DE3324262C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anschärfen der kreis- oder kreisbogenförmigen Schneiden blattförmiger, rotierender Schneidmesser nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Vorrichtung kann zum Anschärfen verschiedenartigster rotierender Schneidmesser dienen, insbesondere für solche von scheibenartiger und auch von sogenannter "Hakenmesser"-Form, deren Schneidmesser sich von einer rotierenden Nabe aus radial erstrecken.

Die vorliegende Erfindung wird mit besonderem Vorteil auf dem Gebiet der Filterzigaretten-Herstellung verwendet, wo die betreffenden Maschinen rotierende Schneidmesser sowohl für das Schneiden der Zigaretten-"Stäbchen" als auch für das Schneiden der Filter aufweisen.

Bei Maschinen zur Herstellung von Zigaretten, insbesondere bei Filtereinpaßmaschinen, worauf sich die folgende Beschreibung ohne an Verallgemeinerung zu verlieren bezieht, ist es beispielsweise durch die US-PS 30 10 261 bekannt, rotierende Schneidmesser zu verwenden, die aus scheibenförmigen Messern bestehen und in der Lage sind, mit ihrem Außenumfang innerhalb des Zwischenraums zweier Schleifscheiben zu rotieren, die auf einer gemeinsamen Welle angebracht sind, welche mit der das Schneidmesser tragenden Antriebswelle einen vorbestimmten Winkel einschließt. Um die durch das Abschleifen zustandekommende Verkürzung des Schneidmesserradius zu kompensieren, ist die die Schleifscheiben tragende Welle normalerweise auf einem Schlitten angebracht, der in einer quer zu seiner Welle verlaufenden Richtung zu verschieben ist, und zwar unter dem Einfluß eines Getriebes, das durch die Bedienungsperson manuell oder zusätzlich auch noch durch einen Motor betätigt wird. Für den Fall der Handsteuerung des Schlittens kann die gegenseitige Lage zwischen dem Messerumfang und den zugehörigen Schleifscheiben nicht immer korrekt eingehalten werden, was Anlaß entweder zu einem unzureichenden Anschärfen oder aber einem übermäßigen Anschärfen mit zuviel Schneidwerkstoffverlust gibt. Der mit unzureichendem Anschärfen verbundene Nachteil kann normalerweise durch zusätzliche motorische Steuerung vermieden werden, da der Antriebsmotor sich so einstellen läßt, daß die Materialabtragung vom Schneidmesser stets im Überschuß erfolgt. Hierbei ist jedoch die Messerabnutzung stets größer als notwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Anschärfen rotierender Schneidmesser zu schaffen, die die vorerwähnten Nachteile dadurch zu vermeiden erlaubt, daß das Anschärfen der Schneidmesser selbsttätig in Abhängigkeit von ihrer tatsächlichen Abnutzung erfolgt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einer Vorrichtung zum Anschärfen der kreis- oder kreisbogenförmigen Schneiden blattförmiger, rotierender Schneidmesser ausgegangen, die mit mindestens einem auf einer drehbeweglich gelagerten Welle fest angebrachten Schleifstein und einem um eine zu dessen Wellenachse geneigt verlaufende Drehachse umlaufend antreibbaren Schneidmesser versehen ist, das mit seinem Umfang mit der Schleifscheibe in deren Welle umlaufend antreibenden Reibungskontakt zu bringen ist, und wobei weiterhin ein die Welle tragender Support und eine letzteren so bewegende Antriebsvorrichtung vorgesehen sind, daß die relative Lage zwischen dem Schneidmesser und dem Schleifstein variierbar ist. Erfindungsgemäß ist dabei eine erste, auf die Drehgeschwindigkeit der Welle ansprechende Meß- und Steuereinrichtung vorhanden, die mit der Antriebsvorrichtung verbunden ist und die Drehgeschwindigkeit der Welle oberhalb eines bestimmten Wertes hält, wobei weiterhin eine zweite Meß- und Steuereinrichtung vorhanden ist, um in ihrem Einschaltfalle den Abstand zwischen der Drehachse und der Welle innerhalb eine vorbestimmten Wertebereichs zu halten.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 die Vorrichtung zum Anschärfen in teilweise geschnittener Seitenansicht, bei der aber der Deutlichkeit halber einige Maschinenteile fortgelassen sind.

Fig. 2 eine Draufsicht der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 die Vorrichtung entsprechend Fig. 1, jedoch in detaillierter axialer Schnittdarstellung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein erstes Detail und

Fig. 5 eine Draufsicht auf ein zweites Detail der Vorrichtung.

In den Fig. 1 und 2 sowie insbesondere in Fig. 3 ist eine generell mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum Anschärfen bzw. Schleifen darstellt, die einen äußeren Lagerkörper 2 aufweist, der mit einer festen, nicht dargestellten Wand einer gleichfalls nicht dargestellten Filtereinpaßmaschine fest verbunden ist. Letztere besitzt mindestens ein rotierendes Schneidmesser 3, das auf einer Antriebswelle 4 verdrehungsfest sitzt, deren Achse 5 zu der durch die Achse der Lagerbohrung 6 im Lagerkörper 2 geneigt, insbesondere etwas schräg verläuft.

Der Lagerkörper 2 besitzt ein Mittelteil 7 von prismatischer Form, das von der Bohrung 6 durchdrungen und auf nicht dargestellte Weise mit der Filtereinpaßmaschine fest verbunden ist. Das eine Ende der Bohrung 6 wird durch einen ringförmigen Körper 8 geschlossen, der auf dem zentralen Mittelteil 7 mittels der Schrauben 9 befestigt ist. Ein im wesentlichen kreisförmiger Deckel 10 ist mit der dem Mittelteil 7 abgewandten Oberseite des ringförmigen Körpers 8 fest verbunden. In der Bohrung 6 ist ein beweglicher als zylindrischer Körper 11 ausgebildeter Support drehbeweglich gelagert. Das eine Ende dieses Supports 11, das dem Deckel 10 zugewandt liegt, ist an der Innenwandung der Lagerbohrung 6 durch ein erstes Kugellager 12 drehbeweglich gelagert. Der Außenring des Lagers 12 ist im Mittelteil 7 durch den ringförmigen Körper 8 axial fixiert, während der innere Ring des Kugellagers 12 auf dem zylindrischen Support 11 durch den rohrförmigen Vorsprung 13 des topfartig geformten Körpers 14 axial fixiert ist. Dieser Körper 14 besitzt eine Bodenwand 15, die der zugewandten Stirnseite des zylindrischen Supports 11 gegenüber liegt und damit über die Schrauben 16 fest verbunden ist, während die Seitenwand 17 des Körpers 14 dem Deckel 10 gegenüber liegt. Das andere Ende des zylindrischen Supports 11 ist an der inneren Oberfläche der Lagerbohrung 6 mittels eines zweiten Kugellagers 18 abgestützt, dessen Außenring gleitbeweglich im Lagerkörper 2 liegt und dessen Innenring auf dem Support 11 durch die Platte 19 axial festgelegt ist, welche mit dem zugehörigen Ende des Supports 11 mittels der Schrauben 20 verbunden ist.

Durch den Support 11 hindurch ist eine exzentrisch gelegene Durchgangsbohrung 21 hindurchgeführt, in welche die Außenhülsen zweier Kugellagerhülsen 22 kraftschlüssig eingepaßt sind. Die in den Kugellagerhülsen 22 vorhandenen Kugeln werden durch die Käfige 23 gehalten, die in bezug auf die zugewandten äußeren Hülsen axial verschieblich sind, um die axial gleitverschiebliche und drehbewegliche Lagerung der Welle 24 zu gewährleisten.

Die Welle 24 besitzt an ihrem dem Deckel 10 zugewandten Ende einen Gewindevorsprung 25, der sich durch eine am Ende der Welle 24 mittels der Mutter 27 befestigte Scheibe 26 erstreckt. Die Scheibe 26 sitzt axial gleitbeweglich in der in der Scheibe 15 vorhandenen Bohrung 28. Die Welle 24 ist weiterhin mit einem Bund 29 versehen, der in einem Durchgangsloch 30 der Platte 19 gleitbeweglich montiert ist und der zusammen mit der Scheibe 26 einen Anschlag für die begrenzte Axialbeweglichkeit der Welle 24 gegenüber dem Support 11 bildet.

Das dem Deckel 10 abgewandte Ende der Welle 24 ragt aus dem Lagerkörper 7 und dem Support 11 hervor und trägt zwei Schleifsteine bzw. -scheiben 31, die auf der Welle 24 in nahem Abstand nebeneinander aufgekeilt bzw. drehfest angebracht sind. Diese Schleifscheiben 31 schließen zwischen sich einen ringförmigen Zwischenraum 32 ein, der im Arbeitsfalle mit dem Umfang des Messers 3 in Eingriff zu bringen ist.

Bei einer nicht dargestellten Variante hat das Messer 3 im Querschnitt eine solche Form, die das Anschärfen nur auf einer Seite des Messers ermöglicht. In diesem Fall trägt die Welle 24 nur eine einzige Schleifscheibe 31.

Die Welle 24 trägt weiterhin einen kreisförmigen oder scheibenartigen Körper 33, der fest auf ihr zwischen dem Schleifstein 31 und dem Flansch 29 angebracht und auf der Welle 24 durch die beiden Schleifsteine 31 und die Rundmutter 34 axial fixiert ist. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, hat die Scheibe 33 eine im wesentlichen Kreisform und ist an ihrem Außenumfang mit zwei Rücksprüngen oder Kerben 35 versehen, die in diametral gegenüberliegender Position zueinander angeordnet sind. Nach einer nicht dargestellten Variante kann die Scheibe 33 auch nur einen einzigen Rücksprung 35 oder auch wenigstens drei Rücksprünge 35 haben, die über ihren Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

Durch den mittleren Teil 7 des Lagerkörpers 2 führt eine Bohrung 36 hindurch, die senkrecht zur Bohrung 6 verläuft und letztere über eine bestimmte Länge schneidet. Die Bohrung 36 nimmt die Getriebeschnecke 37 und die letztere tragende Antriebswelle 38 der Antriebsmittel auf, zu denen auch der elektrische Schrittschaltmotor 39 gehört, dessen Gehäuse mit dem Lagerkörper 7 fest verbunden ist. Die Getriebeschnecke 37 steht in Eingriff mit der Umfangsverzahmung 40, die auf der äußeren Oberfläche des zylindrischen Supports 11 vorgesehen ist, um auf diese Weise den Support um seine Achse drehverstellen zu können.

Die Arbeitsweise des Motors 39 wird durch zwei Sensoren oder Meßeinrichtungen gesteuert, deren erste, mit 41 bezeichnete, in einer Bohrung 42 untergebracht ist, die im Lagerkörper 7 parallel zur Bohrung 6 verlaufend vorhanden ist, während die zweite Meßeinrichtung 43 vom Deckel 10 getragen ist und sich durch die Schrägbohrung 44 hindurch erstreckt.

Der Sensor 41 ist ein kapazitiver Sensor, der mit seinem Ansprechende an die Scheibe 33 heranreicht und mit letzterer in weiter unten noch näher zu beschreibender Weise derart zusammenwirkt, daß er eine Impulsfolge, deren Frequenz der Winkelgeschwindigkeit der Welle 24 proportional ist, an die Kontrolleinheit 45 für den Motor 39 abgibt.

Der Sensor 43 ist auch von kapazitiver Art. Es ist so angeordnet, daß sein Ansprechende der inneren geneigten Oberfläche der Wand 17 des topfförmigen Körpers 14 gegenüber liegt. Der Sensor 43 arbeitet in weiter unten noch näher zu beschreibender Weise mit den Aussparungen 46 und 47 in der Topfwand 17 so zusammen, daß er an die Kontrolleinheit 45 Signale gibt, die in Abhängigkeit davon variieren, ob das Ansprechende des Sensors 43 einer der Nuten 46 und 47 oder einem der Vorsprünge 48 und 49 gegenüberliegt, die auf der die Nuten 46 und 47 enthaltenden Wandung 17 liegen.

Die Arbeitsweise der Anschärfvorrichtung soll ausgehend von derjenigen Arbeitsphase beschrieben werden, die mit dem Anlaufvorgang der Filter-Einpaßmaschine nach Austausch eines Schneidmessers 3 (vgl. Fig. 1 und 3) beginnt.

Beim vorerwähnten Beginn liegt das Ansprechende des Sensors 43 gegenüber der Aussparung 46 in einer Position, in der die von ihm an die Kontrolleinheit 45 abgegebenen Signale den Motor 39 in Ruheposition halten, wobei die Schleifscheiben 31 ihren maximalen Abstand vom Schneidmesser 3 besitzen, deren Außenumfang dann also außerhalb des ringförmigen Zwischenraumes 32 liegt.

Das Anlaufen der Filter-Einpaßmaschine bewirkt durch nicht dargestellte Mittel das vorübergehende Blockieren des Sensors 43 und damit das Anlaufen des Motors 39, der dadurch den Support 11 und damit auch den mit letzterem fest verbundenen topfartigen Körper 14 im Uhrzeigersinn in Fig. 5 zu verdrehen beginnt. Damit schiebt sich dann zunächst der Vorsprung 48 auf dem Körper 14 unter das Ansprechende des Sensors 43. Dadurch wird letzterer reaktiviert und beginnt Signale zu emittieren, die den Motor 39 weiterhin rotieren lassen, bis die Aussparung 47 vor das Ansprechende des Sensors 43 gelangt. Das Abfühlen der Aussparung 47 durch den Sensor 43 bewirkt seine Abschaltung und zugleich die Aktivierung des Sensors 41, unter dessen Steuereinfluß der Motor 39 während der ganzen Zeit verbleibt, in welcher der Sensor 43 der Aussparung 47 gegenüber liegt.

Wegen der exzentrischen Anordnung der Welle 24 im zylindrischen Support 11 führt dessen oben erwähnte Verdrehung zu einer Annäherung der Schleifscheiben 31 an das Schneidmesser 3, das dann, wenn die Aussparung 47 unter dem Sensor 43 zu liegen kommt, mit seinen Umfangskanten in den ringförmigen Zwischenraum 32 gelangt und, da die Schneidmesserachse 5 zur Drehachse der Schleifscheiben geneigt verläuft, in entsprechenden Reibungskontakt mit den Schleifscheiben gelangt. Da die Welle 4 des Schneidmesers 3 angetrieben wird, hat der Berührungskontakt zwischen dem Schneidmesser 3 und den Schleifscheiben 31 zur Folge, daß diese durch Reibungsmitnahme in Rotation um ihre Achse versetzt werden, und zwar mit eine Geschwindigkeit, die in Abhängigkeit von dem Kontaktdruck zwischen dem Schneidmesser 3 und den Schleifscheiben 31 variiert.

Weiterhin muß im Hinblick auf das Vorbeschriebene beachet werden, daß die Anpreßdrücke zwischen den gegenüberliegenden Kanten des Messers 3 und der Schleifscheiben 31 während des Anschärfvorgangs gleich bleiben, und zwar wegen der Anwesenheit der Kugellagerhülsen 22, die die axiale Gleitbeweglichkeit der Welle 24 gegenüber dem Support 11 ermöglichen und es dadurch den Schleifscheiben erlauben, sich selbsttätig in die richtige Gleichgewichtsposition hinsichtlich der erwähnten Anschärfdrücke zu bewegen.

Der Rotation der Schleifscheiben 31 entspricht die Drehbewegung der Scheibe 33, die durch das Vorbeilaufen ihrer Rücksprünge bzw. Ausnehmungen 35 an dem Sensor 41 bewirkt, daß letzterer eine Impulsfolge emittiert, deren Frequenz eine Funktion der Winkelgeschwindigkeit der Schleifscheiben 31 ist. Die Kontrolleinheit 45 ist so programmiert, daß sie für die gesamte Zeitdauer den Motor 39 aktiviert, sobald die vorerwähnte Frequenz unter einen vorbestimmten Wert fällt. Wenn daher der Anpreßdruck zwischen dem Schneidmesser 3 und den Schleifscheiben 31 infolge der Abnutzung des Schneidmessers 3 und der Schleifscheiben 31 zurückgeht, wird die Kontrolleinheit 45 den Motor 39 so aktivieren, daß er die Schleifscheiben 31 gegen das Schneidmesser 3 soweit annähert, bis wieder der korrekte Berührungsdruck erhalten und dementsprechend ein korrektes Anschärfen des Schneidmessers erreicht wird.

Es versteht sich, daß das kontinuierliche Anschärfen des Schneidmessers 3, das durch die Drehverstellung des Supports 11 im Lagerkörper 7 erzielt wird, eine ständige Abnutzung des Schneidmessers 3 zur Folge hat, und zwar solange, bis dessen radiale Abmessungen unter einen bestimmten Mindestwert fallen, der derjenigen Position entspricht, die das Ansprechende des Sensors 43 zu Anfang des Vorsprungs 49 einnimmt, in der der kürzeste Abstand zwischen den Schleifscheiben 31 und der Achse 5 des Schneidmessers 3 gegeben ist.

Wenn diese vorerwähnte Situation eintritt schaltet der Sensor 43 den Sensor 41 ab und zwingt den Motor 39 solange weiterzulaufen, bis die Aussparung 46 in Höhe des Ansprechendes des Sensors 43 gelangt. Der Übergang von dem Vorsprung 49 zur Aussparung 46 hat zur Folge, daß der Sensor 43 ein Maschinen-Stoppsignal emittiert, um die Auswechselung des Schneidmessers 3 unter Bedingungen zu erlauben, die seinem größstmöglichen Abstand von den Schleifscheiben 31 entsprechen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Anschärfen der kreis- oder kreisbogenförmigen Schneiden blattförmiger, rotierender Schneidmesser, mit mindestens einem auf einer drehbeweglich gelagerten Welle (24) fest angebrachten Schleifstein (31) und einem um eine zu dessen Wellenachse geneigt verlaufenden Drehachse (5) umlaufend antreibbaren Schneidmesser (3), das mit seinem Umfang mit der Schleifscheibe (31) in deren Welle (24) umlaufend antreibenden Reibungskontakt zu bringen ist, und mit einem die Welle (24) tragenden Support (11) und einer dem Support (11) so bewegenden Antriebsvorrichtung (39), daß die relative Lage zwischen dem Schneidmesser (3) und dem Schleifstein (31) variierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste, auf die Drehgeschwindigkeit der Welle (24) ansprechende Meß- und Steuereinrichtung (41) vorhanden ist, die mit der Antriebsvorrichtung (39) verbunden ist und die Drehgeschwindigkeit der Welle (24) oberhalb eines bestimmten Wertes hält, und daß eine zweite Meß- und Steuereinrichtung (43) vorhanden ist, um in ihrem Einschaltfalle den Abstand zwischen der Drehachse (5) und der Welle (24) innerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs zu halten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei auf der Welle (24) in geringem Abstand nebeneinander angeordnete Schleifscheiben (31) vorhanden sind, die einen ringförmigen Zwischenraum (32) miteinander einschließen und damit über den Umfang des umlaufend antreibbaren Schneidmessers (3) zu bringen sind, wobei die, die auf dem Support (11) drehbeweglich gelagerte Welle (24) auf dem Support (11) auch axial gleitverschieblich gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (24) im beweglichen Support (11) mittels gleitbeweglicher, Käfige (23) enthaltender Kugellagerhülsen (22) gelagert ist, wobei Anschläge (26 bis 29) zum Begrenzen der Axialbeweglichkeit der Welle (24) innerhalb des beweglichen Supports (11) in vorbestimmtem Bereich vorhanden sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Support (11) aus einem zylindrischen Körper besteht, der in einem fest angeordneten Lagerkörper (2) um seine parallel zur Welle (24) verlaufende Zylinderachse drehverstellbar gelagert ist, wobei die Welle (24) in einer exzentrisch angeordneten Bohrung (21) im Zylinderkörper (11) gelagert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung einen auf dem festen Lagerkörper (2) angebrachten Motor (39) enthält, durch den über ein Schneckengetriebe (37 bis 40) der zylindrische Support (11) verdrehbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Meß- und Steuereinrichtung einen kapazitiven Sensor (41) enthält, der in einer festen Position angeordnet und mit seinem Ansprechende an die Umlaufbahn einer auf der Welle (24) fest angebrachten und mit wenigstens einer Umfangskerbe (35) versehenen Kreisscheibe (33) heranreicht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Meß- und Steuereinrichtung einen zweiten kapazitiven Sensor (43) enthält, der in fester Position auf dem festen Lagerkörper (2) angebracht ist und mit seinem Ansprechende einem geformten Ende (14) des beweglichen zylindrischen Supports (11) gegenüberliegt, um Start- und Stoppsignale für die Antriebsvorrichtung (39) in Abhängigkeit von der Drehwinkelstellung des Supports (11) in Bezug auf den festen Lagerkörper (2) zu emittieren.