[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von Materialbahnen für Verpackungs-
oder Herstellmaschinen von Produkten der tabakverarbeitenden Industrie in wenigstens
zwei Teilbahnen und eine Trenneinrichtung zum Trennen von entsprechenden Materialbahnen
in wenigstens zwei Teilbahnen umfassend wenigstens ein Trennmittel, wobei die Materialbahn
beim Zuführen zur Trenneinrichtung eine Lateralbewegung ausführt.
[0002] Bei Verpackungsmaschinen mit besonders hoher Leistung, insbesondere für die Verpackung
von Zigaretten, oder bei Zigarettenherstellmaschinen werden vielfach Materialbahnen
aus Verpackungsmaterial, z.B. Papier, Stanniol, Folie usw., in doppelter Breite zugeführt
und vor der Herstellung von Zuschnitten in zwei Teilbahnen durch einen Trennschnitt
in der Längsmittelebene der Materialbahn aufgeteilt. Die Teilbahnen haben dann die
für die Größe des Zuschnitts erforderliche Breite. Besonders vorteilhaft ist diese
Art der Zuführung des Verpakkungsmaterials bei zweibahnigen Verpackungsmaschinen oder
zweibahnigen Vorrichtungen zur Herstellung von Endlos-Zigarettensträngen.
[0003] Aus der EP 0 309 818 B1 ist eine Vorrichtung zum fortlaufenden Trennen einer Materialbahn
in wenigstens zwei Teilbahnen, insbesondere in Verbindung mit einer Verpackungsmaschine
bekannt, wobei die Materialbahn und die Teilbahnen über verstellbare Umlenkorgane
geführt werden und zwischen dem Umlenkorgan für die Materialbahn einerseits und den
Umlenkorganen für die Teilbahnen andererseits ein Trennaggregat angeordnet ist, wobei
ferner der Materialbahn ein Überwachungsorgan zugeordnet ist, durch welches das die
Materialbahn führende Umlenkorgan steuerbar ist. Bei derartigen Vorrichtungen werden
üblicherweise viele Umlenkorgane zum genauen Justieren der Materialbahn vor dem Trennaggregat
bzw. der dort verwendeten Schneideinrichtung benötigt. Derartige Vorrichtungen sind
aufgrund der Menge des verwendeten Materials und der Notwendigkeit der genauen Justage
der Umlenkorgane relativ kostenintensiv. Derartige Vorrichtungen sind ferner auch
relativ störanfällig.
[0004] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Trennen von Materialbahnen
für Verpackungs- oder Herstellmaschinen von Produkten der tabakverarbeitenden Industrie
in wenigstens zwei Teilbahnen und eine Trenneinrichtung zum Trennen von Materialbahnen
für Verpackungs- oder Herstellmaschinen von Produkten der tabakverarbeitenden Industrie
in wenigstens zwei Teilbahnen, umfassend wenigstens ein Trennmittel, wobei die Materialbahn
beim Zuführen zur Trenneinrichtung eine Lateralbewegung ausführt, anzugeben, die auch
bei hohen Geschwindigkeiten eine verläßliche Trennung der Materialbahnen in Teilbahnen
ermöglicht, wobei insbesondere relativ wenig Wartung nötig ist und eine schnelle Justage
durch eine Bedienperson ermöglicht wird. Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine gattungsgemäße Vorrichtung kostengünstiger herstellbar zu gestalten.
[0005] Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Trennen von Materialbahnen für
Verpackungs- oder Herstellmaschinen von Produkten der tabakverarbeitenden Industrie
in wenigstens zwei Teilbahnen, mit den folgenden Verfahrensschritten:
- Zuführen der Materialbahn zu einer Trenneinrichtung, die wenigstens ein Trennmittel
aufweist, mittels der die Materialbahn getrennt wird, wobei die Materialbahn eine
Lateralbewegung ausführt,
- Nachführen des wenigstens einen Trennmittels in Abhängigkeit von der Lateralbewegung
der Materialbahn, wobei die Lage der Materialbahn mittels einer Ortssignale liefernden
Erfassungseinrichtung erfaßt wird, und wobei mittels der erfaßten Ortssignale die
Nachführung gesteuert wird, und
- Trennen der Materialbahn in wenigstens zwei Teilbahnen.
[0006] Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, auf komplizierte und aufwendige
Umlenkorgane für die zugeführte Materialbahn zu verzichten, da im Verhältnis zum gattungsgemäßen
Stand der Technik nicht die Materialbahn derart dem Trennmittel zugeführt wird, daß
das Trennmittel an einem stationären Ort steht, sondern auf die Lateralbewegung der
Materialbahn beim Zuführen zur Trenneinrichtung durch Nachführen wenigstens eines
Trennmittels in Abhängigkeit der Lateralbewegung reagiert wird, so daß die Trennung
der Materialbahn an der gewünschten Position durchgeführt werden kann. Beispielsweise
wird bei einer zweibahnigen Verpackungsmaschine für Zigaretten durch Verwendung eines
Trennmittels die Materialbahn längsseits halbiert. Es könnte auch daran gedacht werden,
außer der Halbierung der Bahn auch die Ränder durch zwei weitere Trennmittel in vorgebbarem
Abstand abzutrennen.
[0007] Wenn vorzugsweise das Nachführen des wenigstens einen Trennmittels im wesentlichen
parallel zur Lateralbewegung der Materialbahn ist, ist eine besonders einfache und
kostengünstige Verfahrensführung möglich.
[0008] Vorzugsweise wird die Materialbahn in im wesentlichen gleich breite Teilbahnen getrennt.
Wenn vorzugsweise das Trennen ein Schneiden ist, können kostengünstige Trennmittel
Verwendung finden. Vorzugsweise geschieht das Trennen fortlaufend.
[0009] Erfindungsgemäß ist eine Trenneinrichtung zum Trennen von Materialbahnen für Verpackungs-
oder Herstellmaschinen von Produkten der tabakverarbeitenden Industrie in wenigstens
zwei Teilbahnen, umfassend wenigstens ein Trennmittel, wobei die Materialbahn beim
Zuführen zur Trenneinrichtung eine Lateralbewegung ausführt, dadurch weitergebildet,
daß eine Nachführung vorgesehen ist, mit der das Trennmittel der Lateralbewegung der
Materialbahn nachführbar ist, und daß eine Ortssignale liefernde Erfassungseinrichtung
vorgesehen ist, wobei mittels der Ortssignale die Nachführung steuerbar ist.
[0010] Durch diese erfindungsgemäße Trenneinrichtung ist es kostengünstig und einfach möglich,
die Materialbahnen in wenigstens zwei Teilbahnen, die eine vorgebbare Breite aufweisen,
zu trennen. Ferner sind keine aufwendigen Justagemaßnahmen notwendig, die bei der
Verwendung von Umlenkorganen für die Materialbahn anfallen. Außerdem ist die Trenneinrichtung
dadurch störungsunanfälliger.
[0011] Die Nachführung kann im Rahmen dieser Erfindung mittels einer Nachführeinrichtung
bewirkt werden. Die Ortssignale können in kartesischen Koordinaten, Polarkoordinaten
oder anderen geeigneten Koordinaten, insbesondere in der Ebene, in der die Materialbahn
sich bewegt, vorliegen oder umwandelbar sein.
[0012] Vorzugsweise ist das Trennmittel ein Schneidmittel. Durch diese bevorzugte Ausführungsform
ist eine einfache Realisierung der Trennung der Materialbahn möglich.
[0013] Ferner vorzugsweise umfaßt das Schneidmittel ein Obermesser und ein Untermesser,
wodurch insbesondere ein präzises Trennen der Materialbahn in Teilbahnen möglich ist.
Vorzugsweise ist das Obermesser an die Schneidkante des Untermessers insbesondere
in axialer Richtung oder in radialer Richtung andrückbar. Durch diese vorzugsweise
Ausführungsform ist ein exaktes Schneiden der Materialbahn möglich. In axialer Richtung
bedeutet im Rahmen dieser Erfindung insbesondere im wesentlichen in Richtung zur Materialbahn
hin.
[0014] Wenn vorzugsweise die Nachführung einen Stellantrieb umfaßt, können die Ortssignale,
die von der Erfassungseinrichtung geliefert werden, derart umgewandelt werden, daß
der Stellantrieb gemäß den ermittelten Ortssignalen betreibbar ist.
[0015] Wenn vorzugsweise ausschließlich das Untermesser mit dem Stellantrieb wenigstens
mittelbar verbunden ist, ist eine besonders einfache Ausführungsform möglich. Bei
Andrücken des Obermessers an die Schneidkante des Untermessers insbesondere in axiale
Richtung oder radiale Richtung, insbesondere mittels eines beispielsweise pneumatischen
Druckspeichers, wird bei Nachführen des Untermessers das Obermesser aufgrund der Reibungskraft
des Obermessers an der Materialbahn mitgeführt. Hierdurch ist es nicht mehr nötig,
auch das Obermesser mit dem Stellantrieb mittelbar zu verbinden oder das Obermesser
direkt lateral zu bewegen, um dieses der entsprechenden Lateralbewegung der Materialbahn
nachzuführen.
[0016] Vorzugsweise ist eine Strahleinrichtung umfaßt, die elektromagnetische Strahlung
aussendet. Durch diese bevorzugte Ausführungsform kann ein berührungsloses Trennen
der Materialbahn zusätzlich oder allein möglich sein. Wenn bevorzugterweise die Strahleinrichtung
ein Laser ist, ist eine besonders elegante und einfache Trennung der Materialbahn
möglich. Wenn vorzugsweise die Strahlung mittels wenigstens eines die Strahlung umlenkenden
Mittels der Lateralbewegung nachführbar ist, ist eine einfach zu realisierende Nachführung
möglich. Die die Strahlung umlenkenden Mittel können insbesondere Spiegel und/oder
Prismen sein.
[0017] Vorzugsweise umfaßt die Erfassungseinrichtung wenigstens einen lichtempfindlichen
Sensor. Vorzugsweise ist ferner eine Lichtquelle vorgesehen, die an den lichtempfindlichen
Sensor anpaßbar ist. Hierbei kann insbesondere die Materialbahn zwischen der Lichtquelle
und dem lichtempfindlichen Sensor angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Erfassungseinrichtung
ein Bahnkantensensor.
[0018] Ferner vorzugsweise ist der Sensor flächig ausgebildet, wobei mittels der von der
Materialbahn bedeckten Fläche Rückschlüsse auf den Ort einer Kante der Materialbahn
ermöglicht sind.
[0019] Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens
anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch
beschrieben, auf die im übrigen bzgl. der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten
erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:
- Fig. 1
- schematisch eine erfindungsgemäße Trenneinrichtung und
- Fig. 2
- schematisch einen Messerhalter mit einem Obermesser und einem Untermesser.
[0020] In den folgenden Figuren sind jeweils gleiche oder entsprechende Teile mit denselben
Bezugszeichen bezeichnet, so daß auf eine erneute Vorstellung verzichtet wird und
lediglich die Abweichungen der in diesen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele
gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert werden.
[0021] Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Trenneinrichtung.
In Fig. 1 sind Teile der besseren Darstellbarkeit der wesentlichen Elemente der Ausführungsform
wegen um 90° in die Zeichnungsebene gekippt. Aus diesem Grunde ist insbesondere der
Meßwertaufnehmer 30, der beispielsweise ein flächiger Bahnkantensensor sein kann,
und die Hüllmaterialbahn 10 auf der linken Seite in der Ebene liegend gezeichnet.
Diese Elemente sind in dieser Ausführungsform derart angeordnet, daß sie aus der Zeichnungsebene
nach oben herausragen, wobei die Hüllmaterialbahn 10, die in der Fig. 1 links angeordnet
ist, deckungsgleich mit der in der Mitte angeordneten Hüllmaterialbahn 10 in der Fig.
1 ist.
[0022] Diese Ausführungsform ist mit einem Messerhalter 41 ausgestaltet, das beispielsweise
ein Messerhalter Serie "C" der Tidland GmbH, D-48683 Ahaus, sein kann. Der Messerhalter
41 ist mit einer Obermesserhalterung 22 an einem Gehäuse befestigt. Der Messerhalter
41 umfaßt einen Schneidkopf bzw. ein Obermesser 20, das in diesem Fall ein Kreismesser
ist. Das Obermesser 20 ist pneumatisch oder hydraulisch betätigbar. Das Obermesser
kann um einen vertikalen und/oder horizontalen Hub ausgefahren bzw. eingezogen werden.
Das Obermesser 20 wird axial mit einer Vorspannung oder einem Druck bzw. einer Kraft
auf eine Kante 33 des Untermessers 21 gedrückt. Das Untermesser selbst ist in diesem
Ausführungsbeispiel auch ein Kreismesser. Die Hüllmaterialbahn 10 ist zwichen den
Schneiden des Obermessers 20 und des Untermessers 21 angeordnet. Die Hüllmaterialbahn
10 wird an den Messern vorbeigeführt, so daß ein Schnitt beispielsweise in der Mitte
der Hüllmaterialbahn durchgeführt wird, so daß zwei Teilbahnen entstehen. Das Untermesser
21 ist mit einer Untermesserwelle 23 verbunden, die über einen Mitnehmer 29 über ein
Antriebszahnrad 24 rotierend betrieben werden kann. Auch das Obermesser 20 ist rotierend
betreibbar.
[0023] Die Materialbahn 10 kann nun bei Zuführung zur Trenneinrichtung sich seitlich bzw.
lateral bewegen, so daß bei Unterlassen einer Nachführung nicht mehr zwei gleich breite
Teilbahnen geschnitten werden, sondern ggf. unterschiedlich breite Teilbahnen, deren
Breite über die Länge auch variieren kann. Aus diesem Grunde ist eine Nachführung
vorgesehen. Um die Lage der Hüllmaterialbahn 10 festzustellen, wird ein Meßwertaufnehmer
30 verwendet, der als flächiger Bahnkantensensor ausgebildet ist. Hierbei kann beispielsweise
ein FIFE SE-11-Sensor mit moduliertem Licht der Fife GmbH, D-65779 Kelkheim, Verwendung
finden. Dieser ist insbesondere unempfindlich gegenüber Fremdlicht und ermöglicht
eine sehr hohe Präzision bei der Bestimmung der Bahnkante der Hüllmaterialbahn 10.
Wenn nun beispielsweise die Hüllmaterialbahn 10 in der Fig. 1 sich lateral nach unten
bewegt, erkennt der Sensor diese Bewegung, was dazu führt, daß ein Stellantrieb 25
das Nachführungselement 43 nach unten in der Zeichnung der Fig. 1 führt, so daß über
die Halterungsstange 31, die über die Führung 32 geführt wird, der Sensor 30 wieder
bis zur Bahnkante geführt wird, so daß in diesem Beispiel genau die Hälfte des Senors
durch die Hüllmaterialbahn 10 bedeckt ist.
[0024] Der Stellantrieb 25 kann beispielsweise ein Schrittmotor sein. Der Stellantrieb 25
bewegt das Nachführungselement 43 über ein Feingewinde 26. Um ausreichend Spiel für
diese Bewegung zu haben, ist eine lose Lagerung 27 vorgesehen.
[0025] In dem Moment, in dem das Nachführungselement der Hüllmaterialbahn 10 der Lateralbewegung
nachgeführt wird, wird auch die Untermesserwelle 23, die im Gleitlager 28 gelagert
ist, der Lateralbewegung der Hüllmaterialbahn 10 nachgeführt. Entsprechend könnte
auch das Obermesser 20 direkt nach Erhalt der Ortssignale und ggf. Weiterverarbeitung
der Ortssignale, die von dem Meßwertaufnehmer 30 gewonnen werden, nachgeführt werden.
In diesem speziellen Ausführungsbeispiel ist ein direktes Nachführen allerdings nicht
vorgesehen, da aufgrund der axialen Vorspannung bzw. der axialen Kraft, die auf das
Obermesser 20 von der Schneidkante 33 des Untermessers 21 über die Hüllmaterialbahn
10 wirkt, ein selbsttätiges Nachführen des Obermessers, das der Bewegung des Untermessers
folgt, gegeben ist. Der Messerhalter 41 ist hierbei so ausgeführt, daß auch ein Hub
in radialer Richtung zur Achse des Messerhalters 41 möglich ist.
[0026] Auf diese Art und Weise ist eine sehr präzise und verläßliche Nachführung der Schneideinrichtung
möglich.
[0027] In Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Messerhalters 41 mit dem Untermesser 21 gezeigt.
[0028] Die Hüllmaterialbahn 10 wird in der Fig. 2 von links nach rechts geführt und ist
nach Passieren des Obermessers 20 und des Untermessers 21 in zwei Teilbahnen getrennt.
Das Untermesser 21 wird von einem Antrieb 45 über einen Keilriemen 44 und das Zahnrad
24 angetrieben. Das Obermesser 20 wird direkt von dem Messerhalter 41 angetrieben.
Um das Obermesser ist in den für Bedienpersonen zugänglichen Bereichen eine Sicherheitsabdeckung
40 vorgesehen. Mittels des Meßwertaufnehmers 30 wird die Lateralbewegung der Hüllmaterialbahn
10 sensiert. Die sensierten Signale werden über ein Kabel 42 zu einer Steuereinrichtung
geliefert, die die Nachführung steuert. Die Lateralbewegung ist in Fig. 2 im wesentlichen
senkrecht zur Zeichenebene.
[0029] Für einen Fachmann ist klar, daß auch andere Meßwertaufnehmer 30 Verwendung finden
können und insbesondere auch andere Trenneinrichtungen. Hierbei sind insbesondere
leistungsstarke Lichtstrahlen, wie beispielsweise fokussierte Laserstrahlen, die die
Hüllmaterialbahn kontaktlos trennen können, von Interesse. Hierzu eignen sich insbesondere
Infrarotlaser und Excimerlaser.
[0030] Die Nachführung der Laserstrahlen zur Lateralbewegung der Hüllmaterialbahn kann mittels
reflektierender Elemente einfach realisiert werden. Der Laser kann im Dauerbetrieb
betrieben werden oder aber gepulst betrieben werden.
Bezugszeichenliste
[0031]
- 10
- Hüllmaterialbahn
- 20
- Obermesser
- 21
- Untermesser
- 22
- Obermesserhalterung
- 23
- Untermesserwelle
- 24
- Antriebszahnrad
- 25
- Stellantrieb
- 26
- Feingewinde
- 27
- lose Lagerung
- 28
- Gleitlager
- 29
- Mitnehmer
- 30
- Meßwertaufnehmer
- 31
- Halterungsstange
- 32
- Führung
- 33
- Schneidkante
- 40
- Sicherheitsabdeckung
- 41
- Messerhalter
- 42
- Kabel
- 43
- Nachführungselement
- 44
- Keilriemen
- 45
- Antrieb
1. Verfahren zum Trennen von Materialbahnen (10) für Verpackungs- oder Herstellmaschinen
von Produkten der tabakverarbeitenden Industrie in wenigstens zwei Teilbahnen mit
den folgenden Verfahrensschritten:
- Zuführen der Materialbahn (10) zu einer Trenneinrichtung, die wenigstens ein Trennmittel
(20, 21) aufweist, mittels der die Materialbahn (10) getrennt wird, wobei die Materialbahn
(10) eine Lateralbewegung ausführt,
- Nachführen des wenigstens einen Trennmittels (20, 21) in Abhängigkeit von der Lateralbewegung
der Materialbahn (10), wobei die Lage der Materialbahn (10) mittels einer Ortssignale
liefernden Erfassungseinrichtung (30) erfaßt wird, und wobei mittels der erfaßten
Ortssignale die Nachführung gesteuert wird, und
- Trennen der Materialbahn (10) in wenigstens zwei Teilbahnen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachführen des wenigstens
einen Trennmittels (20, 21) im wesentlichen parallel zur Lateralbewegung der Materialbahn
(10) ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn
(10) in im wesentlichen gleich breite Teilbahnen getrennt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Trennen ein Schneiden ist.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Trennen fortlaufend geschieht.
6. Trenneinrichtung zum Trennen von Materialbahnen (10) für Verpackungs- oder Herstellmaschinen
von Produkten der tabakverarbeitenden Industrie in wenigstens zwei Teilbahnen, umfassend
wenigstens ein Trennmittel (20, 21), wobei die Materialbahn (10) beim Zuführen zur
Trenneinrichtung eine Lateralbewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nachführung
vorgesehen ist, mit der das Trennmittel (20, 21) der Lateralbewegung der Materialbahn
(10) nachführbar ist, und daß eine Ortssignale liefernde Erfassungseinrichtung (30)
vorgesehen ist, wobei mittels der Ortssignale die Nachführung steuerbar ist.
7. Trenneinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennmittel (20,
21) ein Schneidmittel ist.
8. Trenneinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidmittel ein
Obermesser (20) und ein Untermesser (21) umfaßt.
9. Trenneinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Obermesser (20)
an die Schneidkante (33) des Untermessers (21) insbesondere in axiale Richtung andrückbar
ist.
10. Trenneinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Nachführung einen Stellantrieb (25) umfaßt.
11. Trenneinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich das
Untermesser (21) mit dem Stellantrieb (25) wenigstens mittelbar verbunden ist.
12. Trenneinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Strahleinrichtung umfaßt ist, die elektromagnetische Strahlung aussendet.
13. Trenneinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahleinrichtung
ein Laser ist.
14. Trenneinrichtung nach Anspruch 12 und/oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung
mittels wenigstens eines die Strahlung umlenkenden Mittels der Lateralbewegung nachführbar
ist.
15. Trenneinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Erfassungseinrichtung (30) wenigstens einen lichtempfindlichen Sensor umfaßt.
16. Trenneinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (30) flächig
ausgebildet ist, wobei mittels der von der Materialbahn (10) bedeckten Fläche Rückschlüsse
auf den Ort einer Kante der Materialbahn (10) ermöglicht sind.