DE2948169A1

DE2948169A1 - Bahnspleissvorrichtung

Info

Publication number: DE2948169A1
Application number: DE19792948169
Authority: DE
Inventors: John Kenneth Horsley
Original assignee: Molins Ltd
Current assignee: Mpac Group PLC
Priority date: 1978-12-02
Filing date: 1979-11-29
Publication date: 1980-06-12
Also published as: IT1164530B; JPS55111349A; FR2442786A1; IT7927784A0; FR2442786B1; DE2948169C2; US4278489A; JPH0130741B2

Description

Bahnspieißvorrichtung

Die Erfindung betrifft in erster Linie Vorrichtungen, die üblicherweise als "Rollenwechsler" bezeichnet werden, insbesondere für Maschinen der Zigarettenindustrie; das heißt Vorrichtungen zum automatischen Spleißen (d.h. Verbinden) von Bahnen, die von aufeinanderfolgenden Rollen abgezogen werden. Sie enthält jedoch untergeordnete Merkmale, die auch bei anderen Ausführungsformen von Bahnspleißvorrichtungen verwendet werden können. Der Ausdruck "Rollenwechsler" in dieser Anmeldung bezieht sich auf eine Vorrichtung, durch die das hintere Ende der von einer Rolle abgezogenen Bahn (d.h. wenn die Rolle nahezu ausgelaufen ist) mit dem vorderen Ende der Bahn auf der nächsten Rolle verbunden wird, um für eine kontinuierliche Zufuhr der Bahn zu sorgen.

Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit einem automatischer. Rollenwechsler zum Vereinigen der Bahn, die in einer Filteransetzmaschine zum Ansetzen von Filtern an Zigaretten verwendet wird.

Ein Rollenwechsler gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Speicher zum Speichern einer Anzahl von Rollen, eine Rollen-Abwickelstation, die aufeinanderfolgende Rollen vom Speicher empfängt, eine Einrichtung, die zunächst jede neue Rolle an der Abwickelstation in einer Rückwärtsrichtung (d.h. entgegengesetzt zur Drehrichtung während des Abwickeins) dreht, einen Saugkopf, der angrenzend an

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der Rolle angebracht ist und den vorderen Endabschnitt der Bahn von der Rolle wegzieht, während sie sich dem Saugkopf nähert, und eine Einrichtung, die auf die Bewegung des vorderen Endabschnitts der Bahn anspricht und den Rückwärtsantrieb der Rolle unterbricht sowie einen Spleißvorgang einleitet.

Die Erfindung erlaubt dem Rollenwechsler, das Ende jeder neuen Rolle zu "finden". Daher brauchen die Rollen in; Speicher nicht in einer vorgegebenen Winkellage angeordnet werden, und es ist nicht erforderlich, die Ausrichtung der Rollen beizubehalten, wenn die Rolle vom Speicher der Abwickelstation zugeführt wird; d.h. die Rollen können vom Speicher in beliebiger Weise, beispielsweise durch Rollen, in die Abwickelstation überführt werden. Das Ende jeder Rolle wird "aufgefunden" und dann mit dem auslaufenden Ende der vorhergehenden Rolle verbunden, und zwar unter einem minimalen Verlust von Bahnmaterial.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Enddetektor vorgesehen, der nahe des Saugkopfes angebracht ist und vom vorderen Endabschnitt der Bahn erfaßt wird, wenn dieser Abschnitt der Bahn durch den Saugkopf von der Rolle weggezogen wird. Der Enddetektor stellt fest, wann das tatsächliche Ende der Bahn eine vorgegebene Lage erreicht, worauf der Rückwärtsantrieb unterbrochen und der Spleißvorgang begonnen wird. Bei Vorbereitung des Spleißvorgangs wird der Saugkopf automatisch so bewegt, daß das Ende der Bahn zu einer Spleißvorrichtung getragen wird, und der Enddetektor wird automatisch von der Bahn wegbewegt, so daß die Bahn vom Saugkopf frei vorstehen kann,

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wodurch das Aufbringen eines Klebstreifens oder anderer Mittel auf das Ende der Bahn zum Verbinden dieses Endes mit dem hinteren Ende der vorhergehenden Rolle erleichtert wird.

Ein untergeordnetes Merkmal der Erfindung, das bei anderen Rollenwechslern Anwendung finden kann, betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen von Klebstreifen während des Spleißvorganges. Die Vorrichtung weist eine scharfkantige Führung auf, um die eine Trägerbahn bewegbar ist, die Klebstreifen trägt, die sich bei dieser Bewegung um die Führung von der Trägerbahn trennen, und es ist ferner ein Spleißelement mit einer Unterdrucköffnung vorgesehen, durch die jeder Klebstreifen nacheinander gegen das Spleißelement gezogen wird, das dann den Klebstreifen gegen die zu verbindenden Bahnen andrückt.

Gemäß einem anderen untergeordneten Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Bahn, die von der in Betrieb befindlichen Rolle abgezogen wird, durch ein Reservoir forderbar ist, das mit einer Einrichtung zum Wiegen der Bahn versehen ist, und daß die Geschwindigkeit, mit der die Bahn in das Reservoir gefördert wird, so steuerbar ist, daß ein im wesentlichen konstantes Gewicht der Bahn im Reservoir aufrechterhalten wird. Die Länge der Bahn wird somit im Reservoir genügend groß gehalten, damit Bahnmaterial aus dem Reservoir kontinuierlich abgezogen werden kann, während ein Spleißvorgang durchgeführt wird; während dieser Betriebsdauer wird die Bahnzuführung in das Reservoir unterbrochen, damit der Spleißvorgang an der stillstehenden Bahn durchgeführt werden kann.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Gesamtansicht eines Rollenwechslers; Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Rollenwechslers im

Bereich des Pfeils II in Fig. 1; Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht eines geringfügig größeren Teils des Rollenwechslers, wobei die Teile in einer

anderen Lage dargestellt sind; Fig. 4 eine Seitenansicht des unteren Teils des Rollenwechslers einschließlich eines Speichers.

Wie in den Fig. 1 und 4 gezeigt, weist der Rollenwechsler einen Speicher 10 für Rollen 11 auf; die Rollen 11 werden als koaxiale Reihe von einem Förderer 12 getragen. Der Förderer 12 ist geringfügig nach links (in Fig. 1) geneigt, so daß die vordere Rolle vom Förderer 12 herunter zu einer Abwickelstation (die in Fig. 1 von der Rolle 13 besetzt ist) rollt, wenn die vordere Rolle durch den Förderer 12 über das Ende einer Haltestange 14 hinaus bewegt wird.

Jede neue Rolle wird, wenn sie die Abwickelstation erreicht, von einem konischen Vorsprung 15 erfaßt, der auf einer Welle 16 angebracht ist, die in Vorwärtsrichtung von einem Luftzylinder 17 angetrieben wird. Das schmale Ende des Vorsprungs greift in eine zentrale öffnung der Spule (unabhängig von kleinen Durchmesseränderungen der Rolle), und hierdurch wird die Rolle gegen einen zweiten konischen Vorsprung 18 bewegt, der auf einer Welle 19 angebracht ist. Die Achsen der Wellen 16 und

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19 befinden sich auf einer solchen Höhe, daß die Rolle, wenn die Vcrsprünge in die Rolle greifen, ein wenig von einer etwas schräg verlaufenden Plattform 20, die sie vorher trug, abgehoben wird.

Um das Ende der Bahn zu "finden", wird die Rolle 13 automatisch langsam in Rückwärtsrichtung von einem Motor 21 gedreht, der die Welle 19 über einen Riemen 22 und eine magnetische Kupplung 23 antreibt.

An der Abwickelstation befindet sich angrenzend an der Rolle ein Saugkopf 24 mit Unterdruckkanälen 25, 26, die sich von einer Unterdruck-Sammelleitung 27 erstrecken. Wenn sich das Ende der Bahn auf der Rolle 13 dem Saugkopf 24 während einer Rückwärtsdrehung der Rolle nähert, zieht der Saugkopf 24 die Bahn von der Rolle weg; tatsächlich zieht er die Bahn gerade, so daß der Endabschnitt der Bahn dann im wesentlichen vertikal verläuft, angrenzend an einen Enddetektor 28 (Fig. 2). Der Enddetektor 28 weist einen Unterdruckkanal 29 auf, der an einer Unterdruckquelle (nicht gezeigt) über eine Leitung 30 angeschlossen ist. Das Ende des Unterdruckkanals 29 wird zunächst durch die Bahn geschlossen und dann, wenn sich das Ende 13A der Bahn am Unterdruckkanal 29 vorbeibewegt, der Atmesphäre ausgesetzt. Ein Druckübertrager 31, der an der Leitung 30 angeschlossen ist, erfaßt den Abfall des Unterdrucks, was anzeigt, daß sich das Ende der Bahn gerade am Unterdruckkanal 29 vorbeibewegt hat, und ein Signal vom Druckübertrager 31 entregt zunächst die magnetische Kupplung 23 und leitet dann die weiteren Betriebsvorgänge ein, die zum Spleißen erforderlich sind, wie unten beschrieben wird.

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Das bevorstehende Auslaufen einer Rolle an der Abwickelstation wird von einem Arm 32 festgestellt, der auf der Rolle ruht und auf einer Spindel 33 drehbar gelagert ist. Während die Bahn von der Rolle abgewickelt wird, bewegt sich der Arm 32 nach unten, und wenn er eine vorgegebene Stellung erreicht, betätigt er einen Schalter 34, der den gesamten Spleißvorgang einleitet. Zunächst wird die abgewickelte Rolle vom Luftzylinder 17 freigegeben, der den Vorsprung 15 abzieht, worauf die leere Rolle auf einer Rampe 35 wegrollt. Gleichzeitig wird ein Antrieb auf den Förderer 12 übertragen, um die Fördererrolle im Speicher in eine Stellung zu bewegen, aus der sie, wie bereits beschrieben, in die Abwickelstation hinunterrollen kann.

Eine Betätigung des Schalters 34 durch den Arm 32 hält außerdem einen Motor (nicht gezeigt) zum Antrieb einer Rolle 36 an, die Bahnmaterial von der Rolle an der Abwickelstation abzieht und die Bahn einem Reservoir 37 zuführt. Eine Andrückrolle 38 arbeitet mit der Rolle 36 zusammen, um die Bahn zu erfassen.

Sobald die Bahnzufuhr angehalten worden ist, wird eine Betätigungsvorrichtung 39 (Fig. 3) ausgefahren, um ein Spleißelement 40 nach rechts zu bewegen; das Spleißelement 40 trägt eine Klinge 41 mit einer Sägezahnkante, die in einen Spalt zwischen zwei ortsfesten Bahnführungen 42 und 43 eintritt und hierdurch die Bahn durchschneidet. Der Abschnitt der Bahn unterhalb der Schnittlinie (d.h. der hintere Endabschnitt der Bahn der auslaufenden Rolle) wird weggezogen, während die Rolle die Rampe 35 herunterrollt.

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Wenn der Enddetektor 28 feststellt, daß sich das Ende der neuen Rolle in der richtigen Lage befindet, wird eine Betätigungsvorrichtung 44 ausgefahren, um den Saugkopf 24 nach oben in die in Fig. 3 gezeigte Lage zu bewegen; die Rolle 13 läßt sich frei drehen, um dies zu ermöglichen. Während dieser Aufwärtsbewegung des Saugkopfes 24 legt sich eine Rolle 45 des Saugkopfes 24 am Enddetektor 28 an und schwingt ihn entgegen dem Uhrzeigersinn um einen Gelenkzapfen 46 in die in Fig. 3 gezeigte Lage, in der er an einem Anschlaa 80 anliegt. Während sich somit der Saugkopf 24 nach oben bewegt, trägt er das Ende der Bahn der neuen Rolle nach oben in eine Lage, in der es das hintere Ende der Bahn 47 der vorhergehenden Rolle überlappt. Die Lage des Endes 13A der neuen Bahn in dieser Stufe ist in Fig. 3 gezeigt; das hintere Ende der Bahn 4 7 befindet sich hierbei angrenzend am Spalt zwischen den Bahnführungen 4 2 und 43. Die Enden der Bahnen sind nun bereit, durch einen Klebstreifen verbunden zu werden.

Nachdem der Spleißvorgang erfolgt ist, wird die Betätigungsvorrichtung 44 automatisch zurückgezogen. Ein Vorsprung 81 am Spleißelement 28 gelangt durch eine Nut 82 im Saugkopf 24 und wird schließlich von der Rolle 45 erfaßt, die das Spleißelement 28 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung zurückbewegt, in der das Spleißelement 28 auf der Oberseite des Flansches 60 am Saugkopf 24 ruht.

Klebestreifen zum Verbinden der Bahn erhält man von einer Rolle 50, die ein fertig gekaufter Gegenstand ist. Die Rolle 50 weist eine weiche Trägerbahn auf, die in vorgegebenen Abständen Papierstücke trägt, die mit einem druckempfindlichen Klebstoff be-

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schichtet sind. Dieser Klebstoff hält die Papierstreifen mit ausreichender Sicherheit auf der Trägerbahn 5OA, bis die Bahn an einer scharfen Biegung vorbeigelangt, die die Tendenz hat, die Klebstreifen von der Trägerbahn "abzupellen". Eine solche scharfe Biegung wird von einem Rand 51A einer Führung 51 gebildet, um die die Bahn von einer Rolle 52 gezogen wird, gegen die die Bahn von einer federbelasteten Andrückrolle 53 angedrückt wird.

Die Klebstreifen können aus einem reflektierenden Material bestehen, um das Auffinden und Aussondern der die Klebstreifen enthaltenden fertigen Zigaretten zu erleichtern.

Eine Betätigungsvorrichtung 54 bewegt die Bahn 50 während jedes Spleißvorganges eine vorgegebene Strecke voran, und zwar in folgender Weise. Eine Stange 55, die sich von der Betätigungsvorrichtung erstreckt, trägt einen Finger 56, der eine Kette erfaßt; die Kette 57 läuft teilweise um ein Kettenrad 58, und ein Ende der Kette ist am Kettenrad 58 befestigt. Somit wird die lineare Bewegung der Stange 55, die durch ein Ausfahren der Betätigungsvorrichtung 54 verursacht wird, in eine vorgegebene Winkelbewegung der Rolle 58 übertragen, wobei dieser Bewegung eine Feder 59 entgegenwirkt, die dann die Kette 57 und das Kettenrad 58 in ihre ursprüngliche Lage zurückbewegt; das Kettenrad 58 ist mit der Rolle 52 durch eine Einwegkupplung verbunden, die diese Rückkehrbewegung des Kettenrads 58 ohne Drehung der Rolle 52 ermöglicht.

Während die Bahn 5OA um den scharfen Rand 51A der Führung 51 läuft, wird ein Klebstreifen (der auf der Außenseite der Träger-

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bahn liegt) von der Trägerbahn abgelöst, und er wird dann vom Spleißelement 40 an der Stelle 50B mittels Unterdruck erfaßt, der durch einen Kanal 4OA anlegt wird. Die Betätigungsvorrichtung 39 wird dann ausgefahren, so daß der Klebstreifen 5OB vom Spleißelement 40 gegen die Enden der Bahnen angedrückt wird, wodurch die Bahnenden aneinander befestigt werden. Während dieser Bewegung des Spleißelementes 40 wird die Klinge 41 durch den Flansch 60 am Saugkopf 24 zurückgehalten (d.h. daran gehindert, die Bahn durchzuschneiden); zu diesem Zweck ist die Klinge 41 am Spleißelement 40 nachgiebig angebracht.

Während diese Spleißvorgänge durchgeführt werden, wird Bahnmaterial kontinuierlich aus dem Reservoir 37 abgezogen, so daß die Filteransetzmaschine kontinuierlich arbeiten kann. Die Menge des im Reservoir gespeicherten Bahnmaterials ist für diesen Zweck ausreichend. Während des normalen Betriebes der Maschine wird das Gewicht des Bahnmaterials im Reservoir im wesentlichen konstant gehalten, indem die Drehzahl der Rolle 36 in Abhängigkeit von einem Gewichtssignal geändert wird; das Gewichtssignal wird von einer Schaltung 70 abgegeben, die mit einem Dehnungsmesser 71 auf einer flexiblen Stange 72 verbunden ist, die das Reservoir 37 freitragend trägt; stattdessen können auch andere Wiegemethoden verwendet werden. Hierdurch wird sichergestellt, daß immer genügend Bahnmaterial im Reservoir vorhanden ist,damit jederzeit ein Spleißvorgang stattfinden kann.

Die Drehzahl der Rolle 36 kann stufenlos veränderbar sein.Stattdessen kann die Rolle 36 wahlweise mit z.B. zwei Drehzahlen antreibbar sein, wobei mit der einen Drehzahl zuviel Bahnmaterial

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und mit der anderen Drehzahl zu wenig Bahnmaterial zugeführt wird, so daß die durchschnittliche Zuführgeschwindigkeit der Bahn in das Reservoir von dem Anteil der Zeit abhängt, während der die Rolle 36 mit der höheren Drehzahl läuft.

Anstelle der Stange 72 und des Dehnungsmessers 71 kann das Reservoir durch "Flexures" (der Firma Darenth Weighing Limited) elastisch aufgehängt werden und ein oder mehrere Mikroschalter können dazu benutzt werden, festzustellen, wann die Vertikalbewegung des Reservoirs ein Ausmaß erreicht hat, das anzeigt, daß sich genügend Bahnmaterial im Reservoir angesammelt hat.

Die Betriebsseiten des Saugkopfes 24 kann in einem horizontalen Schnitt ein wenig (vorzugsweise konkav) gekrümmt sein, um der nach oben stehenden Bahn einen geringfügig gekrümmten Querschnitt zu verleihen, wodurch ihre Festigkeit erhöht wird.

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Claims

Molins Limited 2, Evelyn Street, Deptford,London SE8 5DH Anwaltsakte M-5125 England 27. November 1973 Bahnspieißvorrichtung Patentansprüche:

1. Rollenwechsler zur Verwendung bei der Herstellung einer kontinuierlichen Bahn aus einer Reihe von Rollen, gekennzeichnet durch einen Speicher (10) zum Speichern einer Anzahl von Rollen (11), eine Rollen-Abwickelstation, die aufeinanderfolgende Rollen (11) vom Speicher (10) empfängt, eine Einrichtung (19-23), die zunächst jede neue Rolle (11) an der Abwickelstation in einer Rückwärtsrichtung (d.h. entgegengesetzt zur Drehrichtung während des Abwickeins) dreht, einen Saugkopf (24), der angrenzend an der Rolle (11) angebracht ist und den vorderen Endabschnitt der Bahn von der Rolle wegzieht, während sie sich dem Saugkopf (24) nähert, und eine Einrichtung (28), die auf die Bewegung des vorderen Endabschnitts der Bahn anspricht und den Rückwärtsantrieb der Rolle unterbricht sowie einen

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ORIGINAL INSPECITD

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Spleißvorgang einleitet.

2. Rollenwechsler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Enddetektor (28) , der nahe des Saugkopfes (24) angebracht ist und an den sich der vordere Endabschnitt der Bahn anlegt, wenn dieser Abschnitt der Bahn durch den Saugkopf (24) von der Rolle (11) weggezogen wird.

3. Rollenwechsler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Enddetektor (28) eine Vorrichtung aufweist, die feststellt, wann das tatsächliche Ende der Bahn eine vorgegebene Lage erreicht.

4. Rollenwechsler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Enddetektor (28) ein Bauteil mit einem Unterdruckkanal (29) aufweist, der so angeordnet ist, daß er anfangs an einem Ende durch die Bahn verschlossen wird, und daß eine Einrichtung (30, 31) vorgesehen ist, die feststellt, wann der Unterdruck im Unterdruckkanal (29) abfällt, was anzeigt,

dadurch daß das Ende der Bahn vorbeigelangt ist und^das Ende des

Unterdruckkanals freigesetzt hat.

5. Rollenwechsler nach einem der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (44), die den Saugkopf (24), wenn das Ende der Bahn einmal lokalisiert ist, am Enddetektor (28) vorbei in eine Stellung bewegt, in der das Ende der Bahn mit dem hinteren Ende der Bahn der vorhergehenden leeren Rolle (11) verbunden wird.

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6. Rollenwechsler nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (10) einen Förderer (12) aufweist, der die Rollen (11) als koaxiale Reihe trägt und der die Rollen schrittweise in eine Lage bewegt, in der die vordere Rolle nach unten zu einer Entladestation rollen kann, in der sie benachbart zum Saugkopf (24) liegt.

7. Roller.wechsler nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Rampe (35) unterhalb der Entlaäestation und einen Antrieb (15, 16, 18), dar die Rolle an der Entladestation von der Rampe (35) abhebt und die Rolle (11) freigibt, wenn sie leer ist, so daß die leere Rolle die Rampe (35) hinabrollen und somit die Entladestation freigeben kann.

8. Rollenwechsler nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkopf (24) einen gekrümmten Querschnitt hat, um dem vorderen Endabschnitt der Bahn einen gekrümmten Querschnitt zu verleihen.

9. Rollenwechsler nach einem der Ansprüche 1-7, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (50 - 58) zum Aufbringen von Klebstreifen, um die Bahnen aufeinanderfolgender Rollen (11) miteinander zu verbinden, wobei die Vorrichtung eine scharfkantige Führung (51) aufweist, um die eine Trägerbahn (50A) bewegbar ist, die Klebstreifen (50B) trägt, die sich bei einer solchen Bewegung um die Führung (51) von der Trägerbahn (50A) trennen und durch ein Spleißelement (40) mit einer Unterdrucköffnung, durch die jeder Klebstreifen (50B) nacheinander ge-

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gen das Spleißelement (40) gezogen wird, das dann den Klebstreifen (50B) gegen die zu verbindenden Bahnen andrückt.

10.Rollenwechsler nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn, die von der in Betrieb befindlichen Rolle abgezogen wird, durch ein Reservoir (37) förderbar ist, das mit einer Einrichtung (7C/72) zum Wiegen der Bahn versehen ist, und daß die Geschwindigkeit, mit der die Bahn in das Reservoir (37) gefördert wird, so steuerbar ist, daß ein im wesentlichen konstantes Gewicht der Bahn im Reservoir (37) aufrechterhalten wird.

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