DE3505457C2 - Vorrichtung zur Förderung von stabförmigen Gegenständen in Querrichtung zu deren Achsen und zur Drehung um diese Achsen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Förde­ rung von stabförmigen Gegenständen in Querrichtung zu de­ ren Achsen und zu ihrer Drehung um diese Achsen nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung ist vor allem für die Herstellung von Rauch­ waren, insbesondere von Zigaretten, von Nutzen, worauf die folgende Beschreibung - jedoch als nicht hierauf beschrän­ kendes Beispiel - abgestellt ist.

Bei Zigaretten-Fertigungsmaschinen ist es bekannt, auf oder an Fördervorrichtungen die Zigaretten quer zu deren Achsrich­ tung und durch eine Reihe von Bearbeitungsstationen, in de­ ren jeder die in Bewegung befindlichen Zigaretten verschie­ denen Bearbeitungsvorgängen unterworfen werden, zu trans­ portieren.

Bei der Durchführung einer Anzahl von Bearbeitungsvorgängen ist es erforderlich, die Zigaretten rund um ihre Achsen zu drehen, während sie eine rechtwinklig zu diesen Achsen ge­ richtete Bahn durchlaufen.

Bei bekannten Vorrichtungen von Zigaretten-Fertigungsmaschinen, z. B. bei der Vorrichtung der gattungsbildenden DE 33 13 064 A1 wird dieses Drehen der Zigaretten durch einen Gleitvorgang bewirkt, d. h. durch eine Relativbewegung an festen, längs der von den Zigaretten durchlaufenen Bahn befindlichen Flächen, die so angeordnet und ausgestaltet sind, daß sie die Zigaretten seitlich berühren, um diese zu einer Bewegung innerhalb von in Querrichtung erweiterten Vertiefungen, die an der Fördervorrichtung vorhanden sind, zu bringen. Der Antrieb für das Drehen erfolgt mit einer die Zigaretten kraftschlüssig aufnehmenden Haltevorrichtung, die von einem Zahnelement angetrieben wird, das als äußerer Zahnkranz an dem innen verzahnten Rad eines Planetengetriebes ausgebildet ist.

Das Drehen und Gleiten erfordert bei Zigaretten- Fertigungsmaschinen äußerste Genauigkeit zur Vermeidung von Beschädigungen.

Jedem Fachmann ist es geläufig, daß das Gleiten einer Zigarette, selbst wenn ein Tabakverlust nicht sofort eintreten sollte, wenigstens eine drastische Verminderung in der strukturellen Festigkeit oder im Widerstand der Zigarette zum Ergebnis hat, womit folglich die zum sicheren Aushalten und Widerstehen von weiteren Behandlungen notwendige Stärke sowie Festigkeit herabgesetzt werden.

Durch den Erfindungsgegenstand soll deshalb das Problem gelöst werden, eine wirtschaftliche, zuverlässige Vorrichtung zur Förderung von stabförmigen Gegenständen in Querrichtung zu deren Achsen und zur Drehung der Gegenstände um die jeweilige Achse zu schaffen, die eine schonende, schwingungsarme Behandlung der Gegenstände ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des neuen Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Ansprüche 2 bis 5 haben vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Gegenstand.

Durch die Lösung des Problems wird eine Vorrichtung geschaffen, die eine Fördertrommel, eine Anzahl von peripheren, unabhängi­ gen Achswellen, die zur Drehachse der Trommel parallel sind, und Antriebseinrichtungen, die mit den Achswellen gekoppelt und dafür bestimmt sind, diese um ihre Drehachsen nach ir­ gendeinem vorbestimmten Gesetz und über irgendeinen vorbe­ stimmten Winkel zu drehen, wobei die einzige Beschränkung darin liegt, daß jede Achswelle durch eine vorbestimmte Po­ sition (die Beschickungsposition) ihrer Förderbahn immer in derselben Winkelposition hindurchgehen muß, umfaßt, d. h., die Achswellen werden beispielsweise in Winkelrichtung über einen ersten Winkel festgehalten, sie werden im Gegenuhrzei­ gersinn um einen zweiten Winkel und im Uhrzeigersinn um einen dritten Winkel gedreht.

Der Stand der Technik offenbart jeweils eine spe­ zielle Vorrichtung, die ebenfalls eine Fördertrommel , eine Anzahl von peripheren Achswellen, welche zur Drehachse der Fördertrommel parallel sind, und Antriebseinrichtungen, die mit den Achswellen gekoppelt sind, umfaßt. Hierbei sind je­ doch die Achswellen nicht voneinander unabhängig, und die Antriebseinrichtungen für die Drehung der Zigaretten bestehen im wesentlichen aus einem Zahnrad­ getriebe zwischen der Trommel und den Achswellen (GB 2 099 780 A) oder aus einem Riemengetriebe, das mehrere Achswellen verbindet sowie im wesentlichen da­ zu bestimmt ist, den Achswellen nur eine konstante Winkelge­ schwindigkeit zu vermitteln (DE 32 36 901 C2).

Ein Unterschied zwischen dem Erfindungsgegen­ stand und dem Stand der Technik liegt darin, daß sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Förderung von stabförmigen Gegenständen in Querrichtung zu deren Achsen bezieht, wobei die Gegenstände um diese Achse nicht nur mit einem vorbestimmten Winkel, der irgendein Winkel sein kann, sondern auch mit einer Winkelgeschwindigkeit, die sich gemäß einem vorbestimmten Gesetz ändert, das nicht nur von dem Gesetz abhängig ist, gemäß welchem die Förder­ trommel um ihre Achse umläuft, gedreht werden.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand einer in den Zeich­ nungen dargestellten beispielhaften Ausführungsform erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Teil-Frontansicht einer Maschine zum Anbringen von Filtern an Zigaretten mit einer Fördervorrichtung;

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt einer Fördervor­ richtung;

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Teils der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung, wobei einige Teile der Klarheit der Darstellung halber weggelassen wurden.

Eine Fördertrommel 1 für Zigaretten 2 ist Teil einer Ma­ schine 3, die des weiteren eine Zuführwalze 4 sowie eine Austragwalze 5 umfaßt, die gleichsinnig drehen und an zwei unterschiedlichen Stellen tangierend zum Rand der Trommel 1 angeordnet sind.

Die Trommel 1 stellt ein Teil einer Fördervorrichtung 6 dar, die dazu bestimmt ist, Zigaretten 2 quer mit Bezug zu deren Achse zu transportieren und sie gleichzeitig um diese Achse zu drehen.

Wie die Fig. 2 zeigt, wird die Trommel 1 von einer orts­ festen Welle 7, welche von einer Seitenwand 8 der Maschi­ ne 3 vorsteht, drehbar getragen. Die Welle 7 hat an ihrem freien Ende ein äußeres Kranzstück 9, das an seinem Außen­ umfang mit dem Innenring eines ersten, die Trommel 1 ab­ stützenden Lagers 10 in Anlage ist. Die Trommel 1 umfaßt einen im wesentlichen zylindrischen und glockenförmigen Körper 11, der koaxial zur Welle 7 derart angeordnet ist, daß seine Höhlung der Seitenwand 8 zugewandt ist. Die Bodenwand 12 des glockenförmigen Körpers 11 ist mit einer axialen mittigen Öffnung 13, in der das Lager 10 aufge­ nommen ist, und mit einer im wesentlichen zylindrischen Seitenwand 14 versehen.

Diese einen Mantel bildende Seitenwand 14 umfaßt einen an das Kranzstück 9 anschließenden kleinkalibrigen Teil 15 sowie einen zur Seitenwand 8 hin gelegenen großkalibri­ gen Teil 16, der über eine Ringschulter 17 in den klein­ kalibrigen Teil 15 übergeht. Von der Innenfläche des Man­ tels 14 erstrecken sich zwei ringförmige Stege 18, 19 radial nach innen, von denen der erste Steg 18 an der Schulter 17 und der zweite Steg 19 an dem der Seitenwand 8 zugewandten freien Ende des zylindrischen Mantels 14 angeordnet ist, wobei der zweite Steg 19 eine zur Welle 7 koaxiale zylindrische Öffnung 20 umschließt, in der ein zweites Lager 21 aufgenommen ist, das die Trommel 1 an der Welle 7 abstützt.

Im Bereich des Steges 19 weist der Mantel 14 einen Außen- Zahnkranz 22 auf, der mit einem drehbar in der Seitenwand 8 gelagerten, mit einer (nicht gezeigten) Antriebseinheit in Verbindung stehenden Zahnrad 23 in Eingriff ist, so daß die Trommel 1 mit vorgegebener konstanter Geschwindig­ keit um ihre Achse und entgegen der Drehrichtung der bei­ den Walzen 4 und 5 gedreht wird.

In der Trommel 1 ist eine Drehvorrichtung 24 untergebracht, die dazu bestimmt ist, die Zigaretten 2 um ihre Achsen zu drehen. Wie die Fig. 3 erkennen läßt, weist die Drehvor­ richtung 24 zwei Sätze von Getriebeketten 25, 26 auf, denen jeweils wechselseitige Paare von Vertiefungen 27 zuge­ ordnet sind, die axial verlaufend rund um den Außenrand der Trommel 1 angeordnet sind und der Aufnahme von jeweils einer Zigarette 2 dienen. Aus der obigen Beschreibung folgt, daß dann, wenn ein Paar der Vertiefungen 27 beispielsweise mit einer Getriebekette 25 in Einklang ist, die beiden Paare von benachbarten Vertiefungen 27 mit einer Getrie­ bekette 26 übereinstimmen.

Jede Getriebekette 25 umfaßt eine Schwinge 28 mit einem Drehstift 29, dessen Achse parallel zur Achse des glocken­ förmigen Körpers 11 verläuft. Der Drehstift durchsetzt drehbar eine Durchgangsbohrung 30 im Steg 18 und ist an seinem der Bodenwand 12 zugewandten Ende mit einem zum Drehstift 29 rechtwinkligen ersten Arm 31 einstückig ver­ bunden. Der Arm 31 ist an seinem freien Ende mit einem Abtastorgan versehen, das von einer längs einer Kurvenscheibe 33 ablaufenden Rolle 32 gebildet wird. Die Kurvenscheibe 33 ist als ein Stück mit der Welle 7 ausgestaltet und ihre Steuer- oder Arbeitsfläche ist rund um die Achse der Welle 7 herum ausgebildet.

An dem der Seitenwand 8 zugekehrten Ende ist der Dreh­ stift 29 fest mit einem zweiten Arm verbunden, der von einem in einer rechtwinklig zur Achse der Welle 7 ge­ richteten Ebene verlaufenden Zahnsektor 34 gebildet wird und ein aus einer auf einer Kurvenscheibe 36 ablaufenden Rolle 35 bestehendes Abtastorgan aufweist. Die Kur­ venscheibe 36 ist als ein Stück mit der Welle 7 ausgebil­ det und hat eine rund um die Achse dieser Welle 7 ver­ laufende Arbeits- oder Steuerfläche. Jeder Zahnsektor 34 ist mit zwei Zahnrädern 37 in Eingriff, von denen jedes auf einer zugeordneten, zur Welle 7 parallelen Welle 38 sitzt, die an ihrem einen Ende in einer Bohrung 39 an der Stelle der Schulter 17 im glockenförmigen Körper 11 und an ihrem anderen Ende in einer Bohrung 40 im Steg 19 drehbar gelagert ist.

Das der Bodenwand 12 zugewandte Ende jeder Welle 38 tritt durch die jeweils zugeordnete Bohrung 39 aus dem glocken­ förmigen Körper 11 aus und ist fest mit einem axialen Fort­ satz (einer Halteeinrichtung) 41 verbunden, der (die) außerhalb des kleinkalibrigen Teils 15 des Mantels 14 verläuft und zur Bildung der Vertiefung 27 in axialer Richtung ausgekehlt ist. Längs dieser Auskeh­ lung verläuft eine Abzugsrinne 42, die mit einem Kanal 43 in Verbindung steht, welcher entlang der jeweiligen Welle 38 verläuft und an der der Seitenwand 8 zugekehrten Seite mit einem an eine Saugquelle angeschlos­ senen Abzugskanal 44 verbunden ist.

Der Abzugskanal (die Unterdruckquelle) 44 ist an der Frontfläche einer ringförmi­ gen Verteilerplatte 45 ausgestaltet und verläuft rund um die Achse der Welle 7 im wesentlichen zwischen den Be­ rührungspunkten der Walzen 4 und 5 mit der Trommel 1.

Die Verteilerplatte 45 ist axial verschieblich an einer zylindrischen Buchse 46 gehalten, die zur Welle 7 koaxial und mit der Seitenwand 8 einstückig verbunden ist, wobei die Verteilerplatte 45 durch eine Anzahl von Federn 47 mit den Enden der Wellen 38 in flexibler Anlage gehalten wird.

Jede der Getriebeketten 26 umfaßt eine Schwinge 48 mit einem drehbar in einer Durchgangsbohrung 50 im Steg 19 gelagerten Drehstift 49. Die Schwingen 48 sind zu den Schwingen 28 im wesentlichen identisch, wobei jede Schwin­ ge 48 mit einem den Armen 31 ähnlichen ersten Arm 51 ver­ sehen ist und eine Stößeleinrichtung aus einer Rolle (Abtastorgan) 52 sowie einen zu den Zahnsektoren 34 ähnlichen Zahnsektor 53 mit einer Stößelrolle (Abtastorgan) aufweist.

Jede Stößelrolle 54 ist so angeordnet, daß sie mit der Steu­ erfläche der Kurvenscheibe 36 in Anlage ist, während jede Rolle 52 in Anlage an einer weiteren, mit der Welle 7 ein­ stückigen Kurvenscheibe 55, deren Steuerfläche rund um die Achse der Welle 7 verläuft, gehalten ist.

Ein jeder der Zahnsektoren 53 kämmt mit zwei Zahnrädern 37, die auf einem Paar von Vertiefungen 27, welche zwischen be­ nachbarten, durch die jeweiligen Zahnsektoren 34 gesteuer­ ten Paaren von Vertiefungen 27 angeordnet sind, zugeord­ neten Wellen 38 befestigt sind.

Wie die Fig. 3 zeigt, sind die Kurvenscheiben 33 und 55, auf denen die Rollen 32 und 52 laufen, einander identisch, und jede Kurvenscheibe 33, 55 weist einen niedrigen Ab­ schnitt 56, einen hohen Abschnitt 57 sowie zwei geneigte Übergangsabschnitte 58 auf.

Andererseits laufen auf der Kurvenscheibe 36 die Rollen 35 und 54 ab, und diese Kurvenscheibe 36 hat - wie die Kurvenscheiben 33 und 55 - einen niedrigen Abschnitt 59, einen hohen Abschnitt 60 sowie zwei geneigte Übergangs­ abschnitte 61.

Wenn durch das Antriebszahnrad 23 der glockenförmige Körper 11 gedreht wird, so laufen die Rollen 32 und 52 längs der Steuerflächen der zugeordneten Kurvenscheiben 33 und 55 ab, während die Rollen 35 und 54 auf der Steuer­ fläche der Kurvenscheibe 36 abrollen.

Verläßt eine Rolle 32 den niedrigen Abschnitt 56 der Kur­ venscheibe 33 und beginnt mit ihrem Abrollen auf einem der geneigten Verbindungsabschnitte 58, so verläßt eine jeweils entsprechende Rolle 35 den niedrigen Abschnitt 59 der Kur­ venscheibe 36 und beginnt, auf dem geneigten Verbindungs­ abschnitt 61 dieser Kurvenscheibe 36 abzurollen.

Bei dem Abrollen der Rollen 32 und 35 auf den jeweiligen geneigten Verbindungsabschnitten 58 und 61 werden die je­ weilige Schwinge 28 und mit dieser der jeweilige Zahnsek­ tor 34 allmählich rund um die Achse des zugehörigen Dreh­ stifts 29 zwischen zwei verschiedenen extremen Winkelposi­ tionen verschwenkt, womit die zwei zugehörigen Fortsätze 41 folglich zu einer Drehung um ihre Achsen gebracht wer­ den.

Das Antriebsverhältnis zwischen jedem Zahnsektor 34 und den zugeordneten Zahnrädern 37 ist üblicherweise ein sol­ ches, daß die winkelige Verlagerung des Zahnsektors 34 zwischen diesen beiden extremen Winkelpositionen eine Drehung der Fortsätze 41 über 360° um ihre Achsen zum Ergebnis hat.

Wenn die Rollen 32 und 35 auf dem anderen Paar von geneig­ ten Abschnitten 58 und 61 abrollen, so werden klarerweise die Fortsätze 41 in der entgegengesetzten Richtung in ihre Ausgangslage zurückgedreht.

Bei der beschriebenen Ausführungsform beruht die Anwen­ dung von drei Kurvenscheiben 33, 36 und 55 allein auf den speziellen konstruktiven Erfordernissen, wobei jedoch klar ist, daß beispielsweise eine Kurvenscheibe 36 mit zwei Kehlen an gegenüberliegenden Seitenflächen für eine eindeutige Zweiwegeführung der Rollen 35 und 54 dazu aus­ reichend sein würde, eine Steuerung der Zahnsektoren 34 und 53 in der Winkelrichtung herbeizuführen, so daß die Kurvenscheiben 33 sowie 55 oder die Rollen 32 sowie 52 nicht benötigt werden.

Ferner ist die Anordnung der zwei Getriebeketten 25, 26 als Baueinheiten lediglich auf die Notwendigkeit zurück­ zuführen, den Durchmesser der Trommel 1 innerhalb vorge­ gebener Grenzen zu halten. Tatsächlich könnten durch Vor­ sehen eines sehr viel größeren Durchmessers für die Trom­ mel 1 und damit auch für die Kurvenscheiben alle Schwin­ gen 28 und 48 auf derselben Seite der Kurvenscheibe 36 angeordnet werden.

Die Tatsache, daß jeder Zahnsektor 34 und 53 zwei aufein­ anderfolgenden Vertiefungen 27 zugeordnet ist, ist eben­ falls eine willkürliche konstruktive Maßnahme, da klar ist, daß eine Drehvorrichtung, bei der jeder Vertie­ fung 27 ihr eigener Zahnsektor zugeordnet ist oder bei der jeder Zahnsektor drei oder mehr Vertiefungen 27 steuert, selbstverständlich leicht verwirklicht werden kann.

Wenn bei der beschriebenen Ausführungsform die Drehvor­ richtung 24 der Trommel 1 zugeordnet ist, so kann jedoch die Gestalt der Kurvenscheiben 33, 36 und 55 ersichtlicher­ weise auch so geändert werden, daß die Drehvorrichtung 24 einem Förderer von irgendeiner Gestalt, z. B. mit einer länglichen Schleife, anzupassen ist.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Förderung von stabförmigen Gegenständen (2) in Querrichtung zu deren Längsachsen unter Drehung der Gegenstände um diese Achsen längs einer Förderbahn, wobei die Vorrichtung eine Fördertrommel (1) aufweist, an deren Außenumfang Halteeinrichtungen (41) angeordnet sind, von denen jeweils eine einen der Gegenstände zur Drehung um seine Achse parallel zur Drehachse der Fördertrommel festhält und von denen jede mit einem koaxialen, umlaufenden Zahnrad (37) drehfest verbunden ist, das mit einem verzahnten, verschwenkbar gelagerten Bauteil (34, 53) kämmt, und an deren Außenumfang sich Unterdruckeinrichtungen (42) befinden, die die Gegenstände durch Unterdruck an der Fördertrommel lösbar festhalten und die auf der Förderbahn mit einer Druckquelle (44) in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Halteeinrichtung (41) eine der Unterdruckeinrichtungen (42) ausgebildet ist und daß das verzahnte Bauteil (34, 53) ein außerhalb der Drehachse der Fördertrommel (1) gelagerter Zahnsektor ist, der durch erste Kurvenscheiben (33, 55) angetrieben und drehbar im Inneren der Fördertrommel gelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnsektor (34, 53) und ein zugeordnetes, an der jeweiligen Kurvenscheibe (33, 55) anliegendes Abtastorgan (32, 52) drehfest miteinander verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zahnsektor (34, 53) mit wenigstens zwei Zahnrädern (37), die einem Paar von benachbarten Halteeinrichtungen (41) zugeordnet sind, kämmt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Kurvenscheibe (36) zwischen den beiden ersten Kurvenscheiben (33, 55) vorhanden ist, an der ein weiteres mit dem Zahnsektor (34, 53) verbundenes Abtastorgan (35, 54) anliegt, wobei die Steuerkurvengestalt der drei Kurvenscheiben (33, 36, 55) einander identisch ist und die weitere Kurvenscheibe (36) zu den beiden ersten Kurvenscheiben (33, 55) um 180° um die Achse der Fördertrommel (1) verdreht ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Antrieb der Zahnräder (37) sowie der Halteeinrichtungen (41) dienenden Getriebeteile (31, 32, 33, 34, 29; 51, 52, 55, 53, 49; 35, 36, 54) sämtlich von der Fördertrommel (1) umschlossen sind.