WO2011032676A1 - Messerträger für eine schneidvorrichtung in strangmaschinen der tabak verarbeitenden industrie - Google Patents

Messerträger für eine schneidvorrichtung in strangmaschinen der tabak verarbeitenden industrie Download PDF

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pressure roller
rotation
blade
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PCT/EP2010/005611
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French (fr)
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Michael Lüneburg
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Koerber Technologies GmbH
Original Assignee
Hauni Maschinenbau GmbH
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    • 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

  • Knife carrier for a cutting device in extrusion machines of the tobacco processing industry
  • the invention relates to a knife carrier for a cutting device in
  • Extrusion machines of the tobacco-processing industry comprising at least one knife holder arranged on the knife support and rotatable about an axis of rotation of the knife support, which is designed to displaceably receive a knife, the knife being seated on the opposite sides of the knife by two rotatable roller elements; is held in the knife holder, wherein a roller element is formed as a drive roller for radially adjusting the knife outwardly and inwardly, such that the free rotation of the drive roller in both
  • Such knife carriers are used in the tobacco processing industry.
  • knife carrier are integrated in extrusion machines.
  • Strand machines are the strands of tobacco, filter material or other
  • the knife carrier is rotatably driven about a rotation axis.
  • At least one knife holder which carries a radially displaceable or adjustable knife or knife blade, is arranged on the circumference of the knife carrier. Act on the knives
  • Knife holder on cutting devices in extrusion machines known, in which the knife is held in the knife holder by two roller elements.
  • Roller element is designed as a drive roller.
  • the drive roller serves as
  • the drive roller blocks the free rotation of the roller element in both directions of rotation. Therefore, a frictional force, namely the static frictional force Fnaft ⁇ ⁇
  • the static frictional force FHaft i results from the coefficient of friction ⁇ and acting perpendicular to the knife normal force FN (FHaft ⁇ - ⁇ x FN).
  • the second roller element is designed as a pressure roller.
  • the pressure roller is spring-loaded.
  • the pressure roller is associated with a spring element, so that the pressure roller is pressed with a spring force FFeder against the knife.
  • the spring element is oriented obliquely with respect to the knife, such that a component of the spring force Fspring, namely FN spring perpendicular acts to the blade and another component, namely F ra diai / spring radially opposes to the outside of the cutting force Fexcellent.
  • the normal force FN is thus made up of the two force components F / spring and
  • Cutting force Fexcellent acts, formed by the Haftreibkraft F Haf t ⁇ and the rolling friction FR 0 M (FHait - FHaft i + FR 0 H). It is known that the rolling friction is much smaller as the static friction, which is why FR 0 H «F ⁇ f t ⁇ ⁇ is a prerequisite for holding the knife in the knife holder, that FHait> FFiieh and F Ha it> Fschnin. The previous holding force FHait is sufficient to counteract the centrifugal force Fpiieh of the knife. More precisely, the holding force FHait> FFiieh- In the meantime, however, the requirements or boundary conditions in strand cutting have changed.
  • the strands to be cut in particular the filter strands on particles such as hard granules or the like, which are compared to the actual strand material significantly harder.
  • the knife in the strand encounters particles that present increased resistance, which increases the cutting force.
  • the known device has the disadvantage that the applied holding force is limited, so that the risk exists that the knife is pushed radially inwardly into the knife holder due to the increased cutting force.
  • the invention is thus based on the object to provide a device which ensures an increased holding force of the blade, in particular in the radially inward direction.
  • Stiction replaced. Specifically, acts in a radially inwardly directed load, for example by the hard granules, between the then fixed in this direction of rotation pressure roller and the knife a frictional force, namely the Haftreibkraft FHaft. 2
  • the invention enables an increase in
  • Holding force F Ha it without increasing the normal force F » ie the pressing force of the pressure roller acting perpendicular to the knife, on the knife.
  • An expedient development of the invention is characterized in that the pressure roller is provided with a freewheel, such that the free rotation of the pressure roller is blocked radially inwardly, while the free rotation is given radially outward.
  • the freewheel allows a structurally simple implementation of the principle of the invention.
  • the freewheel blocks the free rotation in a desired direction of rotation while maintaining the free rotation in the other direction.
  • the free rotation of the pressure roller is blocked in both directions of rotation. Due to the complete locking of the pressure roller, the pressure roller is independent of the forces acting on it, so that a frictional force, namely the Haftreibkraft F Haf t 2 acts in both directions of rotation.
  • a further preferred embodiment of the knife carrier according to the invention is characterized in that the pressure roller is designed as a drive roller for radially adjusting the blade outwards and inwards.
  • the formation of the pressure roller as a drive roller is the particularly simple and effective implementation of the complete blocking / blocking of the pressure roller. Furthermore, the identical construction of the pressure roller relative to the drive roller simplifies the construction of the
  • Knife carrier Preferably, at least one roller element, preferably the pressure roller, associated with a spring element for exerting a force acting on the knife.
  • the spring element enhances the holding force (by increasing the normal force) for the Knife, so that higher loads on the knife, so increased centrifugal forces and increased cutting forces can be realized without moving the knife undesirable.
  • an advantageous development of the invention is characterized in that the spring element is aligned substantially perpendicular to the knife, such that the force applied by the spring element acts substantially perpendicular to the knife.
  • the spring element is aligned substantially perpendicular to the knife, such that the force applied by the spring element acts substantially perpendicular to the knife.
  • design-related and / or assembly-related deviations from the vertical orientation of the spring element to the knife are also covered by the claim.
  • the full spring force can be used.
  • Such a spring force then acts independently of the cutting force on the knife.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a knife carrier with a plurality of knife holders
  • Fig. 2 is a schematic representation of a first invention
  • Pressure roller has a freewheel
  • Fig. 3 is a schematic representation of another invention
  • Fig. 4 is a schematic representation of a development of the embodiment according to Figure 2 with an additional pressure element.
  • the knife carriers or knife holders shown in the drawing are used for
  • a knife carrier is assigned a plurality of knife holders distributed uniformly over the circumference of the knife carrier.
  • the knife carrier 10 shown schematically in FIG. 1 is a preferably drum-like element.
  • the knife carrier 10 can be driven in rotation about the rotation axis R by means of a drive (not shown).
  • the blade carrier 10 is usually part of a cutting device in extrusion machines of the tobacco processing industry for cutting filter strands, tobacco strands or the like. However, the knife carrier 10 can also be used in other devices for cutting stranded products.
  • the knife carrier 10 comprises at least one knife holder 1 1.
  • the knife carrier 10 Preferably, and as shown in the figure 1, the knife carrier 10, however, a plurality of knife holder 1 1 assigned.
  • the blade holder 1 1 are distributed on the outside of the circumference of the blade carrier 10 evenly over the circumference.
  • Knife carrier 10 to the strand 12 is purely exemplary and not limited to the illustrated embodiment.
  • the knife carrier 10 and / or each knife holder 1 1 for example, inclined at an angle and / or twisted to the strand 12 stand.
  • each knife holder 1 1 fixed or adjustable on
  • Knife carrier 10 may be arranged.
  • the or each blade holder 1 1 can also be designed and set up to exercise a relative movement to the blade carrier 10.
  • Each knife holder 1 1 is designed and arranged for displaceable receiving a knife 13, which may be formed as a knife blade or the like.
  • the knife 13 is arranged in the knife holder 1 1 such that an adjustment of the knife 13 in the radial direction of the knife carrier 10 is ensured.
  • the adjustability is used in particular for adjustment of the knife 13.
  • the knife 13 are subject to (wear) wear.
  • the knives 13 are reground and thereby shortened, which is why in particular a feed of the knives 13 is necessary.
  • the adjustment is possible in radially inward and radially outward direction.
  • the knife 13 is held and / or guided in the knife holder 1 1 by rotatable roller elements 14.
  • Roller elements 14 can be both single roles as well as formed from several roles.
  • the roller elements 14 are arranged on mutually opposite sides of the blade 13, so that the blade 13 is held between at least two roller elements 14.
  • the roller elements 14 are formed as a pressure roller 15 and / or drive roller 16.
  • At least one roller element 14 is designed as a drive roller 16.
  • the drive roller 16 opposite roller element 14 is optionally as
  • the or each drive roller 16 is used for radially adjusting the blade 13 radially inward and radially outward. Radially inwardly denotes the adjustment of the blade 13 in the direction of the axis of rotation R, so that the knife 13 is pushed or pulled into the blade holder 1 1 inside. Radially outward refers to the opposite direction of the rotation axis R away, so that the knife 13 is pushed or pushed out of the knife holder 1 1.
  • the free rotation of a drive roller 16 is blocked or locked in both directions of rotation.
  • the free rotation of the pressure roller 15 is blocked or locked in at least one direction of rotation, namely at least radially inwardly to the axis of rotation R of the blade carrier 10 back.
  • a knife holder 1 1 is shown schematically, in which the knife 13 is held on one side by a drive roller 16 and on the opposite side by a pressure roller 15.
  • the drive roller 16 is in the free movement in both directions of rotation through the
  • the drive roller 16 so that between the drive roller 16 and the knife 13, which is in contact with the drive roller 16, a static friction force F Haf ii acts. Only the actuation of the drive means 17 leads to a rotational movement of the drive roller 16 for adjusting the blade 13 radially inwards or outwards.
  • the Pressure roller 15 is provided according to the invention with a freewheel (approved freewheeling direction according to arrow FFrei), so that the free rotation of the pressure roller 15 is locked in one direction. In the described embodiment, the freewheel (approved freewheeling direction according to arrow FFrei), so that the free rotation of the pressure roller 15 is locked in one direction. In the described embodiment, the freewheel (approved freewheeling direction according to arrow FFrei), so that the free rotation of the pressure roller 15 is locked in one direction. In the described embodiment, the freewheel (approved freewheeling direction according to arrow FFrei), so that the free rotation of the pressure roller 15 is locked in one
  • Pressure roller 15 acts.
  • the freewheel locks the free rotation of the pressure roller 15 so that a Haftreibkraft FHafu between the pressure roller 15 and the knife 13 acts.
  • the static friction force FH a ft 2 is greater than the rolling friction force FR 0 H.
  • FIG. 4 The embodiment according to FIG. 4 is essentially corresponding to FIG
  • Pressure roller 15 formed.
  • the pressure roller 15 is but one
  • the pressing member 22 may be formed in various known ways.
  • a toggle arrangement is provided.
  • the pressure roller 15 is connected to a first lever 23 which is fixedly arranged, for example, on the knife carrier 10.
  • a second lever 24 connects the pressure roller 15 with another roller 25, which is designed for rolling on a rolling surface 26, wall or the like.
  • the roller 25 is associated with an actuating element, which is formed in the example described from a mass 27 and a spring 28.
  • a holding force can be applied, which can be reinforced by the mass 27, in particular in the case of rotation of the knife carrier 10, in which the mass is forced outward by the centrifugal force and increases the holding force on the pressure roller 15.
  • FIG. 3 diagrammatically shows a knife holder 11 in which the rotatability of all roller elements 14 in each direction of rotation is blocked.
  • the knife 13 is held on both sides by roller elements 14 which are respectively blocked or locked in both directions of rotation.
  • the one roller element 14 is a drive roller 16, which in the free Rotary movement by the drive means 17, for example by the rack or the like, is locked.
  • the drive roller 16 stands so that between the drive roller 16 and the knife 13, which is in contact with the drive roller 16, a Haftreibkraft FHaft i acts. Only the actuation of the drive means 17 leads to a rotational movement of the drive roller 16 for adjusting the blade 13 radially inwards or outwards.
  • Roller element 14 is also blocked or locked in both directions of rotation.
  • the pressure roller 15 is also formed as a drive roller 18 for radially adjusting the blade outwards and inwards.
  • the pressure roller 15 can also be blocked or blocked in other ways in both directions of rotation.
  • the pressure roller 15 and the drive roller 18 is locked by a drive means 19 in the free rotation.
  • drive means 19 e.g. serve a rack or the like. Only the actuation of the drive means 19 leads to a rotational movement of the drive roller 18 for adjusting the blade 13 radially inward or outward. In other words, the drive roller 18, so that between the
  • Other drive means are alternatively also usable.
  • the drive means 17, 19 are synchronized, so that the adjustment of the blade 13 takes place radially outward and inward optimized.
  • At least one roller element 14 may be associated with a spring element 20.
  • the pressure roller 15 is spring-loaded, wherein the spring element 20 presses the pressure roller 15 against the blade 13.
  • the spring element 20 is arranged such that the spring force Fp e acts perpendicular to the knife 13.
  • the spring element 20 may also be arranged obliquely to the knife 13.
  • the spring element 20 in a
  • Be arranged guide channel 21 which is oblique to the knife 13 and in which the
  • the guide channel 21 is directed obliquely forward and outward, namely preferably directed at an angle ß to the knife 13, where ß ⁇ 90 ° (see Figure 2).
  • the knife holder 1 1 on each side of the knife 13, two or more roller elements 14 have.
  • Pressure rollers is held in the knife holder 1 1, and the adjustment of the blade 13 is achieved radially outward and inward by separate drive means.
  • the drive rollers 16, 18 may be spring-loaded.
  • each drive roller 16, 18 can be brought into contact with the blade 13 via a spring-actuated toggle lever arrangement or the like.
  • the knife 13 by a holding force which is formed on one side of the knife 13 by FHaft i and on the other side depending on the functional state by FR 0 H or FHaft 2, held in the knife holder 1 1.
  • the centrifugal force FFiieh wherein the holding force F Ha it is greater than FFiieh in each case, so that the blade 13 does not "slip" radially outward from the blade holder 1 1.
  • a radial inward load due to the cutting force cut the size of which can still increase due to said hard granules, prevents the holding force FHa from radially inwardly pushing the knife 13. With a radially inward load on the knife 13 acts between then in this Direction of rotation fixed
  • the invention makes it possible to increase the holding force FHait without increasing the normal force F N , ie the contact force acting perpendicular to the knife 13, on the knife 13. In the embodiment of Figure 3 act in both directions of rotation or

Landscapes

  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)
  • Nonmetal Cutting Devices (AREA)
  • Turning (AREA)
  • Manufacturing Of Cigar And Cigarette Tobacco (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Messerträger (10) für eine Schneidvorrichtung in Strangmaschinen der Tabak verarbeitenden Industrie, umfassend mindestens einen am Messerträger (10) angeordneten und um eine Rotationsachse R des Messerträges (10) drehbaren Messerhalter (11), der zur verschiebbaren Aufnahme eines Messers (13) ausgebildet ist, wobei das Messer (13) durch zwei drehbare Rollenelemente (14), die auf einander gegenüber liegenden Seiten des Messers (13) an diesem anliegen, in dem Messerhalter (11) gehalten ist, wobei ein Rollenelement (14) als Antriebsrolle (16) zum radialen Verstellen des Messers (13) nach außen und innen ausgebildet ist, derart, das die freie Drehbarkeit der Antriebsrolle (16) in beide Drehrichtungen blockiert ist, und das andere Rollenelement (14) als Andrückrolle (15) ausgebildet ist, der sich dadurch auszeichnet, dass die freie Drehbarkeit der Andrückrolle (15) radial nach innen zur Rotationsachse R des Messerträgers (10) hin blockiert ist.

Description

Messerträger für eine Schneidvorrichtung in Strangmaschinen der Tabak verarbeitenden Industrie
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Messerträger für eine Schneidvorrichtung in
Strangmaschinen der Tabak verarbeitenden Industrie, umfassend mindestens einen am Messerträger angeordneten und um eine Rotationsachse des Messerträges drehbaren Messerhalter, der zur verschiebbaren Aufnahme eines Messers ausgebildet ist, wobei das Messer durch zwei drehbare Rollenelemente, die auf einander gegenüber liegenden Seiten des Messers an diesem anliegen, in dem Messerhalter gehalten ist, wobei ein Rollenelement als Antriebsrolle zum radialen Verstellen des Messers nach außen und innen ausgebildet ist, derart, das die freie Drehbarkeit der Antriebsrolle in beide
Drehrichtungen blockiert ist, und das andere Rollenelement als Andrückrolle
ausgebildet ist. Solche Messerträger kommen in der Tabak verarbeitenden Industrie zum Einsatz.
Insbesondere sind solche Messerträger in Strangmaschinen integriert. In den
Strangmaschinen werden die Stränge aus Tabak, Filtermaterial oder anderen zu
Strängen geformten Materialien in Strangstücke bzw. Strangabschnitte geschnitten. Dazu ist der Messerträger um eine Rotationsachse drehbar angetrieben. Am Umfang des Messerträgers ist mindestens ein Messerhalter angeordnet, der ein radial verschiebbares bzw. verstellbares Messer oder Messerblatt trägt. Auf die Messer wirken
unterschiedliche Kräfte. Durch die Rotationsgeschwindigkeit des Messerträgers wirkt eine Fliehkraft Fpueh auf das Messer, wobei die Fliehkraft mit steigender Drehzahl steigt. Diese Fliehkraft FFiieh„zieht" quasi am Messer in einer - bezogen auf den
trommelartigen Körper des Messerträgers - radial nach außen, von der Rotationsachse weg gerichteten Richtung. Des Weiteren wirkt auf das Messer die Schnittkraft Fschnitt, die beim Schneidvorgang der Fliehkraft des Messers Fnieh entgegen gesetzt wirkt. Aus dem Stand der Technik und insbesondere der DE 1 157 524 ist eine
Messerhalterung an Schneideinrichtungen in Strangmaschinen bekannt, bei der das Messer in dem Messerhalter durch zwei Rollenelemente gehalten wird. Ein
Rollenelement ist als Antriebsrolle ausgebildet. Die Antriebsrolle dient als
Vorschubelement für das Messer zum radialen Verstellen des Messers nach außen und innen. Grundsätzlich blockiert die Antriebsrolle jedoch die freie Drehbarkeit des Rollenelementes in beide Drehrichtungen. Zwischen der fest stehenden Antriebsrolle und dem Messer wirkt daher eine Reibkraft, nämlich die Haftreibkraft Fnaft ι· Die Haftreibkraft FHaft i ergibt sich aus dem Reibkoeffizienten μι und der senkrecht zum Messer wirkenden Normalkraft FN (FHaft ι - μι x FN).
Das zweite Rollenelement ist als Andrückrolle ausgebildet. Die Andrückrolle ist federbelastet. Mit anderen Worten ist der Andrückrolle ein Federelement zugeordnet, so dass die Andrückrolle mit einer Federkraft FFeder gegen das Messer gedrückt wird. Das Federelement ist jedoch schräg zum Messer ausgerichtet, derart, dass eine Komponente der Federkraft FFeder, nämlich FN Feder, senkrecht zum Messer wirkt und eine weitere Komponente, nämlich Fradiai/Feder, radial nach außen der Schnittkraft Fschnitt entgegen wirkt. Die Andrückrolle ist in jedem Betriebs- bzw. Funktionszustand frei bewegbar bzw. drehbar, so dass zwischen der Andrückrolle und dem Messer eine Rollreibkraft FROH wirkt, die sich aus dem Rollwiderstandskoeffizienten CR und der Normalkraft FN ergibt (FR0H = CR X FN). Durch die Rotation des Messerträgers wirkt des Weiteren eine Fliehkraft Fpiieh/And auf die Andrückrolle. Dadurch, dass die Andrückrolle in einem schräg zum Messer verlaufenden Leitkanal geführt ist, in dem im Übrigen auch das Federelement geführt ist, teilt sich die Fliehkraft Fpiieh/And der Andrückrolle in eine Komponente FN/Fiieh And, die senkrecht zum Messer wirkt und eine weitere Komponente, nämlich Fradia!/Fiieh/And, die radial nach außen entgegen der Schnittkraft Fschnitt wirkt. Die Normalkraft FN setzt sich somit aus den beiden Kraftkomponenten F /Feder und
FN/Fiieh/And zusammen. Insgesamt ist die Haltekraft FHait des Messers, die das Messer in dem Messerhalter hält und einerseits gegen die Fliehkraft FFiieh des Messers und anderseits gegen die
Schnittkraft Fschnitt wirkt, durch die Haftreibkraft FHaft ι und die Rollreibkraft FR0M gebildet (FHait - FHaft i + FR0H). ES ist bekannt, dass die Rollreibung sehr viel kleiner ist als die Haftreibung, weswegen FR0H « F^ft ι · Voraussetzung für das Halten des Messers im Messerhalter ist, dass FHait > FFiieh und FHait > Fschnin ist. Die bisherige Haltekraft FHait reicht aus, um der Fliehkraft Fpiieh des Messers entgegen zu wirken. Genauer ist die Haltekraft FHait > FFiieh- Inzwischen haben sich die Anforderungen bzw. Randbedingungen beim Strangschneiden jedoch verändert. Heutzutage weisen die zu schneidenden Stränge, insbesondere die Filterstränge Partikel, wie z.B. harte Granulate oder dergleichen auf, die gegenüber dem eigentlichen Strangmaterial deutlich härter sind. Mit anderen Worten trifft das Messer im Strang auf Partikel, die einen erhöhten Widerstand darstellen, wodurch sich die Schnittkraft erhöht. Die bekannte Vorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, dass die aufzubringende Haltekraft begrenzt ist, so dass die Gefahr besteht, dass das Messer aufgrund der erhöhten Schnittkraft radial nach innen in den Messerhalter hinein geschoben wird.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine erhöhte Haltekraft des Messers insbesondere in radial nach innen gerichteter Richtung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch den eingangs genannten Messerträger dadurch erreicht, dass die freie Drehbarkeit der Andrückrolle radial nach innen zur Rotationsachse des Messerträgers hin blockiert ist. Die freie Drehbarkeit radial nach innen gerichtet bezieht sich dabei auf die Drehrichtung im Bereich der Kontaktfläche zwischen der
Andrückrolle und dem Messer. Die Blockierung bzw. Sperrung der freien Drehbarkeit der Andrückrolle in der genannten Richtung bietet auf effektive Weise ein Widerlager für die Schnittkraft Fschnin. Anders ausgedrückt wird die Rollreibung der Andrückrolle zumindest bei der radial nach innen aufgebrachten Belastung (Messer wird nach innen in den Messerhalter geschoben bzw. Schnittkraft wirkt auf das Messer) durch
Haftreibung ersetzt. Konkret wirkt bei einer radial nach innen gerichteten Belastung, beispielsweise durch die harten Granulate, zwischen der dann in dieser Drehrichtung fest stehenden Andrückrolle und dem Messer eine Reibkraft, nämlich die Haftreibkraft FHaft 2. Die Haftreibkraft FHaft 2 ergibt sich aus dem Reibkoeffizienten μ2 und der senkrecht zum Messer wirkenden Normalkraft FN (FHaft 2 = 2 x FN). Wie erwähnt, ist die Haftreibkraft Fnafl 2 deutlich größer als die Rollreibkraft FRon, so dass die durch die Erfindung ermöglichte Haltekraft (= FHaft 1 + FH_Ä 2) ausreicht, um der Schnittkraft Fschnin entgegen zu wirken, bzw. größer zu sein als die Schnittkraft Fschniu- Dadurch wird wirksam verhindert, dass das Messer durch die Schnittkraft Fschnin nach innen in den Messerhalter eingeschoben wird. Die Erfindung ermöglicht eine Erhöhung der
Haltekraft FHait, ohne die Normalkraft F», also die senkrecht zum Messer wirkende Anpresskraft der Andrückrolle, auf das Messer zu erhöhen.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückrolle mit einem Freilauf versehen ist, derart, dass die freie Drehbarkeit der Andrückrolle radial nach innen blockiert ist, während die freie Drehbarkeit radial nach außen gegeben ist. Der Freilauf ermöglicht eine konstruktiv einfache Umsetzung des erfindungsgemäßen Prinzips. Der Freilauf sperrt die freie Drehbarkeit in einer gewünschten Drehrichtung, während die freie Drehbarkeit in die andere Richtung beibehalten wird. Vorteilhafterweise ist die freie Drehbarkeit der Andrückrolle in beide Drehrichtungen blockiert. Durch das vollständige Sperren der Andrückrolle steht die Andrückrolle unabhängig von den auf sie wirkenden Kräften, so dass eine Reibkraft, nämlich die Haftreibkraft FHaft 2 in beide Drehrichtungen wirkt. Die Haftreibkraft F^A 2 ergibt sich aus dem Reibkoeffizienten μ2 und der senkrecht zum Messer wirkenden Normalkraft F (FHaft 2 = μ2 x FN).
Eine weitere bevorzugte Ausbildung des erfindungsgemäßen Messerträgers zeichnet sich dadurch aus, dass die Andrückrolle als Antriebsrolle zum radialen Verstellen des Messers nach außen und innen ausgebildet ist. Die Ausbildung der Andrückrolle als Antriebsrolle ist die besonders einfache und effektive Umsetzung der vollständigen Sperrung/Blockierung der Andrückrolle. Des Weiteren vereinfacht die baugleiche Ausbildung der Andrückrolle gegenüber der Antriebsrolle die Konstruktion des
Messerträgers. Vorzugsweise ist mindestens einem Rollenelement, vorzugsweise der Andrückrolle, ein Federelement zur Ausübung einer auf das Messer wirkenden Kraft zugeordnet. Das Federelement verstärkt die Haltekraft (durch Erhöhung der Normalkraft) für das Messer, so dass höhere Belastungen auf das Messer, also erhöhte Fliehkräfte und erhöhte Schnittkräfte, realisierbar sind, ohne das Messer unerwünscht zu verschieben.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement im Wesentlichen senkrecht zum Messer ausgerichtet ist, derart, dass die durch das Federelement aufgebrachte Kraft im Wesentlichen senkrecht auf das Messer wirkt. Im Wesentlichen bedeutet in diesem Zusammenhang, dass konstruktionsbedingte und/oder montagebedingte Abweichungen von der senkrechten Ausrichtung des Federelementes zum Messer ebenfalls durch den Anspruch gedeckt sind. Durch diese Anordnung kann die komplette Federkraft genutzt werden. Eine solche Federkraft wirkt dann unabhängig von der Schnittkraft auf das Messer.
Weitere zweckmäßige und/oder vorteilhafte Merkmale und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der beigefügten
Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Messerträger mit mehreren Messerhaltern,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer ersten erfindungsgemäßen
Ausführungsform, bei der dem Messer eine Antriebsrolle und eine Andrückrolle zum Halten des Messers in dem Messerhalter zugeordnet ist, wobei die
Andrückrolle einen Freilauf aufweist,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen
Ausfuhrungsform, bei der dem Messer zwei Antriebsrollen zum Halten des Messers in dem Messerhalter zugeordnet sind, und
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Weiterbildung der Ausführungsform gemäß Figur 2 mit einem zusätzlichen Andrückelement. Die in der Zeichnung dargestellten Messerträger bzw. Messerhalter dienen zum
Aufnehmen und Halten eines Messers oder Messerblattes für Schneideinrichtungen in Strangmaschinen der Tabak verarbeitenden Industrie. Die Erfindung wird anhand eines einzelnen Messerhalters beschrieben. Üblicherweise sind einem Messerträger jedoch mehrere gleichmäßig über den Umfang des Messerträgers verteilte Messerhalter zugeordnet.
Der in der Figur 1 schematisch dargestellte Messerträger 10 ist ein vorzugsweise trommelartiges Element. Der Messerträger 10 ist mittels eines (nicht dargestellten) Antriebs um die Rotationsachse R rotierend antreibbar. Der Messerträger 10 ist üblicherweise Bestandteil einer Schneidvorrichtung in Strangmaschinen der Tabak verarbeitenden Industrie zum Schneiden von Filtersträngen, Tabaksträngen oder dergleichen. Der Messerträger 10 kann jedoch auch in anderen Vorrichtungen zum Schneiden strangförmiger Produkte eingesetzt werden. Der Messerträger 10 umfasst mindestens einen Messerhalter 1 1. Vorzugsweise und wie in der Figur 1 dargestellt, sind dem Messerträger 10 jedoch mehrere Messerhalter 1 1 zugeordnet. Bevorzugt sind die Messerhalter 1 1 außenseitig am Umfang des Messerträgers 10 gleichmäßig über den Umfang verteilt. Durch Rotation des Messerträgers 10 rotieren die Messerhalter 1 1 ebenfalls umlaufend, wobei sie in mindestens einem Punkt auf den zu schneidenden Strang 12 treffen und diesen schneiden. Die Anordnung und Ausbildung des
Messerträgers 10 zum Strang 12 ist rein beispielhaft und nicht auf die dargestellte Ausführung beschränkt. So kann der Messerträger 10 und/oder jeder Messerhalter 1 1 beispielsweise in einem Winkel geneigt und/oder verdreht zum Strang 12 stehen. In weiteren Ausführungen kann jeder Messerhalter 1 1 fest oder verstellbar am
Messerträger 10 angeordnet sein. Insbesondere kann der oder jeder Messerhalter 1 1 auch zur Ausübung einer Relativbewegung zum Messerträger 10 ausgebildet und eingerichtet sein.
Jeder Messerhalter 1 1 ist zur verschiebbaren Aufnahme eines Messers 13, das als Messerblatt oder dergleichen ausgebildet sein kann, ausgebildet und eingerichtet. Mit anderen Worten ist das Messer 13 in dem Messerhalter 1 1 derart angeordnet, dass eine Verstellung des Messers 13 in radialer Richtung des Messerträgers 10 gewährleistet ist. Die Verstellbarkeit dient insbesondere zur Nachstellung der Messer 13. Die Messer 13 sind einem (Nutzungs-)Verschleiß unterworfen. Des Weiteren werden die Messer 13 nachgeschliffen und dadurch verkürz!, weswegen insbesondere ein Vorschub der Messer 13 notwendig ist. Die Verstellung ist in radial nach innen und radial nach außen gerichteter Richtung möglich. Dazu ist das Messer 13 in dem Messerhalter 1 1 durch drehbare Rollenelemente 14 gehalten und/oder geführt. Rollenelemente 14 können sowohl Einzelrollen sein als auch aus mehreren Rollen gebildet sein.
Die Rollenelemente 14 sind auf einander gegenüber liegenden Seiten des Messers 13 angeordnet, so dass das Messer 13 zwischen mindestens zwei Rollenelementen 14 gehalten ist. Die Rollenelemente 14 sind als Andrückrolle 15 und/oder Antriebsrolle 16 ausgebildet. Mindestens ein Rollenelement 14 ist als Antriebsrolle 16 ausgebildet. Das der Antriebsrolle 16 gegenüber liegende Rollenelement 14 ist wahlweise als
Andrückrolle 15 oder als Antriebsrolle 16 ausgebildet. Die oder jede Antriebsrolle 16 dient zum radialen Verstellen des Messers 13 radial nach innen und radial nach außen. Radial nach innen bezeichnet die Verstellrichtung des Messers 13 in Richtung der Rotationsachse R, so dass das Messer 13 in den Messerhalter 1 1 hinein geschoben oder gezogen wird. Radial nach außen bezeichnet die entgegen gesetzte Richtung von der Rotationsachse R weg, so dass das Messer 13 aus dem Messerhalter 1 1 geschoben oder gedrückt wird. Die freie Drehbarkeit einer Antriebsrolle 16 ist in beide Drehrichtungen blockiert bzw. gesperrt. Die freie Drehbarkeit der Andrückrolle 15 ist in mindestens einer Drehrichtung, nämlich mindestens radial nach innen zur Rotationsachse R des Messerträgers 10 hin blockiert bzw. gesperrt.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren 2 bis 4 näher beschrieben. In der Figur 2 ist ein Messerhalter 1 1 schematisch dargestellt, bei dem das Messer 13 auf der einen Seite durch eine Antriebsrolle 16 und auf der gegenüber liegenden Seite durch eine Andrückrolle 15 gehalten ist. Die Antriebsrolle 16 ist in der freien Bewegung in beide Drehrichtungen durch das
Antriebsmittel 17, beispielsweise eine Zahnstange oder dergleichen, gesperrt. Anders ausgedrückt steht die Antriebsrolle 16, so dass zwischen der Antriebsrolle 16 und dem Messer 13, das in Kontakt zu der Antriebsrolle 16 steht, eine Haftreibkraft FHafi i wirkt. Lediglich die Betätigung des Antriebsmittels 17 führt zu einer Drehbewegung der Antriebsrolle 16 zum Verstellen des Messers 13 radial nach innen oder außen. Die Andrückrolle 15 ist erfindungsgemäß mit einem Freilauf (zugelassene Freilaufrichtung gemäß Pfeil FFrei) versehen, so dass die freie Drehbarkeit der Andrückrolle 15 in einer Drehrichtung gesperrt ist. In der beschriebenen Ausführungsform ist die freie
Drehbarkeit der Andrückrolle 15 bei einer Verstellung des Messer 13 radial nach außen gegeben, während die freie Drehbarkeit der Andrückrolle bei einer Verstellung des Messers 13 radial nach innen gesperrt ist. Bei der Verstellung des Messers 13 radial nach außen (in Richtung der Messerspitze) rollt die Andrückrolle 15 quasi auf dem Messer 13 ab, so dass eine Rollreibkraft FR0H zwischen dem Messer 13 und der
Andrückrolle 15 wirkt. Bei einer Verstellung des Messers 13 radial nach innen, z.B. durch Betätigung der Antriebsrolle 16 zum Verstellen des Messers 13 radial nach innen oder durch im Strang 12 befindliche Widerstände (z.B. harte Granulate) sperrt der Freilauf die freie Drehbarkeit der Andrückrolle 15, so dass eine Haftreibkraft FHafu zwischen der Andrückrolle 15 und dem Messer 13 wirkt. Die Haftreibkraft FHaft 2 ist dabei größer als die Rollreibkraft FR0H.
Die Ausführungsform gemäß Figur 4 ist im Wesentlichen entsprechend der
Ausführungsform gemäß Figur 2, also mit einer Antriebsrolle 16 und einer
Andrückrolle 15, ausgebildet. Zusätzlich ist der Andrückrolle 15 aber ein
Andrückelement 22 zugeordnet. Das Andrückelement 22 kann auf verschiedene bekannte Weise ausgebildet sein. Beispielhaft ist eine Kniehebelanordnung vorgesehen. Dabei ist die Andrückrolle 15 mit einem ersten Hebel 23 verbunden, der fest z.B. am Messerträger 10 angeordnet ist. Ein zweiter Hebel 24 verbindet die Andrückrolle 15 mit einer weiteren Rolle 25, die zum Abrollen an einer Rollfläche 26, Wand oder dergleichen ausgebildet ist. Der Rolle 25 ist ein Betätigungselement zugeordnet, das im beschriebenen Beispiel aus einer Masse 27 und einer Feder 28 gebildet ist. Mittels der Feder 28 ist eine Haltekraft aufbringbar, die durch die Masse 27 verstärkt werden kann, insbesondere für den Fall der Rotation des Messerträgers 10, bei der die Masse durch die Fliehkraft nach außen drängt und die Haltekraft auf die Andrückrolle 15 erhöht. In der Figur 3 ist ein Messerhalter 1 1 schematisch dargestellt, bei dem die Drehbarkeit aller Rollenelemente 14 in jede Drehrichtung blockiert ist. Das Messer 13 ist auf beiden Seiten durch Rollenelemente 14 gehalten, die jeweils in beide Drehrichtungen blockiert bzw. gesperrt sind. Das eine Rollenelement 14 ist eine Antriebsrolle 16, die in der freien Drehbewegung durch das Antriebsmittel 17, beispielsweise durch die Zahnstange oder dergleichen, gesperrt ist. Anders ausgedrückt steht die Antriebsrolle 16, so dass zwischen der Antriebsrolle 16 und dem Messer 13, das in Kontakt zu der Antriebsrolle 16 steht, eine Haftreibkraft FHaft i wirkt. Lediglich die Betätigung des Antriebsmittels 17 führt zu einer Drehbewegung der Antriebsrolle 16 zum Verstellen des Messers 13 radial nach innen oder außen. Die Drehbarkeit des anderen, gegenüber liegenden
Rollenelementes 14 ist ebenfalls in beide Drehrichtungen blockiert bzw. gesperrt.
Hierzu ist die Andrückrolle 15 ebenfalls als Antriebsrolle 18 zum radialen Verstellen des Messers nach außen und innen ausgebildet. Die Andrückrolle 15 kann aber auch auf andere Weise in beide Drehrichtungen blockiert bzw. gesperrt werden. Bevorzugt ist die Andrückrolle 15 bzw. die Antriebsrolle 18 durch ein Antriebsmittel 19 in der freien Drehbewegung gesperrt. Als Antriebsmittel 19 kann z.B. eine Zahnstange oder dergleichen dienen. Lediglich die Betätigung des Antriebsmittels 19 führt zu einer Drehbewegung der Antriebsrolle 18 zum Verstellen des Messers 13 radial nach innen oder außen. Anders ausgedrückt steht die Antriebsrolle 18, so dass zwischen der
Antriebsrolle 18 und dem Messer 13, das in Kontakt zu der Antriebsrolle 18 steht, eine Haftreibkraft FHaft 2 wirkt. Andere Antriebsmittel sind alternativ ebenfalls einsetzbar. Vorzugsweise sind die Antriebsmittel 17, 19 synchronisiert, so dass die Verstellung des Messers 13 radial nach außen und innen optimiert erfolgt.
Mindestens einem Rollenelement 14 kann ein Federelement 20 zugeordnet sein. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 ist die Andrückrolle 15 federbelastet, wobei das Federelement 20 die Andrückrolle 15 gegen das Messer 13 drückt. In der gezeigten Ausführungsform ist das Federelement 20 derart angeordnet, dass die Federkraft Fpeder senkrecht zum Messer 13 wirkt. Das Federelement 20 kann aber auch schräg zum Messer 13 angeordnet sein. Beispielsweise kann das Federelement 20 in einem
Leitkanal 21 angeordnet sein, der schräg zum Messer 13 steht und in dem die
Andrückrolle 15 geführt ist. Der Leitkanal 21 steht schräg nach vorne und außen gerichtet, nämlich vorzugsweise in einem Winkel ß zum Messer 13 gerichtet, wobei ß < 90° ist (siehe Figur 2).
In weiteren nicht dargestellten Ausführungsformen der Erfindung kann der Messerhalter 1 1 auch auf jeder Seite des Messers 13 zwei oder mehr Rollenelemente 14 aufweisen. Es besteht auch die Möglichkeit, dass das Messer 13 durch zwei federbelastete
Andrückrollen im Messerhalter 1 1 gehalten wird, und die Verstellung des Messers 13 radial nach außen und innen durch separate Antriebsmittel erreicht wird. Des Weiteren können auch die Antriebsrollen 16, 18 federbelastet ausgebildet sein. Beispielsweise kann auch jede Antriebsrolle 16, 18 über eine federbetätigte Kniehebelanordnung oder dergleichen in Kontakt mit dem Messer 13 gebracht werden.
Im Folgenden wird das Funktionsprinzip der Erfindung anhand der beiden
beschriebenen und gezeigten Ausführungsformen näher beschrieben:
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 wird das Messer 13 durch eine Haltekraft
Figure imgf000012_0001
die auf der einen Seite des Messers 13 durch FHaft i und auf der anderen Seite je nach Funktionszustand durch FR0H oder FHaft 2 gebildet wird, in dem Messerhalter 1 1 gehalten. Auf das Messer 13 wirkt durch die Rotation des Messerträgers 10 die Fliehkraft FFiieh, wobei die Haltekraft FHait in jedem Falle größer als FFiieh ist, so dass das Messer 13 nicht radial nach außen aus dem Messerhalter 1 1„rutscht". Bei einer radial nach innen gerichteten Belastung durch die Schnittkraft Fschnitt, deren Größe durch die genannten harten Granulate noch ansteigen kann, verhindert die Haltekraft FHait ein Einschieben des Messers 13 radial nach innen. Bei einer radial nach innen wirkenden Belastung auf das Messer 13 wirkt zwischen der dann in dieser Drehrichtung fest stehenden
Andrückrolle 15 und dem Messer 13 eine Reibkraft, nämlich die Haftreibkraft Fnaft 2- Die Haftreibkraft Fnaft 2 ergibt sich aus dem Reibkoeffizienten μ2 und der senkrecht zum Messer wirkenden Normalkraft FN, die sich aus dem Anteil der Fliehkraft der
Andrückrolle 15 und der Federkraft FFeder zusammensetzt (FHaft 2 = U2 x FN). Die
Haftreibkraft Fnaft 2 wirkt nur gegen die Schnittkraft Fsch tt- Wie erwähnt, ist die
Haftreibkraft FHaft 2 deutlich größer als die Rollreibkraft FR0H, SO dass die durch die Erfindung ermöglichte Haltekraft FHait (= Fnaft 1 + Fnaft 2) ausreicht, um der Schnittkraft Fschnitt entgegen zu wirken, bzw. größer zu sein als die Schnittkran Fschnitt- Dadurch wird wirksam verhindert, dass das Messer 13 durch die Schnittkraft Fschnitt nach innen in den Messerhalter 1 1 eingeschoben wird. Die Erfindung ermöglicht eine Erhöhung der Haltekraft FHait, ohne die Normalkraft FN, also die senkrecht zum Messer 13 wirkende Anpresskraft, auf das Messer 13 zu erhöhen. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 wirken in beiden Drehrichtungen bzw.
Verstellrichtungen des Messers 13 jeweils Haftreibkräfte, nämlich zum einen die Haftreibkraft Fnaft i und zum anderen die Haftreibkraft FHaft 2· Anders ausgedrückt wird durch die Ausbildung beider Rollenelemente 14 als Antriebsrolle 16, 18 eine Haltekraft FHait erzeugt, die sich aus zwei Haftreibkräften (Fnaft i und F^ft 2) zusammensetzt und einerseits gegen die Fliehkraft FFiieh und andererseits gegen die Schnittkraft Fschnin- wirkt.
Bei der Ausführungsform der Figur 4 setzt sich die von Seiten der Andrückrolle 15 auf das Messer 13 wirkende Normalkraft aus der Federkraft und der Kraft F, die sich aus der Funktion F = m (Masse) x a (Beschleunigung) ergibt, zusammen, wobei die Normalkraft mit einem Übersetzungsverhältnis auf das Messer 13 wirkt. Ansonsten verhält sich die Andrückrolle 15 im Wesentlichen wie bei der Ausführungsform gemäß Figur 2.

Claims

Ansprüche
1. Messerträger (10) für eine Schneidvorrichtung in Strangmaschinen der Tabak verarbeitenden Industrie, umfassend mindestens einen am Messerträger (10) angeordneten und um eine Rotationsachse R des Messerträges (10) drehbaren Messerhalter (1 1), der zur verschiebbaren Aufnahme eines Messers (13) ausgebildet ist, wobei das Messer (13) durch zwei drehbare Rollenelemente (14), die auf einander gegenüber liegenden Seiten des Messers (13) an diesem anliegen, in dem Messerhalter (1 1) gehalten ist, wobei ein Rollenelement (14) als Antriebsrolle (16) zum radialen Verstellen des Messers (13) nach außen und innen ausgebildet ist, derart, das die freie Drehbarkeit der Antriebsrolle
(16) in beide Drehrichtungen blockiert ist, und das andere Rollenelement (14) als Andrückrolle (15) ausgebildet ist, d a d u r c h g e k e nn z e i c h n et , dass die freie Drehbarkeit der Andrückrolle (15) radial nach innen zur
Rotationsachse R des Messerträgers (10) hin blockiert ist.
2. Messerträger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückrolle mit einem Freilauf versehen ist, derart, dass die freie Drehbarkeit der
Andrückrolle radial nach innen blockiert ist, während die freie Drehbarkeit radial nach außen gegeben ist.
Messerträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die freie Drehbarkeit der Andrückrolle in beide Drehrichtungen blockiert ist.
Messerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückrolle als Antriebsrolle zum radialen Verstellen des Messers nach außen und innen ausgebildet ist.
Messerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einem Rollenelement ein Federelement zur Ausübung einer auf das Messer wirkenden Kraft zugeordnet ist.
6. Messerträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das
Federelement im Wesentlichen senkrecht zum Messer ausgerichtet ist, derart, dass die durch das Federelement aufgebrachte Kraft im Wesentlichen senkrecht auf das Messer wirkt.
7. Messerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, das mindestens die Andrückrolle in einem Leitkanal geführt ist, wobei der
Leitkanal schräg zum Messer ausgerichtet ist.
8. Messerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Andrückrolle (15) ein zusätzliches Andrückelement (22) zugeordnet ist.
9. Messerträger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das
Andrückelement (22) eine Kniehebelanordnung ist.
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