(57)【要約】【課題】火花の発生が回避され、ロッド状製品がストランドから出来るだけ節約的な切断面の形成の下で切断される煙草加工産業のロッド状製品を切断する切断装置と切断ナイフを創作すること。【解決手段】この発明は、少なくとも一つの切断ナイフ（２、３）を備える少なくとも一つの回転切断保持体（１４）と、一つの切断ブレード（９，９ａ，９ｂ）と切断ブレード（９，９ａ，９ｂ）に形成する二つの側面（７、８）とを備えて、切断ナイフ（２、３）の側面（７、８）の少なくとも一方の側面が表面硬度を高める被覆（１３）を有する、煙草加工産業のロッド状製品を切断する切断装置（１）に関する。この発明は、更に切断装置（１）用切断ナイフ（２、３）に関し、切断ナイフ（２、３）が交換できる。【選択図】図５ｃ
2011130769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの切断ナイフ（２、３）を備える少なくとも一つの回転切断保持体（１４）と、一つの切断ブレード（９，９ａ，９ｂ）と切断ブレード（９，９ａ，９ｂ）に形成する二つの側面（７、８）とを備えて、煙草加工産業のロッド状製品を切断する切断装置（１）において、切断ナイフ（２、３）の側面（７、８）の少なくとも一方の側面が表面硬度を高める被覆（１３）を有することを特徴とする切断装置。
【請求項２】
側面（７、８）が開始位相の経過後に異なった表面硬度を有することを特徴とする請求項１に記載の切断装置（１）。
【請求項３】
より高い表面硬度を備える側面（７）が少なくとも３０００−８０００ＨＶ、特に７５００ＨＶの硬度を有することを特徴とする請求項１或いは２に記載の切断装置（１）。
【請求項４】
被覆（１３、１３ａ）が非非晶質に結合された炭素から成る被覆（１３）であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の切断装置（１）。
【請求項５】
被覆（１３）は０．００１−０．００４ｍｍ，特に０．００３ｍｍの層厚を有することを特徴とする請求項４に記載の切断装置（１）。
【請求項６】
少なくとも一つの砥石車（４、５）が設けられていて、この砥石車には回転する切断ナイフ（２、３）が一つの側面（８）により傍を通過され、そして切断ナイフ（２、３）の両側面（７、８）が表面硬度を高める被覆（１３）を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の切断装置（１）。                                        
【請求項７】
側面（７、８）が一つの異なった表面硬度を有し、そして僅かな表面硬度を備える側面（８）が切断ナイフ（２、３）の基礎工作材より高い硬度を備える被覆（１３ａ）を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の切断装置（１）。
【請求項８】
側面（７、８）が１５度から２５度まで、特に３５度までと特にそれの間の２０度の角度（Ａ）に形成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の切断装置（１）。
【請求項９】
少なくとも一つの回転駆動される砥石車（４、５）が設けられていて、砥石車には回転する切断ナイフ（２、３）が一つの側面により傍を通過され、そして駆動された砥石車（４、５）の回転数が回転するナイフ保持体（１４）の回転数に依存して制御されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の切断装置（１）。
【請求項１０】
切断ナイフ（２、３）が交換できることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の切断装置（１）用の切断ナイフ（２、３）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、請求項１の上位概念の特徴事項を備える切断装置と煙草加工産業のロッド状製品を切断する切断ナイフに関する。
【背景技術】
【０００２】
煙草加工産業のロッド状製品は例えば、煙草が紙のような包装材料によって形状一体に集められるシガレット、シガリロであり、或いはシガレット或いはシガリロに配置されるフィルタである。ロッド状製品を製造するために、最近の大量生産製造機が使用され、とりわけ、切断装置を備える作業行程を包含して、この切断装置でロッド状製品が連続的に供給されたストランドから切断される。
【０００３】
切断装置は実質的に一つ或いは複数の切断ナイフを備える回転ナイフ保持体と、ストランド用のガイドを備えるチューブとから形成され、チューブがストランドのガイドの傍に同時にストランドによって移行する切断ナイフ用の逆軸受を形成する。切断ナイフは高い切断周波数に基づいて自然摩耗を受けられ、ストランドの切断面の不正確な切断ブレードを案内し得る。摩耗を補償するために、切断ナイフが大量生産製造機において一つ或いは複数の砥石車によって研磨されて、送り装置を介して切断ブレードの方向に回送される。一定摩耗後に、切断ブレードが交換されなけばならなく、そのために大量生産製造機の稼働が中断されなけばならない。
【０００４】
切断ナイフのそのような再研削における欠点は、研削中に基本的に最小に減少されるべきであった火花が生じることであり、というのは、極端な場合における火花飛行によって機械自体の一部或いはストランドが損傷されるか、或いは放火され得るからである。さらに、再研削の際に切断ナイフが切断ブレードにおいて研削されたブレードにもかかわらず、ロッド状製品の不正確な切断面に案内できるまくれを生じ得ることが明らかになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ドイツ特許出願公開第２５３５１１６号明細書
【特許文献２】ドイツ特許出願公開第１９７４８１１０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の課題は、火花の発生が回避され、ロッド状製品がストランドから出来るだけ節約的な切断面の形成の下で切断される煙草加工産業のロッド状製品を切断する切断装置と切断ナイフを創作することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、この発明によると、請求項１の特徴事項を備える切断装置と請求項９の特徴事項を備える切断ナイフとによって解決される。この発明の他の好ましい実施態様は、従属請求項、図並びに付属明細書に採用すべきである。
【０００８】
この発明の基本思想は、切断ナイフの側面の少なくとも一方が表面硬度を高める被覆を有することにある。側面のより高い表面硬度によって、切断ナイフの側面が切断過程中に異なって磨り減されるので、切断ナイフの自動研削が得られる。この場合には、より高い表面硬度を備える側面が僅かな表面硬度を備える側面より僅かに磨り減る。この自動研削の効果は、天然では、所謂、「ビーバー歯効果」として知られている。切断ナイフのこの「自動研削」に基づいて切断ナイフの再研削が減少されるか、或いは全く省略されるので、研削過程と接続した火花形成が少なくとも減少され得る。
【０００９】
この発明の他の好ましい構成は、側面が開始位相の経過後に異なった表面硬度を有することにある。この場合には、側面の表面硬度が開始位相を始めるように等しく、開始位相中に異なって変更されるので、自動再研削の効果が開始位相後初めて生じる。それにより安価に製造する両側に被覆された切断ナイフが使用できる。
【００１０】
さらに、表面硬度を高める被覆を備える側面が少なくとも３０００−８０００ＨＶ、特に７５００ＨＶの硬度を有することが提案される。切断ナイフの提案された硬度によって切断ナイフの停止時間がそのような追加的なものとして高められ得る、というのは、切断ナイフの磨り減りが減少されるからである。切断ブレードの減少された磨り減りによって切断ナイフの送りの間の切断の数が７５０からおよそ５０００に高められ得るので、切断装置が実質的により長く調整により稼働され得て、切断ブレードの交換間隔の時間が増加され得た。全体として、それにより追加的費用が切断ブレードの複数利用によって並びに減少された保守費用によって節約され得る。
【００１１】
さらに、被覆が非晶質に結合された炭素から成る被覆であることが提案されている。非晶質に結合された炭素から成る被覆が非常に僅かな摩擦係数を有するので、切断過程中に作用する摩擦力が減少され得て、切断面がそれにより更に改良される。そのような正四面体に結びつけて非晶質に結合された炭素被覆は例えば特に高いｓｐ3 を備えるｔａ−Ｃ層として知られていて、非常に低い摩擦係数において極めて高い硬度を有する。更に被覆が温度耐久的に摂氏約４５０度までであるので、被覆が摩擦熱に基づいてその特性を失うことなしに、高い切断速度が走行され得る。被覆の結合が共有原子価であるので、その結合が隣接した金属部品に対する僅かな接着勾配を有する。そのほかに、提案された被覆によって炭素粒子による潤滑作用が被覆された側面に達成され得る。
【００１２】
この場合に、自動研削効果が達成されるので、０．００１−０．００４ｍｍ，特に０．００４ｍｍの層厚が有効であり、切断ナイフの機械的特性が悪く変更されないことが明らかであった。
【００１３】
さらに、少なくとも一つの砥石車が設けられていて、砥石車にて回転切断ナイフが一方の側面によりそばを通過され、切断ナイフの両側面が表面硬度を高める被覆を有することが提案される。切断ナイフの片面研削によって切断ナイフの表面硬度が一側面に故意に減少されるので、「ビーバー歯効果」が研削によってそばを通過される。それにより特に側面が等しい被覆を備えられ得て、それは製造技術的観点から有効である、というのは、側面の等しい被覆が実質的に簡単に製造すべきであるからである。さらに、側面の材料区別が「ビーバー歯効果」に基づいて表面上に基本的に均一ではないので、自動研削効果が切断ブレードに沿って不均一であり、一つの不均一な切断ブレードとなる。片面研削によって、「ビーバー歯効果」自体がそばを通過されるばかりではなく、むしろ、不均一な材料区別の効果が表上に補償されるので、研削によって側面の均一な表面と均一な切断ブレードとが達成され得る。それぞれに他の側面が表面硬度を高める被覆を備えていて、切断ブレードの片面研削過程に存在するまくれ形成が先行技術で知られた研削過程と比較して実質的に僅かであるので、それにより切断ブレードが悪化されない。切断ナイフの研削によって必要とされた材料区別が切断ナイフのこの発明によるそばを通過された自動研削に基づいて先行技術で必要とされたより非常にかなり僅かであるので、切断ナイフの研削が追加的に切断ナイフに対する僅かな相対運動により行われる。切断ナイフの側面に対する砥石車の相対運動が互いに対向する表面の領域において切断ナイフの回転運動に対する砥石車の同じに向いた相対運動の場合に回転砥石車と回転切断ナイフの間の周辺速度の差によって定義されている。それ故に、この場合には、砥石車が先行技術で知られていたより高い回転数により回転できるか、或いは砥石車直径が同じ回転数で高められ得る。しかし、その点では砥石車直径の拡大が優先すべきである、というのは、砥石車がこれによって有効な角度関係に切断ナイフの表面に乗り上げるか、切断ブレードから離れて、それにより切断ブレードのまくれ形成或いは縁飾り付けが阻止されるか、或いは減少されるからである。切断ナイフの回転運動と反対に回転する砥石車の場合には、砥石車表面が切断ナイフの回転運動に逆らって切断ナイフ表面に乗り上げるので、この場合に、砥石車の周辺速度が減少されるべきであって、それは回転数の減少或いは砥石車直径の縮小によって達成され得る。切断ナイフの表面に対する砥石車表面の相対運動の減少に基づいて、火花形成が研削過程中に更に減少され得る。差回転数の適切な調整の場合に、この際に火花形成が研削にもかかわらず完全に零に減少され得る。この際に、驚くべきことに、切断ナイフの研削すべき側面が砥石車自体より大きい表面硬度を有し得て、切断ブレードの研削のこの発明によりそばを通過された効果が「ビーバー歯効果」により生じることが明らかになった。
【００１４】
さらに、側面が一つの異なった表面硬度を有し、僅かな表面硬度を備える側面が切断ブレードの基礎材料より高い硬度を備える被覆を有することが提案される。全体として側面の異なった表面硬度によって一方では「ビーバー歯効果」がそばを通過され得て、基礎材料より僅かな表面硬度を備える側面の故意により高い表面硬度によって切断ナイフの停止時間が一般に増加される。
【００１５】
さらに、側面が１５度から２５度まで、特に３５度までとその間の２０度の角度を形成し、それにより故意にそばを通過された自動研削効果が生じることが試験から明らかになった。  
【００１６】
さらに、少なくとも一つの回転駆動される砥石車が設けられ、この砥石車には、回転切断ナイフが一つの側面によりそばを通過され、駆動される砥石車の回転数が回転ナイフ保持体の数に依存して制御されることが提案される。砥石車の回転数の提案された制御によって、材料損失とそれと結合された火花飛行が更に減少され得る、というのは、砥石車と切断ナイフの周辺速度間の差がそれにより減少されるか、或いは生産速度と無関係に機械の減速や高速の際に一定に維持され得るからである。
【００１７】
さらに、課題を解決するために、交換できるこの発明による切断装置用の切断ナイフが提案されている。  
【００１８】
次に、この発明は、好ましい実施例に基づいて詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１ａ】二つの切断ナイフと一つの砥石車を備える切断装置を示す。
【図１ｂ】二つの切断ナイフと一つの砥石車を備える切断装置を示す。
【図２ａ】二つの切断ナイフと二つの砥石車を備える切断装置を示す。
【図２ｂ】二つの切断ナイフと二つの砥石車を備える切断装置を示す。
【図３】切断ナイフを示す。
【図４ａ】摩耗の前と後の図３の切断方向Ａ−Ａにおける先行技術による切断ナイフを示す。
【図４ｂ】摩耗の前と後の図３の切断方向Ａ−Ａにおける先行技術による切断ナイフを示す。
【図５ａ】図３の切断方向Ａ−Ａにおいて片面に表面硬度を高める被覆を備える切断ナイフを示す。
【図５ｂ】図３の切断方向Ａ−Ａにおいて片面に表面硬度を高める被覆を備える切断ナイフを示す。
【図５ｃ】図３の切断方向Ａ−Ａにおいて片面に表面硬度を高める被覆を備える切断ナイフを示す。
【図５ｄ】図３の切断方向Ａ−Ａにおいて片面に表面硬度を高める被覆を備える切断ナイフを示す。
【図６ａ】開始位相の前と後の図３の切断方向Ａ−Ａにおいて両面に表面硬度を高める被覆を備える切断ナイフを示す。
【図６ｂ】開始位相の前と後の図３の切断方向Ａ−Ａにおいて両面に表面硬度を高める被覆を備える切断ナイフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１ａと１ｂには、一つの回転できるナイフ保持体１４を備える切断装置１が認識でき、このナイフ保持体には、二つの切断ナイフ２と３が固定されている。さらに、この切断装置１には、ナイフ保持体１４に対して固定する一つの研削装置１５が砥石車４を備えて配置されていて、その砥石車の研削面がナイフ保持体１４の回転軸線に対してある角度に整合されている。研削装置１５は砥石車４が回転運動を駆動できる電動モータを包含する。切断ナイフ２と３はナイフ保持体１４に対して追加的に旋回でき、ロッド状製品の送り装置に垂直な断面を形成させ、切断ナイフ２と３の旋回運動がナイフ保持体１４に存在するが、図示されていない機構を介して開始される。そのほかに、保護装置６が設けられていて、その保護装置によって切断ナイフ２と３の周辺領域への操作者の故意でない介入が阻止され得る。
【００２１】
図２ａと２ｂには、切断装置１が正面図で認識できる。切断装置１には、一つの第２研削装置１６が一つの第２砥石車５を備えて第１研削装置１５に正反対に配置されている。研削装置１５と１６はナイフ保持体１４における切断ナイフ２と３と同じ角度関係に配置されているので、切断ナイフ２と３がいつも同時に研摩される。そのような切断装置１は、煙草加工産業の大量生産製造機に使用され、例えば所定長さのシガレット或いはフィルタを一つの導入されたストランドから切断する。この際に、切断されたシガレット或いはフィルタの長さがストランドの送り速度とナイフ保持体１４の回転速度とによって決定される。それにより大量生産製造機の容積がとにかく直接にナイフ保持体１４の回転速度に依存している。
【００２２】
図３には、切断ブレード９を備える切断ナイフ２が側面図で認識できる。切断ナイフ２は切断過程中に、切断ブレード９がロッド状製品のストランドを通して移行するように回転する。
【００２３】
図４ａと４ｂには、図３からの切断ナイフ２が先行技術、しかも摩耗の前後に基づき認識できる。この切断ナイフ２は約０．２ｍｍの厚さＢと２０度の角度Ａに互いに位置する二つの側面７と８を有する。切断ナイフ２の側面７と８の間の角度Ａが回転平面と砥石車４と５の研削面との間の角度に一致し、回転平面は砥石車４と５のそばを通過する際に切断ナイフ２を側面７により固定する。側面７と８は、図４ａにおいてまだ摩耗されていない切断ブレード９で終っている。切断過程中に、切断ブレード９が摩耗し、それによりその形状を図４ｂに記載された形状９ａに変更する。
【００２４】
図５ａ，５ｂ，５ｃと５ｄには、この発明により更に開発された切断ナイフ２が認識でき、この切断ナイフは側面７に硬質表面を備える被覆１３を、この場合に約７５００ＨＶの被覆を側面８の表面として有する。切断過程中に、切断ナイフ２には図４ｂに図示されて生じる摩耗状態と相違して、側面７と８における不均一な材料損失が生じ、面１１によって描かれている。不均一な材料損失に基づいて、切断ブレード９は同じ数の切断を備える先行技術に基づく切断ナイフ２における切断ブレード９の形状９ａより実質的に鋭い形状９ｂを有する。被覆１３は０．００３ｍｍの層厚Ｃを備える非晶質に結合された炭素層から形成されている。この種の非晶質に結合された炭素層は特に３０００−８０００ＨＶの高い硬度を特徴とする。それ故に、炭素層は非常に摩耗状態であり、さらに、非常に僅かな摩擦係数を有し、それにより切断過程中に作用する摩擦力が減少され、ロッド状煙草製品或いはフィルタ製品の切断面が更に改良される。さらに、被覆における炭素粒子によって切断面における潤滑効果が生じ、潤滑効果によって摩擦が切断過程中に更に減少される。
【００２５】
けれども、図５ｃと５ｄには、砥石車４或いは５の一方の傍を通過後の同じ切断ナイフ２が認識できる。切断ナイフ２は僅かな表面硬度を有する側面８により砥石車４と５の傍を通過の際に砥石車４と５の研削面に材料損失の下で接触される。側面８によりこの際に削り取られた材料は面１２によって描かれている。この際に専ら側面８が研削された；被覆１３を備える側面７が研削されていなく、それ故に、変更されていない形状を有する。それにより切断ブレード９は形状９ｃに対して鋭く研削されている。そのような片面研削はここで先行技術とは違って欠点ではない、というのは、側面７の被覆１３によって切断ブレード９におけるまくれ形成が少なくとも実質的に減少されている。さらに、自動研削のこの発明によりもたらされた効果によって、研削によって必要とされた材料損失やそれにより砥石車表面と側面７の間の必要とされた相対運動が減少され得る。砥石車４と５の切断ナイフ２と３の回転運動に対して同じ方向に乗り上げる表面では、これは砥石車４或いは５の回転数の増加によって或いは選択的に砥石車４と５の同じ回転数の際の拡大された砥石車直径によって周辺速度の直径に結びついた増加によって達成され得る。側面７に対する砥石車４と５の減少された相対運動によって火花形成が実質的に僅かである。それ故に、火花形成の同時減少の際に鋭い切断ブレード９を得ることが可能である。
【００２６】
図６ａと６ｂには、切断ナイフ２が同様に図３の切断方向Ａ−Ａに認識でき、側面８が同様に表面硬度を高める被覆１３ａを備えている。最も簡単には、側面７と８の被覆１３と１３ａは等しく、製造方法で塗布されるか、或いは製造された、それにより製造価格が減少され得る。開始位相後に、切断ナイフ２が例えば側面８において研削される間に、これが図６ｂに図示されているように、被覆１３ａが側面８上に全く研削されないか、或いは実質的に僅かな層厚に研削される。それにより側面７と８の表面硬度が開始位相後に異なっていて、それはこの発明により目的とされた「ビーバー歯効果」の次の切断過程中に切断ブレード９の独立再研削によって生じる。  
【００２７】
さらに、被覆１３に基づいて、同じ回転数で大きな直径を備える砥石車４と５を選択することが可能である。砥石車４と５の縁はそれにより研削運動中に大きな角度で横に側面７上に乗り上げ、それにより切断ブレード９におけるまくれ形成や切断ブレード９の可能な縁飾り付けが減少される。
【００２８】
砥石車４と５の回転数は、この際に好ましくは回転するナイフ保持体１４の回転数に依存して制御され得るので、砥石車４と５が特に一定相対運動により砥石車に設置されて、砥石車４と５における材料区別がそれによりナイフ保持体１４の回転数と無関係に一定に保持され得る。これは特に機械の制動と高速の際のナイフ保持体１４の強力に変わる回転数に関して意義がある。
【符号の説明】
【００２９】
１．．．．．切断装置
２，３．．．切断ナイフ
４，５．．．砥石車
７，８．．．側面
９，９ａ，９ｂ．．．切断ブレード
１３，１３ａ．．．被覆
１４．．．．．ナイフ保持体
【図１ａ】
2011130769.tif 000003
【図１ｂ】
2011130769.tif 000004
【図２ａ】
2011130769.tif 000005
【図２ｂ】
2011130769.tif 000006
【図３】
2011130769.tif 000007
【図４ａ】
2011130769.tif 000008
【図４ｂ】
2011130769.tif 000009
【図５ａ】
2011130769.tif 000010
【図５ｂ】
2011130769.tif 000011
【図５ｃ】
2011130769.tif 000012
【図５ｄ】
2011130769.tif 000013
【図６ａ】
2011130769.tif 000014
【図６ｂ】
2011130769.tif 000015