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Diese Erfindung betrifft eine Schleifvorrichtung für die Messer von
Schneidvorrichtungen in Strangzigarettenmaschinen od. dgl.
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Bekanntlich muß das Messer der Schneidvorrichtung in einer Strangzigarettenmaschine
drei Bewegungen oder deren Äquivalent ausführen, um den Strang zu durchschneiden.
Das Messer muß rotieren, um eine Schneidwirkung auszuüben; es muß in den Strang
eindringen und durch den Strang hindurchgehen; es muß sich schließlich während des
Schnittes mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Strang in dessen Bewegungsrichtung
fortbewegen.
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Es ist bekannt, zum Durchschneiden des Zigarettenstrangs in der angegebenen
Weise ein Messer zu verwenden, dessen Schneidkante exzentrisch zur Drehachse der
Schneidvorrichtung und etwa schraubenförmig verläuft. Die zum Schleifen dieses Messers
bekannte Vorrichtung besteht jedoch aus einer Mehrzahl von um eine vorrichtungsfeste
Achse drehbaren Schleifgliedern teils zylindrischer, teils konischer Gestalt und
verlangt zumindest schon wegen der unterschiedlichen Abnutzung der einzelnen Schleifkörper
eine erhöhte Überwachung durch das Bedienungspersonal (vgl. USA.-Patentschrift 1928
481).
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Ein Messer der erwähnten Art führt zwei Bewegungen infolge seiner
Gestalt aus; daher kann die Schneidvorrichtung durch einfachenUmlauf arbeiten, ohne
daß es theoretisch eine Grenze für ihre Geschwindigkeit gäbe. Messer dieser Art
wurden jedoch, obgleich sie schon sehr lange bekannt sind, in der Praxis nicht verwendet,
weil sie schwierig zu schärfen sind, da ein Messer zum Schneiden eines Zigarettenstranges
od. dgl. bei jeder Umdrehung der Schneidvorrichtung mit der Schleiffläche einer
Schleifvorrichtung in Berührung gebracht werden muß, um zufriedenstellend arbeiten
zu können.
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Zum Schleifen sichelförmiger Messer, deren Schneidkante exzentrisch
zur Drehachse der Schneidvorrichtung, nicht aber schraubenförmig verläuft, ist es
ferner bekannt, ein plattenförmiges Schleifglied mit als Schleiffläche dienender
Nase zu verwenden, das um eine Achse drehbar ist, die in einer mit der Schneidvorrichtungsachse
gemeinsamen Ebene liegt, wobei die Schleiffläche des Schleifglieds exzentrisch zur
Drehachse des Schleifglieds angeordnet und so gestaltet ist, daß sie ein vorbeilaufendes
Messer während des ganzen Vorbeistreifens an dem Schleifglied angreift. Dabei sind
ferner Mittel zum Drehen des Schleifglieds in zeitlicher Abstimmung mit der Schneidvorrichtung
und in solcher Richtung vorgesehen, daß Schleifglied und Messer, während sie sich
berühren, sich entgegengesetzt zueinander bewegen (vgl. britische Patentschrift
411244).
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Diese Schleifvorrichtung ist für Messer der vorerwähnten Art, d. h.
für Messer, deren Schneidkante auch schraubenförmig verläuft, nicht verwendbar.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schleifvorrichtung zu schaffen,
mittels deren Messer der ersterwähnten Art geschliffen und damit ständig scharf
gehalten werden können.
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Gemäß der Erfindung ist die Schleifvorrichtung mit einem Schleifglied
versehen, das um eine in einer mit der Schneidvorrichtungsachse gemeinsamen Ebene
liegende Achse drehbar ist und eine exzentrisch zu seiner Drehachse angeordnete
Schleiffläche i solcher Gestalt aufweist, daß sie an die anliegende Seite des Messers
eine in einer Schneidkante endende Fase schleift, ferner weist die Schleifvorrichtung
Antriebsmittel auf, die das Schleifglied in zeitlicher Abstimmung mit der Schneidvorrichtung
in solcher Richtung drehen, daß Schleifglied und Messer sich während ihrer Berührung
entgegengesetzt bewegen, und schließlich ist die exzentrische Schleiffläche so gestaltet,
daß sie mit der schraubenförmigen exzentrischen Messerkante im Eingriff ist, während
das Messer an dem Schleifglied vorbeistreicht.
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Eine solche Schleifvorrichtung ermöglicht den praktischen Einsatz
von Messern der eingangs erwähnten Art in Schneidvorrichtungen für Strangzigarettenmaschinen
od. dgl., da die Schleifvorrichtung ein ständiges Scharfhalten der Schneidkante
der Messer ohne besonderen, über den bislang üblichen hinausgehenden konstruktiven
Aufwand für die Schleifvorrichtung erlaubt.
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Vorzugsweise ist das Schleifglied plattenförmig und weist eine Nase
mit einer als Schleiffläche ausgebildeten Endfläche auf. Zweckmäßig ist die Schleiffläche
zwecks Schleifens einer Fase an der Messerkante zur Drehachse des Schleifglieds
geneigt, die mit der Drehachse der Schneidvorrichtung einen rechten Winkel bildet.
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Um den durch das Schleifen entstehenden Abrieb über die an der Nase
des Schleifglieds befindliche Schleiffläche zu verteilen, verläuft die Schleiffläche
jedoch vorteilhaft parallel zur Drehachse des Schleifglieds, die mit der Drehachse
der Schneidvorrichtung zwecks Schleifens einen Winkel von weniger als 90° bildet,
und es sind Antriebsmittel zum axialen Hin-und Herbewegen des Schleifglieds vorgesehen.
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Im allgemeinen werden zur Vermeidung einer Unwucht der umlaufenden
Platte zwei Nasen im Abstand von 180° vorgesehen. Sie können entweder abwechseln,
also eine um die andere Umdrehung, eingesetzt werden - in diesem Falle ist das übersetzungsverhälinis
zwischen Schleifplatte und Schneidvorrichtung 1:2 - oder eine Nase kann beim Übersetzungsverhältnis
1 :1 so lange benutzt werden, bis die Schleiffläche abgenutzt ist, worauf die Platte
auf ihrer Welle um 180° gedreht und dann mit der anderen Nase gearbeitet wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen
beschrieben, und zwar zeigt F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer
Schneidvorrichtung einer Zigarettenmaschine, wenn das Messer gerade mit der Schleifvorrichtung
in Berührung kommt, F i g. 2 eine Teilansicht von F i g. 1 mit Messer und Schleifvorrichtung
in einer Stellung, die sie einnehmen, nachdem das Messer sich etwas aus der in F
i g. 1 gezeigten Stellung bewegt hat, F i g. 3 eine F i g. 2 ähnliche Ansicht, in
der jedoch das Messer und die Schleifvorrichtung in dem Zeitpunkt dargestellt sind,
in dem der Messerrücken die Schleifvorrichtung verläßt, F i g. 4 eine in Richtung
des Pfeils A in F i g. 1 gesehene Teilansicht, F i g. 5 eine Aufsicht auf ein Konstruktionsdetail,
F i g. 6 einen Querschnittaufriß von F i g. 5, F i g. 7 eine schematische Darstellung
der Antriebsvorrichtung einer abgewandelten Ausführungsform teilweise im Schnitt,
und F i g. 8 einen Aufriß der in F i g. 7 dargestellten Vorrichtung.
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Wie aus den F i g. 1 bis 4 zu ersehen, ist an einer kontinuierlich
umlaufenden Scheibe 1 eine Messereinspannvorrichtung
2 angebracht,
in der ein Messer 3 befestigt ist. Die Scheibe 1 sitzt auf einer Welle 9, die auf
beliebige geeignete Weise von der Zigarettenmaschine aus angetrieben wird. Die Form
des Messers ist aus den Zeichnungen zu ersehen und in F i g. 4 ist gezeigt, daß
seine Schneidkante exzentrisch zur Drehachse der Scheibe 1 angeordnet ist.
Auch ist die Klinge, wie am besten aus F i g. 3 hervorgeht, in sich verdreht und
im wesentlichen schraubenförmig. Eine drehbare Schleifvorrichtung 4 besteht aus
einer flachen Schleifplatte 5 mit zwei einander gegenüberliegenden Nasen 6. Sie
ist auf eine Welle 10 aufgesetzt und wird von der Welle 9 aus über die Kegelräder
29 und 30 mit der halben Geschwindigkeit der Scheibe 1 angetrieben,
so daß die beiden Nasen abwechselnd mit dem Messer in Berührung kommen. Die Arbeitsfläche
jeder Nase bildet einen bestimmten Winkel mit der Drehebene der Vorrichtung
4, so daß eine Fase an das Messer geschliffen wird.
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Quer über die Arbeitsfläche jeder der beiden Nasen ist ein Band 7
aus Schleifmaterial, z. B. Diamantstaub, mit einem Bindemittel aufgetragen, und
dieses Band ist aus Gründen der Wirtschaftlichkeit in der dargestellten Weise ausgebildet
und gerade so breit, daß die Gewähr gegeben ist, daß jeder Punkt der Schneidkante
des Messers mit der Schleiffläche in Berührung kommt, wie in F i g. 4 dargestellt.
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Die Drehrichtung der Platte 5 ist durch einen Pfeil in F i g. 1 angezeigt
und am Berührungspunkt bewegt sich die Nase 6 entgegengesetzt zum Messer 3.
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Gemäß F i g. 5 und 6 sind die Nasen 6 exzentrisch zur Drehachse der
Platte 5 angeordnet und die Arbeitsfläche einer Nase bildet mit der Ebene dieser
Platte einen Winkel. Gemäß F i g. 6 beträgt der Winkel 8 etwa 30°. Die exzentrische
Form der Nasen wurde so erzielt, daß eine Platte der dargestellten Form nach einer
geometrischen Konstruktion hergestellt wurde, wobei es darauf ankam, die Berührungspunkte
für Messer und Nase bei verschiedenen Winkellagen zu finden, daß sodann die Platte
und ein Messer der gewünschten exzentrischen Form montiert, diese Teile gedreht
und die Berührung festgestellt wurden. Es wurde ermittelt, daß eine etwas abgewandelte
Form der Nase erzielt werden konnte, bei der die exzentrische Kante einer Nase ein
Kreisbogen mit dem Radius R und dem Mittelpunkt Z ist. Da es leicht ist, einen Kreisbogen
herzustellen, wurde diese Form gewählt, und zwar mit einer unwesentlichen Änderung
der exzentrischen Kante des Messers, indem nämlich die geschliffene Kante an einer
Stelle etwas abgeflacht ist.
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In F i g. 1 ist ein Stück C eines Zigarettenstranges dargestellt;
das Messer 3 ist in gestrichelten Linien in Schneidstellung gezeigt. Der Zigarettenstrang
bewegt sich horizontal und die Welle 9 wird um einen solchen Winkel geneigt, daß
der mit dem Zigarettenstrang in Berührung kommende Teil des Messers in jedem Augenblick
des Schneidvorgangs senkrecht zur Strangachse angeordnet ist.
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Wie dem Fachmann bekannt ist, sind drei Bewegungen erforderlich, um
einen Zigarettenstrang zufriedenstellend zu zerschneiden. Das Messer muß um eine
Achse rotieren und muß in und durch den Strang schneiden und es muß eine der Stranggeschwindigkeit
entsprechende Querbewegung ausführen. Die beiden letzteren Bewegungen werden durch
die Exzentrizität der Messerschneide bzw: deren schraubenförmige Verdrehung erzielt.
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Wenn gewünscht wird, nur eine der Nasen 6 so lange einzusetzen,
bis ihre Schleiffläche abgenutzt ist; werden die Kegelräder 29 und
30 gegen ein Paar ausgetauscht, das eine Übersetzung 1:1 ergibt.
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In F i g. 1 liegen die Achsen der Wellen 9 und 10
in
der gleichen Ebene und im rechten Winkel zueinander und somit bildet die Arbeitsfläche
jeder Nase einen Winkel mit der Drehebene der Platte 5, um die gewünschte Fase an
dem Messer zu schleifen; in F i g. 7 und F i g. 8 ist eine andere Anordnung dargestellt.
Ferner streift nach F i g. 1 das Messer stets an der gleichen Stelle des Schleifstreifens
7 entlang, während in F i g. 7 und 8 Mittel dargestellt sind, um das Schleifglied
axial hin- und herzuschwingen, damit die durch das Schleifen hervorgerufene Abnutzung
über die Fläche eines Schleifstreifens verteilt wird.
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Gemäß F i g. 7 und 8 ist eine Welle 11, die beispielsweise durch ein
Zahnrad 12 angetrieben wird, das seinerseits auf beliebige Weise angetrieben
werden kann, durch ein auf der Welle befestigtes Zahnrad 13 mit der Schneidvorrichtung
verbunden, das in ein gleiches Zahnrad 14 auf einer kurzen Welle
15
eingreift. Ein auf dieser Welle sitzendes Kegelrad 16 treibt ein Kegelrad
17 auf einer Welle 18, an der die Scheibe 1 befestigt ist.
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Wenn die Zigarettenlänge geändert wird, läuft die Schneidvorrichtung
bei einer kürzeren Länge schneller und bei einer größeren Länge langsamer, während
die Stranggeschwindigkeit konstant bleibt. Der Durchgang des Messers während der
eigentlichen Schneidezeit muß entsprechend geändert werden; wenn die Längenänderung
nicht groß ist, kann die Neigung der Welle 9 in F i g. 1 oder der Welle
18 in in F i g. 8 ein wenig geändert werden und ein zufriedenstellender Schnitt
ist möglich. Zu diesem Zweck kann in F i g. 8 die Achse der Welle 18 im Winkel
um eine Linie bewegt werden, die in der Mitte durch die Breite des Messers läuft,
und zwar senkrecht zur Achse 18 und diese durchschneidend. Die Achse der
Welle 11 ist so angeordnet, daß sie mit dieser Linie zusammenfällt. Das vorgenannte
Zahnradgetriebe befindet sich in einem Gehäuse 19, und wenn die Neigung der
Welle 18 geändert werden soll, wird das ganze Gehäuse um die Achse der Welle
11 gedreht.
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Die Schleifplatte kann axial hin- und herbewegt werden, so daß der
Antrieb über den Schleifstreifen verteilt wird. Zu diesem Zweck sind die Schleifflächen
auf den Nasen der Platte parallel zur Drehachse angeordnet und daher ist die Platte
in F i g. 8 mit 50 bezeichnet. In dieser Zeichnung kommt ein auf der Welle
18 sitzender Nocken 20 in Eingriff mit einer Rolle 21 auf einem Arm
22 eines um 23 schwenkbaren Kniehebels. Der andere Arm 27 des Kniehebels ist gegabelt
und läuft in einer auf der Platte 50 befindlichen Nut, so daß die Bewegungen des
Kniehebels die Platte auf einer Welle 25, mit der sie verkeilt ist, auf und
ab bewegen. Die Neigungswinkel der Welle 25, die in der gleichen Ebene liegt
wie die Welle 18 der Schneidvorrichtung, ist so groß, daß, während die Fläche
an der Platte 50 sich auf und ab bewegt, sie stets die Fase an der Messerschneide
berührt. An der Welle 25 ist ein Kegelrad 26 befestigt, das in ein anderes
Kegelrad 28 mit der halben Zahnzahl auf der Welle 15 eingreift. Die Platte 50 macht
eine Umdrehung, während die
Schneidscheibe 1 zwei Umdrehungen macht,
doch könnten die Platte und die Scheibe wie bei der vorher beschriebenen Konstruktion
auch mit gleicher Geschwindigkeit umlaufen.
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Das Messer 3 kann auf irgendeine bekannte Weise automatisch von der
Achse der Scheibe 1 vorgeschoben werden, um den infolge des Schleifens eintretenden
Verschleiß auszugleichen.
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Oben wurde dargelegt, daß eine Winkelverstellung der Achsen der Wellen
9 oder 8 zum Zwecke des Schneidens von Zigaretten mit geringen Längenunterschieden
möglich ist. Um den Anwendungsbereich der Schneidvorrichtung zu erweitern, kann
die Scheibe 1 so ausgebildet werden, daß sie verschiedene auswechselbare Messerhalter
aufnehmen kann. Jeder dieser Messerhalter hält ein Messer in einem anderen Steigungswinkel.
Wenn ein Messer sehr dünn ist, kann es eben hergestellt sein und durch entsprechend
geformte Halter in Schraubenform gehalten werden. Ein dickeres Messer muß von vornherein
Schraubenform erhalten. Dementsprechend können die erforderlichen Austauschteile
nur Halter oder Halter und Messer sein. Zum Beispiel können Austauschteile für Zigarettenlängen
von 50 bis 55 mm, 56 bis 60 mm, 61 bis 65 mm, 66 bis 70 mm usw. vorhanden sein.
Die für einen zufriedenstellenden Schnitt innerhalb der genannten Bereiche erforderliche
Winkeländerung ist geringfügig und kann durch Ändern des Winkels der Welle der Schneidvorrichtung
leicht herbeigeführt werden.
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Wenn die Scheibe 1 in dieser Weise abgewandelt wird, gehört zu jedem
Satz von Austauschteilen aus Gründen der Bequemlichkeit auch eine Messervorschubeinrichtung,
wie bereits erwähnt wurde.
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Wenn die obigeBeschreibung auch eineZigarettenschneidvorrichtung betrifft,
so kann sie doch auch zum Abschneiden von Filterstäben von einem fortlaufenden Strang
verwendet werden, der auf einer Maschine hergestellt wird, die, was die Strangherstellung
betrifft, einer Zigarettenmaschine sehr ähnlich ist; der Begriff »Schneidvorrichtung
einer Zigarettenmaschine«, der der gängige Fachausdruck für eine solche Vorrichtung
ist, soll daher auch Schneidvorrichtungen umfassen, die bei der Filterherstellung
verwendet werden.