teile
eine Taumelbewegung ausführen, treten entsprechend große unerwünschte Lagerkräfte
auf.
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Der erforderliche große Anpreßdruck bei hohen Tourenzahlen wird bei
der Schneidvorrichtung gemäß der Erfindung dadurch erzeugt, daß das Anpreßmittel
unter Einwirkung von Fliehkraft in Richtung auf das Messerblatt, dieses stärker
klemmend, bewegbar ist. Bei einer Ausführungsforin der Erfindung ist vorgesehen,
daß das Anpreßmmittel schräg auf das Messerblatt bewegbar ist und hierdurch die
Fliehkraft, durch die Masse des Anpreßmittels entsteht.
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Bei einer anderen Ausführungsforin der Schneidvorrichtung gemäß der
Erfindung ist das Anpreßmittel an dem freien Ende eines Hebels angelenkt, dessen
am Messerhalter drehbares Schwenklager zwischen der Rotationsachse und der Anpreßstelle
auf der der Anpreßstelle gegenüberliegenden Seite des Messerhalters liegt.
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Können die Anpreßmittel nicht mit einer dem erforderlichen Preßdruck
entsprechenden Masse direkt am Messerblatt untergebracht werden, sind in weiterer
Ausgestaltung der Schneidvorrichtung gemäß der Erfindun- eine zusätzliche bewegbare
Masse, die die Fliehkraft bildet, und übertragungsmittel, die die Fliehkraftwirkung
dieser zusätzlichen Masse auf das Anpreßmittel übertragen, vorgesehen.
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Eine einfache Vorrichtung der letztgenannten Ausführungsforin besteht
aus einem abgewinkelt'en zweiarmigen Hebel, an dessen einem Ende das Anpreßmittel
und an dessen anderem Ende die zusätzliche Masse befestigt ist, wobei der die zusätzliche
Masse tragende Arm des Hebels derart zu der Rotationsebene der Rotationsachse angeordnet
ist, daß ein das Anpreßmittel an das Messerblatt andrückend#,>s Fliehkraftmoment
entsteht.
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Die Erfindung ist besonders für Messerhalterungen. geeignet, deren
Messerhalter -einen radialen Schlitz zum Aufnehmen des Messerblattes und Durchbrechungen.
aufweisen, die auf die Breitseiten des
Schlitzes gerichtet sind
und von an das Messerblatt anliegenden Anpreßrollen durchdrungen werden, von denen
die eine angetriebene formschlüssig drehbar und die andere lose drehbar und an das
Messerblatt anpreßbar ist. Bei dieser Ausführungsform ist gemäß der Erfindung die
Halterung der lose drehbaren An-Preßrolle in einer schräg auf den Schlitz zulaufenden
Führung verschiebbar, deren der Rotationsachse der Schneid:vorrichtung abgekehrtes
Ende sich dem Schlitz nähert.
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Die Führung ist bei einer bevorzugten Ausführungsform als Schlitzführung
ausgebildet-, in der die Achse der Anpreßrolle verschiebbar ist.
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Um die Achse der Anpreßrolle ständig in Anlage an dem Messerblatt
zu halten, greifen nachgiebige Mittel an die Achse der Anpreßrolle an und drücken
sie in Richtung auf den Schlitz.
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Die nachgiebigen Mittel bestehen vorzugsweise aus einer Druckfeder,
die zwischen zwei im Abstand angeordneten Anpreßrollen an die Achse der Anpreßrollen
angreift und in der als Längsschlitze ausgebildeten Führung abgestützt ist.
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In der Zeichnung sind sechs Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Messerhalter mit -einer schwenkbaren Anpreßrolle
und einer oberhalb der Anpreßrolle an deren Schwenkhebel angreifenden zusätzlichen
Masse, Fig. 2 einen Messerhalter mit Messerblatt und einer schräg zum Halter verschiebbaren
Anpreßrolle, Fig. 3 einen Messerhalter mit Messerblatt und einer schwenkbaren
Anpreßrolle, Fig. 4 einen Messerhaler nüt einer schwenkbaren Anpreßrolle und einer
unterhalb der Anpreßrolle an den Schwenkhebel angreifenden zusätzlichen Masse, Fig.
5 einen Messerhalter mit einer an einem Kniehebel schwenkbaren Antriebsrolle
und einer zusätzlichen Masse am Kniegelenk, Fig. 6 eine Schneidvorrichtung
einer Strangzigarettenmaschine nüt einer dieser zugeordnete#n Schneidtube, Fig.
7 einen Teil des Messerhalters der Schneidvorrichtung gemäß Fig.
6, vergrößert dargestellt, Fig. 8 eine Ansicht auf die Schmalseite
des Messerhalters aus Richtung des Pfeiles A in Fig. 1 und die Fig.
9, 10 und 11 Diagramme der in den Fig. 6 bis 8
gezeigten
Ausführungsform der Anpreßmittel.
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Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, ist der Mes#serhalter
1
an einer Rotationsachse 2 befestigt, die mit hoher Geschwindigkeit angetrieben
wird. Der vordere Teil des Messerhalters 1 weist einen U-förmigen Bügel
3
auf, durch den ein Schlitz 4 gebildet ist, in dem das Messerblatt
5 verschiebbar ist. Oberhalb des U-förmigen Bügels 3 sind an den Schmalseiten
des Messerhalters 1 Ansätze 6 befestigt, in deren Bohrungen
7
eine Schwenkachse 8 eingeschoben ist. Auf der Schwenkachse
8 ist ein bügelföriniger Winkelhebel 9
schwenkbar, in dessen Schenkeln
10 eine Anpreßrolle 1.1 drehbar gelagert und an dessen Steg ein Zapfen
12 befestigt ist, auf dem ein Klotz 13 aufgeschoben und mittels Schraube
14 feststellb#ar ist.
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Arbeitsweise der Ausführungsform gemäß Fig. 1
Bei Antrieb der
Rotationsachse 2 wird der Messerhalter 1 mit hoher Geschwindigkeit gedreht.
Durch diese Drehung wird der Klotz 13 infolge der Fliehkraft in Richtung
des Pfeiles 15 gepreßt, wodurch die Anpreßrolle 11 in Richtung des_
Pfeiles 16 an das Messerblatt 5 gepreßt wird. Je größer die Drehzahl
der Rotationswelle 2 ist, desto größer ist die Fliehkraft durch den Klotz
13 und somit der Anpreßdruck, mit dem die Anpreßrolle 11 an der Anpreßstelle
a auf das Messerblatt 5 drückt. Das Messerblatt 5, das bei Vergrößerung
der Tourenzahl infolge der Fliehkraft eine Bewegung in Richtung des Pfeiles 22 ausführen
will, wird also durch den entsprechend vergrößerten Anpreßdruck der Anpreßrolle
11 an jeglichem Verschieben gehindert.
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In den Fig. 2 bis 5, die andere Ausführungsformen zeigen, sind
dIejenigen Teile, die den Teilen in Fig. 1
entsprechen, nur soweit eingetragen,
als sie im zugehörigen Text erwähnt sind. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind
Anpreßrollen 17 mit ihrer gemeinsamen Achse 18 an einer schrägen Leitfläche
19 einer am Messerhalter 1 befestigten Führung 20 abgestützt. Diese
Führung 20 ist an dem U-förn-ügen Bügel 3 des Messerhalters befestigt.
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Arbeitsweise der Messerhalterung in Fig. 2 Bei Rotation des Messerhalters
1 wird die Achse 18
durch die Fliehkraft in Richtung des Pfeiles 21
radial nach außen gepreßt. Sie wälzt sich hierbei an der Leitfläche 19 ab,
wodurch die Rolle 17 mit großer Kraft gegen das Messerblatt 5 preßt
und eine Bewegung desselben in Fliehkraftrichtung (Pfeil 22) verhindert.
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Die Messerhalterung gemäß Fig. 3 besteht aus der Anpreßrolle
11, die auf einer Achse 23 drehbar ist, die ihrerseits an den Enden
von Hebeln 24 und 25
befestigt ist. Die freien Enden dieser Hebel 24 und
25
(gezeigt ist nur das freie Ende des Hebels 24) sind auf Gelenkbolzen
26 schwenkbar, die in Ansätzen 27
des Messerhalters 1 befestigt
sind.
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Die Arbeitsweise dieser Messerhalterung läuft so ab, daß bei Rotation
des Messerhalters 1 die Anpreßrolle 11 durch die Fliehkraft in Richtung
des Pfeiles 28 schräg abwärts geschwenkt wird und dadurch das Messerblatt
5 an den Messerhalter 1 drückt.
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Bei der Ausführungsforin gemäß Fig. 4 ist die Anpreßrolle
11 auf einer Achse 23 drehbar, die in den Armen 29 und
30 von Winkelhebeln 31 und 32 befestigt ist, an deren anderen
Armen (sichtbar ist nur der Arm 35) ein zusätzlicher Klotz 36 angreift.
Die Winkelhebel 29 und 30 sind in ihren Scheiteln um Gelenkbolzen
33 und 34 schwenkbar.
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Arbeitsweise der Messerhalterung in Fig. 4 Bei Rotation des Messerhalters
1 wird der Klotz 36
durch die Fliehkraft in Richtung des Pfeiles
37 gepreßt. über die Winkelhebel 31 und 32 übt die Anpreßrolle
11 einen Preßdruck in Richtung des Pfeiles 38 auf Messerblatt
5 aus.
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Ausführungsform der Messerhalterung gemäß Fig. 5
Die Anpreßrolle
11 ist auf einer Achse 23 drehbar, die an den freien Enden von zwei
Hebeln (sichtbar ist nur der Hebel 39) zweier Kniegelenke 40 und 41 sitzt.
Die anderen Hebel 42 und 43 der Kniegelenke 40 und 41 sind mit ihren der Kniegelenkwelle
44 abgekehrten Enden auf einer Schwenkachse 45 drehbar, die sich in Lagerplatten
46 und 47 abstützt. Die Lagerplatten 46 und 47 sind die beiden Schenkel des in diesem
Teil U-förmig geformten Messerhalters 1.
Auf die Kniegelenkwelle
44 ist ein Klotz 48 aufgesetzt.
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Wirkungsweise der Messerhalterung gemäß Fig. 5
Bei Rotation
des Messerhalters 1 wird der Klotz 48 durch die Fhehkraft in Richtung des
Pfeiles 49 gepreßt. Hierdurch preßt das Kniegelenk die Anpreßrolle 11 in
Schwenkrichtung 50 des Hebels 39 an das Messerblatt 5.
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Alle fünf vorgenannten Ausführungsforinen zeigen, daß das Anpreßmittel
durch die Fliehkraft bei Vergrößerung der Rotationsgeschwindigkeit des Messerhalters
1 stärker an das Messerblatt 5 gepreßt wird. An Stelle der Anpreßrolle
11 kann bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und 3 bis
5 auch eine Preßplatte verwendet werden, die um die Achse 23
schwenkbar
ist.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sieht man bei Verwendung einer
Preßplatte als Anpreßmittel eine oder zwei entsprechend der Führung 20 schräg verlaufende
Parallelführungen vor, in denen an der Preßplatte befestigte Leitstücke, z. B. drehbare
Rollen, geführt sind.
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Die Messerhalterungen gemäß Fig. 6 bis 8 ähneln derjenigen
der Fig. 2.
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In Fig. 6 ist eine Schneidvorrichtung einer Zigarettenstrangmaschine
gezeigt, bei der die Rotationsachse 2 (Fig. 1) gestrichelt dargestellt ist.
Die Schneidvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Antriebsgehäuse
51, an dem eine Schleifscheibenhalterung 52 mit Schleifscheibe
53 und Abziehscheibe 53 a
befestigt ist. In diesem Antriebsgehäuse
51 ist die Rotationswelle 2 drehbar gelagert. Sie wird über Kegeltriebe 54
von einer Antriebswelle 55 angetrieben. An der Rotationsachse 2 sitzt ein
Messerträger 56, an dessen abgeflachtem Teil 57 ein Messerhalter
58 um eine gestrichelt gezeichnete Achse 59 schwenkbar befestigt ist.
Das Schwenken des Messerhalters 58 erfolgt mittels eines nicht sichtbaren
Kardangelenks, dessen Gelenkwelle mit 60 angedeutet ist, und zwar erfolgt
das Schwenken an der Kreuzungsstelle von Rotationsachse 2, Schwenkachse
59 und Kardangelenkhohlwelle 601 die in einem verstellbaren Lager
61 drehbar ist.
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Der Messerhalter 58 weist in diesem Falle eine Aufnahme
62 mit Nut 62a (Fig. 7 und 8) und eine Gegenplatte
63 mit Nut 63 a (Fig. 7 und 8) auf. In dem durch
die Nuten 62 a und 63 a gebildeten Schlitz ist das Messerblatt
5 verschiebbar. An der Gegenplatte 63 ist eine Schrägführung 64 für
die Anpreßrollen 65 befestigt. Unter der beschriebenen Schneidvorrichtung
ist eine Schneidtube 80 in bekannter Weise hin und her bewegbar.
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Die den Anpreßdruck an das Messerblatt 5 hergebende Schrägführung
64 soll -nun an Hand der Fig. 7
und 8 näher beschrieben werden.
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Die Schrägführung 64 besteht gemäß Fig. 7 aus einem Bock
66, der in einen U-förmigen Teil 67 ausläuft, in dessen beiden Schenkeln
68 miteinander fluchtende LängsschRtze 69 eingefräst sind. In den
Schlitzen 69 ist eine den Rollen 65 gemeinsame Achse 70 verschiebbar
gelagert. Druckfedern 71 drücken die Rollen 65 durch Ausnehmungen
72 der Gegenplatte 63 hindurch und halten die Rollen in Anlage an
das Messerblatt 5. Auf der den Rollen 65 gegenüberliegenden Seite
weist die Aufnahme 62 Lageransätze 74 Tig. 8) auf, in die eine Welle
75 von Verstellwalzen 76 eingreift, die Ausnehmungen 73 der
Aufnahme 62 durchdringen. Die Verstellwalzen 76 werden über einen
Schneckentrieb 77 mittels einer Verstellwelle 78 verstellt. Die Verstellwelle
78 erhält ihren Verstellimpuls durch Betätigen des Verstellknopfes
79 (Fig. 6) über ein nicht gezeichnetes, bekanntes Verstellgetriebe.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß den Fig. 6 bis
8 soll nun an Hand der Diagramme gemäß den Fig. 9 bis 11 erläutert
werden.
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Die durch die Rotation der Schneidvorrichtung entstehende, sich der
Anpreßrolle 65 mitteilende Fliehkraft FR (Fig. 9) erzeugt zwei Stützkräfte,
und zwar: 1. den Anpreßdruck N der Anpreßrollen 65 senkrecht
zum Messerblatt 5 und 2. einen Stützdruck S senkrecht zur Richtung
der Längsschlitze 69, dargestellt durch eine strichpunktierte Linie
81 in Fig. 9.
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Unter Berücksichtigung der Reibungskräfte in den Längsschlitzen
69 (s. Diagramm Fig. 10) verringert sich die Normalkomponente
N, da der Reibungswinkel - = tg [t die Normalkomponente
N auf N; reduziert (Fig. 10). Der tatsächliche Anpreßdruck
(Normaldruck) N,;, dem ein entsprechender Reaktionsdruck NgR (Fig. 11) entgegengerichtet
ist, erzeugt mit dem Reibungsfaktor t, eine Reibungskraft R entgegengesetzt zur
Flichkraftrichtung des Messerblattes 5. Diese Reibungskraft R (=
N# - p) muß größer sein als die Fliehkraft Fm, die sich durch
die Rotation aus dem Eigengewicht des Messerblattes 5 ergibt.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel greifen die Anpreßrollen
65 kraftschlüssig an das Messerblatt 5
an, so daß die wirksame Reibungskraft
R zwischen Messcrblatt 5 und den formschlüssig angetriebenen Verstellwalzen
76 gebildet wird.