Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln nicht zur Verarbeitung vorgesehener Materialstreifen, insbesondere innerhalb einer Vorrichtung zum Verbinden einer von einer ersten Bobine ablaufenden Materialbahn mit einer von einer zweiten Bobine zulaufenden Materialbahn, umfassend ein rotierend antreibbares Wickelelement mit einer Aufnahme für die Materialbahnen bzw. nicht zur Verarbeitung vorgesehener Materialstreifen. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Aufwickeln nicht zur Verarbeitung vorgesehener Materialstreifen, die insbesondere beim Verbinden einer von einer ersten Bobine ablaufenden Materialbahn mit einer von einer zweiten Bobine zulaufenden Materialbahn anfallen, umfassend die Schritte: Hindurchführen der Materialbahn bzw. des Materialstreifens durch eine Aufnahme eines ruhenden Wickelelementes während des Verbindungsvorgangs der Materialbahnen, kurz vor Beendigung oder mit Beendigung oder kurz nach Beendigung des Verbindungsvorgangs Aufwickeln des Materialstreifens durch Drehen des Wickelelementes.

Vorrichtungen der genannten Art kommen insbesondere in Vorrichtungen zum Wechseln von Bobinen vor, die eine Aufnahme für eine erste Bobine, eine Aufnahme für eine zweite Bobine sowie eine Einrichtung zum Verbinden, dem sogenannten Spleißen, einer von der ersten Bobine ablaufenden Materialbahn mit einer von der zweiten Bobine zulaufenden Materialbahn umfasst. Solche Vorrichtungen sind zum z.B. Bestandteil von Produktionsmaschinen in der Zigarettenindustrie, wobei in diesen Vorrichtungen Materialbahnen aus Zigarettenpapier, Filterpapier oder dergleichen, die auf den Bobinen aufgewickelt sind, automatisiert miteinander verbunden werden. Dabei befindet sch das Wickelelement im Bereich der Materialbahn, die quasi in das Wickelelement eingefädelt ist, und zwar in eine Aufnahme für Materialbahnen bzw. nicht zur Verarbeitung vorgesehene Materialstreifen. Durch diese Aufnahme ist die Materialbahn bzw. der Materialstreifen hindurchgeführt. Zum Aufwickeln wird das Wickelelement nach dem Verbinden in Rotation versetzt. Zusätzlich kann das Wickelelement eine Trennfunktion aufweisen, nämlich zum Trennen des nicht zur Verarbeitung vorgesehenen Materialstreifens von der Materialbahn, wenn die Wickelfunktion kurz vor oder kurz nach dem Verbinden erfolgt.

Die EP 0 475 886 offenbart eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Die bekannten Vorrichtungen und Verfahren weisen jedoch den Nachteil auf, das die Materialbahn bzw. der Materialstreifen aus der Aufnahme rutschen kann, so dass ein Aufwickeln nicht mehr möglich ist. Insbesondere kurz vor, während oder kurz nach dem Verbinden der beiden Materialstreifen ist die Gefahr des Ausfädelns aus der Aufnahme besonders groß, da hier Materialspannungen auftreten.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kompakte Vorrichtung zu schaffen, die ein sicheres Aufwickeln nicht zur Verarbeitung vorgesehener Materialstreifen gewährleistet. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, das ein sicheres Aufwickeln nicht zur Verarbeitung vorgesehener Materialstreifen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Aufnahme ein radial zur Stirnfläche des Wickelelementes verlaufender, durchgängiger Schlitz ist und innerhalb des Schlitzes zusätzlich ein Element zum Halten bzw. Fangen des Materialstreifens angeordnet ist, wobei das Element ein Schwenkhebel ist. Dadurch wird auf besonders effektive Weise der Materialstreifen in der Aufnahme gehalten, so dass trotz der durch das Verbinden auf den Materialstreifen wirkenden Belastungen ein Aufwickeln und damit Aufnehmen der Materialstreifen gewährleistet ist. Der durchgängige Schlitz ermöglicht ein ungehindertes Hindurchführen der Materialbahn bzw. des Materialstreifens im Wickelelement. Der Schwenkhebel gewährleistet ein sicheres Fixieren der Materialbahn bzw. des Materialstreifens innerhalb der Aufnahme, so dass das Aufwickeln der ablaufenden Materialbahn nach dem Verbinden der ablaufenden und zulaufenden Materialbahnen gewährleistet ist. Durch die Massenträgheit des Schwenkhebels läuft der Schwenkhebel der Rotation des Wickelelementes hinterher und klemmt die Materialbahn bzw. den Materialstreifen dadurch ein. Mit anderen Worten bleibt der Schwenkhebel noch für einen Moment stehen, während das Wickelelement bereits rotiert, so dass der Schwenkhebel mit seinem freien Ende an die Wandung, nämlich eine Innenfläche als Anschlagfläche des Schlitzes schlägt, die ihm gegenüberliegt und von der er durch den durch den Schlitz hindurch laufenden Materialstreifen getrennt ist, so dass eine Fixierung des Materialstreifens erfolgt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schwenkhebel ein Pendel, der innerhalb des Schlitzes angeordnet ist. Mit dieser sehr kompakten Ausführungsform ist ein Halten bzw. Fangen der Materialbahn bzw. des von der Materialbahn abzutrennenden bzw. abgetrennten Materialstreifens, der nicht zur Verarbeitung vorgesehen und daher aufgewickelt und entsorgt werden soll, unabhängig vom Material und vom Format der Materialbahn/des Materialstreifens sowie unabhängig von der Bahn- oder Fördergeschwindigkeit sicher realisiert.

Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den eingangs genannten Schritten gelöst, das durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: aktives Halten bzw. Fangen des Materialstreifens in einem radial zur Stirnfläche des Wickelelementes verlaufenden, durchgängigen Schlitz als Aufnahme mindestens während des Beginns der Drehung des Wickelelementes, wobei der Materialstreifen durch einen masseträgen Schwenkhebel innerhalb des Schlitzes eingeklemmt wird. Dadurch ist sichergestellt, dass der Materialstreifen in der Aufnahme gefangen und gehalten ist, so dass gerade zu Beginn des Wickelvorgangs ein Herausrutschen des Materialstreifens verhindert wird.

Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen sowie das Verfahren werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1

eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Verbinden von Materialbahnen mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufwickeln nicht zur Verarbeitung vorgesehener Materialstreifen, in einem Zustand vor dem eigentlichen Verbindungsvorgang,

Fig. 2

eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß Figur 1 nach dem eigentlichen Verbindungsvorgang,

Fig. 3a bis 3c

eine vergrößerte Detaildarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufwickeln nicht zur Verarbeitung vorgesehener Materialstreifen in unterschiedlichen Positionen,

Fig. 4

eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Mitteln zum Erzeugen von Druckluft und Vakuum,

Fig. 5

eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Mittel zum Erzeugen von Druckluft, in einem Zustand vor dem eigentlichen Verbindungsvorgang, und

Fig. 6

eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß Figur 5 nach dem eigentlichen Verbindungsvorgang.

Die gezeigten Vorrichtungen dienen zum Aufnehmen und Entsorgen nicht zur Verarbeitung vorgesehener Materialstreifen, die durch die Vorrichtung gesammelt, verdichtet und dann in einen Aufnahmebehälter, den sogenannten Schusskasten, gebracht werden.

In der Figur 1 ist zum besseren Verständnis der Erfindung sowie zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum Aufwickeln nicht zur Verarbeitung vorgesehener Materialstreifen eine Vorrichtung 11 zum Verbinden einer von einer ersten Bobine 12 ablaufenden Materialbahn 13 mit einer von einer zweiten Bobine 14 zulaufenden Materialbahn 15 gezeigt. Die von der nahezu abgewickelten Bobine 12 ablaufende Materialbahn 13 wird im Bereich einer Verbindungsstation 16 durch Prägen, Rändeln, Kleben oder dergleichen mit der zulaufenden Materialbahn 15 der neuen, vollen Bobine 14 verbunden. Die Materialbahnen 13 und 15 sind über mehrere Rollen 17 geführt und/oder gespannt. Nach dem Verbinden der Materialbahnen 13 und 15 ist ein Restmaterial, nämlich ein als Nachspann bezeichneter Materialstreifen 29 noch auf der alten Bobine 12 aufgewickelt (siehe z.B. Figur 2).

Die Vorrichtung 10 dient zum komprimierten Aufnehmen und Entsorgen des Materialstreifens 29 und weist hierzu ein Wickelelement 18 auf, das rotierend antreibbar ist. Das Wickelelement 18 ist im Bereich der Materialbahn 13 angeordnet und verfügt über eine Aufnahme 19 für die Materialbahn 13 bzw. den Materialstreifen 29. Die Materialbahn 13 bzw. der Materialstreifen 29 ist quasi in die als Schlitz ausgebildete Aufnahme 19 eingefädelt. Der Schlitz verläuft radial durch das Wickelelement 18, das als Rotationskörper, wie z.B. Trommel, Walze oder dergleichen ausgebildet sein kann. In nicht gezeigten Ausführungsformen kann der Schlitz auch außermittig ausgebildet sein. Auch eine Ausbildung des Wickelelementes 18 als sogenannter "Fingerteller", bei dem mindestens zwei stabförmige Elemente als Finger sich senkrecht von einer Grundplatte derart erstrecken, dass zwischen den beiden Fingern ein Schlitz gebildet ist, ist möglich.

In Ruhestellung bzw. Ausgangsposition des Wickelelementes 18 ist der Schlitz in Förderrichtung (Pfeil 22) der Materialbahn 13 ausgerichtet, so dass die Materialbahn 13 belastungsfrei und hinderungsfrei durch das Wickelelement 18 hindurchgeführt ist (siehe z.B. Figur 1). Zum Aufwickeln des nach dem Verbinden losen Materialstreifens 29 ist das Wickelelement 18 rotierend in diesem Ausführungsbeispiel im Uhrzeigersinn angetrieben, so dass durch kontinuierliches Drehen das Restmaterial von der nahezu vollständig abgewickelten Bobine 12 gesammelt und dabei gleichzeitig komprimiert wird. Durch die Rotation wird der Materialstreifen 29 auch gleichzeitig in dem Wickelelement 18 gefangen. Damit ist gemeint, dass der Materialstreifen 29 direkt nach dem Verbinden der Materialbahnen 13 und 15 am Zurückschnellen gehindert ist. Das Fangen wird bereits durch eine Drehung von ca. 90° bis etwa 270° bis zur Selbsthemmung des Materialstreifens 29 erreicht.

Wie das Halten bzw. Fangen des Materialstreifens 29 in dem Wickelelement 18 konstruktiv realisiert ist, geht aus der Figurenfolge 3a bis 3c hervor. In den Figuren 3a bis 3c ist das Wickelelement 18 vergrößert dargestellt. Grundsätzlich ist der durchgängige Schlitz als Aufnahme 19 so breit ausgebildet, dass neben der Materialbahn 13 bzw. neben dem Materialstreifen 29 noch ein weiteres Element 20 zum Halten der Materialbahn 13 an dem bzw. in dem Wickelelement 18 anzuordnen ist. Vorzugsweise ist das Element 20 aber in einem oder hinter einem Vorsprung 21 angeordnet. Der Vorsprung 21 ist durch einen Absatz in der Aufnahme 19 gebildet und derart ausgebildet, dass sich der Schlitz vom Einlauf der Materialbahn 13 bzw. des Materialstreifens 29 zum Auslauf aus dem Schlitz in Förderrichtung (siehe Pfeil 22 in Figur 3a) hin stufenartig aufweitet. Der Schlitz kann jedoch auch jede andere Form und Gestalt aufweisen.

Das Element 20 zum Halten bzw. Fangen der Materialbahn 13 bzw. des Materialstreifens 29 ist als pendelartiger Schwenkhebel 23, nämlich als Pendel ausgebildet. Das Pendel bzw. der Schwenkhebel 23 ist um einen Drehpunkt 24 schwenkbar, wobei der Drehpunkt 24 neben der Materialbahn 13 bzw. dem Materialstreifen 29, also außerhalb des Förderweges der Materialbahn 13 bzw. des Materialstreifens 29 angeordnet ist. Mit dem Pendel ist die Materialbahn 13 bzw. der Materialstreifen 29 gegen eine Innenfläche 25 des Schlitzes drückbar, wobei die Innenfläche 25 stets auf der dem Drehpunkt 24 gegenüberliegenden Seite der Materialbahn 13 bzw. des Materialstreifens 29 angeordnet ist. Die Positionen des Drehpunktes 24 und der Innenfläche 25 hängen demnach von der Drehrichtung des Wickelelementes 18 ab. Das bedeutet, dass der Schwenkhebel 23 den Materialstreifen 29 aufgrund der Massenträgheit des Schwenkhebels 23 an der Innenfläche 25 des Schlitzes fixiert, wodurch das Herausrutschen/Durchrutschen der Materialbahn 13 bzw. des Materialstreifens 29 aus der Aufnahme 19 verhindert wird.

Um eine für die sichere Klemmung des Materialstreifens 29 ausreichende Massenträgheit zu erreichen, sind der Schwenkhebel 23 selbst bzw. Teile davon aus einem Material mit hohem Gewicht, vorzugsweise Metall, ausgebildet. Insbesondere ist das dem Drehpunkt 24 gegenüberliegende Ende des Schwenkhebels 23 mit einem Gewicht versehen. In der gezeigten Ausführungsform ist das Gewicht ein Metallkörper 26, der zur Erhöhung des Reibkoeffizienten mit einem Gummiüberzug oder dergleichen überzogen ist. Jede andere Art der Ausbildung des Schwenkhebels 23 unter Verwendung üblicher Materialien ist jedoch ebenso möglich.

Das Element 20 zum Halten bzw. Fangen der Materialbahn 13 bzw. des Materialstreifens 29 im Wickelelement 18 kann jedoch auch anders ausgebildet sein. Kumulativ ist im Bereich des Wickelelementes 18 ein Mittel 27 zur Erzeugung bzw. zum Aufbringen von Druckluft vorgesehen. Das Mittel 27 kann z.B. eine Düse sein, die an eine (nicht dargestellte) Druckluftleitung angeschlossen ist. Das Mittel 27 ist in Förderrichtung der Materialbahn 13 hinter dem Wickelelement 18 angeordnet. Auf der dem Mittel 27 gegenüberliegenden Seite der Materialbahn 13 ist ein Mittel 28 zur Erzeugung von Vakuum angeordnet. Das Mittel 28 kann aus mehreren Einzelelementen gebildet sein. Durch die Druckluft einerseits und das Vakuum andererseits kann die Materialbahn 13 bzw. der Materialstreifen 29 an unterschiedlichen Positionen gehalten werden, so dass nach dem Verbinden der Materialbahnen 13, 15 ein Aufwickeln des nunmehr losen Endes der Materialbahn 13, nämlich des Materialstreifens 29 auf das Wickelelement 18 möglich ist. Alternativ kann auch ausschließlich das Mittel 27 oder 28 vorgesehen sein. Die Mittel 27 und 28 sind justierbar ausgebildet, so dass eine Einstellung der Druckluft und/oder des Vakuums in Abhängigkeit der Materialeigenschaften und der Breite der Materialbahn 13 sowie der Fördergeschwindigkeit der Materialbahn 13 erfolgen kann.

In der in den Figuren 5 und 6 gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung 10 ist ausschließlich das Mittel 27 zur Erzeugung von Druckluft vorgesehen. Durch Beaufschlagung der Materialbahn 13 bzw. des Materialstreifens 29 mit Druckluft ist der Materialstreifen 29 an einer Innenfläche der Aufnahme 19 des Wickelelementes 18 fixierbar. Das Mittel 27 ist dazu in der bereits beschriebenen Weise einstellbar.

Das Verfahren zum Aufwickeln nicht zur Verarbeitung vorgesehener Materialstreifen wird am Beispiel der Vorrichtung 10 anhand der Figuren 1 bis 3c im folgenden beschrieben:

Sobald die alte Bobine 12 nahezu abgewickelt, also fast leer ist, muss die ablaufende Materialbahn13 der alten Bobine 12 mit der zulaufenden Materialbahn 15 der neuen, noch vollen Bobine 14 verbunden werden. Bei diesem Verbindungsvorgang, der auch als Spleißung bezeichnet und üblicherweise durch Prägen, Kleben oder Rändeln durchgeführt wird, fallen insbesondere bei der alten Bobine 12 nicht zur Weiterverarbeitung vorgesehene Materialstreifen 29 an. Dieser auf einem Kern der Bobine 12 verbleibende Materialstreifen 29 wird auch Nachspann genannt und muss aufgenommen und entsorgt werden.

Noch unmittelbar vor dem Verbinden der Materialbahnen 13 und 15 läuft die Materialbahn 13 durch das noch feststehende Wickelelement 18, indem es durch den Schlitz hindurchgeführt ist. Während des Verbindens bzw. kurz nach dem Verbinden wird das Wickelelement 18 im Uhrzeigersinn gedreht bzw. in Rotation versetzt. Der Schwenkhebel 23 erfährt von der Drehung des Wickelelementes 18 aufgrund seiner Massenträgheit erst verzögert, nämlich erst, nachdem die Materialbahn 13 bzw. der Materialstreifen 29 zwischen dem Schwenkhebel 23 und der Innenfläche 25 der Aufnahme 19 eingeklemmt ist. Der Materialstreifen 29 ist also in dem Wickelelement 18 gefangen und sicher fixiert. Durch weiteres Drehen des Wickelelementes 18 ist nun die sichere und vollständige Aufnahme bzw. Aufwicklung des Materialstreifens 29 möglich.

Der nach dem Abtrennen von der Materialbahn 13 sonst lose flatternde Materialstreifen 29 kann auch durch Vakuum angesaugt und dadurch gefangen werden. Ergänzend oder alternativ kann auch Druckluft auf den Materialstreifen 29 geblasen werden, so dass der Materialstreifen 29 an eine oder um eine Fläche, z.B. eine Innenfläche der Aufnahme 19, gedrückt wird. Das Fangen bzw. Halten des Materialstreifens 29 durch Vakuum und Druckluft kann zusätzlich zum Schwenkhebel 23 ausgeführt werden.

Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Vorrichtung 10 besteht darin, dass nach vollständigem Aufwickeln des Restmaterials ein problemloses Entnehmen dieses möglich ist, da der Schwenkhebel 23 oder entsprechende Elemente in der jeweiligen Ruheposition, also bezogen auf den Schwenkhebel 23 frei nach unten hängend, den vormals eingeklemmten Materialstreifen vollkommen freigibt.