DE554204C - Vorrichtung zum Zerschneiden eines Stranges mit stetigem Laengsvorschub - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerschneiden eines Stranges mit stetigem Längsvorschub in Stücke gleicher Länge mittels eines Messers, das um eine senkrecht zum Strang liegende Achse umläuft. Derartige Vorrichtungen sind insbesondere bei Zigarettenmaschinen vorzufinden, bei denen ein sich gleichförmig bewegender Tabakstrang von einem Messer in einzelne Zigaretten zerschnitten wird.

Bei derartigen Vorrichtungen ist anzustreben, daß man möglichst ohne hin und her gehende Teile auskommt, weil diese infolge der bei ihnen notwendigen Beschleunigung und Verzögerung die Arbeitsgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung und damit auch die Leistung der gesamten Maschine "in engen Grenzen halten. Ebenso wichtig ist es aber, das Messer so zu gestalten, daß es dem Strang beim Schnitte folgt, damit dieser sich nicht staut und deformiert oder gar aufplatzt. Eine weitere Forderung besteht darin, daß der Schnitt des Messers durch den Strang genau rechtwinklig verläuft.

Um diesen Anforderungen zu genügen, stellen erfindungsgemäß die Durchdringungen des Messers mit den zur. Umlaufachse senkfechten Ebenen in der mit dem Strang in Berührung kommenden Zone Evolventen dar, während die Strangachse den Grundkreis einer dieser Evolventen tangential berührt und die Umlaufachse durch den Mittelpunkt dieses Grundkreises geht.

In den Bildern 1,2 und 3 ist die Vorrichtung nach der Erfindung schematisch im Längsschnitt, in Draufsicht und in einer Endansicht dargestellt. In diesen ist / der Grundkreis einer Evolvente und p eine Schar von Tangenten. Auf der im Bild 2 obersten dieser Tangenten wird nun ein Punkt gewählt und seine Lage auf die übrigen Tangenten bei deren Abrollung am Grundkreis / verfolgt. Der geometrische Ort dieser Punkte ist bekanntlich eine Evolvente. Das Messer α ist nach dieser Evolvente gekrümmt, und es sind die Punkte m und η im Bild 2 der Anfangsbzw. Endpunkt der Evolvente auf der Messeroberfläche.

Auf der Strecke m-n kommt das Messer in Berührung mit dem Strange g, der in der Tube h zugeführt wird und bei seinem in der Pfeilrichtung erfolgenden Vorschub von dem Messer in Stücke i gleicher Länge zerlegt wird. Die Stücke i werden in einer Tube h¹

fortgeführt; ihre Länge ist ebenso groß wie der Umfang des Grundkreises f, wie sich ohne weiteres aus der Evolventenkonstruktion ergibt.

S Die Strangachse Y-Y liegt tangential zum Grundkreis /, während die Umlaufachse X-X des Messers α durch den Mittelpunkt dieses Grundkreises geht. Mit JV, W¹, W², W^z sind die zur Umlaufachse X-X senkrechten Ebenen to bezeichnet.

Die gleichmäßige Folge des Messers a mit dem Vorschub des Stranges ergibt sich daraus, daß die Tangenten p, wie links unten aus Bild 2 zu sehen ist, bei gleichen Winkelwegen um gleiche Beträge wachsen, und der senkrechte Schnitt des Messers durch den Strang folgt daraus, daß die Tangenten der Evolvente senkrecht auf den zugehörigen Tangenten p stehen. Zur Veranschaulichung ao dieser Vorgänge kann man sich vorstellen, daß das Messer α stehenbleibt und der Strang wie die Tangenten ρ auf dem Grundkreis f abrollt.

Die Herstellung von Messern mit evolventenartiger Krümmung mit einer für den praktischen Bedarf ausreichenden Genauigkeit wird besonders vereinfacht, wenn die Messeroberfläche eine Drehfläche bildet. Die Messeroberfläche kann dabei als Kugel- oder Kegelfläche ausgebildet sein. Im ersteren Falle entsteht die Messeroberfläche durch Drehung eines Kreisbogens um einen beim Schnitt schräg zum Strang liegenden, in seiner Projektion der Erzeugenden der Evolvente entsprechenden Radius als Achse. Im zweiten Falle entsteht die Messeroberfläche durch Drehung einer Geraden, die um eine gegen die Umlauf achse geneigte und in ihrer Projektion der Erzeugenden der Evolvente entsprechenden Achse beschrieben ist. In beiden Fällen ist unter Projektion die Projektion auf die Ebene des Grundkreises zu verstehen.

Die Genauigkeit, mit der das Messer schneidet, bleibt auch dann gut erhalten, wenn die Strangachse nicht in derselben Ebene wie der von ihr tangierte Grundkreis liegt, sondern, wie dies aber nicht zur Erfindung gehört, leicht gegen diese geneigt ist, sofern nur ihre Projektion in der Ebene des Grundkreises diesen tangiert.

Die Bilder 4 bis 8 sind schematische Darstellungen von als Drehkörper ausgebildeten Messern nebst Strang.

In den Bildern 4 bis 6 ist ein als Teil einer Kugel ausgebildetes Messer α dargestellt, das man sich durch Drehung eines Kreisbogens um die Erzeugungsachse Z-Z entstanden zu denken hat. Die Projektion dieser Achse Z-Z in die Ebene des Grundkreises / ist eine Tangente dieses Grundkreises, wie aus Bild 5 ersichtlich. Auch hier ist der Grund-I kreis / und eine Tangentenschar p für die Erzeugung einer Evolvente dargestellt. Der schraffierte Teil im Bild 6 stellt die Berührungszone des Messers α mit dem Ende des Stranges g dar und erstreckt sich von m bis n, wie in Bild 5 und 6 dargestellt. Dieser Teil des Messers entspricht, in Richtung der Achse X-X von Bild 5 gesehen, einer durch Punkte markierten Evolvente, die von einem Punkt auf den Tangenten p bei deren Abrollen auf dem Grundkreis f beschrieben wird. Der Punkt O ist der Krümmungsmittelpunkt des Messers ο und liegt auf der Achse Z-Z, also auch auf dem Grundkreis f.

Aus den Bildern 4 und 5 ist ersichtlich, daß während des Durchtritts des Messers durch den Strang g der Weg des Punktes O annähernd auf der Achse Y-Y liegt. Infolgedessen schneidet das kugelige Messer den Strang g rechtwinklig durch. Der Umfang des Grundkreises / ist auch hier gleich der Länge der abgeschnittenen Stücke i.

In den Bildern 7 und 8 ist das Messer als Teil eines Kegelstumpfes ausgebildet, der durch Drehung einer Geraden um die Achse Z-Z als Erzeugungsachse entstanden ist. Die Projektion der Achse Z-Z in die Ebene des Grundkreises f tangiert auch in diesem Falle den Grundkreis, und die Durchdringungen des Messers mit den Normalebenen W zur Umlaufachse X-X sind Kreisbögen, welche sich den Evolventen des Grundkreises anschmiegen. O ist auch hier der Punkt, in dem die Achse Z-Z den Grundkreis f tangiert.

Da nach dem Vorstehenden die Länge der abgeschnittenen Stücke i gleich der Länge des Grundkreisumfanges ist, so braucht zur Änderung der Stücklänge lediglich der Radius des Grundkreises geändert zu werden. ^lo° Dies geschieht dadurch, daß der Abstand der Umlauf achse X-X von der Strangachse Y-Y bzw. von der Erzeugungsachse Z-Z geändert wird. Wenn dann, wie es praktisch zumeist der Fall sein wird, die. Vorschubgeschwindigkeit die gleiche bleibt, muß die Umlaufgeschwindigkeit des Messers entsprechend der veränderten Länge herab- oder heraufgesetzt werden, damit das Messer stets dem Strang beim Schnitt genau folgt. Bei Halbierung der Stücke muß also die Umlaufgeschwindigkeit verdoppelt werden, und umgekehrt.

In den Bildern o.j-10 und 11 ist eine Vorrichtung nach der Erfindung in Seitenansicht und Draufsicht nebst einer Einzelheit wiedergegeben, bei der die Mittel zur Einstellung auf die verschiedenen Schnittlängen vorgesehen sind. Das Messer hat dabei Kugelform und besitzt Eigendrehung um die Achse Z-Z. lao

In Bild 6 und 7 bedeutet 2 die Grundplatte der Maschine, auf der Lagerböcke 3, 4

befestigt sind, in denen eine Tube 5 für den Zigarettenstrang 7 verschiebbar gelagert ist. Die Tube S ist mit einer U-förmigen Unterbrechung 6 versehen. Der Zigarettenstrang 7 wird durch die Tube 5 in Richtung des Pfeiles bewegt. Auf der Grundplatte der Maschine ist ein kurzes Gleitbett 8 (Bild 10) angeordnet, wie dies bei vielen Zigarettenmaschinen zu finden ist. Auf dem kurzen Gleitbett 8 ist ein Sattel 9 mit einer V-förmigen Führung befestigt, auf welcher ein Schlitten 10 verschiebbar angeordnet ist, der in der üblichen Weise durch Drehen des an einer Schraube befestigten Handrades 11 bewegbar ist.

Auf dem Sattel 9 ist ein Pfeiler 12 befestigt, dessen Grundfläche mit gekrümmten Schlitzen 13 versehen ist, durch welche Befestigungsbolzen hindurchtreten und welche die Verstellung des Pfeilers durch Drehen um seine Achse ermöglichen. Der Pfeiler 12 besitzt einen Arm 14, der ein Zahnrad 15 trägt, das frei drehbar auf dem Zapfen ιό angeordnet ist. in dem Pfeiler 12 ist eine i'reibwelle 17 angeordnet, deren Zahnrad 18 mit dem Zahnrad 15 in Eingriff steht. Der Schlitten 10 ist mit einem Lagerbock 19 versehen, der die Schneidvorrichtung trägt.
Der Lagerbock 19 weist einen Kopf 20 aut, der ein Lager fur die geneigte Welle 21 bildet, an deren oberem Ende ein mit dem Zahnrad 15 kämmendes Zahnrad 22 und an deren unterem Ende ein Auge 23 angeordnet ist. Das untere Ende des Kopfes 20 bildet einen Reibungskonus 24. Das Auge 23 trägt einen gekröpiten Teil, der aus dem Zapten 25 und der Kurbel 26 und 27 besteht; der Zapfen 25 ist mit Hilfe einer Mutter 28 in dem Auge 23 befestigt. Das Auge 23 weist eine Auflagefläche auf, auf der der Kurbelarm 27 ruht, während eine Verlängerung des Kurbelzapfens 26 durch eine sich über ein Viertel eines Kreises erstreckende, gekrümmte Ausnehmung 29 (Bild 11) der Auflagefläche hindurchtritt. An dem Ende dieser Verlängerung ist eine Mutter 30 angeordnet, mit deren Hilfe der Kurbelarm 27, gegen Verschiebung gesichert, gegen die Auflagefläche gedrückt wird. Der Kurbelzapfen 26 trägt frei drehbar einen Reibungskonus 31, an welchem das kugelschalenförmige Messer 32 befestigt ist. Der Reibungskonus 31 steht in Berührung mit dem Reibungskonus 24 und rollt auf diesem und um diesen. Das Auge 23 ist ferner mit einem Gegengewicht 33 versehen. Auf dem Kopf 20 und gleichachsig mit der schrägen Welle 21 ist eine Gleithülse 34 angeordnet, die eine Schleiffläche 35 für das Messer 32 trägt.

Der Zapfen 25 ist vorteilhaft gegenüber der Drehachse X-X der geneigten Welle 21 versetzt und bildet einen Winkel mit dieser. Die Größe der Versetzung des Kurbelzapfens kann durch Verschwenken des Kurbelzapfens 26 um den Zapfen 25 verändert und eingestellt werden. Hierdurch wird der Durchmesser des Grundkreises / verändert. Das um die Achse X-X der genannten Welle rotierende Messer tritt durch die Öffnung 6 der den Zigarettenstrang tragenden Tube 5 hindurch und zerteilt den Strang im Zusammenwirken mit der Scherplatte 37, die an der Tube s angeordnet ist. Die Steuerung der Schneidtube 5, die nicht zur Erfindung gehört, kann durch einen auf der Welle 21 sitzenden Nocken 36 erfolgen, der einen an der Tube befestigten Daumen 39 entgegen der Wirkung einer Feder mitnimmt.

Um bei einer Verstellung des Kurbelzapfens 26 um den Zapfen 25 die tangentiale Lage der Strangachse Y-Y zum Evolventengrundkreis aufrechtzuerhalten, wird der die Messerwelle 21 tragende Schlitten 10 quer zur Strangachse verstellt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Zerschneiden eines Stranges mit stetigem Längsvorschub in Stücke gleicher Länge mittels eines um eine senkrecht zum Strang liegende Achse umlaufenden Messers, das so gekrümmt ist, daß es dem Strang während des Schnittes folgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchdringungen des Messers mit den zur Umlaufachse (X-X) senkrechten Ebenen in der mit dem Strang in Berührung kommenden Zone Evolventen darstellen und daß die Strangachse (Y-Y) den Grundkreis (J) einer dieser Evolventen tangential berührt, während die Umlaufachse (X-X) durch den Mittelpunkt dieses Grundkreises geht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messeroberfläche eine Kugelfläche bildet, die durch Drehen eines Kreisbogens um seinen zur Grundkreisebene geneigten, in der Projektion auf diese Ebene mit der Erzeugenden der Evolventen zusammenfallenden Radius (7,-7.) beschrieben ist und die Normalebenen zur Umlaufachse in sich den Evolventen anschmiegenden Kreisbögen durchdringt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messeroberfläche eine Kegelfläche bildet, die durch Drehen einer Geraden um eine zur Grundkreisebene geneigte und in der Projektion auf diese Ebene mit der Erzeugenden der Evolvente zusammenfallende Achse (Z-Z)

beschrieben ist und die Normalebenen zur Umlaufachse in sich den Evolventen anschmiegenden Kegelschnitten durchdringt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (32) atif einem Kurbelzapfen (26) sitzt, der um eine die Umlauf achse (21) kreuzende Achse (25) schwenkbar gelagert ist, und daß die Umlaufachse (21) auf einem in Gleitführungen (9) quer zum Strang verschiebbaren Schlitten (10) angeordnet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen