EP1535523B1 - Vorrichtungen und Verfahren zum Trennen von Tabak von einem Tabakkuchen - Google Patents
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- EP1535523B1 EP1535523B1 EP04090463A EP04090463A EP1535523B1 EP 1535523 B1 EP1535523 B1 EP 1535523B1 EP 04090463 A EP04090463 A EP 04090463A EP 04090463 A EP04090463 A EP 04090463A EP 1535523 B1 EP1535523 B1 EP 1535523B1
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
- A24B7/00—Cutting tobacco
- A24B7/04—Cutting tobacco by machines with revolving knives
- A24B7/08—Cutting tobacco by machines with revolving knives with several knives which act one after the other
- A24B7/12—Cutting tobacco by machines with revolving knives with several knives which act one after the other with cutter axes transverse to the feeding direction
Definitions
- the invention relates to a device for separating tobacco from a tobacco cake, comprising a rotationally drivable release agent with at least one separating element, and a drive for driving the separating means, wherein the drive is an electromechanical direct drive.
- the invention further relates to a device for separating tobacco from a tobacco cake, comprising a rotationally drivable release agent having at least one separating element, and a plurality of drives, wherein a first drive for driving the separating means and a second drive for moving the separating element is used.
- the invention further comprises a method of separating tobacco from a tobacco cake, comprising the steps of: supplying the tobacco cake to a release agent having at least one separator, and driving the separator to separate the tobacco from the tobacco cake by each separator, the release agent communicating with the tobacco or each separator for separating the tobacco is driven to rotate directly by an electromechanical direct drive.
- Such devices which are part of a so-called tobacco cutter, are used in particular in the tobacco-processing industry in cigarette production.
- the device is suitable for separating tobacco and / or ribs or other products.
- a previously formed from compressed tobacco tobacco cake is fed from a compressor to the cutting device.
- the cutting device then portions the tobacco cake by rotation of the separating agent with the separating elements. This also leads to wear of the separating elements, which is why they are advanced continuously or intermittently to compensate for the wear. When fully worn, the dividers must be replaced.
- the release agent is driven by a drive by means of belts, toothed belts or other conventional drive elements.
- this indirect drive has a number of disadvantages.
- the construction of a device with such an indirect drive is very expensive and has a large variety of parts.
- the direct drive is a torque motor, wherein the torque motor as bearing-free hollow shaft motor is formed.
- the inventive construction a particularly compact design is achieved because it can be dispensed with a variety of components. By thus achieved smaller size, the drive can be easily encapsulated, so that the noise pollution is reduced by the drive. The reduction of components and components leads at the same time to a reduced maintenance and cleaning effort. Another advantage is that the moment to be transmitted depends solely on the drive. Slippage between the drive and the release agent is thereby avoided. Due to the design as a bearing-free hollow shaft motor can be dispensed with an internal motor bearing, whereby the wear and thus the maintenance is reduced.
- a stator of the drive is arranged stationary on an axis, while a corresponding rotor of the drive is connected via a hub to the separating means.
- stator and the rotor are arranged in a recess of the hub, whereby a particularly compact and rigid arrangement is achieved.
- both drives are electromechanical direct drives
- the direct drives are torque motors, which are designed as a hollow shaft motor. This ensures a simple and compact construction of the device.
- both drives are designed as electromechanical direct drives, wherein the second direct drive for the synchronous advancing or retracting all separating elements or separating blades, which are part of the separating elements, is formed. This allows a particularly effective and simple way a continuous adjustment of the cutting blade in on-line operation.
- the second direct drive is directly and directly coupled to a ring gear, which is movable relative to the separating means.
- each separating element in addition to the cutting knife a knife holder, liners, held in the bushes web, spindles on which the liners are movable, guide rails and transmission elements and a drive pinion, wherein the ring gear respectively engaged with the drive pinion each separating element is.
- the object is also achieved by a method with the steps mentioned in that the release agent with the or each separator directly by a torque motor as a direct drive, which is designed as a bearing-free hollow shaft motor is driven.
- a torque motor as a direct drive
- the torque to be transmitted depends solely on the direct drive, as can be dispensed with transmission links.
- the method allows a slip-free drive of the release agent, whereby an exact adjustment of the separating elements or the separating knife is guaranteed as part of the separating elements.
- the rotational movement of the separating means is superimposed by a rotational movement of a toothed ring for moving the separating elements or separating blades. This allows a continuous adjustment of the separating elements or the separating knife. Furthermore, the method ensures a high adjustment range of the separating elements or the separating knife.
- the devices shown as well as the described method for separating tobacco from the tobacco cake are used in the manufacture of cigarettes or the like.
- FIG. 1 shows a device 10 for separating tobacco from a tobacco cake.
- the device 10 is part of a tobacco cutter and has a release agent 11 with at least one separating element 12 and a drive 13.
- the separating means 11 is a cutting plate 14.
- On the cutting plate 14 a plurality, preferably eight uniformly and concentrically arranged about the rotation axis 15 separating elements 12 are arranged.
- the number and location of the dividers 12 may vary.
- the release agent 11 may alternatively be formed as a cutting drum.
- the drive 13 is an electromechanical direct drive.
- the direct drive is designed as a torque motor and connected directly to the cutting plate 14 or on attached to this.
- the torque motor is designed as a hollow shaft motor, which is self-bearing-free.
- the torque motor is disposed within a concentric about the axis of rotation 15 recess 16 of a hub 17, wherein the hub 17 by means of conventional bearings 18, eg ball bearings, is rotatably mounted on a stationary shaft 19.
- the axis 19 is hollow, so that it can serve as a cable gland or the like.
- the torque motor comprises a stator 20 and a rotor 21.
- the stator 20 is fixedly arranged on the axis 19.
- the stator 20 is fastened to a flange element which is designed as an annular disc 22, which in turn is arranged in the region of the hub 17 on the side facing the cutting plate 14.
- the annular disc 22 also serves as a centering for the stator 20 and is fastened to a cover element 23 which is designed as a base plate.
- the interior of the hub 17 is sealed off from the base plate by means of a labyrinth seal.
- the rotor 21 is fixedly connected to the hub 17, so that a rotational movement of the rotor 21 directly and directly on the hub 17 is transferable.
- the rotor 21 is coupling-free directly and rigidly connected via the hub 17 with the cutting plate 14.
- the device 10 has two drives, namely the drive 13 for driving the separating means 11 and a drive 24 for moving separating knives 35, which are part of the separating elements 12 as knife blades.
- Both drives 13, 24 are designed as direct drives, as torque motors.
- As drive 24 and a conventional indirect drive can be used.
- other conventional direct drives are also usable.
- the drives 13, 24 are preferably arranged in succession on the same axis 19. Alternatively, however, each drive 13, 24 may be arranged on its own axis.
- the drives 13, 24 are separately controllable, so that a differential speed is adjustable.
- the drives 13, 24 may be connected to a common (not shown) control and / or regulating unit, on the one hand to set a desired differential speed or on the other hand to synchronize the drives 13, 24.
- the drive 13 is formed and arranged according to the above description, so that a further description is omitted.
- the drive 24 serves to drive a toothed rim 25 or the like, which is in operative connection with the separating elements 12.
- the ring gear 25 extends concentrically about the axis of rotation 15 and is fixedly connected to a cylindrical member 26 which is slipped over the hub 17.
- the element 26 is designed to be movable relative to the hub 17 and arranged.
- the drive 24 also comprises a stator 27 and a rotor 28.
- the stator 27 is fixedly arranged on a support element 29.
- the support member 29 is fixed and secured against rotation on the axis 19.
- the rotor 28 is fixedly connected to the element 26, such that a rotation of the rotor 28 leads to a rotation of the element 26 and thus of the ring gear 25.
- the element 26 is rotatable by means of conventional bearings 30, e.g. Ball bearing, mounted on the axle 19.
- rotary encoders 31, 32 are arranged, by means of which the rotational speed or the rotational angle position of the drives 13, 24 can be detected.
- a first rotary encoder 31 is arranged on the one hand on the axis 19 and detects the rotation angle position of the drive 24 via a rotational position transfer frame 50.
- the second rotary encoder 32 is attached to the cover element 23, which is designed as a base plate, and detects the rotation angle position of the hub 17 via a pinion and thus that of the drive 13.
- the separating elements 12 are detachably arranged on the cutting plate 14.
- Each separating element 12 has a housing 33. Within the housing 33, which is accessible at least by means of a removable cover 34, the actual cutting knife 35 is arranged.
- the plate-like separating knife 35 is radially aligned with its cutting edge 36 and arranged detachably on a knife holder 37.
- the separating knife 35 is preferably fastened to a web 39 with at least one screw 38, a snap closure or the like.
- the web 39 is fixedly but detachably held at opposite ends in bushings 40, 41, wherein the liners 40, 41 on a respective spindle 42, 43, namely a so-called feed screw, are arranged movable.
- the liners 40, 41 guided on guide rails 44, 45.
- the guide rails 44, 45 extend parallel to one another and are fastened to the housing 33.
- the cutting knife 35 is disposed obliquely within the housing 33, such that the cutting knife 35, starting from the web 39, on which the cutting blade 35 is mounted, with respect to the spindles 42, 43 extends obliquely upward.
- the spindles 42, 43 are provided on the side facing the cutting edge 36 with a transmission element 46, 47 which are each designed to transmit the rotation of a drive pinion 48 to the spindles 42, 43.
- the drive pinion 48 is engaged with the ring gear 25.
- the liners 40, 41 from its initial position shown in Figure 4 in the direction of the transmission elements 46, 47 movable, so that the separating blade 35 is thereby advanceable. If the speed of the drive 24 is higher than the speed of the drive 13, this will cause the cutting blades 35 to retract in the opposite direction. In other words, determines the phase position of the drives 13, 24, the position of the cutting blade 35.
- other conventional drive mechanisms for the transmission of the rotation of the ring gear 25 in a linear movement of the cutting blade 35 can be used.
- the hub 17, which transmits the torque from the rotor 21 to the cutting plate 14 is mounted on the axis 19 and thus absorbs the tilting moments and axial forces.
- the advantages of this method are that the moments that can be transmitted depend solely on the drive 13. On a lower or translation can be omitted, since the cutting plate speed corresponds to the drive speed.
- the movement of the separating knife 35 is achieved in that the drive 13, the rotation of the cutting plate 14 and the drive 24, the rotation of the ring gear 25 relative to the cutting plate 14 realized.
- the spindles 42, 43 are set in a rotary motion.
- the movement, namely the feed or the retraction of the cutting blade 35 is determined. This method thus allows a central and synchronous movement of the cutting blade 35.
- the required differential speed is very low, so that the drives 13, 24 run almost synchronously.
- the rotational speeds of the cutting plate 14 and the ring gear 25 are respectively directly from the rotor 21 and 28 of the drive 13 and 24 in the corresponding functional unit, namely once the unit for driving the cutting plate 14 and the other unit for driving the cutting blade 35, initiated ,
- a semi-automatic change of the separating blade 35 is ensured.
- the arrangement according to the invention makes it possible to detect the wear of the separating knife 35.
- the production is stopped, and the separating blades 35 are retreated by motor at an increased speed.
- the cutting blades 35 are in their maximum retracted position, a signal is given to indicate to an operator that a change of the separating blade 35 can be completed.
- Anschl Anschl mustend the cutting blade 35 is motor-engaged in the spindles 41, 42 and advanced in rapid traverse to engage in a grinding device. After grinding in the separating knife 35, production is resumed. This has u.a. also the advantage that unpolished cutting blades 35 can be used.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen von Tabak von einem Tabakkuchen, umfassend ein rotierend antreibbares Trennmittel mit mindestens einem Trennelement, sowie einen Antrieb zum Antreiben des Trennmittels, wobei der Antrieb ein elektromechanischer Direktantrieb ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Trennen von Tabak von einem Tabakkuchen, umfassend ein rotierend antreibbares Trennmittel mit mindestens einem Trennelement, sowie mehrere Antriebe, wobei ein erster Antrieb zum Antreiben des Trennmittels und ein zweiter Antrieb zum Bewegen des Trennelementes dient. Des weiteren umfaßt die Erfindung ein Verfahren zum Trennen von Tabak von einem Tabakkuchen, umfassend die Schritte: Zuführen des Tabakkuchens auf ein mindestens ein Trennelement aufweisendes Trennmittel zu, und Antreiben des Trennmittels zum Trennen des Tabaks vom Tabakkuchen durch jedes Trennelement, wobei das Trennmittel mit dem oder jedem Trennelement zum Trennen des Tabaks direkt durch eine elektromechanischen Direktantrieb rotierend angetrieben wird.
- Derartige Vorrichtungen, die Teil eines sogenannten Tabakschneiders sind, kommen insbesondere in der tabakverarbeitenden Industrie bei der Zigarettenherstellung zum Einsatz. Die Vorrichtung ist zum Trennen von Tabak und/oder Rippen oder auch anderen Produkten geeignet. Dabei wird ein zuvor aus verdichtetem Tabak gebildeter Tabakkuchen aus einem Verdichter an die Schneidvorrichtung geführt. Die Schneidvorrichtung portioniert dann durch Rotation des Trennmittels mit den Trennelementen den Tabakkuchen. Dies führt auch zum Verschleiß der Trennelemente, weswegen diese kontinuierlich oder intermittierend vorgeschoben werden, um den Verschleiß auszugleichen. Bei vollständiger Abnutzung müssen die Trennelemente ausgetauscht werden.
- Bei den bekannten Vorrichtungen bzw. Verfahren wird das Trennmittel durch einen Antrieb mittels Riemen, Zahnriemen oder anderen üblichen Antriebselementen angetrieben. Dieser indirekte Antrieb weist jedoch eine Vielzahl von Nachteilen auf. So ist die Konstruktion einer Vorrichtung mit einem solchen indirekten Antrieb sehr aufwendig und weist eine große Teilevielfalt auf. Des weiteren besteht durch die Riemen, Zahnriemen oder dergleichen ein Schlupf zwischen Antrieb und Trennmittel.
- Zum Ausgleich des Verschleißes der Trennelemente sind diese separat bei den bekannten Vorrichtungen mit herkömmlichen indirekten Antrieben, beispielsweise mittels Riemen, Zahnriemen oder dergleichen bewegbar, nämlich insbesondere in Vorschubrichtung. Dies hat jedoch den Nachteil, daß ein sehr komplexer Aufbau der Vorrichtung existiert, der einen großen Bauraum benötigt. Des weiteren sind die bekannten Vorrichtungen insbesondere wegen der großen Teilevielfalt wartungsintensiv. Der Austausch der Trennelemente wird manuell durchgeführt, was einen erheblichen Zeitaufwand, der insbesondere auch durch Justagetätigkeiten der neuen Trennelemente anfällt, erfordert. Die Stillstandzeiten der Vorrichtung sind daher sehr hoch.
- Aus der
US-A-2835299 sind Vorrichtungen mit den Merkmalen der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 8 sowie ein Verfahren mit dem Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 28 bekannt. Dabei wirkt sich die Lagerung der Direktantriebe negativ auf den Verschleiß auf, was zu einem erheblichen Wartungsaufwand führt. - Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kompakte und leicht handhabbare Vorrichtung zu schaffen. Des weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, eine kompakte und leicht handhabbare Vorrichtung zu schaffen, die eine stufenlose Verstellung der Trennelemente im on-line-Betrieb sowie einen halbautomatischen Wechsel der Trennelemente gewährleistet. Des weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein zuverlässiges und präzises Verfahren zum Trennen von Tabak vorzuschlagen, das die Handhabung vereinfacht.
- Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den eingangs erwähnten Merkmalen dadurch gelöst, daß der Direktantrieb ein Torquemotor ist, wobei der Torquemotor als lagerfreier Hohlwellenmotor ausgebildet ist. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist eine besonders kompakte Bauform erreicht, da auf eine Vielzahl von Bauteilen verzichtet werden kann. Durch die dadurch erreichte kleinere Bauform, kann der Antrieb leichter gekapselt werden, so daß die Geräuschbelästigung durch den Antrieb reduziert ist. Die Reduzierung der Bauteile und Komponenten führt gleichzeitig zur einem reduzierten Wartungs- und Reinigungsaufwand. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das zu übertragende Moment ausschließlich vom Antrieb anhängt. Schlupf zwischen dem Antrieb und dem Trennmittel wird dadurch vermieden. Durch die Ausbildung als lagerfreier Hohlwellenmotor kann auf eine interne Motorlagerung verzichtet wird, wodurch der Verschleiß und damit der Wartungsaufwand reduziert wird.
- In einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung ist ein Stator des Antriebs stationär auf einer Achse angeordnet, während ein korrespondierender Rotor des Antriebs über eine Nabe mit dem Trennmittel verbunden ist. Durch diese Ausbildung ist sichergestellt, daß die Antriebsdrehzahl der Trennmitteldrehzahl entspricht, so daß eine Unter- bzw. Übersetzung entfällt. Dadurch kann insbesondere der Verschleiß an den Lagerstellen reduziert werden.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Stator und der Rotor in einer Ausnehmung der Nabe angeordnet, wodurch eine besonders kompakte und steife Anordnung erreicht wird.
- Des weiteren wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß beide Antriebe elektromechanische Direktantriebe sind, wobei die Direktantriebe Torquemotoren sind, die als Hohlwellenmotor ausgebildet sind. Dadurch ist ein einfacher und kompakter Aufbau der Vorrichtung gewährleistet.
- Vorzugsweise sind beide Antriebe als elektromechanische Direktantriebe ausgebildet, wobei der zweite Direktantrieb zum synchronen Vorschieben bzw. Zurückziehen aller Trennelemente bzw. von Trennmessern, die Bestandteil der Trennelemente sind, ausgebildet ist. Dies ermöglicht auf besonders effektive und einfache Weise eine stufenlose Verstellung der Trennmesser im on-line-Betrieb.
- Vorteilhafterweise ist der zweite Direktantrieb direkt und unmittelbar an einen Zahnkranz gekoppelt, der relativ zum Trennmittel bewegbar ist. Damit ist es möglich, abhängig von Kundenwünschen oder Produktions- oder Betriebserfordernissen, eine stufenlose und exakte Einstellung der synchronen Bewegung sämtlicher Trennmesser zu erreichen, und zwar online.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist jedes Trennelement neben dem Trennmesser einen Messerhalter, Laufbuchsen, einen in den Laufbuchsen gehaltenen Steg, Spindeln, auf denen die Laufbuchsen bewegbar sind, Führungsschienen sowie Übertragungselemente und ein Antriebsritzel auf, wobei der Zahnkranz jeweils im Eingriff mit dem Antriebsritzel jedes Trennelementes ist. Dadurch ist ein halbautomatischer Tausch/Wechsel der Trennmesser möglich, da die Trennmesser in unterschiedliche Richtungen bewegt werden können.
- Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den eingangs genannten Schritten dadurch gelöst, daß das Trennmittel mit dem oder jedem Trennelement direkt durch einen Torquemotor als Direktantrieb, der als lagerfreier Hohlwellenmotor ausgebildet ist, angetrieben wird. Durch dieses Verfahren ist das zu übertragende Moment ausschließlich vom Direktantrieb abhängig, da auf Übertragungsstrecken verzichtet werden kann. Auch ermöglicht das Verfahren einen schlupffreien Antrieb des Trennmittels, wodurch eine exakte Einstellung der Trennelemente bzw. der Trennmesser als Bestandteil der Trennelemente gewährleistet ist.
- In einer Weiterbildung des Verfahrens wird der Rotationsbewegung des Trennmittels eine Rotationsbewegung eines Zahnkranzes zum Bewegen der Trennelemente bzw. von Trennmessern überlagert. Dadurch ist eine stufenlose Verstellung der Trennelemente bzw. der Trennmesser ermöglicht. Des weiteren gewährleistet das Verfahren einen hohen Verstellbereich der Trennelemente bzw. der Trennmesser.
- Weitere vorteilhafte und bevorzugte Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen und Details der Erfindung sowie das Verfahren werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
- Fig. 1
- eine Seitenansicht eines Trennmittels mit einem Antrieb als Teil einer Vorrichtung zum Trennen von Tabak von einem Tabakkuchen im Schnitt,
- Fig. 2
- eine Seitenansicht des Trennmittels gemäß Figur 1 mit zwei Antrieben als Teil einer Vorrichtung zum Trennen von Tabak von einem Tabakkuchen im Schnitt,
- Fig. 3
- eine Vorderansicht des Trennmittels mit mehreren gleichmäßig konzentrisch um die Drehachse angeordneten Trennelementen,
- Fig. 4
- eine perspektivische Darstellung von Teilen eines Trennelementes,
- Fig. 5
- eine Vorderansicht eines Trennelementes mit teilweise aufgebrochener Abdeckung,
- Fig. 6
- eine Seitenansicht des Trennelementes gemäß Figur 5,
- Fig. 7
- eine Seitenansicht des Trennelementes im Teilschnitt, und
- Fig. 8
- eine perspektivische Darstellung eines Trennelementes mit teilweise aufgebrochener Abdeckung.
- Die gezeigten Vorrichtungen sowie das beschriebene Verfahren zum Trennen von Tabak vom Tabakkuchen kommen bei der Herstellung von Zigaretten oder dergleichen zum Einsatz.
- Die Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zum Trennen von Tabak von einem Tabakkuchen. Die Vorrichtung 10 ist Teil eines Tabakschneiders und weist ein Trennmittel 11 mit mindestens einem Trennelement 12 sowie einen Antrieb 13 auf. In den gezeigten Ausführungsformen ist das Trennmittel 11 ein Schneidteller 14. Am Schneidteller 14 sind mehrere, vorzugsweise acht gleichmäßig und konzentrisch um die Drehachse 15 angeordnete Trennelemente 12 angeordnet. Die Anzahl und Lage der Trennelemente 12 kann jedoch variieren. Auch kann das Trennmittel 11 alternativ als Schneidtrommel ausgebildet sein.
- Der Antrieb 13 ist ein elektromechanischer Direktantrieb. Der Direktantrieb ist als Torquemotor ausgebildet und direkt mit dem Schneidteller 14 verbunden bzw. an diesem angekoppelt. Der Torquemotor ist als Hohlwellenmotor ausgebildet, der selbst lagerfrei ist. Der Torquemotor ist innerhalb einer konzentrisch um die Drehachse 15 verlaufenden Ausnehmung 16 einer Nabe 17 angeordnet, wobei die Nabe 17 mittels üblicher Lager 18, z.B. Kugellager, auf einer stationären Achse 19 drehbar angeordnet ist. Die Achse 19 ist hohl ausgebildet, so daß sie als Kabeldurchführung oder dergleichen dienen kann.
- Der Torquemotor umfaßt einen Stator 20 sowie einen Rotor 21. Der Stator 20 ist fest an der Achse 19 angeordnet. Hierzu ist der Stator 20 an einem Flanschelement, das als Ringscheibe 22 ausgebildet ist, befestigt, die ihrerseits im Bereich der Nabe 17 auf der dem Schneidteller 14 zugewandten Seite angeordnet ist. Die Ringscheibe 22 dient dem Stator 20 auch als Zentrierung und ist an einem Abdeckelement 23, das als Grundplatte ausgebildet ist, befestigt, Das Innere der Nabe 17 ist mittels einer Labyrinthdichtung gegenüber der Grundplatte abgedichtet. Der Rotor 21 ist fest mit der Nabe 17 verbunden, so daß eine Rotationsbewegung des Rotors 21 direkt und unmittelbar auf die Nabe 17 übertragbar ist. Der Rotor 21 ist kupplungsfrei direkt und steif über die Nabe 17 mit dem Schneidteller 14 verbunden.
- In einer weiteren, eigenständigen Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 2 weist die Vorrichtung 10 zwei Antriebe auf, nämlich den Antrieb 13 zum Antreiben des Trennmittels 11 sowie einen Antrieb 24 zum Bewegen von Trennmessern 35, die als Messerblätter Bestandteil der Trennelemente 12 sind. Beide Antriebe13, 24 sind als Direktantriebe ausgebildet, und zwar als Torquemotoren. Als Antrieb 24 kann auch ein herkömmlicher indirekter Antrieb verwendet werden. Andere übliche Direktantriebe sind jedoch ebenfalls einsetzbar. Die Antriebe 13, 24 sind bevorzugt hintereinander auf derselben Achse 19, angeordnet. Alternativ kann jedoch auch jeder Antrieb 13, 24 auf einer eigenen Achse angeordnet sein. Die Antriebe 13, 24 sind separat ansteuerbar, so daß eine Differenzdrehzahl einstellbar ist. Allerdings können die Antriebe 13, 24 an eine gemeinsame (nicht dargestellte) Steuerungs- und/oder Regelungseinheit angeschlossen sein, um einerseits eine gewünschte Differenzdrehzahl einzustellen oder andererseits die Antriebe 13, 24 zu synchronisieren.
- Der Antrieb 13 ist entsprechend der obigen Beschreibung ausgebildet und angeordnet, so daß auf eine erneute Beschreibung verzichtet wird. Der Antrieb 24 dient zum Antreiben eines Zahnkranzes 25 oder dergleichen, der in Wirkverbindung mit den Trennelementen 12 steht. Der Zahnkranz 25 verläuft konzentrisch um die Drehachse 15 und ist fest mit einem zylindrischen Element 26 verbunden, das über die Nabe 17 gestülpt ist. Das Element 26 ist relativ zur Nabe 17 bewegbar ausgebildet und angeordnet.
- Der Antrieb 24 umfaßt ebenfalls einen Stator 27 und einen Rotor 28. Der Stator 27 ist fest an einem Stützelement 29 angeordnet. Das Stützelement 29 ist fest und drehsicher an der Achse 19 befestigt. Der Rotor 28 ist fest mit dem Element 26 verbunden, derart, daß eine Rotation des Rotors 28 zu einer Rotation des Elementes 26 und damit des Zahnkranzes 25 führt. Das Element 26 ist drehbar mittels üblicher Lager 30, z.B. Kugellager, auf der Achse 19 gelagert. Vorzugsweise im Bereich der Achse 19 sind Drehgeber 31, 32 angeordnet, mittels der die Drehzahl bzw. die Rotationswinkellage der Antriebe 13, 24 erfaßbar sind. Ein erster Drehgeber 31 ist einerseits an der Achse 19 angeordnet und erfaßt über ein Drehlageübertragungsgestell 50 die Rotationswinkellage des Antriebs 24. Der zweite Drehgeber 32 ist an dem Abdeckelement 23, das als Grundplatte ausgebildet ist, angebracht und erfaßt über ein Ritzel die Rotationswinkellage der Nabe 17 und damit die des Antriebs 13.
- Für beide Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 und 2 gelten die nachfolgenden Ausführungen zu den Trennelementen 12 analog. Die Trennelemente 12 sind lösbar an dem Schneidteller 14 angeordnet. Jedes Trennelement 12 weist ein Gehäuse 33 auf. Innerhalb des Gehäuses 33, das mindestens mittels eines abnehmbaren Deckels 34 zugänglich ist, ist das eigentliche Trennmesser 35 angeordnet. Das plattenartige Trennmesser 35 ist mit seiner Schneidkante 36 radial ausgerichtet und lösbar an einem Messerhalter 37 angeordnet. Das Trennmesser 35 ist hierzu vorzugsweise mit mindestens einer Schraube 38, einem Schnappverschluß oder dergleichen an einem Steg 39 befestigt. Der Steg 39 ist an entgegengesetzten Enden fest aber lösbar in Laufbuchsen 40, 41 gehalten, wobei die Laufbuchsen 40, 41 zum einen jeweils auf einer Spindel 42, 43, nämlich einer sogenannten Vorschubspindel, verfahrbar angeordnet sind. Zum anderen sind die Laufbuchsen 40, 41 an Führungsschienen 44, 45 geführt.
- Die Führungsschienen 44, 45 verlaufen parallel zueinander und sind am Gehäuse 33 befestigt. In der gezeigten Ausführungsform ist das Trennmesser 35 schräg innerhalb des Gehäuses 33 angeordnet, derart, daß das Trennmesser 35 ausgehend vom Steg 39, an dem das Trennmesser 35 befestigt ist, mit Bezug auf die Spindeln 42, 43 schräg nach oben verläuft.
- Die Spindeln 42, 43 sind auf der der Schneidkante 36 zugewandten Seite mit einem Übertragungselement 46, 47 versehen, die jeweils zur Übertragung der Rotation eines Antriebsritzels 48 auf die Spindeln 42, 43 ausgebildet sind. Das Antriebsritzel 48 steht im Eingriff mit dem Zahnkranz 25. Sobald eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Antrieb 13 und dem Antrieb 24 existiert, drehen sich der Schneidteller 14 mit den daran lösbar angeordneten Trennelementen 12 sowie der Zahnkranz 25 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, was zur Bewegung der Trennmesser 35 führt. Für den Fall, daß der Antrieb 24 für die Bewegung des Trennmessers 35 geringfügig langsamer dreht als der Antrieb 13 für den Schneidteller 14, führt dies zu einer Ausfahrbewegung der Trennmesser 35. Ausfahrbewegung bedeutet in diesem Zusammenhang, daß sich die Trennmesser 35 in Richtung einer (nicht dargestellten) Schleifvorrichtung bewegen. Hierzu sind die Laufbuchsen 40, 41 aus ihrer in Figur 4 dargestellten Ausgangsposition in Richtung der Übertragungselemente 46, 47 bewegbar, so daß das Trennmesser 35 dadurch vorschiebbar ist. Ist die Geschwindigkeit des Antriebs 24 gegenüber der Geschwindigkeit des Antriebs 13 höher, bewirkt dies ein Zurückziehen der Trennmesser 35 in die entgegengesetzte Richtung. Mit anderen Worten bestimmt die Phasenlage der Antriebe 13, 24 die Position der Trennmesser 35. Alternativ sind jedoch auch andere übliche Antriebsmechanismen für die Übertragung der Rotation des Zahnkranzes 25 in eine Linearbewegung des Trennmessers 35 einsetzbar.
- Im folgenden wird das Verfahren, das für alle Ausführungsformen gilt, näher beschrieben:
- Das Trennmittel 11, das mehrere Trennelemente 12 trägt, wird mit dem ersten Antrieb 13 direkt angetrieben. Die Nabe 17, die das Drehmoment vom Rotor 21 auf den Schneidteller 14 überträgt ist auf der Achse 19 gelagert und nimmt somit die Kippmomente und axialen Kräfte auf. Die Vorteile dieses Verfahrens liegen darin, daß die Momente, die übertragen werden können, ausschließlich vom Antrieb 13 abhängen. Auf eine Unter- bzw. Übersetzung kann verzichtet werden, da die Schneidtellerdrehzahl der Antriebsdrehzahl entspricht.
- Die Bewegung des Trennmessers 35 wird dadurch erreicht, daß der Antrieb 13 die Rotation des Schneidtellers 14 und der Antrieb 24 die Rotation des Zahnkranzes 25 gegenüber dem Schneidteller 14 realisiert. Durch die Rotation des Zahnkranzes 25 gegenüber dem Schneidteller 14 werden die Spindeln 42, 43 in eine Drehbewegung versetzt. Mittels der Differenzdrehzahl zwischen dem Antrieb 13 und dem Antrieb 24 wird die Bewegung, nämlich der Vorschub bzw. das Zurückziehen der Trennmesser 35 bestimmt. Dieses Verfahren ermöglicht damit eine zentrale und synchrone Bewegung der Trennmesser 35. Die erforderliche Differenzdrehzahl ist sehr gering, so daß die Antriebe 13, 24 nahezu synchron laufen.
- Die Rotationsgeschwindigkeiten des Schneidtellers 14 und des Zahnkranzes 25 werden jeweils direkt vom Rotor 21 bzw. 28 des Antriebs 13 bzw. 24 in die entsprechende Funktionseinheit, nämlich einmal die Einheit zum Antrieb des Schneidtellers 14 und zum anderen die Einheit zum Antrieb der Trennmesser 35, eingeleitet.
- Neben der synchronen Bewegung der Trennmesser 35 ist auch ein halbautomatischer Wechsel der Trennmesser 35 gewährleistet. Die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt es, die Abnutzung der Trennmesser 35 zu erkennen. Wenn ein Trennmesser 35 verbraucht ist, wird die Produktion eingestellt, und die Trennmesser 35 werden motorisch mit erhöhter Geschwindigkeit zurückgezogen. Wenn die Trennmesser 35 in ihrer maximal zurückgezogenen Position stehen, wird ein Signal gegeben, das einer Bedienperson anzeigt, daß ein Wechsel des Trennmessers 35 vollzogen werden kann. Durch Lösen der einzigen Schraube 38 - nach dem Öffnen des Gehäuses 33 - kann das Trennmesser 35 gelöst und durch ein neues Trennmesser 35 ersetzt werden. Anschleißend wird das Trennmesser 35 motorisch in die Spindeln 41, 42 eingerastet und im Eilgang bis zum Eingriff in eine Schleifvorrichtung vorgefahren. Nach dem Einschleifen des Trennmessers 35 wird die Produktion wieder aufgenommen. Dies hat u.a. auch den Vorteil, daß ungeschliffene Trennmesser 35 verwendet werden können.
Claims (38)
- Vorrichtung zum Trennen von Tabak von einem Tabakkuchen, umfassend ein rotierend antreibbares Trennmittel (11) mit mindestens einem Trennelement (12), sowie einen Antrieb (13) zum Antreiben des Trennmittels (11), wobei der Antrieb (13) ein elektromechanischer Direktantrieb ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Direktantrieb ein Torquemotor ist, wobei der Torquemotor als lagerfreier Hohlwellenmotor ausgebildet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Torquemotor direkt und unmittelbar an das Trennmittel (11) gekoppelt ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stator (20) des Antriebs (13) stationär auf einer Achse (19) angeordnet ist, während ein korrespondierender Rotor (21) des Antriebs (13) über eine Nabe (17) mit dem Trennmittel (11) verbunden ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (20) durch ein Flanschelement zentriert und gehalten wird.
- Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (20) und der Rotor (21) in einer Ausnehmung (16) der Nabe (17) angeordnet sind.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (17) mittels Lagern (18) auf der Achse (19) drehbar gelagert ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (21) kupplungsfrei und steif mit dem Trennmittel (11) verbunden ist.
- Vorrichtung zum Trennen von Tabak von einem Tabakkuchen, umfassend ein rotierend antreibbares Trennmittel (11) mit mindestens einem Trennelement (12), sowie mehrere Antriebe (13, 24), wobei ein erster Antrieb (13) zum Antreiben des Trennmittels (11) und ein zweiter Antrieb (24) zum Bewegen des Trennelementes (12) dient, dadurch gekennzeichnet, daß beide Antriebe (13, 24) elektromechanische Direktantriebe sind, wobei die Direktantriebe Torquemotoren sind, die als Hohlwellenmotoren ausgebildet sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Antrieb (24) zum synchronen Vorschieben bzw. Zurückziehen aller Trennelemente (12) bzw. von Trennmessern (35), die Bestandteil der Trennelemente (12) sind, ausgebildet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß beide Antriebe (13, 24) hintereinander auf derselben Achse (19) angeordnet sind.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Antrieb (13) direkt und unmittelbar an das Trennmittel (11) gekoppelt ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stator (20) des Antriebs (13) stationär auf der Achse (19) angeordnet ist, während ein korrespondierender Rotor (21) des Antriebs (13) über eine Nabe (17) mit dem Trennmittel (11) verbunden ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (20) durch ein Flanschelement zentriert und gehalten wird.
- Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (20) und der Rotor (21) in einer Ausnehmung (16) der Nabe (17) angeordnet sind.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (17) mittels Lagern (18) auf der Achse (19) drehbar gelagert ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (21) kupplungsfrei und steif mit dem Trennmittel (11) verbunden ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Antrieb (24) direkt und unmittelbar an einen Zahnkranz (25) gekoppelt ist, der relativ zum Trennmittel (11) bewegbar ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bewegung der Trennelemente (12) bzw. der Trennmesser (35) zum synchronen Vorschieben bzw. Zurückziehen derselben durch die Differenzdrehzahl beider Antriebe (13, 24) erreichbar ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe (13, 24) separat ansteuerbar sind.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe (13, 24) an eine gemeinsame Steuerungs- und/oder Regelungseinheit angeschlossen sind.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stator (27) des zweiten Antriebs (24) stationär auf der bzw. an der Achse (19) angeordnet ist, während ein Rotor (28) des zweiten Antriebs (24) mit einem Flanschelement verbunden ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (25) fest am Flanschelement angeordnet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Flanschelement mittels Lagern (30) auf der Achse (19) drehbar gelagert ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Trennelement (12) neben dem Trennmesser (35) einen Messerhalter (37), Laufbuchsen (40, 41), einen in den Laufbuchsen (40, 41) gehaltenen Steg (39), Spindeln (42, 43), auf denen die Laufbuchsen (40, 41) bewegbar sind, Führungsschienen (44, 45) sowie Übertragungselemente (46, 47) und ein Antriebsritzel (48) aufweist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (25) mit jedem Trennelement (12) in Wirkverbindung steht.
- Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (25) jeweils im Eingriff mit dem Antriebsritzel (48) jedes Trennelementes (12) ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotation des Antriebsritzels (48) in eine Linearbewegung des Trennmessers (35) übertragbar ist.
- Verfahren zum Trennen von Tabak von einem Tabakkuchen, umfassend die Schritte:- Zuführen des Tabakkuchens auf ein mindestens ein Trennelement (12) aufweisendes Trennmittel (11) zu, und- Antreiben des Trennmittels (11) zum Trennen des Tabaks vom Tabakkuchen durch jedes Trennelement (12), wobei- das Trennmittel (11) mit dem oder jedem Trennelement (12) zum Trennen des Tabaks direkt durch einen elektromechanischen Direktantrieb rotierend angetrieben wird,dadurch gekennzeichnet, daß- das Trennmittel (11) mit dem oder jedem Trennelement (12) durch einen Torquemotor als Direktantrieb, der als lagerfreier Hohlwellenmotor ausgebildet ist, angetrieben wird.
- Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationsbewegung des Trennmittels (11) eine Rotationsbewegung eines Zahnkranzes (25) zum Bewegen der Trennelemente (12) bzw. von Trennmessern (35), die Bestandteil der Trennelemente (12) sind, überlagert ist.
- Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz direkt durch einen elektromechanischen Direktantrieb rotierend angetrieben wird.
- Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschub bzw. das Zurückziehen der Trennelemente (12) bzw. der Trennmesser (35) durch die Differenzdrehzahl der beiden Direktantriebe bestimmt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß alle Trennmesser (35) synchron bewegt werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Position der Trennmesser (35) durch die Phasenlage der Antriebe (13, 24) bestimmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der aktuelle Verschleiß der Trennmesser (35) erfaßt und bestimmt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechsel der Trennmesser (35) halbautomatisch durchgeführt wird.
- Verfahren nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, daß die verschlissenen Trennmesser (35) mit einer Geschwindigkeit, die größer als die übliche Vorschubgeschwindigkeit ist, automatisch zurückgezogen werden.
- Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die verschlissenen Trennmesser (35) gegen neue Trennmesser (35) ausgetauscht und mit einer Geschwindigkeit, die größer als die übliche Vorschubgeschwindigkeit ist, in Richtung einer Schleifvorrichtung bewegt werden.
- Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die neuen, stumpfen Trennmesser (35) eingeschliffen werden.
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