EP2263483A1 - Schneidvorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum Schneiden wenigstens eines geförderten Strangs in eine Vielzahl stabförmiger Artikel sowie Verfahren zur Ausserbetriebnahme der Schneidvorrichtung - Google Patents

Schneidvorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum Schneiden wenigstens eines geförderten Strangs in eine Vielzahl stabförmiger Artikel sowie Verfahren zur Ausserbetriebnahme der Schneidvorrichtung Download PDF

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EP2263483A1
EP2263483A1 EP10075227A EP10075227A EP2263483A1 EP 2263483 A1 EP2263483 A1 EP 2263483A1 EP 10075227 A EP10075227 A EP 10075227A EP 10075227 A EP10075227 A EP 10075227A EP 2263483 A1 EP2263483 A1 EP 2263483A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carrier
cutting
tube
knife
cutting device
Prior art date
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Granted
Application number
EP10075227A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2263483B9 (de
EP2263483B1 (de
Inventor
Frank Grothaus
Bernhard Brinkmann
Christian Lachmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koerber Technologies GmbH
Original Assignee
Hauni Maschinenbau GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Hauni Maschinenbau GmbH filed Critical Hauni Maschinenbau GmbH
Priority to PL10075227T priority Critical patent/PL2263483T3/pl
Publication of EP2263483A1 publication Critical patent/EP2263483A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2263483B1 publication Critical patent/EP2263483B1/de
Publication of EP2263483B9 publication Critical patent/EP2263483B9/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
    • A24C5/00—Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • A24C5/14—Machines of the continuous-rod type
    • A24C5/28—Cutting-off the tobacco rod

Definitions

  • the invention relates to a cutting device of the tobacco processing industry for cutting at least one conveyed strand into a plurality of rod-shaped articles, in particular tobacco sticks, filters od.
  • a cutting device of the tobacco processing industry for cutting at least one conveyed strand into a plurality of rod-shaped articles, in particular tobacco sticks, filters od.
  • a machine base Comprising a machine base, a blade device formed by a rotatably driven, at least one radial blade bearing, a Rotary axis having knife carrier, a tube device formed by a rotatably driven, at least one Schneidtube supporting, having a rotation axis tubular support, direct rotary actuators of the knife carrier and the tube support, formed by frame-mounted electric motors, and an electronic control device which is connected to the rotary actuators for control and their synchronous operation controls.
  • the two carrier axes of rotation are each in a set format in a fixed orientation transverse to each other and with respect to the machine base frame.
  • the at least one knife is assigned to the at least one cutting tube, which forms a supporting counterpart for the at least one conveyed strand and has a cutting recess for collision-free passage of the knife, if in synchronous cutting rotary operation separating cuts coincide at intersecting running paths common cutting positions of knife and Tube are running.
  • each knife crosses at least one tube.
  • the invention also relates to a method for decommissioning such a cutting device.
  • Known cutting devices of the type mentioned are equipped with an electrical control device which controls the synchronous operation of motors for synchronous operation of the knife carrier and the tube carrier, which are mechanically independent of each other as individual drives (EP 1 905 316 A2 ).
  • the controller can be used with appropriate settings to compensate for clock / time interval changes, which are caused for example by manufacturing tolerances or wear.
  • the drive with the controlled direct drives is particularly connected when decommissioning the device with risk of collision of knives and tubes. The danger is in the area of the actual cutting.
  • Tubes and knives of the known device are provided with predetermined breaking points, which should break in collisions as a result of loss of synchronization. A special risk of collision occurs in case of disturbances, but also when switching off the regular cutting operation of the device. Malfunctions and breakdowns are caused, for example, by faults in the drive system, failure of the mains supply voltage, faults in the electrical wiring and / or operating deficiencies such as open protective hoods or other improper mechanical operating situations.
  • the invention has for its object to provide measures for decommissioning of the cutting device, which eliminate the great risk of collision in the event of interference, but also at the regular shutdown of the cutting device.
  • control device is set up and connected to the rotary drives of the knife carrier and the tube support for the control that they for the controlled decommissioning of working in synchronous cutting operation cutting device due to at least one defined event generates a shutdown signal and by means of the shutdown signal a defined asynchronous braking operation triggers and performs such that at least one of the two carriers (tube carrier or knife carrier) is rotated in associated predetermined, with leaving the synchronous operation of the direct drives starting braking time in a predetermined stop position, said knife and Tube are always outside their common cutting positions.
  • the shutdown signal is generated as a result of a shutdown event, which is defined in particular by a malfunction of the cutting device, but also by regular shutdown.
  • a shutdown event which is defined in particular by a malfunction of the cutting device, but also by regular shutdown.
  • Uncoupling is understood to mean that a targeted rotational difference is effected between the drives of knife carrier and tube carrier, which is such that the knife and tubes are always outside their common cutting positions during further rotation in braking operation.
  • the control causes the knives and tubes to leave their common cutting positions of the synchronous operation instantly and can no longer reach. This disengagement excludes a collision in no time.
  • the time to stop (asynchronous braking) of the first of both carriers should be in the range of only a few tens of milliseconds. This particularly fast asynchronous stopping not only excludes the collision, but it can also be performed with a very short-term auxiliary power supply, which is effected for example by capacitive or regenerative electrical energy buffering and thus in a very simple manner.
  • control device or the method are designed such that one of the two carriers, which will be referred to as the first carrier is rotated in the predetermined braking time to a stop in its stop position and the other, namely second carrier rotates longer than the first carrier ,
  • both the tube carrier drive, and the blade carrier drive in a first phase of the asynchronous braking operation path-time braking functions are impressed, ensure the collision-free disengagement, so the measure has been found to be particularly advantageous and appropriate in that, during the time until the first carrier stops, the second carrier is at least substantially further rotated with its synchronous rotational speed present when leaving the synchronous mode.
  • Particularly fast disengagement is achieved by the fact that the (first) carrier of the two carriers, which has a lower inertial mass, according to the invention asynchronously brought into its stop position, while continuing to rotate the other (second) carrier with a larger inertial mass and optionally expire without drive.
  • the second carrier is at least in the time after standstill of the first carrier for further rotation is set to a standstill in a non-powered state.
  • the tube carrier has a lower inertial mass than the knife carrier.
  • the tube carrier is first stopped.
  • the blade carrier which continues to rotate until later standstill, always remains outside with its knife cutting positions, ie at a local and temporal offset from the tube cutting positions.
  • the two cutting tools do not encounter each other in the asynchronous braking operation according to the invention.
  • the angle (travel) time function curve of the braking curve can be chosen so that the first carrier, which is first brought to a standstill, within one to a maximum of five cuts, which stir the blades, and expediently within of three such cuts can be stopped without collision without collision.
  • the first carrier is then stopped with an angle-time function course such that the knives, until the stop position of the first carrier is reached, perform at least one and at most five cuts without collision without collision.
  • a particularly advantageous method according to the invention or correspondingly connected control device consists in that only one tube passes its cutting position after the occurrence of the braking event, whereas all subsequent tubes reach their stop positions before they reach their cutting positions. This achieves maximum collision protection.
  • a cutting device is provided, the knife carrier has two arranged at a circumferential distance of 180 ° knife and the tube support four arranged at a circumferential distance of 90 ° tubes.
  • a machine equipped (cutting device) allows a stopping time of the tube carrier (first carrier) of z. B. about 36 ms at a machine speed of 20,000 cigarettes / minute.
  • the machine is a double-strand machine.
  • the inventive angle (travel) time braking function of the first brought to a standstill (first) carrier and optionally also a corresponding brake function of the other (second carrier) can be inventively in Set up adjustment to the equipment of the carrier.
  • control device can be equipped with a means which, depending on the adjustable synchronous rotational speed of the carriers and the number ratio of blades to tubes, which are arranged as corresponding cutting tools respectively on the two carriers for cutting at least one associated strand, an associated angle (Distance) time braking function of the at least one carrier generated.
  • the start of the braking time of at least the first carrier may suitably begin at a rotational angle of the carrier to be braked, which is defined and determined in relation to a common cut occurring immediately after the shutdown signal.
  • a procedural measure then consists in that the asynchronous braking operation of the first carrier with a defined braking course is started at a defined angle of rotation of this carrier.
  • the defined starting angle of rotation for the braking function of the rotation angle, which occurs at the first carried out in time after triggering the shutdown signal regular, executed jointly with tube and knife cut.
  • the cutting device comprises at least one locking element, which is between a unlocking position and in at least one carrier (knife carrier or tube support) engaging locking position, which secures the carrier (knife carrier or tube support) against free rotation, and set resettable.
  • a preferred measure is that the first carrier initially brought into its stop position is locked to the machine base frame.
  • the second carrier for example, comes to a standstill after a time that several times larger, z. B. is at least about ten times greater than the braking time of the first carrier can be locked in its stop position on the machine frame.
  • the locked stop positions can be used to perform a basic test for testing the drive axles and the lock.
  • the voltage or supply switching time is selected to be at least twice as long as the braking time of the carrier first brought to a standstill, and preferably at least ten times as large.
  • the shutdown signal is expediently generated as a result of a regular shutdown of the cutting device defining the shutdown event.
  • the shutdown method can be performed or the associated controller can be set up so that the asynchronous braking operation leaving synchronous operation of the direct drives takes place only when the knife carrier and the tube carrier have been braked to reduced rotational speed in synchronous operation.
  • the cutting device is designed as a machine of the tobacco-processing industry for cutting at least one conveyed strand into a plurality of rod-shaped articles.
  • cigarettes are manufactured from tobacco sticks, namely sections cut from tobacco rods 9, 9 'that are twice as long.
  • the tobacco rod 9 or 9 ' is fed continuously and at constant speed in the conveying direction F.
  • the tobacco sticks 91 and 91 '(not shown) are separated by the cutting device 1 and then transferred to an intermediate conveyor, namely to a so-called spider, not shown.
  • a spider is for example off DE 10 2004 013 972 A1 known.
  • filters are cut instead of tobacco sticks.
  • the cutting device 1 is formed according to the invention in a special way. With the cutting device 1 described in the exemplary embodiment, it is possible to carry out particular method steps according to the invention for decommissioning the cutting device, in particular by means of an emergency shutdown in the event of a malfunction.
  • the cutting device 1 is a cutting machine that is equipped with a machine base 11, which may be part of a machinery.
  • the base of the machine base frame 11 forms a machine bed not shown in detail in the drawing.
  • frame, frame and housing parts which form a mechanically fixed, stationary unit with the machine bed or the machine base frame provided with the reference numeral 11. Construction and machine parts that are fixedly arranged with the machine base frame 11 as a bearing or counter system are referred to as fixed to the frame.
  • Fig. 1 to 3 are essential components and units of the cutting device 1 can be seen.
  • a control device 8 and, connected to it in electrical circuit, a voltage supply circuit 80 and a control circuit 81, which are set up, designed and prepared according to the invention for carrying out the method steps according to the invention, in conjunction with means of the machine only in the schematic drawing Fig. 4 shown.
  • the cutting device is designed to convey the two tobacco rods 9, 9 'along a conveying path 14 lying in the horizontal plane 140.
  • the tobacco strands 9, 9 ' are only indicated and shown in dashed lines.
  • a blade device 2 of the cutting device 1 is arranged below the conveying plane 140.
  • the knife device 2 comprises a drum-like blade carrier 20 which is driven in rotation and carries at a circumferential distance of 180 ° (blade spacing ⁇ ) non-rotatably attached blades 21, 22.
  • the knife carrier 20 is rotatably mounted about a fixed axis of rotation 12.
  • a tube device 3 of the cutting device 1 is arranged.
  • This comprises a rotatably driven tube carrier 30, the four pairs of parallel tubes 31 to 34 and 31 'to 34' (34 'is in Fig. 2 covered).
  • the tube pairs are arranged at the same circumferential distance of 90 ° (tube spacing ⁇ / 2) on the rotatable about a fixed axis of rotation 13 tube support 30.
  • Each tube is U-shaped in cross-section and formed with a through-passage 35 passing transversely through its U-legs.
  • the tubes comprise the tobacco rod 9 or 9 'from above and with the legs laterally, if they correspond in common cutting positions with the knives 21, 22 for carrying out separating cuts, ie contact the knives without cutting.
  • the tobacco rod 9 or 9 ' is guided and held against.
  • the one group of tubes 31 to 34 forms one in the view of Fig. 1 and 2 rear tube rim, which is associated with the tobacco rod 9.
  • the tube carrier 30 is shown for simplicity of illustration only with the tubes 31 to 34.
  • the second group of tubes 31 'to 34' forms as shown Fig. 1 and 2 it can be seen, a front tube rim, which is associated with the second tobacco rod 9 '.
  • the tubes of the tube pairs 31/31 'to 34/34' run with driven tube carrier 30 in the direction of R3 to run paths determined by circular paths (circular path 300 in Fig. 5 ).
  • the knives 21, 22 of the driven knife carrier 20 run on a path 200 determined by a circular path in the direction R2.
  • the knife carrier 20 and the tube support 30 rotate about the fixed axes of rotation 12, 13, which are in a fixed vertical orientation transverse to each other.
  • the rotary axes 12, 13 correspond to motor axes of individual drives forming motor direct drives 4, 5 for the knife carrier 20 and the tube support 30.
  • the direct drives 4, 5, which are designed for example as servomotors, are fixed to the frame connected to the machine base frame 11 so that the axes of rotation 12, 13 are also in a fixed orientation with respect to the machine base frame 11.
  • the direct drives 4, 5 allow a relatively simple format change, so settings for changing the cutting length and / or adaptation to the diameter of the tobacco sticks.
  • each of the fixed orientation of the axes of rotation 12, 13 is changed and adjusted with respect to each other and on the machine base frame 11 with means not shown.
  • the tube pairs 31, 31 'to 34, 34' are held on their paths in parallel alignment with the strand 9 or 9 '.
  • the tube device 3 comprises in a known manner a gear 37, which is arranged on a gear carrier 371 and translational movement of the tubes 31 to 34, 31 'to 34' via pivot arms 372 controls.
  • the gear carrier is rotatably connected to the tube carrier 30.
  • the transmission can be designed, for example, as a planetary gear.
  • a planetary gear is for example off DE 10 2004 013 972 A1 known.
  • the blades 21, 22 and the tubes 31 to 34 correspond in the coincident cutting positions on the intersecting running paths 200, 300 regular cutting operation so synchronously operated that the knife 21 respectively through the through-hole 35 passes through the tubes 31, 33, while the knife 22, the tubes 32, 34 crosses.
  • the cutting cuts are carried out on the strand 9 in synchronous cutting-turning operation.
  • the knife carrier 20 is arranged in an inclined position such that the knives 21, 22 with adapted time and distance offset to the tubes 31 to 34, the tubes 31 'to 34' intersect.
  • the knife 21 advances lower knife side first through the tube 31 and then through the tube 31 'across.
  • Fig. 4 illustrated electronic control device 8 controls via signal paths S1, S2, z.
  • the control device 8 is also set up so that they via signal paths S3, S4, z.
  • locking means controls, on the one hand lock the blade carrier 20 and the other hand, the tube support 30 successively in basic rotational positions.
  • control device 8 is also set up and connected to the rotary drives 4, 5 for the purpose of controlling the knife carrier 20 into two predetermined basic rotational positions, which are assigned to a defined position of the knife 21 or to a defined position of the knife 22. and can set the tube carrier 30 in four predetermined basic rotational positions, which are assigned to the positions of the tubes 31 to 34.
  • the control device 8 is connected via signal paths B1 and B2, z. B. signal lines, with rotary encoders 82, 83 connected, each detecting the rotational position, ie the rotational angle of the blade carrier 20 and the tube support 30 with respect to a machine base frame 11 defined rotational position.
  • Rotary positions of the carrier 20, 30 are detected not only for synchronization or for clock / interval control, but also according to the invention for decommissioning the cutting device 1.
  • the rotational positions for automatically inducing at least one mentioned basic rotational position can be used with locking.
  • the control device 8 is equipped with means known per se for controlling, namely with processor, memory and computer means and optionally logic modules that can be operated with software.
  • means known per se for controlling namely with processor, memory and computer means and optionally logic modules that can be operated with software.
  • 5 z. B. be set up a master-slave control logic.
  • the control device 8 is additionally equipped with the control circuit 81 for performing the decommissioning of the cutting device 1 according to the invention.
  • the control circuit 81 likewise comprises electrical control circuits and means known per se.
  • the cutting device 1 comprises the voltage supply circuit 80 which supplies voltage to the control device 8 (voltage V1), the blade device 2 (voltage V2) and the tube device 3 (voltage V3).
  • the locking means are particularly formed in the embodiment.
  • the knife device 2 is equipped with a knife carrier locking device 6.
  • This includes a frame-fixed bearing 65, which supports a locking element 66 along an axis 650 movable back and forth and this actuating movement via the signal path S3 controlling drive.
  • the drive of the knife carrier locking device 6 can be realized for example by a pneumatic actuator 67.
  • the bearing 65 is shown in the manner of a yoke, which receives the locking element 66 in the form of a reciprocable locking pin or pin 661.
  • the knife carrier Vernegelungs founded further comprises frontally open locking holes 61, 62 which are formed in the knife carrier 20 as through holes, in the circumferential angular distance of 180 ° in a fixed assignment to the blades 21, 22.
  • the blade carrier 20 is freely rotatable in both directions.
  • the locking pin 661 and each locking hole 61, 62 are in the locked state each in a defined game clearance. Every clearance is such that the blade carrier 20 in the locking seat of the locking pin in accordance with the game by the drive 4 is rotatable back and forth. Stops of the edge of the locking hole 61 and 62 against the locking pin 661 cause calibration stops, between each of which the game of clearance fits occurs.
  • the rotary encoder 82 can detect the rotational positions corresponding to the stops.
  • the knife carrier locking device 6 is equipped with a sensor 84 which is connected via a signal path B3, z. B. a signal line is connected to the controller 8.
  • the sensor 84 is set up in conjunction with the control device 8 so that the functionally correct automatic operation of the knife carrier locking element 66 can be checked.
  • a tube carrier locking device 7 forms the locking means of the tube device 3.
  • the tube carrier locking device 7 is provided in the embodiment with corresponding components and functions as the knife carrier locking device 6.
  • a locking element 76 is mounted along an axis 750 in a bearing 75 by means of a pneumatic actuator 77 movable back and forth.
  • the bearing 75 is fixed to the frame 11 with the machine base frame.
  • the locking element 76 is a locking bolt or pin 761. This is associated with four locking holes 71 to 74, which are open on the front side of the tube support 30 and formed as through holes.
  • the locking holes 71 to 74 are spaced at a circumferential angular distance of 90 °, according to their associated tubes 31 to 34.
  • Four locked basic rotational positions each include a clearance fit between the locking pin 761 and thus each engaged locking hole.
  • a double-sided locking stop is used to grasp the play of the lock.
  • the braking method according to the invention which is controlled in the exemplary embodiment by the control device 8 in conjunction with the control circuit 81 and the voltage supply circuit 80, is based on the diagrams of Fig. 6 and 7 described in more detail.
  • the knife carrier 20 which has a larger mass of inertia than the tube carrier 30, performs 5,000 cuts per minute. This corresponds to the in Fig.1 to 3 illustrated two-strand cigarette machine 20,000 cigarettes per minute. As a result, every 12 ms is a cut, as based on the Fig. 6 and 7 is shown.
  • the upper path-time diagram in Fig. 6 represents, according to the synchronous cutting operation, the time occurrence of the knives 21, 22 at intervals of 12 ms each time after half a revolution (corresponding blade distance in radians ⁇ ).
  • the knife carrier 20 rotates uniformly at a constant angular (rotational) speed.
  • the cutting positions of the knives 21, 22 each occur at the top of the blade carrier 20 (twelve o'clock position).
  • the blade spacing has been selected as normalized to one way unit.
  • one revolution of the knife carrier 20 corresponds to two travel units.
  • the lower path-time diagram in Fig. 6 represents the barrel of the tube carrier 30. This is shown in a time window TW from 0 to 36 ms, in synchronism with the knife carrier 20. That is, the tubes 34, 31, 32, 33, which are their cutting positions at the bottom vertex of Run through the tube carrier 30 (six o'clock position), meet the knives 20, 21 there for cutting. In synchronous operation, each cutting position occurs after a 1 ⁇ 4 turn (radian ⁇ / 2) of the tube support 30.
  • the path of the tubes applied over time is represented as the path unit with the tube distance normalized to one. In the exemplary embodiment, one revolution of the tube carrier 30 corresponds to four path units.
  • Fig. 6 Normalized path units of the paths, whose curves are plotted one above the other over the periodic time periods, allow a simple representation also for other knife or tube numbers.
  • the two carriers 20, 30 are decoupled by rapid braking, wherein the tube support 30 in a defined braking time BT to a standstill in the in Fig. 4 and 5 shown stop and lock position SP should arrive.
  • This is set up and it is controlled by the control device 8 so controlled that the tube 31 is in the direction of R3 with one-eighth of the tube distance before the six o'clock position (cutting position), while the tube 34 in the direction of R3 one-eighth of Tube distance is behind the cutting position.
  • the knife carrier 20 is located in the intermediate position in the middle, ie at the same distance from the two stationary tubes 31, 34th
  • the control circuit 81 in conjunction with the voltage supply circuit 80 performs a number of other controls and functions for braking.
  • the control circuit 81 upon the occurrence of the shutdown signal OS, drives the voltage supply circuit 80, which is connected in conjunction with the drives 4, 5 so as to maintain an intermediate voltage supply.
  • This control can be omitted if the supply circuit 80 has a voltage buffering at power / mains failure automatically causing wiring and the malfunction is accompanied by the power interruption.
  • a duration of 500 ms the control device 8, the drives 4, 5 and the locking devices 6, 7 acted upon by the brake operation sufficient voltage V1, V2 and V3.
  • This auxiliary voltage supply is expediently generated in a manner known per se by means of electrical energy buffering immediately after the voltage has been switched off.
  • each tube undergoes linear four tube intervals (4 x ⁇ / 2) from section to section.
  • the braking curve of the tube support 30 is provided so that the braking distance of each tube 1.5 tube distances (path units) is. This results in the matrix or field of in Fig. 7 illustrated tubes.
  • a particularly advantageous measure of the invention is that the tube carrier 30 is stopped so that each tube 31 to 34 at least in a final phase of deceleration travels only a path with less than one tube-path unit, ie less than a tube distance. This way is advantageous 0.5 (half the tube distance).
  • the described central position of the knife carrier 20 between the tubes 31, 34 is achieved.
  • the barrel of the tube carrier 30 has already been braked so much that the tube 34, the six o'clock position of the tube carrier 30 (horizontal zero line in Fig. 7 ) goes through at about 50 ms. How out Fig. 7 As can be seen, remain all tubes on their 1.5 tube distances amount braking distance outside of the free running during braking sections IV, V and VI of the knives 21, 22.
  • the control device 8 triggers the tube carrier locking device 7 by means of the control circuit 81.
  • the locking pin 761 engages in the locking hole 71, so that the tube carrier 30 is locked in the stop position SP and thus in a defined basic rotational position ( Fig. 4 and 5 ).
  • the knife carrier 20 in the exemplary embodiment initially continues to run at the original synchronous speed, so that cuts in the knife carrier 20 continue to be made at intervals of 12 ms occur.
  • the rotational speed of the blade carrier 20 is selectively maintained after the occurrence of the switch-off event and during the braking of the tube carrier 30 until it stops.
  • asynchronous braking operation is ensured in a simple manner by the brake curve in accordance with the number of knives, number of tubes and braking time in relation to the remaining as unchanged reference cutting positions of the blade carrier 20 is determined.
  • the further rotation only has to take place essentially with the synchronous rotation speed that is present when leaving synchronous operation.
  • a brake curve of the tube carrier 30 with a longer braking distance, for example with 3.5 tube spacings (path units) or even generally with more than one revolution of the tube carrier 30.
  • the braking curve is to be chosen so that the occurring during braking in the cuts of the knife carrier 20 tube field or its tubes are not in the area of contact with the knife cutting positions.
  • the tube carrier 30 After the tube carrier 30 is in its stop position SP, it no longer matters at what intervals the knives of the knife carrier, in the exemplary embodiment the knives 21, 22 of the knife carrier 20, occur in their cutting positions. The knives pass at a safe distance from the tubes exposed from their cutting positions.
  • a braking course is advantageously set up in such a way that it is braked in time to its standstill with the buffered voltage supply, which ends 500 ms after the disturbing event in the exemplary embodiment, so that it reaches a defined stop position.
  • this is the in Fig. 4 and 5 illustrated basic rotary position, which is locked with the blade carrier locking device 6 even before the end of the (auxiliary) power supply.
  • the locking pin 661 engages in the locking hole 62.
  • At least the basic rotational position of the blade carrier 20 and at least the basic rotational position of the tube carrier 30, the Fig. 4 and 5 are shown as the first basic rotational positions can be used advantageously and expediently as starting positions for a test operation when restarting the cutting device 1.
  • a base position of the blade carrier 20 and a base position of the tube carrier 30 with respect to the machine base frame 11 are expediently determined and set.
  • the knife carrier 20 is rotated back and forth so that the locking pin 661 comes to rest in accordance with a defined part of the game that exists between the locking pin 661 and the Vernagelungsloch 62.
  • a center position in the lock hole 62 is advantageously made.
  • the first basic rotational position of the tube carrier 30 can be tested and adjusted in a corresponding manner.
  • the actual existing game of clearance fit between the pin 761 and the Vernagelungsloch 71 is determined by back and forth turning of the tube support 30.
  • the tube support 30 is then rotated so that the locking pin 761 comes to lie centrally in the locking hole 71. These checks are controlled by means of the control device 8.
  • the central adjustments are preferably performed only when the controller 8 determines that each detected game sufficiently matches a predetermined game to the basic rotational position.
  • the knife carrier 20 can be brought for this purpose in the rotational position in which the locking pin 661 engages in the locking hole 61.
  • the tube carrier 30 can be brought into the basic rotational positions, in which the locking pin 761 engages in the associated locking holes 72, 73 and 74.
  • the commissioning of the cutting device 1 with assured collision freedom for establishing the synchronous operation is initiated.
  • the knife carrier with a defined braking curve it is also possible first to bring the knife carrier with a defined braking curve to a standstill.
  • disengagement according to the invention with optimum speed of the carrier with a smaller inertial mass, namely in the embodiment of the tube carrier 30, first brought to a standstill.
  • the progressions of the two carriers are designed and controlled so that within a very short time after the occurrence of a shutdown event common cutting positions of the two cutting tools (knife or tube) are safely left until complete standstill. In that regard, it comes in the first line to optimally short time of disengaging, while the time to standstill of both carriers is subordinate.

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Abstract

Eine Schneidvorrichtung (1) der Tabak verarbeitenden Industrie zum Schneiden wenigstens eines geförderten Strangs (9) in eine Vielzahl stabförmiger Artikel umfasst einen Messerträger (20) und einen Tubenträger (30) sowie eine Steuereinrichtung (8). Die Steuereinrichtung (8) ist derart eingerichtet und mit Drehantrieben (4, 5) der Träger (20, 30) verbunden, dass sie zur gesteuerten Außerbetriebnahme der im synchronen Schneidbetrieb arbeitenden Schneidvorrichtung (1) ein Abschaltsignal erzeugt und einen definierten asynchronen Bremsbetrieb auslöst und durchführt. Wenigstens einer (30) der beiden Träger (20, 30) wird in zugeordneter vorgegebener, mit Verlassen des Synchronbetriebs startender Bremszeit (BT) in eine vorgegebene Stoppposition (SP) gedreht, wobei sich Messer (21, 22) und Tube (31 bis 34) stets außerhalb ihrer gemeinsamen Schnittpositionen befinden. Die genannten Schritte zur Außerbetriebnahme der Schneidvorrichtung (1) werden nach erfindungsgemäßem Verfahren durchgeführt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum Schneiden wenigstens eines geförderten Strangs in eine Vielzahl stabförmiger Artikel, insbesondere Tabakstöcke, Filter od. dgl., umfassend ein Maschinengrundgestell, eine Messereinrichtung, gebildet durch einen rotierend angetriebenen, wenigstens ein radiales Messer tragenden, eine Drehachse aufweisenden Messerträger, eine Tubeneinrichtung, gebildet durch einen rotierend angetriebenen, wenigstens eine Schneidtube tragenden, eine Drehachse aufweisenden Tubenträger, direkte Drehantriebe des Messerträgers und des Tubenträgers, gebildet durch gestellfeste elektrische Motoren, und eine elektronische Steuereinrichtung, die mit den Drehantrieben zur Steuerung verbunden ist und deren Synchronbetrieb steuert. Die beiden Träger-Drehachsen befinden sich für jeweils ein eingestelltes Format in festgelegter Ausrichtung quer zueinander sowie in Bezug auf das Maschinengrundgestell. Das wenigstens eine Messer ist der wenigstens einen Schneidtube zugeordnet, die eine stützende Gegenanlage für den wenigstens einen geförderten Strang bildet und eine Schneidausnehmung zum kollisionsfreien Durchtritt des Messers aufweist, wenn im synchronen Schneid-Drehbetrieb Trennschnitte bei an sich kreuzenden Laufwegen zusammentreffenden gemeinsamen Schnittpositionen von Messer und Tube ausgeführt werden. Im synchronen Schneid-Drehbetrieb kreuzt jedes Messer wenigstens eine Tube. Je nach Untersetzung, das heißt einem kleiner als eins vorgesehenen Zahlenverhältnis von Messen/Tuben kreuzt ein und dasselbe Messer mehrere Tuben. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Außerbetriebnahme einer solchen Schneidvorrichtung.
  • Bekannte Schneidvorrichtungen der genannten Art sind mit einer elektrischen Steuereinrichtung ausgestattet, die zum synchronen Betrieb des Messerträgers und des Tubenträgers den Synchronbetrieb von Motoren steuern, die als Einzelantriebe mechanisch voneinander unabhängig sind ( EP 1 905 316 A2 ). Die Steuereinrichtung kann mit geeigneten Einstellungen genutzt werden, um Takt-/Zeitintervall-Änderungen zu kompensieren, die zum Beispiel durch Fertigungstoleranzen oder Verschleiß bedingt sind. Der Antrieb mit den gesteuerten Direktantrieben ist insbesondere bei der Außerbetriebnahme der Vorrichtung mit Kollisionsgefahr von Messern und Tuben verbunden. Die Gefahr besteht im Bereich des eigentlichen Schneidens. Tuben und Messer der bekannten Vorrichtung werden mit Sollbruchstellen versehen, die bei Kollisionen in Folge von Synchronisationsverlust brechen sollen. Eine besondere Kollisionsgefahr tritt bei Störungen, aber auch beim Abschalten des regulären Schneidbetriebs der Vorrichtung auf. Störungen und Betriebsausfall werden zum Beispiel durch Fehler im Antriebssystem, Ausfall von Netz-Versorgungsspannung, Fehler in der elektrischen Beschaltung und/- oder Betriebswidrigkeiten wie zum Beispiel offene Schutzhauben oder andere nicht ordnungsgemäße mechanische Betriebssituationen verursacht.
  • Der Erfindung liegt das Ziel zugrunde, Maßnahmen zur Außerbetriebnahme der Schneidvorrichtung vorzusehen, die die große Kollisionsgefahr beim Auftreten von Störungen, aber auch beim regulären Abschalten der Schneidvorrichtung beseitigen.
  • Das Ziel wird in Verbindung mit den Merkmalen der eingangs genannten Schneidvorrichtung dadurch erreicht, dass die Steuereinrichtung derart eingerichtet und mit den Drehantrieben des Messerträgers und des Tubenträgers zur Steuerung verbunden ist, dass sie zur gesteuerten Außerbetriebnahme der im synchronen Schneidbetrieb arbeitenden Schneidvorrichtung infolge wenigstens eines definierten Ereignisses ein Abschaltsignal erzeugt und mittels des Abschaltsignals einen definierten asynchronen Bremsbetrieb derart auslöst und durchführt, dass wenigstens einer der beiden Träger (Tubenträger bzw. Messerträger) in zugeordneter vorgegebener, mit Verlassen des Synchronbetriebs der Direktantriebe startender Bremszeit in eine vorgegebene Stoppposition gedreht wird, wobei sich Messer und Tube stets außerhalb ihrer gemeinsamen Schnittpositionen befinden.
  • Das Ziel wird auch durch ein besonderes Verfahren erreicht, das zur Außerbetriebnahme der Scheidvorrichtung durchgeführt wird. Erfindungsgemäß handelt es sich um ein Verfahren zur Außerbetriebnahme einer Schneidvorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum Schneiden wenigstens eines geförderten Strangs in eine Vielzahl stabförmiger Artikel, insbesondere Tabakstöcke, Filter od. dgl.. Die ein Maschinengrundgestell aufweisende Schneidvorrichtung ist ausgestattet mit einer Messereinrichtung, gebildet durch einen rotierend angetriebenen, wenigstens ein radiales Messer tragenden, eine Drehachse aufweisenden Messerträger mit einer Tubeneinrichtung, gebildet durch einen rotierend angetriebenen, wenigstens eine Schneidtube tragenden, eine Drehachse aufweisenden Tubenträger, mit jeweils durch einen gestellfesten elektrischen Motor gebildeten Direktantrieben des Messerträgers und des Tubenträgers sowie mit einer den Synchronbetrieb der Direktantriebe steuernden elektronischen Steuerungseinrichtung. Die beiden Drehachsen befinden sich in festgelegter Ausrichtung quer zueinander sowie in Bezug auf das Maschinengrundgestell; das wenigstens eine Messer in der wenigstens einen Schneidtube zugeordnet, die während der Trennschnitte eine stützende Gegenanlage für den wenigstens einen geförderten Strang bildet und eine Schneidausnehmung zum kollisionsfreien Durchtritt des Messers aufweist, wenn im synchronen Schneid-Drehbetrieb Trennschnitte bei an sich kreuzenden Laufwegen aufeinandertreffenden gemeinsamen Schnittpositionen von Messer und Tube ausgeführt werden. Zur gesteuerten, ohne Kollision von Messer und Tube bleibenden kollisionsfreien Außerbetriebnahme der im Synchron-Schneidbetrieb arbeitenden Schneidvorrichtung werden folgende Schritte durchgeführt:
    1. a) infolge wenigstens eines definierten Ereignisses wird ein Abschaltsignal erzeugt,
    2. b) das Abschaltsignal wird zum Auslösen eines definierten asynchronen Bremsbetriebs verwendet, der derart ist, dass wenigstens einer der beiden Träger (Tubenträger bzw. Messerträger) in zugeordneter vorgegebener, mit Verlassen des Synchronbetriebs der Direktantriebe startender Bremszeit in eine vorgegebene Stoppposition gedreht wird, wobei sich Messer und Tube stets außerhalb ihrer gemeinsamen Schnittpositionen befinden.
  • Das Abschaltsignal wird infolge eines Abschaltereignisses erzeugt, das insbesondere durch eine Betriebsstörung der Schneidvorrichtung, aber auch durch reguläres Ausschalten definiert wird. Für den erfindungsgemäßen asynchronen Bremsbetrieb ist es wesentlich, dass der Tubenträger und der Messerträger beim Auftreten des Abschaltsignals in kürzester Zeit ausgekuppelt werden. Unter Auskuppeln wird verstanden, dass zwischen den Antrieben von Messerträger und Tubenträger eine gezielte Drehdifferenz bewirkt wird, die derart ist, dass sich Messer und Tuben beim Weiterdrehen im Bremsbetrieb stets außerhalb ihrer gemeinsamen Schnittpositionen befinden. Durch die Steuerung wird veranlasst, dass Messer und Tuben ihre gemeinsamen Schnittpositionen des Synchronbetriebs augenblicklich verlassen und nicht mehr erreichen können. Dieses Auskuppeln schließt in kürzester Zeit eine Kollision aus. Die Zeit bis zum Anhalten (asynchrones Bremsen) des ersten von beiden Trägern soll im Bereich von nur einigen Zehn Millisekunden liegen. Dieses besonders schnelle asynchrone Anhalten schließt nicht nur die Kollision aus, sonders es kann auch mit einer ganz kurzfristigen Hilfs-Spannungsversorgung, die zum Beispiel durch kapazitive oder generatorische elektrische Energiepufferung und damit auf sehr einfache Weise bewirkt wird, ausgeführt werden.
  • Zweckmäßig sind die Steuereinrichtung bzw. das Verfahren derart gestaltet, dass einer der beiden Träger, der im Folgenden erster Träger genannt wird, in der vorgegebenen Bremszeit zum Stillstand in seine Stoppposition gedreht wird und der andere, nämlich zweite Träger zeitlich länger als der erste Träger dreht.
  • Wenngleich es denkbar ist, dass sowohl dem Tubenträger-Antrieb, als auch dem Messerträger-Antrieb in einer ersten Phase des asynchronen Bremsbetriebs Weg-Zeit-Bremsfunktionen aufgeprägt werden, die das kollisionsfreie Auskuppeln sicherstellen, so hat sich die Maßnahme als besonders vorteilhaft und zweckmäßig herausgestellt, dass der zweite Träger in der Zeit bis zum Stillstand des ersten Trägers zumindest im Wesentlichen mit seiner beim Verlassen des Synchronbetriebs vorhandenen synchronen Drehgeschwindigkeit weitergedreht wird.
  • Besonders schnelles Auskuppeln erreicht man dadurch, dass der (erste) Träger der beiden Träger, der eine geringere Trägheitsmasse aufweist, erfindungsgemäß asynchron in seine Stoppposition gebracht wird, während man den anderen (zweiten) Träger mit größerer Trägheitsmasse weiterdrehen und gegebenenfalls antriebslos auslaufen lässt. Allgemein kann es eine vorteilhafte Verfahrensmaßnahme sein, dass der zweite Träger wenigstens in der Zeit nach Stillstand des ersten Trägers zum Weiterdrehen bis zum Stillstand in antriebslosen Zustand versetzt wird.
  • In üblichen Schneidvorrichtungen der gattungsgemäßen Art weist der Tubenträger eine geringere Trägheitsmasse als der Messerträger auf. Zweckmäßig wird daher der Tubenträger zunächst gestoppt. Der bis zum späteren Stillstand weiterdrehende Messerträger bleibt mit seinen Messer-Schnittpositionen stets außerhalb, also in örtlichem und zeitlichem Versatz zu den Tube-Schnittpositionen. Allgemein begegnen die beiden Schnittwerkzeuge (Messer und Tube) im erfindungsgemäßen asynchronen Bremsbetrieb einander nicht.
  • Es ist gefunden worden, dass der Winkel (Weg)-Zeit-Funktionsverlauf der Bremskurve so gewählt werden kann, dass der erste Träger, der zunächst zum Stillstand gebracht wird, innerhalb von einem bis höchstens fünf Schnitten, die die Messer ausrühren, und zweckmäßig innerhalb von drei solchen Schnitten ohne Tubenbeteiligung kollisionsfrei angehalten werden kann. Verfahrensgemäß wird dann der erste Träger mit einem Winkel-Zeit-Funktionsverlauf derart angehalten, dass die Messer, bis die Stoppposition des ersten Trägers erreicht wird, wenigstens einen und höchstens fünf Schnitte kollisionsfrei ohne Tubenbeteiligung ausführen.
  • Eine besonders vorteilhafte erfindungsgemäße Verfahrensmaßnahme bzw. entsprechend geschaltete Steuereinrichtung besteht darin, dass nach dem Auftreten des Bremsereignisses nur eine Tube messerfrei ihre Schnittposition passiert, während hingegen alle nachfolgenden Tuben ihre Stopppositionen erreichen, bevor sie in ihre Schnittpositionen gelangen. Man erreicht damit einen maximalen Kollisionsschutz.
  • Insbesondere zum Beispiel in Fällen der genannten Ausgestaltungen wird eine Schneidvorrichtung vorgesehen, deren Messerträger zwei im Umfangsabstand von 180° angeordnete Messer und deren Tubenträger vier im Umfangsabstand von 90° angeordnete Tuben aufweist. Eine derart ausgestattete Maschine (Schneidvorrichtung) erlaubt eine Anhaltezeit des Tubenträgers (erster Träger) von z. B. ca. 36 ms bei einer Maschinengeschwindigkeit von 20.000 Zigaretten/Minute. Die Maschine ist eine Doppelstrangmaschine. Die erfindungsgemäße Winkel (Weg)-Zeit-Bremsfunktion des zuerst zum Stillstand gebrachten (ersten) Trägers und gegebenenfalls auch eine korrespondierende Bremsfunktion des anderen (zweiten Trägers) lässt sich erfindungsgemäß in Anpassung auf die Ausstattung der Träger einrichten. Gemäß einer Ausgestaltung kann die Steuereinrichtung mit einem Mittel ausgestattet sein, das in Abhängigkeit von einstellbarer synchroner Drehgeschwindigkeit der Träger und des Zahlenverhältnisses von Messern zu Tuben, die als korrespondierende Schneidwerkzeuge jeweils an den beiden Trägern zum Schneiden wenigstens eines zugeordneten Strangs angeordnet sind, eine zugeordnete Winkel (Weg)-Zeit-Bremsfunktion des wenigstens einen Trägers erzeugt.
  • Der Start der Bremszeit wenigstens des ersten Trägers kann zweckmäßig bei einem Drehwinkel des zu bremsenden Trägers beginnen, der in Bezug auf einen zeitlich unmittelbar nach dem Abschaltsignal auftretenden gemeinsamen Schnitt definiert und bestimmt wird. Eine Verfahrensmaßnahme besteht dann also darin, dass der asynchrone Bremsbetrieb des ersten Trägers mit definiertem Bremsverlauf bei einem definierten Drehwinkel dieses Trägers gestartet wird. Vorteilhaft ist der definierte Start-Drehwinkel für die Bremsfunktion der Drehwinkel, der bei dem ersten, zeitlich nach Auslösen des Abschaltsignals durchgeführten regulären, mit Tube und Messer gemeinsam ausgeführten Schnitt auftritt.
  • Vorteilhaft umfasst die Schneidvorrichtung wenigstens ein Verriegelungselement, das zwischen einer Entriegelungsposition und einer in wenigstens einen Träger (Messerträger bzw. Tubenträger) eingreifenden Verriegelungsposition, die den Träger (Messerträger bzw. Tubenträger) gegen freie Drehung sichert, hin- und hersetzbar eingereicht ist. Eine bevorzugte Maßnahme besteht darin, dass der zunächst in seine Stoppposition gebrachte erste Träger am Maschinengrundgestell verriegelt wird. Auch der zweite Träger, der zum Beispiel erst nach einer Zeit zum Stillstand gelangt, die mehrfach größer, z. B. wenigstens ca. zehn mal größer als die Bremszeit des ersten Trägers ist, kann in seiner Stoppposition am Maschinengestell verriegelt werden. Insbesondere lassen sich die verriegelten Stopppositionen nutzen, um eine Grundprüfung zum Test der Antriebsachsen und der Verriegelung durchzuführen.
  • Zweckmäßig ist in allen Fällen der erste Träger der Tubenträger.
  • Um den erfindungsgemäßen asynchronen Bremsvorgang zuverlässig in einer definierten kurzen Zeit durchzufiihren, innerhalb derer wenigstens der anzuhaltende erste Träger gestoppt wird, wird zweckmäßig beim Auftreten des Abschaltsignals eine temporäre (intermediäre) Versorgungsspannung mit begrenzter Spannungs-Schaltzeit (Dauer) erzeugt. Vorteilhaft wird die Spannungs- bzw. Versorgungs-Schaltzeit wenigstens zweimal so groß wie die Bremszeit des zuerst zum Stillstand gebrachten Trägers und vorzugsweise wenigstens zehnmal so groß gewählt.
  • Das Abschaltsignal wird zweckmäßig infolge eines das Abschaltereignis definierenden regulären Ausschaltens der Schneidvorrichtung erzeugt. Vorzugsweise kann das Abschalt-Verfahren durchgeführt bzw. kann die zugehörige Steuerung so eingerichtet werden, dass der den Synchronbetrieb der Direktantriebe verlassende asynchrone Bremsbetrieb erst erfolgt, wenn Messerträger und Tubenträger im Synchronbetrieb auf verringerte Drehgeschwindigkeit gebremst worden sind.
  • Unteransprüche sind auf die genannten und noch andere zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gerichtet. Besonders zweckmäßige und vorteilhafte Ausbildungsformen und -möglichkeiten der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung der in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Sämtliche in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln, als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein. Anhand von Ausführungsbeispielen einer erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung beschriebene Beispiele erfindungsgemäßer Verfahrensmaßnahmen sind auch mit jeder anderen Schneidvorrichtung durchführbar, die sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens betreiben lässt bzw. als solche eingerichtet ist. Es zeigen
    • Fig. 1
    in axonometrischer Längsansicht eine erfindungsgemäße Schneid- vorrichtung,
    Fig. 2
    eine axonometrische Ansicht der Schneidvorrichtung gemäß Fig. 1,
    Fig. 3
    ein Detail D aus Fig. 1,
    Fig. 4 und 5
    nach Art eines Block- und Funktionsdiagramms Bau- und Funk- tionseinheiten der Schneidvorrichtung gemäß Fig. 1 und
    Fig. 6 und 7
    Diagramme zum Darstellen des Bremsverlaufs des Tubenträgers.
  • Die erfindungsgemäße Schneidvorrichtung ist als Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie zum Schneiden wenigstens eines geförderten Strangs in eine Vielzahl stabförmiger Artikel ausgebildet. Insbesondere werden Zigaretten aus Tabakstöcken gefertigt, nämlich aus von Tabaksträngen 9, 9' geschnittenen Abschnitten, die doppelt lang sind. Der Tabakstrang 9 bzw. 9' wird fortlaufend und mit konstanter Geschwindigkeit in Förderrichtung F zugeführt. Die Tabakstöcke 91 und 91' (nicht dargestellt) werden durch die Schneidvorrichtung 1 abgetrennt und dann an einen Zwischenförderer übergeben, nämlich an eine nicht dargestellte sogenannte Spinne. Eine solche Spinne ist zum Beispiel aus DE 10 2004 013 972 A1 bekannt. An Stelle von Tabakstöcken werden zum Beispiel auch Filter geschnitten.
  • Die Schneidvorrichtung 1 ist erfindungsgemäß in besonderer Weise ausgebildet. Mit der im Ausführungsbeispiel beschriebenen Schneidvorrichtung 1 lassen sich besondere erfindungsgemäße Verfahrensschritte zum Außerbetriebnehmen der Schneidvorrichtung, insbesondere im Wege einer Notabschaltung im Störfall, durchführen.
  • Die Schneidvorrichtung 1 ist eine Schneidmaschine, die mit einem Maschinengrundgestell 11, das Bestandteil einer Maschinenanlage sein kann, ausgestattet. Die Basis des Maschinengrundgestells 11 bildet ein in der Zeichnung nicht näher dargestelltes Maschinenbett. Für die Zwecke der Beschreibung des Ausführungsbeispiels werden Gestell-, Rahmen- und Gehäuseteile, die mit dem Maschinenbett bzw. dem Maschinengrundgestell eine mechanisch feste, stationäre Einheit bilden mit dem Bezugszeichen 11 versehen. Bau- und Maschinenteile, die mit dem Maschinengrundgestell 11 als Lager oder Gegenanlage fest angeordnet sind, werden als gestellfest bezeichnet.
  • Aus Fig. 1 bis 3 sind wesentliche Bauteile und Aggregate der Schneidvorrichtung 1 ersichtlich. Allerdings sind eine Steuereinrichtung 8 und, damit in elektrischer Schaltung verbunden, eine Spannungs-Versorgungsschaltung 80 sowie eine Steuerschaltung 81, die erfindungsgemäß zum Durchführen der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte eingerichtet, ausgebildet und vorbereitet sind, in Verbindung mit Einrichtungen der Maschine nur in der schematischen Zeichnung Fig. 4 dargestellt.
  • Gemäß Fig. 1 bis 3 ist die Schneidvorrichtung im Ausführungsbeispiel zum Fördern der beiden Tabakstränge 9, 9' längs eines in horizontaler Ebene 140 liegenden Förderweges 14 ausgebildet. Die Tabakstränge 9, 9' sind nur angedeutet und gestrichelt dargestellt. Unterhalb der Förderebene 140 ist eine Messereinrichtung 2 der Schneidvorrichtung 1 angeordnet. Die Messereinrichtung 2 umfasst einen rotierend angetriebenen, trommelartigen Messerträger 20, der im Umfangsabstand von 180° (Messerabstand π) drehfest an ihm befestigte Messer 21, 22 trägt. Der Messerträger 20 ist um eine feste Drehachse 12 drehbar gelagert.
  • Auf der anderen, der Messereinrichtung 2 gegenüberliegenden Seite der Förderebene 140 ist eine Tubeneinrichtung 3 der Schneidvorrichtung 1 angeordnet. Diese umfasst einen rotierend angetriebenen Tubenträger 30, der vier Paare parallele Tuben 31 bis 34 bzw. 31' bis 34' (34' ist in Fig. 2 verdeckt) trägt. Die Tubenpaare sind in gleichem Umfangsabstand von 90° (Tubenabstand π/2) an dem um eine feste Drehachse 13 drehbaren Tubenträger 30 angeordnet. Jede Tube ist im Querschnitt U-förmig und mit einer durch ihre U-Schenkel quer hindurchgehenden Durchgangsausnehmung 35 ausgebildet. Die Tuben umfassen den Tabakstrang 9 bzw. 9' von oben und mit den Schenkeln seitlich, wenn sie in gemeinsamen Schnittpositionen mit den Messern 21, 22 zum Ausführen von Trennschnitten korrespondieren, sich also mit den Messern zum Schnitt berührungsfrei begegnen. Der Tabakstrang 9 bzw. 9' wird geführt und gegengehalten.
  • Die eine Gruppe von Tuben 31 bis 34 bildet einen in der Ansicht der Fig. 1 und 2 rückseitigen Tubenkranz, der dem Tabakstrang 9 zugeordnet ist. In der schematischen Zeichnung der Fig. 4 und 5 ist der Tubenträger 30 zur Vereinfachung der Darstellung nur mit den Tuben 31 bis 34 dargestellt. Die zweite Gruppe Tuben 31' bis 34' bildet, wie dies aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, einen vorderseitigen Tubenkranz, der dem zweiten Tabakstrang 9' zugeordnet ist.
  • Die Tuben der Tubenpaare 31/ 31' bis 34/34' laufen bei angetriebenem Tubenträger 30 in Richtung R3 auf durch Kreisbahnen bestimmten Laufwegen um (Kreisbahn 300 in Fig. 5). Die Messer 21, 22 des angetriebenen Messerträgers 20 laufen auf einem durch eine Kreisbahn bestimmten Laufweg 200 in Richtung R2 um. Der Messerträger 20 und der Tubenträger 30 drehen um die festen Drehachsen 12, 13, die sich in festgelegter senkrechter Ausrichtung quer zueinander befinden. Die Drehachsen 12, 13 entsprechen Motorachsen von Einzelantriebe bildenden motorischen Direktantrieben 4, 5 für den Messerträger 20 bzw. den Tubenträger 30. Die Direktantriebe 4, 5, die zum Beispiel als Servomotoren ausgeführt sind, sind gestellfest mit dem Maschinengrundgestell 11 verbunden, so dass sich die Drehachsen 12, 13 auch in festgelegter Ausrichtung in Bezug auf das Maschinengrundgestell 11 befinden.
  • Die Direktantriebe 4, 5 erlauben einen relativ einfachen Formatwechsel, also Einstellungen zum Ändern der Schnittlänge und/oder zur Anpassung an Durchmesser der Tabakstöcke. Nach Maßgabe gewünschter Schnittlänge bzw. erforderlicher Anpassung wird jeweils die festgelegte Ausrichtung der Drehachsen 12, 13 in Bezug aufeinander und auf das Maschinengrundgestell 11 mit nicht dargestellten Mitteln verändert und eingestellt.
  • Die Tubenpaare 31, 31' bis 34, 34' werden auf ihren Laufwegen in paralleler Ausrichtung zu dem Strang 9 bzw. 9' gehalten. Zu diesem Zweck umfasst die Tubeneinrichtung 3 in bekannter Weise ein Getriebe 37, das an einem Getriebeträger 371 angeordnet ist und translatorische Bewegung der Tuben 31 bis 34, 31' bis 34' über Schwenkarme 372 steuert. Der Getriebeträger ist drehfest mit dem Tubenträger 30 verbunden. Das Getriebe kann zum Beispiel als Planetenradgetriebe ausgeführt sein. Ein solches Planetenradgetriebe ist zum Beispiel aus DE 10 2004 013 972 A1 bekannt.
  • Wie man besonders deutlich den Fig. 2 und 5 entnimmt, kreuzen sich die Laufwege der Messer 21, 22 und der Tuben 31 bis 34. Die Messer 21, 22 und die Tuben 31 bis 34 korrespondieren in den zusammentreffenden Schnittpositionen auf den sich kreuzenden Laufwegen 200, 300. Die Direktantriebe 4, 5 werden zum regulären Schneidbetrieb derart synchron betrieben, dass das Messer 21 jeweils durch die Durchgangsausnehmung 35 hindurch die Tuben 31, 33 kreuzt, während das Messer 22 die Tuben 32, 34 kreuzt. In diesen gemeinsamen Schnittpositionen von Messer 21, 22 und Tube 31 bis 34 werden im synchronen Schneid-Drehbetrieb die Trennschnitte am Strang 9 ausgeführt.
  • Gleichermaßen wie an dem Strang 9 erfolgen Trennschnitte an dem parallelen Strang 9'. Gemäß Fig. 1 bis 3 ist der Messerträger 20 in Schrägstellung derart angeordnet, dass die Messer 21, 22 mit angepasstem Zeit- und Wegversatz zu den Tuben 31 bis 34 die Tuben 31' bis 34' kreuzen. Zum Beispiel tritt das Messer 21 mit niedriger Messerseite voraus zunächst durch die Tube 31 und dann durch die Tube 31' quer hindurch.
  • Die folgende Beschreibung erfolgt vorrangig anhand der Fig. 4 und der Fig. 5 (Ansicht A in Fig. 4).
  • Die in Fig. 4 dargestellte elektronische Steuereinrichtung 8 steuert über Signalwege S1, S2, z. B. Signalleitungen, den Synchronbetrieb der Direktantriebe 4, 5. Die Steuereinrichtung 8 ist zudem derart eingerichtet, dass sie über Signalwege S3, S4, z. B. Signalleitungen, Verriegelungsmittel steuert, die einerseits den Messerträger 20 und andererseits den Tubenträger 30 aufeinanderfolgend in Grund-Drehstellungen verriegeln.
  • Die Steuereinrichtung 8 ist im Ausführungsbeispiel auch derart eingerichtet und mit den Drehantrieben 4, 5 zur Steuerung verbunden, dass sie den Messerträger 20 in zwei vorgegebene Grund-Drehstellungen, die einer definierten Position des Messers 21 bzw. einer definierten Position des Messers 22 zugeordnet sind, und den Tubenträger 30 in vier vorgegebene Grund-Drehstellungen setzen kann, die den Positionen der Tuben 31 bis 34 zugeordnet sind.
  • Die Steuereinrichtung 8 ist über Signalwege B1 und B2, z. B. Signalleitungen, mit Drehgebern 82, 83 verbunden, die jeweils die Drehstellung, also den Drehwinkel des Messerträgers 20 bzw. des Tubenträgers 30 in Bezug auf eine zum Maschinengrundgestell 11 definierte Drehposition erfassen. Drehstellungen der Träger 20, 30 werden nicht nur zum Synchronisieren bzw. zur Takt-/Intervallsteuerung erfasst, sondern erfindungsgemäß auch zum Außerbetriebnehmen der Schneideinrichtung 1. Zudem können die Drehstellungen zum selbsttätigen Herbeiführen wenigstens einer erwähnten Grund-Drehstellung mit Verriegelung verwendet werden.
  • Die Steuereinrichtung 8 ist mit an sich bekannten Mitteln zum Steuern ausgestattet, nämlich mit Prozessor-, Speicher- und Rechnermitteln und gegebenenfalls Logikmodulen, die mit Software betrieben werden können. Zur synchronen Antriebssteuerung der Direktantriebe 4, 5 kann z. B. eine Master-Slave-Steuerlogik eingerichtet sein.
  • Die Steuereinrichtung 8 ist zusätzlich mit der Steuerschaltung 81 zum Durchführen der erfindungsgemäßen Außerbetriebnahme der Schneideinrichtung 1 ausgestattet. Die Steuerschaltung 81 umfasst gleichfalls an sich bekannte elektrische Steuerschaltungen und -mittel. Schließlich umfasst die Schneideinrichtung 1 die Spannungs-Versorgungsschaltung 80, die die Steuereinrichtung 8 (Spannung V1), die Messereinrichtung 2 (Spannung V2) und die Tubeneinrichtung 3 (Spannung V3) mit Spannung zum Betrieb versorgt.
  • Die Verriegelungsmittel sind im Ausführungsbeispiel besonders ausgebildet. Die Messereinrichtung 2 ist mit einer Messerträger-Verriegelungseinrichtung 6 ausgestattet. Diese umfasst ein gestellfestes Lager 65, das ein Verriegelungselement 66 längs einer Achse 650 hin und her bewegbar lagert sowie einen diese Stellbewegung über den Signalweg S3 steuernden Antrieb. Der Antrieb der Messerträger-Verriegelungseinrichtung 6 kann zum Beispiel durch einen pneumatischen Stellantrieb 67 verwirklicht sein.
  • In der Darstellung gemäß Fig. 4 und 5 ist das Lager 65 nach Art eines Joches dargestellt, das das Verriegelungselement 66 in Form eines hin und her setzbaren Verriegelungsstiftes oder-bolzens 661 aufnimmt. Die Messerträger-Vernegelungseinrichtung umfasst weiterhin stirnseitig offene Verriegelungslöcher 61, 62, die in dem Messerträger 20 als Durchgangslöcher ausgebildet sind, und zwar im Umfangswinkel-Abstand von 180° in fester Zuordnung zu den Messern 21, 22. Zum Verriegeln greift der Verriegelungsstift 661 in das Loch 61 bzw. 62 ein. In entriegelter, aus dem Verriegelungsloch 61 bzw. 62 vollständig zurückgezogener Position ist der Messerträger 20 in beide Richtungen frei drehbar.
  • Der Verriegelungsstift 661 und jedes Verriegelungsloch 61, 62 befinden sich im Verriegelungszustand jeweils in einer definiert eingerichteten Spielpassung. Jede Spielpassung ist derart, dass der Messerträger 20 im Verriegelungssitz des Verriegelungsstifts nach Maßgabe des Spiels durch den Antrieb 4 motorisch hin und her drehbar ist. Anschläge des Randes des Verriegelungsloches 61 bzw. 62 gegen den Verriegelungsstift 661 bewirken Kalibrierstopps, zwischen denen jeweils das Spiel der Spielpassung auftritt. Der Drehgeber 82 kann den Stopps entsprechende Drehstellungen erfassen.
  • Die Messerträger-Verriegelungseinrichtung 6 ist mit einem Sensor 84 ausgestattet, der über einen Signalweg B3, z. B. eine Signalleitung, mit der Steuereinrichtung 8 verbunden ist. Der Sensor 84 ist in Verbindung mit der Steuereinrichtung 8 so eingerichtet, dass damit der funktionsgerechte automatische Betrieb des Messerträger-Vernegelungselements 66 geprüft werden kann.
  • Eine Tubenträger-Verriegelungseinrichtung 7 bildet das Verriegelungsmittel der Tubeneinrichtung 3. Die Tubenträger-Verriegelungseinrichtung 7 ist im Ausführungsbeispiel mit entsprechenden Bauelementen und Funktionen wie die Messerträger-Vernegelungseinrichtung 6 ausgestattet.
  • Ein Verriegelungselement 76 ist längs einer Achse 750 in einem Lager 75 mittels eines pneumatischen Stellantriebs 77 hin und her bewegbar gelagert. Das Lager 75 ist mit dem Maschinengrundgestell 11 gestellfest. Das Verriegelungselement 76 ist ein Verriegelungsbolzen oder-stift 761. Diesem sind vier Verriegelungslöcher 71 bis 74 zugeordnet, die an dem Tubenträger 30 stirnseitig offen und als Durchgangsbohrungen ausgebildet sind. Die Verriegelungslöcher 71 bis 74 sind im Umfangswinkel-Abstand von 90° beabstandet, und zwar entsprechend den ihnen zugeordneten Tuben 31 bis 34. Zu vier verriegelten Grund-Drehstellungen gehört jeweils eine Spielpassung zwischen dem Verriegelungsstift 761 und dem damit jeweils im Eingriff befindlichen Verriegelungsloch. Ein doppelseitiger Verriegelungsanschlag wird verwendet, um das Spiel der Verriegelung zu erfassen.
  • Das erfindungsgemäße Bremsverfahren, das im Ausführungsbeispiel durch die Steuereinrichtung 8 in Verbindung mit der Steuerschaltung 81 und der Spannungs-Versorgungsschaltung 80 gesteuert wird, wird anhand der Diagramme der Fig. 6 und 7 näher beschrieben.
  • Im Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass der Messerträger 20, der eine größere Trägheitsmasse als der Tubenträger 30 aufweist, 5.000 Schnitte pro Minute ausführt. Das entspricht bei der in Fig.1 bis 3 dargestellten Zweistrang-Zigarettenmaschine 20.000 Zigaretten pro Minute. Infolge dessen erfolgt alle 12 ms ein Schnitt, wie dies anhand der Fig. 6 und 7 dargestellt ist.
  • Das obere Weg-Zeit-Diagramm in Fig. 6 repräsentiert nach Maßgabe des synchronen Schneidbetriebs das zeitliche Auftreten der Messer 21, 22 im Abstand von 12 ms jedes Mal nach einer halben Umdrehung (entsprechend Messerabstand im Bogenmaß π). Der Messerträger 20 dreht gleichförmig mit konstanter Winkel-(Dreh-)Geschwindigkeit. Die Schnittpositionen der Messer 21, 22 treten jeweils am oberen Scheitel des Messerträgers 20 (Zwölf-Uhr-Position) auf. Für den über der Zeit aufgetragenen, im Ausführungsbeispiel linearen Laufweg ist der Messerabstand als auf Eins normierte Wegeinheit gewählt worden. Im Ausführungsbeispiel entspricht eine Umdrehung des Messerträgers 20 zwei Wegeinheiten.
  • Das untere Weg-Zeit-Diagramm in Fig. 6 repräsentiert den Lauf des Tubenträgers 30. Dieser befindet sich, dargestellt in einem Zeitfenster TW von 0 bis 36 ms, im Synchronlauf mit dem Messerträger 20. Das heißt, dass die Tuben 34, 31, 32, 33, die ihre Schnittpositionen am unteren Scheitel des Tubenträgers 30 (Sechs-Uhr-Position) durchlaufen, den Messern 20, 21 dort zum Schnitt begegnen. Im Synchronbetrieb tritt jede Schnittposition nach einer ¼-Drehung (Bogenmaß π/2) des Tubenträgers 30 auf. Der über der Zeit aufgetragene Laufweg der Tuben wird mit dem auf Eins normierten Tubenabstand als Wegeinheit dargestellt. Im Ausführungsbeispiel entspricht eine Umdrehung des Tubenträgers 30 vier Wegeinheiten.
  • Die gemäß Fig. 6 normierten Wegeinheiten der Laufwege, deren Kurven übereinander über den periodischen Zeitabschnitten aufgetragen sind, erlauben eine einfache Darstellung auch für andere Messer- bzw. Tubenzahlen. Allgemein erhält man eine erfindungsgemäße Weg-Weg-Funktion, in der die Zeitdimension in dem Sinne eliminiert ist, dass die Schnittpositionen (Schnitte) beider Träger 20, 30 für jede Geschwindigkeit bzw. für jeden Zeitlauf in Bezug aufeinander dargestellt werden. Vom Zeitpunkt des Bremsens (t = BS) an dürfen die Schnitte der beiden Kurven in Fig. 6 nicht auf deckungsgleiche Schnitt-Vertikallinien SVL fallen.
  • In Bezug auf das Ausführungsbeispiel soll angenommen werden, dass bei 12 ms der Synchronschnitt des Messers 21 mit der Tube 31 stattfindet, wie dies in Fig. 4 und 5 mit der Position I strichpunktiert dargestellt ist. Es folgen dann bei den Positionen II und III die Messer/Tube-Synchronschnitte 22/32 und 21/33.
  • Zur Außerbetriebnahme der im Synchronbetrieb befindlichen Schneideinrichtung 1 werden die beiden Träger 20, 30 durch Schnellbremsung entkuppelt, wobei der Tubenträger 30 in definierter Bremszeit BT zum Stillstand in die in Fig. 4 und 5 dargestellte Stopp-und Verriegelungsposition SP gelangen soll. Diese ist derart eingerichtet und sie wird von der Steuereinrichtung 8 derart gesteuert bewirkt, dass sich die Tube 31 in Laufrichtung R3 mit einem Achtel des Tubenabstandes vor der Sechs-Uhr-Position (Schnittposition) befindet, während die Tube 34 in Richtung R3 ein Achtel des Tubenabstandes hinter der Schnittposition steht. Der Messerträger 20 befindet sich in Zwischenposition mittig, d.h. in gleichem Abstand von den beiden stehenden Tuben 31, 34.
  • Es wird zur beispielhaften Erläuterung der Fall betrachtet, dass in dem Zeitfenster TW bei t = SE = 28 ms infolge einer Betriebsstörung, eines Not-Aus-Ereignisses oder eines anderen Ereignisses zeitgleich ein Abschaltsignal OS erzeugt wird, das die Steuerschaltung 81 ansteuert. Die Steuerschaltung 81 ist so vorbereitet und eingerichtet, dass, beginnend zu dem Zeitpunkt t = BS, zu dem der der Störung nächstfolgende Synchronschnitt bei III noch ausgeführt wird, der Tubenträger 30 gemäß einer vorgesehenen Weg-Zeit-Funktion mit Bremszeit BT = 36 ms in die Stoppposition SP zum Stillstand gebracht wird, und zwar gemäß der aus Fig. 6 hervorgehenden Weg-Weg-Funktion derart, dass die Schnittwerkzeuge an den Schnittpositionen (Schnitten) jeweils mit ausreichendem Abstand einander nicht begegnen. Stillstand wird bei t = BE = 72 ms erreicht.
  • Die Steuerschaltung 81 führt in Verbindung mit der Spannungs-Versorgungsschaltung 80 eine Reihe von weiteren Steuerungen und Funktionen zum Bremsen aus.
  • Der Messerträger 20 läuft über den Zeitpunkt des Bremsstarts t = BS hinaus ungebremst weiter. Das heißt, dass die Messer 21, 22 mit dem gleichen Abstandsweg Eins im wiederholten festen Zeitabstand (t = 12 ms) ihre Schnittpositionen beim Zwölf-Uhr-Durchgang des Messerträgers 20 durchlaufen. Dies ist in Fig. 6 bei der oberen Kurve bis zur Zeit t= 96 ms zu sehen.
  • Die Steuerschaltung 81 steuert beim Auftreten des Abschaltsignals OS die Spannungs-Versorgungsschaltung 80 an, die in Verbindung mit den Antrieben 4, 5 so geschaltet ist, dass eine intermediäre Spannungsversorgung aufrechterhalten wird. Diese Steuerung kann entfallen, wenn die Versorgungsschaltung 80 eine die Spannungspufferung bei Strom-/Netzausfall selbsttätig bewirkende Beschaltung aufweist und mit der Betriebsstörung die Spannungsunterbrechung einhergeht. Innerhalb einer Versorgungs-Schaltzeit, im Ausführungsbeispiel einer Dauer von 500 ms, werden die Steuereinrichtung 8, die Antriebe 4, 5 und die Vernegelungseinrichtungen 6, 7 mit zum Bremsbetrieb ausreichender Spannung V1, V2 und V3 beaufschlagt. Diese Hilfs-Spannungsversorgung wird zweckmäßig in an sich bekannter Weise durch Mittel elektrischer Energiepufferung unmittelbar nach Spannungsabschaltung erzeugt.
  • Ein bei t = BS beginnendes Zeitfenster, in dem der Stoppzeitpunkt t = BE (Bremsende) auftritt und das nach diesem Zeitpunkt bei t = 84 ms endet, wird in Fig. 7 in einer zusätzlichen weiteren Diagramm-Darstellung betrachtet, und zwar zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5.
  • In Fig. 7 sind die Schnittpositionen der Messer 21, 22 bei III, IV, V, VI und VII zu den 12-Uhr-Durchgängen des Messerträgers 20 dargestellt. Zu den Zeitpunkten dieser Positionen werden die Positionen der Tuben 31 bis 34 betrachtet. Demgemäß werden, in Bezug auf die Sechs-Uhr-Positionen des Tubenträgers 20, die Tubenwege bzw. -abstände ab dem Zeitpunkt t = BS (36 ms) betrachtet, zu dem die Abbremsung des Tubenträgers 30 ausgelöst wird.
  • Im regulären synchronen Betrieb durchläuft jede Tube von Schnitt zu Schnitt linear vier Tubenabstände (4 x π/2). Wie anschaulich aus Fig. 6 und 7 hervorgeht, ist erfindungsgemäß die Bremskurve des Tubenträgers 30 so vorgesehen, dass der Bremsweg jeder Tube 1,5 Tubenabstände (Wegeinheiten) beträgt. Daraus resultiert die Matrix bzw. das Feld der in Fig. 7 dargestellten Tuben.
  • Allgemein besteht eine besonders vorteilhafte Maßnahme der Erfindung darin, dass der Tubenträger 30 so angehalten wird, dass jede Tube 31 bis 34 wenigstens in einer Endphase des Abbremsens nur noch einen Weg mit weniger als einer Tuben-Wegeinheit, d.h. weniger als einen Tubenabstand zurücklegt. Dieser Weg ist vorteilhaft 0,5 (halber Tubenabstand). Im Ausführungsbeispiel wird die beschriebene mittige Position des Messerträgers 20 zwischen den Tuben 31, 34 erreicht. Die genannte Endphase beginnt, wenn eine Tube des Tubenträgers letztmalig ihre (messerfreie) Schnittposition erreicht. In Fig. 6 beginnt die Endphase bei EP = 50 ms und endet bei BE = 72 ms.
  • Zum Zeitpunkt t = BS + 12 ms = 48 ms befindet sich das Messer 22 in der Position IV, die nach dem Bremsstart bei t = BS die erste asynchrone tubenfreie Messer-Schnittposition ist. Der Lauf des Tubenträgers 30 ist bereits so stark gebremst worden, dass die Tube 34 die Sechs-Uhr-Position des Tubenträgers 30 (horizontale Nulllinie in Fig. 7) erst bei ca. 50 ms durchläuft. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, bleiben sämtliche Tuben auf ihrem 1,5 Tubenabstände betragenden Bremsweg zuverlässig außerhalb der während des Abbremsens tubenfrei ausgeführten Schnitte IV, V und VI der Messer 21, 22. Während des Abbremsens t = BT vollzieht der Messerträger 20 also drei (tubenfreie) Schnitte. Besonders vorteilhaft ist es, dass nach dem Bremsstart nur eine Tube, nämlich die Tube 34, eine messerfreie (begegnungsfreie) Schnittposition (bei t = 50 ms) erreicht, während die anderen Tuben von vornherein nicht mehr in ihre Schnittpositionen gelangen.
  • Ab dem Zeitpunkt t = BE steht der Tubenträger 30 still. Die Steuereinrichtung 8 löst mittels der Steuerschaltung 81 die Tubenträger-Verriegelungseinrichtung 7 aus. Der Verriegelungsstift 761 fasst in das Verriegelungsloch 71 ein, so dass der Tubenträger 30 in der Stoppposition SP und damit in definierter Grund-Drehstellung verriegelt ist (Fig. 4 und 5).
  • Ab dem Stillstand des Tubenträgers 30 (t = BE = 72 ms) läuft der Messerträger 20 im Ausführungsbeispiel zunächst mit der ursprünglichen Synchrongeschwindigkeit weiter um, so dass auch zunächst Schnitte des Messerträgers 20 weiterhin im Abstand von 12 ms auftreten. Erfindungsgemäß wird die Umlaufgeschwindigkeit des Messerträgers 20 nach dem Auftreten des Abschaltereignisses und während des Bremsens des Tubenträgers 30, bis dieser stillsteht, gezielt aufrechterhalten. Damit ist der kollisionsfreie asynchrone Bremsbetrieb auf einfach Weise sichergestellt, indem die Bremskurve nach Maßgabe von Messerzahl, Tubenzahl und Bremszeit in Bezug auf die als unveränderter Bezug bleibenden Schnittpositionen des Messerträgers 20 bestimmt wird. Das Weiterdrehen muss nur im Wesentlichen mit der synchronen Drehgeschwindigkeit, die beim Verlassen des Synchronbetriebs vorhanden ist, erfolgen. Denn es kommt eine geringe Verzögerung des Messerträgers 20 ab dem Bremsstart t = BS in Betracht. Diese Verzögerung muss mit ΔVT so gering sein, dass nach dem Bremsstart t = BS der Abstand der ersten Schnittposition des Messerträgers (Messer 22) zu der verzögerten Schnittposition des Tubenträgers 30 (Tube 34) noch ausreichend groß bleibt.
  • Erfindungsgemäß ist es auch möglich, eine Bremskurve des Tubenträgers 30 mit längerem Bremsweg, zum Beispiel mit 3,5 Tubenabständen (Wegeinheiten) oder sogar allgemein mit mehr als einer Umdrehung des Tubenträgers 30 vorzusehen. Stets ist die Bremskurve so zu wählen, dass das während des Abbremsens bei den Schnitten des Messerträgers 20 auftretende Tubenfeld bzw. deren Tuben nicht im Begegnungsbereich mit den Messer-Schnittpositionen liegen.
  • Nachdem der Tubenträger 30 in seiner Stoppposition SP steht, kommt es nicht mehr darauf an, in welchen Abständen die Messer des Messerträgers, im Ausführungsbeispiel die Messer 21, 22 des Messerträgers 20, in ihren Schnittpositionen auftreten. Die Messer laufen in sicherem Abstand an den Tuben, die aus ihren Schnittpositionen herausgestellt sind, vorbei.
  • Zum Beispiel ist es möglich, die Verriegelung des Tubenträgers 30 in seiner Stoppposition SP in ca. 20 ms nach Erreichen der Stoppposition auszuführen.
  • Für den Messerträger 20 wird vorteilhaft ein Bremsverlauf derart eingerichtet, dass er bis zu seinem Stillstand noch mit der gepufferten Spannungsversorgung, die im Ausführungsbeispiel erst 500 ms nach dem Störereignis endet, so rechtzeitig gebremst wird dass er in eine definierte Stoppposition gelangt. Im Ausführungsbeispiel ist dies die in Fig. 4 und 5 dargestellte Grund-Drehstellung, die mit der Messerträger-Verriegelungseinrichtung 6 noch vor Ende der (Hilfs-) Spannungsversorgung verriegelt wird. Der Verriegelungsstift 661 greift in das Verriegelungsloch 62 ein.
  • Wenigstens die Grund-Drehstellung des Messerträgers 20 und wenigstens die Grund-Drehstellung des Tubenträgers 30, die in Fig. 4 und 5 als erste Grund-Drehstellungen dargestellt sind, können vorteilhaft und zweckmäßig als Ausgangspositionen für einen Prüfbetrieb beim erneuten Starten der Schneidvorrichtung 1 genutzt werden. Vor einer Inbetriebnahme werden zweckmäßig eine Basisposition des Messerträgers 20 sowie eine Basisposition des Tubenträgers 30 in Bezug auf das Maschinengrundgestell 11 ermittelt und eingestellt. Zu diesem Zweck wird der Messerträger 20 so hin- und hergedreht, dass der Verriegelungsstift 661 nach Maßgabe eines definierten Teils des Spiels, das zwischen dem Verriegelungsstift 661 und dem Vernegelungsloch 62 besteht, zu liegen kommt. Für den Stift 661 wird vorteilhaft eine Mittenposition in dem Verriegelungsloch 62 hergestellt. Die erste Grund-Drehstellung des Tubenträgers 30 kann in entsprechender Weise geprüft und justiert werden. Das tatsächlich vorhandene Spiel der Spielpassung zwischen dem Stift 761 und dem Vernegelungsloch 71 wird durch Hin-und Herdrehen des Tubenträgers 30 ermittelt. Der Tubenträger 30 wird dann so gedreht, dass der Verriegelungsstift 761 mittig in dem Verriegelungsloch 71 zu liegen kommt. Auch diese Prüfungen werden mittels der Steuereinrichtung 8 gesteuert.
  • Die mittigen Einstellungen werden vorzugsweise nur durchgeführt, wenn die Steuereinrichtung 8 feststellt, dass jeweils das ermittelte Spiel ausreichend mit einem vorgegebenen Spiel zu der Grund-Drehstellung übereinstimmt. Ausgehend von den geprüften ersten Grund-Drehstellungen können in ähnlicher Weise weitere Grund-Drehstellungen der Träger 20, 30 angefahren und geprüft werden. Der Messerträger 20 kann zu diesem Zweck in die Drehstellung gebracht werden, in der der Verriegelungsstift 661 in das Verriegelungsloch 61 eingreift. Der Tubenträger 30 kann in die Grund-Drehstellungen gebracht werden, in der der Verriegelungsstift 761 in die zugeordneten Verriegelungslöcher 72, 73 und 74 eingreift. Auf Basis solcher Prüfungen wird die Inbetriebnahme der Schneideinrichtung 1 mit gesicherter Kollisionsfreiheit zum Herstellen des Synchronbetriebs in die Wege geleitet.
  • Dem erfindungsgemäßen Prinzip nach ist es auch möglich, zunächst den Messerträger mit definierter Bremskurve zum Stillstand zu bringen. Im Hinblick auf das erfindungsgemäße Auskuppeln mit optimaler Geschwindigkeit wird der Träger mit kleinerer Trägheitsmasse, nämlich im Ausführungsbeispiel der Tubenträger 30, zunächst zum Stillstand gebracht. In jedem Fall werden die Verläufe der beiden Träger so gestaltet und gesteuert, dass innerhalb kürzester Zeit nach Auftreten eines Abschaltereignisses gemeinsame Schnittpositionen der beiden Schnittwerkzeuge (Messer bzw. Tube) bis zum vollständigen Stillstand sicher verlassen werden. Insoweit kommt es in erste Linie auf optimal kurze Zeit des Auskuppelns an, während die Zeit bis zum Stillstand beider Träger nachrangig ist.

Claims (15)

  1. Schneidvorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum Schneiden wenigstens eines geförderten Strangs (9) in eine Vielzahl stabförmiger Artikel, insbesondere Tabakstöcke, Filter od. dgl., umfassend ein Maschinengrundgestell (11), eine Messereinrichtung (2), gebildet durch einen rotierend angetriebenen, wenigstens ein radiales Messer (21, 22) tragenden, eine Drehachse (12) aufweisenden Messerträger (20), eine Tubeneinrichtung (3), gebildet durch einen rotierend angetriebenen, wenigstens eine Schneidtube (31-34) tragenden, eine Drehachse (13) aufweisenden Tubenträger (3), direkte Drehantriebe (4, 5) des Messerträgers (20) und des Tubenträgers (30), gebildet durch gestellfeste elektrische Motoren, und eine elektronische Steuereinrichtung (8), die mit den Drehantrieben (4, 5) zur Steuerung verbunden ist und deren Synchronbetrieb steuert, wobei sich die beiden Träger-Drehachsen (12, 13) in festgelegter Ausrichtung quer zueinander sowie in Bezug auf das Maschinengrundgestell (11) befinden und wobei das wenigstens eine Messer (21, 22) der wenigstens einen Schneidtube (31-34) zugeordnet ist, die eine stützende Gegenanlage für den wenigstens einen geförderten Strang (9) bildet und eine Schneidausnehmung (35) zum kollisionsfreien Durchtritt des Messers (21, 22) aufweist, wenn im synchronen Schneid-Drehbetrieb Trennschnitte bei an sich kreuzenden Laufwegen zusammentreffenden gemeinsamen Schnittpositionen von Messer (21, 22) und Tube (31-34) ausgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) derart eingerichtet und mit den Drehantrieben (4, 5) des Messerträgers (20) und des Tubenträgers (30) zur Steuerung verbunden ist, dass sie zur gesteuerten Außerbetriebnahme der im synchronen Schneidbetrieb arbeitenden Schneidvorrichtung (1) infolge wenigstens eines definierten Ereignisses ein Abschaltsignal (OS) erzeugt und mittels des Abschaltsignals (OS) einen definierten asynchronen Bremsbetrieb derart auslöst und durchführt, dass wenigstens einer (30) der beiden Träger, d.h. der Tubenträger (30) bzw. der Messerträger (20), in zugeordneter vorgegebener, mit Verlassen des Synchronbetriebs der Direktantriebe (4, 5) startender Bremszeit (BT) in eine vorgegebene Stoppposition (SP) gedreht wird, wobei sich Messer (21, 22) und Tube (31-34) stets außerhalb ihrer gemeinsamen Schnittpositionen befinden.
  2. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) zum Steuern des asynchronen Bremsbetriebs derart eingerichtet ist, dass sie den einen, ersten Träger (30) in der vorgegebenen Bremszeit zum Stillstand in seine Stoppposition (SP) und dass sie den anderen (zweiten) Träger (20) zeitlich länger als den ersten Träger (30) drehen lässt.
  3. Schneidvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) in Verbindung mit den Direktantrieben (4, 5) derart eingerichtet ist, dass der zweite Träger (20) in der Zeit bis zum Stillstand des ersten Trägers (30) zumindest im Wesentlichen mit seiner beim Verlassen des Synchronbetriebs vorhandenen synchronen Drehgeschwindigkeit weitergedreht wird.
  4. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) und die Direktantriebe (4, 5) an eine Haupt-Spannungsversorgungsschaltung (80) geschaltet sind, die mit einer Spannungspufferschaltung eingerichtet ist, die eine intermediäre Spannungs-Versorgung (V1, V2, V3) zum Durchführen des asynchronen Bremsbetriebs erzeugt.
  5. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) mit einem Mittel ausgestattet ist, dass in Abhängigkeit von einstellbarer synchroner Drehgeschwindigkeit der Träger (20, 30) und des Zahlenverhältnisses von Messern (21, 22) zu Tuben (31-34), die jeweils an den Trägern (20, 30) zum Schneiden eines zugeordneten Strangs (9) angeordnet sind, eine zugeordnete Winkel/Weg-Zeit-Bremsfunktion des wenigstens einen Trägers (20, 30) erzeugt (Fig. 6).
  6. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidvorrichtung (1) wenigstens ein Verriegelungselement (66, 76) umfasst, das zwischen einer Entriegelungsposition und einer in wenigstens einen Träger, d.h. den Messerträger (20) bzw. den Tubenträger (30), eingreifenden Verriegelungsposition, die den Träger, d.h. den Messerträger (20) bzw. den Tubenträger (30), gegen freie Drehung sichert, hin und her setzbar eingerichtet ist.
  7. Schneidvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen wenigstens dem einen Verriegelungselement, d.h. dem Messerträger-Verriegelungselement (66) bzw. dem Tubenträger-Verriegelungselement (76), und dem Träger, d.h. dem Messerträger (20) bzw. dem Tubenträger (30), in verriegelter Stoppposition eine Spielpassung eingerichtet ist.
  8. Schneidvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Spielpassung durch eine Stift/Loch-Passung gebildet ist, wobei die Schneidvorrichtung (1) ein gestellfestes Stiftlager mit einem durch die Steuervorrichtung (8) gesteuerten Stiftantrieb aufweist, der den Stift (66, 76) zwischen Entriegelungsposition und Verriegelungsposition hin und her setzbar antreibt, und dass an wenigstens einem der Träger, d.h. dem Messerträger (20) bzw. dem Tubenträger (30), zu der mit dem Stift (66, 76) verriegelten Stoppposition ein Loch (61, 62; 71-74) zum Eingriff des verriegelnden Stifts (66, 76) ausgebildet ist.
  9. Verfahren zur Außerbetriebnahme einer Schneidvorrichtung (1) der Tabak verarbeitenden Industrie zum Schneiden wenigstens eines geförderten Strangs (9) in eine Vielzahl stabförmiger Artikel, insbesondere Tabakstöcke, Filter od. dgl., insbesondere unter Verwendung einer Schneidvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die ein Maschinengrundgestell (11) aufweisende Schneidvorrichtung (1) ausgestattet ist mit
    einer Messereinrichtung (2), gebildet durch einen rotierend angetriebenen, wenigstens ein radiales Messer (21, 22) tragenden, eine Drehachse (12) aufweisenden Messerträger (20),
    einer Tubeneinrichtung (3), gebildet durch einen rotierend angetriebenen, wenigstens eine Schneidtube (31-34) tragenden, eine Drehachse (13) aufweisenden Tubenträger (30), wobei sich die beiden Drehachsen (12, 13) in festgelegter Ausrichtung quer zueinander sowie in Bezug auf das Maschinengrundgestell (11) befinden und das wenigstens eine Messer (21, 22) der wenigstens einen Schneidtube (31-34) zugeordnet ist, die eine stützende Gegenanlage für den wenigstens einen geförderten Strang (9) bildet und eine Schneidausnehmung (35) zum kollisionsfreien Durchtritt des Messers (21, 22) aufweist, wenn im synchronen Schneid-Drehbetrieb Trennschnitte bei an sich kreuzenden Laufwegen aufeinandertreffenden gemeinsamen Schnittpositionen von Messer (21, 22) und Tube (31-34) ausgeführt werden,
    jeweils durch einen gestellfesten elektrischen Motor gebildeten Direktantrieben (4, 5) des Messerträgers (20) und des Tubenträgers (30) und
    einer den Synchronbetrieb der Direktantriebe (4, 5) steuernden elektronischen Steuereinrichtung (8),
    wobei zur gesteuerten, ohne Kollision von Messer (21, 22) und Tube (31-34) bleibenden, kollisionsfreien Außerbetriebnahme der im synchronen Schneidbetrieb arbeitenden Schneidvorrichtung (1) folgende Schritte durchgeführt werden:
    a) infolge wenigstens eines definierten Ereignisses wird ein Abschaltsignal (OS) erzeugt,
    b) das Abschaltsignal (OS) wird zum Auslösen eines definierten asynchronen Bremsbetriebs verwendet, der derart ist, dass wenigstens einer (30) der beiden Träger, d.h. der Tubenträger (30) bzw. der Messerträger (20), in zugeordneter vorgegebener, mit Verlassen des Synchronbetriebs der Direktantriebe (4, 5) startender Bremszeit (BT) in eine vorgegebene Stoppposition (SP) gedreht wird, wobei sich Messer (21, 22) und Tube (31-34) stets außerhalb ihrer gemeinsamen Schnittpositionen befinden.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der eine, nämlich erste Träger (30) in der vorgegebenen Bremszeit zum Stillstand in seine Stoppposition (SP) gedreht wird, während der andere, zweite Träger (20) zeitlich länger als der erste Träger (30) dreht.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Träger (20) in der Zeit bis zum Stillstand des ersten Trägers (30) zumindest im Wesentlichen mit seiner beim Verlassen des Synchronbetriebs vorhandenen synchronen Drehgeschwindigkeit weitergedreht wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Träger (20) mit größerer Trägheitsmasse als der erste Träger (30) vorgesehen wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoppposition (SP) des ersten Trägers (30) so bestimmt wird, dass der zweite Träger (20) in einer Zwischenposition zu liegen kommt, in der er von jedem nächsten Schneidwerkzeug (31, 34) des ersten Trägers (30) beabstandet ist.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass beim Auftreten des Abschaltsignals (OS) eine intermediäre Spannungsversorgung mit begrenzter Versorgungs-Schaltzeit aufrechterhalten wird und die Spannungsversorgung zur Steuerung der Außerbetriebnahme während des asynchronen Bremsbetriebs mit der intermediären Versorgungsspannung durchgeführt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die intermediäre Versorgungsspannung durch elektrische Pufferung in der Spannungsversorgung für die Schneidvorrichtung (4, 5) erzeugt wird.
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