[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transport von band- oder streifenförmigen
Material mit den Merkmalen des O-berbegriffs von Anspruch 1.
[0002] Vorrichtungen zum Transport von band- oder streifenförmigen Materialien, insbesondere
von Hüllmaterial oder Belagpapier, werden in Maschinen zur Herstellung von stabförmigen
Produkten der Tabak verarbeitenden Industrie verwendet. Das Hüllmaterial oder Belagpapier
muss dabei mit einer höchsten Genauigkeit bei sehr hohen Fördergeschwindigkeiten von
z.B. 600 m/min und mehr geführt werden. Bereits geringe Abweichungen des Hüllmaterials
oder Belagpapiers in der Querausrichtung von wenigen 1/100 mm können unter ungünstigen
Umständen zu einem Produktionsstopp der gesamten Vorrichtung führen. Damit das Hüllmaterial
oder das Belagpapier entsprechend genau geführt wird, wird dieses über mehrere Zugwalzen
gespannt, wobei hierbei auch darauf geachtet werden muss, dass eine vorgegebene Maximalspannung
in dem Material nicht überschritten wird und der Streifen bzw. das Band nicht reißt.
Ferner muss die Einhaltung der Solllage während der Transportbewegung mehrfach über
entsprechende Sensoren sensiert werden und gegebenenfalls bei Abweichungen über entsprechend
angesteuerte Aktuatoren wieder hergestellt werden.
[0003] Ein besonderes Problem stellen dabei die während der Transportbewegung des Hüllmaterials
bzw. des Belagpapiers erforderlichen Umlenkungen des Hüllmaterials bzw. des Belagpapiers
um die Längsachse dar, wie dies z.B. bei einer winkligen Zuführung des Hüllmaterials
bzw. des Belagpapiers von einer Bobine und einer sich daran anschließenden Umlenkung
der Fall ist.
[0004] Sofern doppeltbreites Hüllmaterial oder Belagpapier zugeführt wird, muss dieses mittig
in zwei Einzelstreifen geschnitten werden, welche anschließend jeweils in einer Spreizeinrichtung
durch mehrfaches Umlenken seitlich versetzt werden können. Auch im Anschluss an die
Spreizeinrichtung kann die Einhaltung der Solllage des Hüllmaterials oder Belagpapiers
aufgrund des seitlichen Versatzes problematisch sein, so dass sie mittels einer oder
mehrerer Sensoren überprüft und erforderlichenfalls bei Abweichungen über entsprechende
Aktuatoren nachgeregelt werden muss.
[0005] Ferner stellt es ein besonderes Problem dar, wenn das Produkt mit zwei übereinanderliegenden
Lagen eines Hüllmaterials oder Belagpapiers umhüllt werden soll, welche in zwei getrennten
Papierläufen zugeführt, anschließend übereinandergelegt und in übereinandergelegter
Anordnung an einem Beleimungsabschnitt vorbeigeführt und in einem Formatabschnitt
um das Produkt herumgeschlagen werden sollen. In diesem Fall kann eine Abweichung
der Solllagen und Sollbreiten der beiden Bahnen bzw. Streifen zu einer fehlerhaften
Aufbringung der Leimspur in dem Beleimungsabschnitt und einer dadurch bedingten fehlerhaften
Umhüllung der Produkte durch das Hüllmaterial bzw. Belagpapier führen. So ist es in
diesem Fall z.B. denkbar, dass eine eigentlich von außen nicht erkennbare, innen liegende
Lage eines Hüllmaterials von der äußeren zweiten Lage des Hüllmaterials bzw. Belagpapiers
nicht vollständig verdeckt wird, und/oder dass diese nicht richtig verklebt wird,
und das Produkt dadurch insgesamt nicht vollständig formfixiert wird.
[0006] Ferner besteht bei Produkten mit einer äußeren Umhüllung und einer inneren Umhüllung
das Problem, dass die innere Umhüllung in der Herstellungsmaschine nicht direkt an
dem Formatband anliegt, so dass diese Lage nicht unmittelbar von dem mit einer Übergeschwindigkeit
geführten Formatband transportiert wird und bei zu geringer Anpresskraft des Tabak-
oder Filtermaterialstreifens aufstaut oder eine Lose bilden kann. Ferner können unterschiedliche
Sorten des band- oder streifenförmigen Materials in diesem Fall zu ungünstigen Reibungsverhältnissen
zwischen der inneren und der äußeren Lage des Hüllmaterials führen, was ebenfalls
eine Lose in dem Hüllmaterial und eine dadurch bedingte Faltenbildung zur Folge haben
kann.
[0007] Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße
Vorrichtung zu schaffen, mit der das streifen- oder bandförmige Material mit einer
erhöhten Genauigkeit quer zu der Transportrichtung unter den genannten Bedingungen
transportiert werden kann.
[0008] Zur Lösung der Aufgabe wird eine Vorrichtung zum Transport von band- oder streifenförmigen
Material für eine Maschine zur Herstellung von stabförmigen Produkten der Tabak verarbeitenden
Industrie, welche dazu eingerichtet ist, dass das band- oder streifenförmige Material
aus verschiedenen ersten Winkeln zu einer Transportebene des band- oder streifenförmigen
Materials in der Vorrichtung zuführbar ist, welche durch die verschiedenen Transportrichtungen
aufgespannt wird, in die das band- oder streifenförmige Material vor dem Eintritt
in einen Formatabschnitt der Vorrichtung geführt wird, vorgeschlagen, bei der an der
Eintrittsseite des band- oder streifenförmigen Materials eine Einrichtung zur Verschiebung
des band- oder streifenförmigen Materials quer zu dessen Längsachse vorgesehen ist,
welche in Abhängigkeit von einem in Verlaufsrichtung des band- oder streifenförmigen
Materials nach einer Spreizeinrichtung angeordneten Positionssensor ansteuerbar ist.
Der Verlauf des band- oder streifenförmigen Materials nach der Spreizeinrichtung entspricht
der Ausrichtung, wie das Material in einen nachfolgenden Formatabschnitt einer nachfolgenden
Herstellmaschine eingeführt wird. Durch die vorgeschlagene Steuerung kann eine Lageabweichung
des band- oder streifenförmigen Materials von einer Solllage nach dem Durchlaufen
der Spreizeinrichtung schnellstmöglich ausgeglichen werden, indem die Ausrichtung
des Materials quer zu dessen Längsachse bereits an dem Einlauf in den Papierlauf verändert
wird. Diese Regelung hat den Vorteil, dass das Material gleich mit einer seitlich
korrigierten Ausrichtung in den Papierlauf eingeführt wird, so dass die Abweichung
unabhängig von der Ursache unmittelbar durch eine Anpassung der Vorausrichtung des
Materials kompensiert wird.
[0009] Weiter wird vorgeschlagen, dass in Bewegungsrichtung des band- oder streifenförmigen
Materials ausgehend von der Zuführung folgende Einrichtungen in der Reihenfolge der
Nennung vorgesehen sind:
- eine erste an dem band- oder streifenförmigen Material anliegende Einrichtung zur
Veränderung der Zugkraft in dem band- oder streifenförmigen Material,
- eine das band- oder streifenförmige Material um den ersten Winkel in die Transportebene
umlenkende Umlenkeinrichtung,
- eine Sensoreinrichtung zur Sensierung der Zugkraft in dem band- oder streifenförmigen
Material, wobei die erste Einrichtung zur Veränderung der Zugkraft in Abhängigkeit
von dem Signal der Sensoreinrichtung ansteuerbar ist.
[0010] Durch die vorgeschlagene Lösung kann das band- oder streifenförmige Material aus
der winkligen Zuführung in die Transportebene umgelenkt werden, ohne dass die Umlenkeinrichtung
einen Einfluss auf die Zugkraft in dem band- oder streifenförmigen Material bzw. einen
negativen Einfluss auf die Führungsgenauigkeit des Materials nach der Umlenkeinrichtung
hat. Die Transportebene des band- oder streifenförmigen Materials ist als eine Ebene
zu verstehen, welche durch die unterschiedlichen Transportrichtungen des Materials
nach der Umlenkeinrichtung aufgespannt wird. Die Transportebene kann dabei z.B. auch
nur durch einen kurzen Abschnitt gebildet sein, in dem das Material zumindest kurz
nach dem Verlassen der Umlenkeinrichtung geführt ist und aus der das Material anschließend
weiter umgelenkt wird. Die Transportebene verläuft dabei vorzugsweise parallel zu
einer Gehäusewand, an der die Umlenkungen und Antriebe angeordnet sind.
[0011] Grundsätzlich haben Umlenkungen immer einen unruhigeren Lauf des Materials nach dem
Durchlaufen der Umlenkungen zur Folge, da die Zugkräfte in dem band- oder streifenförmigen
Material durch die an der Umlenkstelle wirkenden Reibkräfte erhöht werden. Zur Kompensation
dieses Nachteils ist die Umlenkeinrichtung zwischen einer Sensoreinrichtung und einer
steuerbaren, eine Zugkraft in dem band- oder streifenförmigen Material erzeugenden
Einrichtung angeordnet. Durch die Steuerung der Zugkraft in dem band- oder streifenförmigen
Material vor der Umlenkeinrichtung kann die in der Umlenkeinrichtung zusätzlich erzeugte
Zugkraft durch eine Verminderung der über die Einrichtung ausgeübten Zugkraft soweit
kompensiert werden, dass das band- oder streifenförmige Material nach der Sensoreinrichtung
mit einer im Wesentlichen gleichbleibenden Zugkraft unabhängig von den an der Umlenkeinrichtung
wirkenden Reibkräften transportiert wird. Diese Kompensation der Reibkräfte ist insbesondere
daher von Vorteil, da sich für unterschiedliche Zuführrichtungen des band- oder streifenförmigen
Materials automatisch unterschiedliche Reibkräfte an der Umlenkeinrichtung einstellen.
Diese unterschiedlichen Reibkräfte können dann durch eine entsprechende Steuerung
der über die Einrichtung ausgeübten Zugkraft zu einer konstanten, nach der Umlenkeinrichtung
in dem Material wirkenden, von der Zuführrichtung des Materials unabhängigen Zugkraft
kompensiert werden.
[0012] Aufgrund dieser wesentlich gleichmäßigeren Zugkraft ist auch die Transportbewegung
des band- oder streifenförmigen Materials anschließend insgesamt ruhiger und genauer.
Damit kann durch die vorgeschlagene Vorrichtung eine Zuführung des band- oder streifenförmigen
Materials aus verschiedenen Winkeln bei einem gleichzeitig sehr lagegenauen Einlauf
des band- oder streifenförmigen Materials in eine sich anschließende Herstellmaschine
ermöglicht werden.
[0013] Weiter wird vorgeschlagen, dass die Umlenkeinrichtung eine Verstelleinrichtung aufweist,
mittels derer der Winkel zwischen der Längsachse der Umlenkeinrichtung zu der Längsachse
des zugeführten band- oder streifenförmigen Materials verstellbar ist. Durch die Verstellung
des Winkels kann der Winkel der Umlenkeinrichtung auch nach der Montage der Vorrichtung
in einer übergeordneten Einheit noch verändert werden, so dass die Vorrichtung bei
einer Veränderung des Zulaufwinkels nicht demontiert werden muss. Außerdem können
durch die Verstellbarkeit eine Feinjustierung während des Betriebes der Vorrichtung
mit dem durchlaufenden Material und ein Ausgleich von Fehlern beim Aufstellen der
Bobine vorgenommen werden.
[0014] Weiter wird vorgeschlagen, dass wenigstens die erste Einrichtung zur Veränderung
der Zugkraft und die Umlenkeinrichtung an einem gemeinsamen Gestell gehaltert sind.
Durch die vorgeschlagene Halterung befinden sich die Umlenkeinrichtung und die Einrichtung
zur Ausübung der Zugkraft in einer festen räumlichen Zuordnung zueinander und können
außerdem montagefreundlich vormontiert und gemeinsam verbaut werden. Ferner können
die beiden Einheiten auch in anderen Winkeln in der Vorrichtung montiert werden, ohne
dabei die wichtige feste räumliche Zuordnung zueinander zu verlieren.
[0015] Eine besonders einfache Konstruktion kann dadurch geschaffen werden, indem die Umlenkeinrichtung
durch einen feststehenden Umlenkbolzen gebildet ist, welcher derart angeordnet ist,
dass seine Längsachse einen Winkel zu der Längsachse des zugeführten band- oder streifenförmigen
Materials einschließt, welcher halb so groß wie der stumpfe Winkel zwischen der Längsachse
des zugeführten band- oder streifenförmigen Materials und der Transportebene ist.
[0016] In diesem Fall kann der Nachteil der erhöhten Reibung zwischen dem feststehenden
Umlenkbolzen und dem band- oder streifenförmigen Material und der damit verbundenen
Erhöhung der freigesetzten Partikel dadurch kompensiert werden, indem an dem Umlenkbolzen
eine auf die Ablaufseite des band- oder streifenförmigen Materials gerichtete Absaugeinrichtung
vorgesehen ist.
[0017] Ferner wird vorgeschlagen, dass bei der in dem Papierlauf, der nicht direkt an dem
Formatband zur Anlage gelangenden Lage, eine Spannrolle vorgesehen ist, welche mittelbar
oder unmittelbar in Abhängigkeit von einer zwischen der Spannrolle und der Umlenkeinrichtung
angeordneten Kraftmesseinrichtung ansteuerbar ist. Durch die vorgeschlagene Lösung
kann die Zugkraft in dem Papierlauf der inneren Lage aktiv verändert werden, so dass
die Wahrscheinlichkeit von Faltenbildungen auch in der inneren Lage vermindert werden
kann. Als Spannrolle kann z.B. ein bereits vorhandenes Zugwalzenpaar verwendet werden.
Als Kraftmesseinrichtung kann z.B. eine DMS-Messrolle verwendet werden, an der das
band- oder streifenförmige Material umgelenkt wird.
[0018] Weiter wird vorgeschlagen, dass eine Einrichtung vorgesehen ist, mittels derer die
nicht an dem Formatband zur Anlage gelangende Lage im Bereich der Umlenkeinrichtung
mit einem zusätzlichen Druck beaufschlagbar ist. An der Umlenkeinrichtung werden die
übereinandergelegten Lagen mittels eines Unterdruckes angesaugt und während der Umlenkung
an der Umlenkeinrichtung gehalten. Da der Unterdruck grundsätzlich nur auf die direkt
anliegende Lage wirkt, neigt die darauf aufliegende zweite Lage grundsätzlich dazu,
den Kontakt zu der ersten Lage zu verlieren. Dieser Nachteil wird durch die erfindungsgemäße
Lösung insofern gelöst, indem auf die zweite Lage ein zusätzlicher, in Richtung der
ersten Lage gerichteter Druck ausgeübt wird, der die beiden Lagen aufeinanderdrückt
oder das Lösen zumindest verhindert.
[0019] Konstruktiv kann der Druck besonders einfach aufgebracht werden, wenn die Einrichtung
eine Luftdruckeinrichtung ist. Durch die Luftdruckeinrichtung kann ein besonders geringer
Druck erzeugt werden, welcher die Lage nur sehr gering belastet, aber dennoch den
nötigen Anpressdruck auf die erste Lage bereitstellt. Die Luftdruckeinrichtung kann
die Lagen z.B. nach dem Umlenken tangential anblasen, so dass die zweite Lage zusätzlich
in Bewegungsrichtung gedrückt und dabei insbesondere verhindert wird, dass die zweite
Lage von der ersten Lage abhebt.
[0020] Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme
auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigen:
- Fig. 1:
- eine schematische Darstellung einer Gesamtvorrichtung zum Transport eines band- oder
streifenförmigen Materials;
- Fig. 2:
- einen vergrößerten Ausschnitt der Gesamtvorrichtung;
- Fig. 3:
- eine schematische Darstellung des in der Figur 2 gezeigten Ausschnitts von oben;
- Fig. 4:
- eine schematische Darstellung eines Ausschnitts der Gesamtvorrichtung mit einem sich
anschließenden Formatabschnitt;
- Fig. 5:
- die Regelung der Zugkraft der inneren Lage.
[0021] In der Figur 1 ist ein schematischer Überblick über den Verlauf des band- oder streifenförmigen
Materials, nachfolgend allgemein als Papier bezeichnet, in einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zu erkennen. Die Vorrichtung ist zwischen einer Bobine, von der das Papier
abgewickelt wird, und einer Herstellmaschine, in der das Papier um einen Tabak- oder
Filterstrang herumgeschlagen und verklebt wird, angeordnet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
handelt es sich um eine Vorrichtung, in der das Papier in zwei Papierstreifen doppelter
Breite zugeführt, in zwei parallele Stränge geschnitten, übereinandergelegt und anschließend
übereinanderliegend einer nachfolgenden Herstellmaschine zugeführt wird.
[0022] Der gesamte Papierlauf kann in einen ersten Papierlauf I und einen zweiten Papierlauf
II unterteilt werden, wobei in dem ersten Papierlauf I die äußere Lage des Produktes,
wie z.B. eine Zigarettenumhüllungslage, in Form eines doppeltbreiten Papierstreifens
zugeführt wird, und in dem zweiten Papierlauf II die innere Lage des Produktes, wie
z.B. eine Zigaretteninnenlage (Double Wrap), ebenfalls in Form eines doppeltbreiten
Papierstreifens zugeführt wird. Die doppeltbreiten Papierstreifen werden in den Papierläufen
I und II jeweils in zwei einfachbreite parallele Papierstreifen geschnitten und anschließend
zu zwei parallel verlaufenden, doppelten Lagen aufeinandergelegt. Die doppeltlagigen
Papierstreifen werden anschließend in einem Umlenkabschnitt in eine horizontale Ausrichtung
umgelenkt und in einen Formatabschnitt der Herstellmaschine eingeführt. Vor dem Einführen
der aufeinanderliegenden Lagen in den Formatabschnitt wird jeweils ein endloser Tabakstrang
oder Filterstrang auf die übereinanderliegenden Lagen aufgelegt, welche in dem Formatabschnitt
durch Umschlagen und Verkleben der Ränder der endlosen Papierstreifen zu jeweils einem
formfesten endlosen Strang fixiert werden.
[0023] Dem ersten Papierlauf I wird der doppeltbreite endlose Papierstreifen in einer später
noch näher dargestellten winkligen Ausrichtung über eine Umlenkrolle M31S zugeführt.
Vor der Umlenkrolle M31S ist ein optischer Sensor B10S vorgesehen, der eine Istlage
der Kante des Papierstreifens sensiert, und daraufhin bei einer Überschreitung eines
vorbestimmten Toleranzbereichs der Istlage von der Solllage ein entsprechendes Stellsignal
an die regelbare Umlenkrolle M31S übermittelt. Die Umlenkrolle M31S selbst oder eine
daran angeordnete Führung ist querverschieblich ausgebildet und führt bei einer entsprechenden
Ansteuerung eine Querbewegung zur Korrektur der Papierkantenlage aus. Durch eine entsprechend
schnelle Regelung und die Nähe des optischen Sensors B10S zu der Umlenkrolle M31S
bzw. dem Papiereinlauf des ersten Papierlaufs I wird der Papierstreifen mit einer
sehr hohen Lagegenauigkeit in den ersten Papierlauf I eingeführt. Nach dem Einlauf
des Papierstreifens in den ersten Papierlauf I wird der Papierstreifen von einem ersten
Zugwalzenpapier Z/W1 ergriffen und in einer später noch näher beschriebenen Vorrichtung
in eine vorbestimmte Transportrichtung bzw. Transportebene umgelenkt. Dicht hinter
dem ersten Zugwalzenpaar Z/W1 nach der ersten Umlenkung ist ein Ultraschallsensor
B21S angeordnet, welcher nach einem Wechsel der Bobine die Rändelstelle erkennt und
daraufhin die in einem vorbestimmten Zeitfenster hergestellten Produkte aus dem nachfolgenden
Herstellungsprozess auswirft.
[0024] Nachdem der Papierstreifen in die Transportebene umgelenkt wurde, wird dieser über
eine schwenkbar gelagerte Spannrolle M2S geführt, welche durch Ausführen einer Schwenkbewegung
die Zugspannung in dem Papierstreifen erhöht oder senkt. Gleichzeitig umfasst die
Spannrolle M2S eine Messeinrichtung mittels derer die Istzugkraft in dem Papierstreifen
sensiert wird. Im Anschluss wird der doppeltbreite Papierstreifen durch eine Zug-Schneidwalzenkombination
Z/S/W1 geführt, welche durch eine Umlenkrolle M9S angetrieben wird. In der Zug-Schneidwalzenkombination
Z/S/W1 wird der doppeltbreite Papierstreifen von einer an der Umlenkrolle M9S anliegenden
und durch diese angetriebenen Schneidwalze S/M1 in zwei einfachbreite Papierstreifen
geschnitten. Nach dem Verlassen der Zug-Schneidwalzenkombination Z/S/W1 werden die
zwei parallel aneinander anliegenden Papierstreifen, für den Fall, dass ein Druckwerk
vorhanden ist, an diesem vorbeigeführt und anschließend durch eine Spreizeinrichtung
15 voneinander getrennt. Die Spreizeinrichtung 15 ist durch mehrere aufeinanderfolgend
angeordnete Kegelrollen oder zylindrische, in einem Winkel zu der Querausrichtung
des Papierstreifens angeordnete Rollen gebildet, welche durch ihre Kegelausrichtung
bzw. Ausrichtung der Längsachen der winkligen Rollen die einzelnen Papierstreifen
parallel versetzen. Die Kegelrollen bzw. die winkligen Rollen sind derart befestigt,
dass der Mittenabstand zwischen wenigstens zwei der Rollen senkrecht oder parallel
zu deren Längsachsen durch einen oder zwei Antriebe M25/26S verstellbar ist, wodurch
der seitliche Versatz der aus der Spreizeinrichtung 15 austretenden einfachbreiten
Papierstreifen veränderbar ist. In Verlaufsrichtung der Papierstreifen hinter der
Spreizeinrichtung 15 ist ein Sensor B19S vorgesehen, welcher die Breiten der Papierstreifen
sensiert und vergleicht. Für den Fall, dass die sensierte Differenz der Breiten eine
vorgegebene Solldifferenz überschreitet, wird ein Signal an die regelbare Umlenkrolle
M31S gegeben, welche den doppeltbreiten Papierstreifen vor dem Einlauf in den ersten
Papierlauf I seitlich verschiebt, wodurch die relative Lage des Papierstreifens zu
der Schneidwalze S/M1 und damit die Lage der Schnittkante des doppeltbreiten Papierstreifens
verändert wird. Nach dem Sensor B19S ist ein weiterer, auf die Kanten der Papierstreifen
gerichteter Ultraschallsensor B60S vorgesehen, dessen Funktion später noch näher erläutert
wird.
[0025] Der zweite Papierlauf II der inneren Lage (Double Wrap), nachfolgend ebenfalls als
Papierstreifen bezeichnet, wird ebenfalls als doppeltbreiter Papierstreifen von einer
nicht dargestellten Bobine abgewickelt und in der Transportrichtung bzw. der durch
die Transportrichtungen aufgespannten Transportebene zugeführt. Vor dem Eintritt des
Papierstreifens in den zweiten Papierlauf II gelangt der Papierstreifen an einer Umlenkrolle
M32S zur Anlage und wird vorher an einem optischen Sensor B11S vorbeigeführt, welcher
dieselbe Funktion hat wie der optische Sensor B10S in dem ersten Papierlauf I. Nach
dem Eintritt des Papierstreifens in den zweiten Papierlauf II wird dieser an einem
Ultraschallsensor B22S zur Erkennung der durch einen Wechsel der Bobine erzeugten
Rändelstelle vorbeigeführt und anschließend einer Zug-Schneidwalzenkombination Z/S/W2
mit einer Antriebrolle M11S und einer Schneidwalze S/M2 zugeführt, welche dieselbe
Funktion wie die Zug-Schneidwalzenkombination Z/S/W1 des ersten Papierlaufs I hat.
Nach dem Austritt der nunmehr geschnittenen, einfachbreiten Papierstreifen, werden
diese in einer Spreizeinrichtung 16 seitlich nach außen versetzt und anschließend
in gleicher Weise wie die Papierstreifen des ersten Papierlaufs I an einem optischen
Sensor B20S zur Sensierung der Breite der Papierstreifen und an einem Ultraschallsensor
B61S zur Sensierung der Papierkantenlage vorbeigeführt. Der Sensor B20S sensiert die
Breite der einfachbreiten Papierstreifen und steuert bei vorhandenen Abweichungen
der Differenz der Breiten von einer vorgegebenen maximalen Solldifferenz die Umlenkrolle
M32S an, welche den doppeltbreiten Papierstreifen vor dem Durchlaufen der Zug-Schneidwalzenkombination
Z/S/W2 seitlich verschiebt. Die Ultraschallsensoren B60S und B61S sind jeweils auf
die Papierkanten der einfachbreiten Papierstreifen gerichtet. Für den Fall, dass die
Istlage der Papierkanten außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, werden
die Antriebe M25/26S und/oder M27/28S angesteuert, wodurch der seitliche Versatz und
damit die Papierkantenlage jedes einzelnen Papierstreifens oder der Papierstreifen
paarweise verändert werden kann. Dies hat den Vorteil, dass durch die Regelung der
Papierkantenlage auch die relative Lage der Papierkanten der übereinanderliegenden
Lagen in dem Formatabschnitt zueinander gesteuert werden kann. Durch die dadurch verbesserte
Ausrichtung der Papierkanten in dem Formatabschnitt wird die Leimspur mit einer erhöhten
Genauigkeit auf einen dafür vorgesehenen Rand aufgetragen und das Umschlagen und Verkleben
kann mit einer wesentlich höheren Genauigkeit vorgenommen werden.
[0026] Nach dem Eintritt des doppeltbreiten Papierstreifens in die Zug-Schneidwalzenkombination
Z/S/W2 entspricht der zweite Papierlauf II dem ersten Papierlauf I, mit dem Unterschied,
dass kein Druckwerk vorgesehen ist, wie dies bei dem ersten Papierlauf I der Fall
sein kann. Ferner erfolgt die Papierzufuhr zu dem zweiten Papierlauf II nicht winklig,
und es ist keine erste Zugwalze, Umlenkung und keine Spannrolle vor der Zug-Schneidkombination
vorgesehen.
[0027] Ein besonders wichtiges Merkmal für eine genaue Führung der Papierstreifen und insbesondere
für eine lagegenaue Anordnung der Papierstreifen übereinander, ist die Sensierung
der Breite der Streifen mit den Sensoren B19S und B20S und eine Ansteuerung der Umlenkrollen
M31S und M32S bei Abweichungen der Istbreiten von den Sollbreiten, da hierdurch die
Einhaltung der Sollbreiten der Papierstreifen vor dem Aufeinanderlegen der Lagen geregelt
wird und dadurch die Einhaltung der relativen Ausrichtung der Papierkanten zueinander,
d.h. nach dem Übereinanderlegen der Lagen ebenfalls mitgeregelt wird. Da die Lage
der Papierstreifen jeweils durch an den Eintrittsseiten der Papierläufe I und II angeordnete
Aktuatoren gesteuert wird, werden die Papierstreifen bereits mit einer korrigierten
Vorausrichtung in die Papierläufe I und II eingeführt, so dass sich die Papierstreifen
nach dem Durchlaufen der Papierläufe I und II beim Passieren der Sensoren B19S und
B20S im Idealfall wieder in der Solllage befinden.
[0028] Die aus dem ersten und zweiten Papierlauf I und II austretenden Papierstreifen werden
zu zwei parallellaufenden, doppellagigen Streifen übereinandergelegt und über eine
Umlenkeinrichtung 7,18 auf ein Formatband 9 aufgelegt, wie auch in der Figur 4 zu
erkennen ist. Grundsätzlich wird das Formatband 9 mit einer um einen konstanten voreingestellten
Faktor gegenüber der Geschwindigkeit der beiden Doppellagen der Papierstreifen erhöhten
Übergeschwindigkeit angetrieben, wodurch eine Faltenbildung der anliegenden Papierstreifen
und ein Stau der Papierstreifen im Allgemeinen vermieden werden soll. Gemäß der in
der Figur 4 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist in dem zweiten Papierlauf
II eine die Zugkraft in dem Papierstreifen des zweiten Papierlaufs II sensierende
DMS-Rolle vorgesehen, welche die Umlenkrolle M11S in der Zug-Schneidwalzenkombination
Z/S/W2 bei einem Unterschreiten oder Überschreiten vorgegebener Grenzwerte ansteuert,
so dass die Zugkraft in dem Papierstreifen des zweiten Papierlaufs II erhöht wird.
Die Umlenkrolle M11S entspricht der in Anspruch 7 beanspruchten Spannrolle, und die
DMS-Rolle 12 entspricht der dort beanspruchten Kraftmesseinrichtung. An der Umlenkeinrichtung
7,18 ist eine Einrichtung 19 vorgesehen, mittels derer die zweite auf der ersten Lage
aufliegende Lage mit Druckluft beaufschlagbar ist. Die Druckluft wird dabei schräg
von oben auf die zweite Lage oder in Transportrichtung der zweiten Lage aufgeblasen,
so dass die zweite Lage nicht von der ersten Lage abheben kann, bevor der aufgelegte
Tabakstrang beide Lagen aufeinander drückt.
[0029] In der Figur 5 ist die Regelung der Zugkraft FPFI in der inneren Lage und die Regelung
der Zugkraft FPFA in der äußeren Lage der beiden Papierläufe I und II näher dargestellt.
Zunächst werden verschiedene Parameter, wie die Zigarettenlänge ZL, die Formatband
Übergeschwindigkeit VFÜ und die Zugkraft FP in den Papierstreifen vorgegeben. Außerdem
werden verschiedene vorgegebene Geschwindigkeiten des Formatbandes 9 und der Papierstreifen
in den Papierläufen I und II in einem Master M abgespeichert und ausgelesen. Ferner
werden die Istzugkräfte FP1 und FP2 in den Papierläufen I und II sensiert, was in
den beschriebenen Ausführungsformen durch die Spannrolle M2S in dem ersten Papierlauf
I und in dem zweiten Papierlauf II durch die DMS-Rolle 12 erfolgt. Die Istzugkraft
FP1 in dem ersten Papierlauf I wird zusammen mit der vorgegebenen Formatband-Übergeschwindigkeit
VFÜ in dem Regler R2 zu einer Stellgröße für das Zugwalzenpaar Z/W1 verarbeitet. Die
Istzugkraft FP2 in dem zweiten Papierlauf II wird zusammen mit der vorgegebenen Zugkraft
FP dem Regler R1 zugeführt, und in diesem zu einer Stellgröße für das Zugwalzenpaar
Z/W2 verarbeitet. Die Zugkraft FPFI in der inneren Lage ergibt sich dann aus dem Delta
zwischen einer aus der Zigarettenlänge ZL und einer aus den in dem Master abgelegten
vorgegebenen Geschwindigkeiten ermittelten Kenngröße und der aus dem Übersetzungsverhältnis
zwischen der Ansteuerung des Zugwalzenpaares Z/W2 und dem Master ermittelten Kenngröße.
Die Zugkraft FPFA in der äußeren Lage ergibt sich aus dem Delta zwischen einer aus
der Zigarettenlänge ZL und einer in Abhängigkeit von den in dem Master abgelegten
Geschwindigkeiten ermittelten Kenngröße und einer aus dem Übersetzungsverhältnis zwischen
der Ansteuerung des Zugwalzenpaares Z/W2 und dem Master ermittelten Kenngröße. Damit
kann die Zugkraft in der inneren Lage des doppellagigen, an dem Formatband 9 anliegenden
Papierstreifens ermittelt und entsprechend geregelt werden.
[0030] In den Figuren 2 und 3 ist die am Anfang des ersten Papierlaufes I vorgesehene Vorrichtung
zur Umlenkung des Papierstreifens, auch Twistvorrichtung genannt, näher dargestellt.
Der Papierstreifen wird in einer winkligen Ausrichtung zu der Transportebene des Papierstreifens
während der nachfolgenden Transportbewegung zugeführt. Die Transportebene des Papierstreifens
in der Herstellmaschine ist die Ebene, welche durch die verschiedenen Transportrichtungen
aufgespannt wird, in die die Papierstreifen vor dem Eintritt in den Formatabschnitt
der Herstellmaschine geführt werden. Die Transportebene kann einen sehr kurzen Abschnitt
umfassen, welcher sich direkt an die Twistvorrichtung anschließt, oder sich bis zu
der Herstellmaschine erstreckt. Aufgrund des Aufbaus der Vorrichtung verläuft die
Transportebene in der Regel parallel zu einer Gehäusewand, an der die Umlenkungen,
die Zugwalzenpaare, die Zug-Schneidwalzenkombinationen und die Sensoren gelagert bzw.
befestigt sind.
[0031] Nach dem Einlauf des Papierstreifens in die Vorrichtung wird dieser zunächst an dem
ersten Zugwalzenpaar Z/W1 vorbeigeführt, welches eine auf den Papierstreifen wirkende
Zugkrafterzeugt, durch die der Papierstreifen transportiert wird. Das erste Zugwalzenpaar
Z/W1 entspricht in seiner Funktion der in Anspruch 2 vorgeschlagenen Einrichtung zu
Veränderung der Zugkraft. Nach dem Verlassen des Zugwalzenpaares Z/W1 wird der Papierstreifen
über zwei Umlenkungen 1 und 2 geführt, zwischen denen der auf den Papierstreifen gerichtete
Sensor B21S angeordnet ist. Im weiteren Verlauf wird der Papierstreifen über einen
feststehenden Umlenkbolzen f.U/B geführt, welcher mit seiner Längsachse L3 in Richtung
der oder parallel zu der Winkelhalbierenden ausgerichtet ist, die zwischen den Längsachsen
L1 und L2 des Papierstreifens in der Zuführung und nach dem Verlassen des Umlenkbolzens
f.U/B verläuft. Die Ausrichtung des Papierstreifens nach dem Verlassen des Umlenkbolzens
f.U/B in Richtung der Längsachse L2 entspricht dabei der Transportebene, in der der
Papierstreifen anschließend durch mehrfache Umlenkungen in verschiedenen Transportrichtungen
bis zu dem Formatband 9 transportiert wird. Der Papierstreifen einfacher Breite wird
beim Schneiden in zwei einfachbreite Papierstreifen geteilt, welche nach dem Verlassen
der Zug-Schneidwalzenkombination Z/S/W1 aus der Transportebene seitlich in zwei zu
der Transportebene parallel versetzte Ebenen versetzt werden, so dass die ursprüngliche
Transportebene zwischen den einfachbreiten Papierstreifen verläuft.
[0032] In der Figur 3 ist die Führung des doppeltbreiten Papierstreifens von oben zu erkennen.
Der Papierstreifen wird in einem ersten Winkel A1 zu der durch die Längsachse L2 des
Papierstreifens nach der Umlenkung verlaufenden Transportebene zugeführt und an dem
Zugwalzenpaar Z/W1 umgelenkt und angetrieben. Im weiteren Verlauf wird der Papierstreifen
an den Umlenkungen 1 und 2 zweimal umgelenkt und auf die feststehende Umlenkeinrichtung
f.U/B hin geführt, wobei die Umlenkeinrichtung 2 in dieser Darstellung nicht zu erkennen
ist. Soweit verläuft der Papierstreifen in der Zuführrichtung in Richtung des ersten
Winkels A1. Der feststehende Umlenkbolzen f.U/B ist derart ausgerichtet, dass seine
Längeachse L3 in Richtung der Winkelhalbierenden des Winkels A2 oder parallel zu dieser
verläuft, wie dies nach Anspruch 5 vorgeschlagen wird. Außerdem ist der feststehende
Umlenkbolzen f.U/B so angeordnet, dass die Mittellinie des Papierstreifens aus der
Zuführrichtung den Umlenkbolzen f.U/B genau in der Mitte schneidet, so dass der Papierstreifen
umgelenkt wird, ohne dass dabei Spannungen in den Seitenrändern des Papierstreifens
entstehen. Der Winkel A2 ergibt sich aus der Differenz von 180 Grad und dem ersten
Winkel A1.
[0033] Nach der Umlenkung des Papierstreifens an dem feststehenden Umlenkbolzen f.U/B wird
der Papierstreifen nochmals über zwei Umlenkungen 3 und 4 zu der Spannrolle M2S hin
geführt, an der die Zugkraft in dem Papierstreifen für die vorgeschlagene Ansteuerung
des Zugwalzenpaares Z/W1 gemessen wird. Die Spannrolle M2S entspricht damit der Sensoreinrichtung
zur Sensierung der Zugkraft, wie sie in dem Anspruch 2 vorgeschlagen wird.
[0034] Der feststehende Umlenkbolzen f.U/B ist mit einer Verstelleinrichtung 13 versehen,
mittels der der Winkel A2 bzw. C1 zur Feinjustierung geringfügig verstellt werden
kann. Während des Durchlaufes des Papierstreifens ist der feststehende Umlenkbolzen
f.U/B nach der Feinjustierung als feststehend anzusehen, d.h. der einmalig eingestellte
Winkel A1 ist anschließend konstant. Dazu ist die Verstelleinrichtung 13 mit einer
nicht näher dargestellten arretierbaren Feststelleinrichtung versehen.
[0035] Nach dem Umlenken des Papierstreifens in die Transportebene wird der Papierstreifen
über die schwenkbar gelagerte Spannrolle M2S geführt, über die der Papierstreifen
gespannt wird. Außerdem wird die in dem Papierstreifen wirkende Zugkraft mittels der
Spannrolle M2S sensiert und in einer Steuerungseinrichtung mit einer vorgegebenen
Zugkraft verglichen. Für den Fall, dass die sensierte Istzugkraft von der vorgegebenen
Sollzugkraft abweicht, wird ein Steuersignal an das erste Zugwalzenpaar Z/W1 zur Verminderung
oder Erhöhung der Zugkraft gegeben, so dass die Regeldifferenz der Zugkraft kompensiert
wird. Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass durch die Anordnung des feststehenden
Umlenkbolzens f.U/B zwischen dem ersten Zugwalzenpaar Z/W1 und der Spannrolle M2S,
die an dem feststehenden Umlenkbolzen f.U/B auf den Papierstreifen wirkenden Reibkräfte
keinen Einfluss auf die während der weiteren Transportbewegung in dem Papierstreifen
wirkende Zugkraft hat, da die Zugkraft in dem Papierstreifen vor dem feststehenden
Umlenkbolzen f.U/B geregelt wird.
[0036] Der Umlenkbolzen f.U/B ist während der Transportbewegung des Papierstreifens als
feststehend anzusehen, er kann aber einmalig zur Feinjustierung und zur Verwirklichung
von verschiedenen Zulaufrichtungen des Papierstreifens in einem geringen Winkelbereich
mittels einer Verstelleinrichtung 13 verschwenkt werden. Ferner ist die gesamte Vorrichtung
mit dem ersten Zugwalzenpaar Z/W1 und dem feststehenden Umlenkbolzen f.U/B auf einem
gemeinsamen Gestell 14 angeordnet, welches bedarfsweise zur Verwirklichung von Zulaufrichtungen
mit einem erheblich anderen Winkel in verschiedenen Ausrichtungen montiert werden
kann, so dass Zulaufrichtungen des Papierstreifens in einem beliebigen Winkel verwirklicht
werden können. An dem Umlenkbolzen f.U/B ist an der Ablaufseite des Papierstreifens
eine Absaugvorrichtung 5 unterhalb des Papierstreifens angeordnet, mittels derer die
sich an dem feststehenden Umlenkbolzen f.U/B lösenden Papierpartikel abgesaugt werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entsprechen der feststehende Umlenkbolzen
f.U/B der gemäß Anspruch 2 vorgeschlagenen Umlenkeinrichtung und das Zugwalzenpaar
Z/W1 der Einrichtung zur Veränderung der Zugkraft. Die Sensoreinrichtung ist in diesem
Fall durch die Messeinrichtung in der Spannrolle M2S verwirklicht.
[0037] Selbstverständlich kann an dem zweiten Papierlauf II auch eine Twistvorrichtung vorgesehen
sein, sofern der Papierstreifen auch hier winklig zugeführt werden muss oder soll.
[0038] Die Erfindung ist hinsichtlich verschiedener einzelner bevorzugter Merkmale und Merkmalskombinationen
beschrieben worden. Es ist jedoch möglich, die Vorrichtung auch in beliebiger anderer
Kombination der Merkmale vorteilhaft gegenüber dem Stand der Technik weiterzubilden,
da die Merkmale bereits einzeln für sich erkennbare Vorteile für den Fachmann bieten,
die die Vorrichtung in den jeweiligen Abschnitten individuell verbessern. Insbesondere
ist die neuartige Papierkantenregelung in Verbindung mit der Regelung der Lage des
Papierstreifens an dem Eintritt der Papierläufe I und II eine sehr wichtige Regelung
zur Verbesserung der Lagegenauigkeit der Lagen in dem Formatabschnitt. Ferner bieten
die neuartige Zugkraftregelung der zweiten Lage und die Luftdruckeinrichtung Vorteile
bei der Verwendung von doppellagigem Hüllmaterial.
[0039] Sofern in der Ausführungsform Ultraschallsensoren, optische Sensoren oder dergleichen
beschrieben worden sind, ist es naheliegend, diese bei einer vergleichbaren Messgenauigkeit
auch gegen andersartige Sensoren auszutauschen.
1. Vorrichtung zum Transport von band- oder streifenförmigen Material für eine Maschine
zur Herstellung von stabförmigen Produkten der Tabak verarbeitenden Industrie, welche
dazu eingerichtet ist, dass das band- oder streifenförmige Material aus verschiedenen
ersten Winkeln (A1) zu einer Transportebene des band- oder streifenförmigen Materials
in der Vorrichtung zuführbar ist, welche durch die verschiedenen Transportrichtungen
aufgespannt wird, in die das band- oder streifenförmige Material vor dem Eintritt
in einen Formatabschnitt der Vorrichtung geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass an der Eintrittsseite des band- oder streifenförmigen Materials eine Einrichtung
zur Verschiebung des band- oder streifenförmigen Materials quer zu dessen Längsachse
(L1) vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von einem in Verlaufsrichtung des band-
oder streifenförmigen Materials nach einer Spreizeinrichtung (15) angeordneten Positionssensor
(B19S) ansteuerbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass in Bewegungsrichtung des band- oder streifenförmigen Materials, ausgehend von der
Zuführung, folgende Einrichtungen in der Reihenfolge der Nennung vorgesehen sind:
- eine erste an dem band- oder streifenförmigen Material anliegende Einrichtung zur
Veränderung der Zugkraft in dem band- oder streifenförmigen Material,
- eine das band- oder streifenförmige Material um den ersten Winkel (A1) in die Transportebene
umlenkende Umlenkeinrichtung, und
- eine Sensoreinrichtung zur Sensierung der Zugkraft in dem band- oder streifenförmigen
Material, wobei die erste Einrichtung zur Veränderung der Zugkraft in Abhängigkeit
von dem Signal der Sensoreinrichtung ansteuerbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung eine Verstelleinrichtung (13) aufweist, mittels derer der Winkel
(C1) zwischen der Längsachse (L3) der Umlenkeinrichtung zu der Längsachse (L1) des
zugeführten band- oder streifenförmigen Materials verstellbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste Einrichtung zur Veränderung der Zugkraft und die Umlenkeinrichtung
an einem gemeinsamen Gestell (14) gehaltert sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung durch einen feststehenden Umlenkbolzen (f.U/B) gebildet ist,
welcher derart angeordnet ist, dass seine Längsachse (L3) einen Winkel (C1) zu der
Längsachse (L1) des zugeführten band- oder streifenförmigen Materials einschließt,
welcher halb so groß wie der stumpfe Winkel (A2) zwischen der Längsachse (L1) des
zugeführten band- oder streifenförmigen Materials und der Transportebene ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem feststehenden Umlenkbolzen (f.U/B) eine auf die Ablaufseite des band- oder
streifenförmigen Materials gerichtete Absaugeinrichtung (5) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material in zwei übereinanderliegenden Lagen über eine Umlenkeinrichtung (7,18)
geführt und auf ein die Lagen weitertransportierendes Formatband gelegt wird, wobei
die Lagen jeweils in unterschiedlichen Papierläufen (I,II) zugeführt werden, und in
dem Papierlauf (II), der nicht direkt an dem Formatband (9) zur Anlage gelangenden
Lage, eine Spannrolle vorgesehen ist, welche mittelbar oder unmittelbar in Abhängigkeit
von einer zwischen der Spannrolle und der Umlenkeinrichtung (7,17) angeordneten Kraftmesseinrichtung
(12) ansteuerbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (19) vorgesehen ist, mittels derer die nicht an dem Formatband zur
Anlage gelangende Lage im Bereich der Umlenkeinrichtung (7,18) mit einem zusätzlichen
Druck beaufschlagbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (19) eine Luftdruckeinrichtung ist.