DE102015110517B4 - Reel changing device and arrangement and method for producing a strand wrapped with a material web for the tobacco processing industry - Google Patents

Reel changing device and arrangement and method for producing a strand wrapped with a material web for the tobacco processing industry Download PDF

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Abstract

Bobinenwechselvorrichtung (10), umfassend einen rotierend antreibbaren Drehteller (11), an dem mindestens zwei Bobinenaufnahmen (12, 13) zur Aufnahme jeweils einer Bobine (14, 15) rotierend antreibbar gelagert sind, wobei sowohl dem Drehteller (11) als auch jeder Bobinenaufnahme (12, 13) jeweils eine Welle (16, 17, 18) mit einem separaten Antrieb (19, 20, 21) zugeordnet ist und mindestens die den Wellen (16, 17) der Bobinenaufnahmen (12, 13) zugeordneten Antriebe (19, 20) als Elektroantriebe ausgebildet sind, wobei jeder Elektroantrieb zur Ausübung einer Antriebskraft und einer generatorischen Bremskraft ausgebildet und eingerichtet und jede den Elektroantrieben zugeordnete Welle (16, 17) zur Übertragung der Antriebskraft und der Bremskraft auf die Bobinenaufnahmen (12, 13) ausgebildet und eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bobinenwechselvorrichtung (10) zusätzlich wenigstens ein Mittel umfasst, das zum Ermitteln der Drehzahl und des Drehmoments der die Bobinenaufnahmen (12, 13) antreibenden und abbremsenden Elektroantriebe ausgebildet und eingerichtet ist.Bobbin changing device (10), comprising a rotatably drivable turntable (11) on which at least two bobbin mounts (12, 13) for receiving a respective bobbin (14, 15) are mounted such that they can be driven in rotation, both the turntable (11) and each bobbin mount (12, 13) are each assigned a shaft (16, 17, 18) with a separate drive (19, 20, 21) and at least the drives (19, 19) assigned to the shafts (16, 17) of the reel mounts (12, 13) 20) are designed as electric drives, each electric drive being designed and set up to exert a driving force and a regenerative braking force, and each shaft (16, 17) assigned to the electric drives being designed and set up to transmit the driving force and the braking force to the reel mounts (12, 13) is, characterized in that the reel changing device (10) additionally comprises at least one means for determining the speed and the torque of the reel receptacles (12, 13) driving and braking electric drives is designed and set up.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bobinenwechselvorrichtung, umfassend einen rotierend antreibbaren Drehteller, an dem mindestens zwei Bobinenaufnahmen zur Aufnahme jeweils einer Bobine rotierend antreibbar gelagert sind, wobei sowohl dem Drehteller als auch jeder Bobinenaufnahme jeweils eine Welle mit einem separaten Antrieb zugeordnet ist.The invention relates to a reel changing device, comprising a rotatably drivable turntable on which at least two reel receptacles for receiving one reel each are mounted so as to be drivable in rotation, with both the turntable and each reel receptacle being assigned a shaft with a separate drive.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung, bestehend aus einer Strangherstellungsvorrichtung zum Herstellen mindestens eines mit einer Materialbahn umhüllten Strangs der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei die Strangherstellungsvorrichtung strangformende und strangfördernde Komponenten umfasst, sowie einer Bobinenwechselvorrichtung zum Zuführen mindestens einer endlosen Materialbahn an die Strangherstellungsvorrichtung.Furthermore, the invention relates to an arrangement consisting of a strand production device for producing at least one strand wrapped with a material web for the tobacco processing industry, the strand production device comprising strand-forming and strand-conveying components, and a reel changing device for feeding at least one endless material web to the strand production device.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen mindestens eines mit einer Materialbahn umhüllten Strangs der Tabak verarbeitenden Industrie, umfassend die Schritte: Herstellen eines endlosen Strangs aus Tabak und/oder Filtermaterial in einer Strangherstellungsvorrichtung, Herstellen einer endlosen Materialbahn in einer Bobinenwechselvorrichtung durch Spleißen einer ablaufenden Materialbahn einer ersten Bobine und einer zulaufenden Materialbahn einer zweiten Bobine, wobei die mindestens zwei Bobinen auf rotierend antreibbaren Bobinenaufnahmen der Bobinenwechselvorrichtung mittels Spannmitteln fixiert sind, und Zuführen der endlosen Materialbahn von der Bobinenwechselvorrichtung an die Strangherstellungsmaschine, wobei der Strang während der Strangformung und Strangförderung mit der endlos zugeführten Materialbahn umhüllt wird.The invention further relates to a method for producing at least one strand wrapped with a material web in the tobacco processing industry, comprising the steps: producing an endless strand of tobacco and / or filter material in a strand production device, producing an endless material web in a reel changing device by splicing a running material web a first bobbin and an incoming material web of a second bobbin, wherein the at least two bobbins are fixed to rotatingly drivable bobbin mounts of the bobbin changing device by means of clamping means, and feeding the endless material web from the bobbin changing device to the strand production machine, the strand during the strand formation and strand conveying with the endless supplied web of material is wrapped.

Solche Vorrichtungen, Anordnungen und Verfahren kommen in der Tabak verarbeitenden Industrie zum Einsatz, um stabförmige Artikel, wie z.B. Zigaretten, Filter, Multifilter oder dergleichen herzustellen. Damit solche Strangherstellungsvorrichtungen kontinuierlich laufen/produzieren können, benötigen sie die Zuführung mindestens einer endlosen Materialbahn. Sowohl bei der Verarbeitung von Tabak, Tabakmischungen etc. als auch von Filtermaterial zur Bildung strangförmiger Artikel ist es nämlich notwendig, den Strang mit einem Umhüllungsmaterial zu versehen. Dieses Umhüllungsmaterial ist üblicherweise Papier, z.B. Umhüllungspapier oder Filterpapier oder ein anderes geeignetes Umhüllungsmaterial. Die Materialbahnen sind üblicherweise auf Rollen, den so genannten Bobinen, aufgewickelt und weisen eine endliche Länge auf. Um die Produktion der Strangherstellungsvorrichtung während des Bobinenwechsels nicht unterbrechen zu müssen, wenn die Materialbahn der ablaufenden Bobine zu Ende geht, werden die Bobinen bzw. die davon ablaufenden Materialbahnen mit einer zulaufenden Materialbahn einer neuen, vollen Bobine zu einer endlosen Materialbahn im Produktionsbetrieb, also quasi on-line, miteinander verbunden.Such devices, arrangements and methods are used in the tobacco processing industry to produce rod-shaped articles such as cigarettes, filters, multifilter or the like. So that such strand production devices can run / produce continuously, they require the supply of at least one endless web of material. Both when processing tobacco, tobacco mixtures, etc., and also when processing filter material to form rod-shaped articles, it is necessary to provide the rod with a wrapping material. This wrapping material is usually paper, for example wrapping paper or filter paper or some other suitable wrapping material. The material webs are usually wound up on rolls, the so-called bobbins, and have a finite length. In order not to have to interrupt the production of the strand manufacturing device during the reel change, when the material web of the running reel comes to an end, the bobbins or the material webs running off from it with an incoming material web of a new, full bobbin become an endless material web in the production plant, so to speak on-line, interconnected.

Mittels der Bobinenwechselvorrichtung wird die Produktionsmaschine, nämlich insbesondere die Strangherstellungsvorrichtung, konstant mit dem Umhüllungsmaterial, beispielsweise dem Umhüllungspapier versorgt, das von einer der Bobinen abgezogen wird. Zur kontinuierlichen Versorgung der Strangherstellungsvorrichtung mit dem Umhüllungsmaterial sind auf der Bobinenwechselvorrichtung mindestens zwei Bobinen auf den rotierend antreibbaren Bobinenaufnahmen angeordnet. Eine der Bobinen, nämlich die mit der ablaufenden Materialbahn, ist als Versorgungsbobine rotierend angetrieben, während die andere Bobine als Vorratsbobine - ebenfalls rotierend antreibbar - zur Verfügung steht. Vor dem endgültigen Leerlaufen der einen rotierend angetriebenen (Versorgungs-)Bobine wird das Verbinden mit der anderen (Vorrats-)Bobine in der bereits beschriebenen Weise eingeleitet. Dann wird die (Vorrats-)Bobine zur (Versorgungs-)Bobine, während die leere Bobine bis zum nächsten Wechsel durch eine volle (Vorrats-)Bobine ersetzt wird. Mittels des Drehtellers werden die beiden Bobinen in ihre jeweilige Position, nämlich die Versorgungsposition und die Vorratsposition, bewegt. Beim Wechsel der Zuführung der Materialbahn zur Strangherstellungsvorrichtung von der einen Bobine zur anderen Bobine und umgekehrt durchlaufen die Bobinenaufnahmen wechselseitig eine Anfahrphase, den Produktionsbetrieb, nämlich die Zuführung, und eine Abbremsphase.By means of the bobbin changing device, the production machine, namely in particular the strand production device, is constantly supplied with the wrapping material, for example the wrapping paper, which is pulled off one of the bobbins. For the continuous supply of the strand production device with the wrapping material, at least two bobbins are arranged on the bobbin changing device on the rotatingly drivable bobbin mounts. One of the bobbins, namely the one with the material web running off, is driven to rotate as a supply bobbin, while the other bobbin is available as a supply bobbin - which can also be driven in rotation. Before one of the rotatingly driven (supply) reels is finally emptied, the connection with the other (supply) reel is initiated in the manner already described. The (supply) bobbin then becomes the (supply) bobbin, while the empty bobbin is replaced by a full (supply) bobbin until the next change. The two reels are moved into their respective positions, namely the supply position and the supply position, by means of the turntable. When changing the supply of the material web to the strand production device from one bobbin to the other bobbin and vice versa, the bobbin receptacles alternately go through a start-up phase, the production operation, namely the supply, and a braking phase.

Eine solche aus Strangherstellungsvorrichtung und Bobinenwechselvorrichtung bestehende Anordnung ist beispielsweise aus der DE 10 2010 024 380 A1 bekannt. Die EP 0 539 985 B1 beschreibt eine Bobinenwechselvorrichtung, bei der zwei Bobinenaufnahmen an einer drehbaren Aufnahme angeordnet und motorisch antreibbar sind. Zum Abbremsen der Bobinenaufnahmen ist es grundsätzlich bekannt, dass Trommelbremsen eingesetzt werden. Anders ausgedrückt werden die Bobinenaufnahmen mit einer Trommelbremse über die Bahnspannung der Materialbahn gebremst. Solche Lösungen weisen den Nachteil auf, dass es beim Abbremsen zu einer starken Wärmeentwicklung an der Bremsfläche kommt. Des Weiteren ist die Abzugskraft oder Zugkraft, die auf die Materialbahn wirkt, nicht konstant. Mit zunehmendem Verschleiß der Bremsbeläge und der Bremstrommel der Trommelbremse wird der (Brems-)Prozess immer schlechter, bis es zum Riss der Materialbahn kommt. Im Übrigen ist die zum Antreiben und Abbremsen der Bobinenaufnahmen notwendige Mechanik konstruktiv und einstellungstechnisch aufwendig. Die DE 34 41 872 A1 beschreibt eine vollautomatische Bobinenwechseleinheit für die Umhüllungsstreifenzufuhr an Maschinen der tabakverarbeitenden Industrie bei der neue Bobinen in Form eines vertikalen Stapels bereitgestellt werden, von dem jeweils eine Bobine durch ein schwenkbares Greifmittel in horizontaler Lage am Umfang erfasst und um 90° in die vertikale Lage aufwärts vor eine Bobinenlagerung geschwenkt wird, welche die Bobine mit einem axial ausfahrbaren Kernaufnehmer übernimmt. Die dort gezeigten Kernaufnehmer sind jeweils mittels Zahnriemen von einem Motor antriebbar. Dort ist weder ein mechanisch noch ein elektrisch betriebenes Mittel zum Abbremsen der Bobinen vorgesehen.Such an arrangement consisting of a strand production device and a bobbin changing device is, for example, from FIG DE 10 2010 024 380 A1 known. the EP 0 539 985 B1 describes a reel changing device in which two reel receptacles are arranged on a rotatable receptacle and can be driven by a motor. To brake the reel mounts, it is known in principle that drum brakes are used. In other words, the reel mounts are braked with a drum brake via the web tension of the material web. Such solutions have the disadvantage that a great deal of heat is generated on the braking surface when braking. Furthermore, the pull-off force or tensile force that acts on the material web is not constant. With increasing wear of the brake linings and the brake drum of the drum brake, the (braking) process gets worse and worse, until the material web breaks. In addition, the mechanics required for driving and braking the reel mounts are complex in terms of construction and setting. the DE 34 41 872 A1 describes a fully automatic reel changing unit for the supply of wrapping strips to machines in the tobacco processing industry in which new reels are provided in the form of a vertical stack, of which one reel is grasped by a pivotable gripping means in a horizontal position on the circumference and upwards by 90 ° in the vertical position in front of a Bobbin storage is pivoted, which takes over the bobbin with an axially extendable core receiver. The core holders shown there can each be driven by a motor by means of toothed belts. Neither a mechanically nor an electrically operated means for braking the reels is provided there.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache und platzsparende sowie kompakte Bobinenwechselvorrichtung zu schaffen, die eine konstante Zugkraft der Materialbahn von den Bobinen gewährleistet. Die Aufgabe besteht weiterhin darin, eine entsprechende Anordnung sowie Verfahren vorzuschlagen.The invention is therefore based on the object of creating a structurally simple, space-saving and compact reel changing device which ensures a constant tensile force of the web of material from the reels. The task is still to propose a corresponding arrangement and procedure.

Diese Aufgabe wird zum einen durch eine Bobinenwechselvorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen dadurch gelöst, dass mindestens die den Wellen der Bobinenaufnahmen zugeordneten Antriebe als Elektroantriebe ausgebildet sind, wobei jeder Elektroantrieb zur Ausübung einer Antriebskraft und einer generatorischen Bremskraft ausgebildet und eingerichtet und jede den Elektroantrieben zugeordnete Welle zur Übertragung der Antriebskraft und der Bremskraft auf die Bobinenaufnahmen ausgebildet und eingerichtet ist. Dadurch, dass die Elektroantriebe zusätzlich zur Antriebskraft eine generatorische Bremskraft aufbringen können, besteht die Möglichkeit, die Regelung der Abzugskraft, also der Bahnspannung der Materialbahn über das Drehmoment und/oder die Drehzahl der Elektroantriebe zu realisieren. Insbesondere kann die Abzugskraft der Materialbahn durch die Regelung des Drehmomentes bei bekanntem Durchmesser der Bobine konstant gehalten werden. Diese Drehmomentregelung kann sowohl im Antriebsfall als auch im Generatorbetrieb eingesetzt werden, wobei die Bobinenwechselvorrichtunq zusätzlich wenigstens ein Mittel umfasst, das zum Ermitteln der Drehzahl und des Drehmoments der die Bobinenaufnahmen antreibenden und abbremsenden Elektroantriebe ausgebildet und eingerichtet ist. Dadurch wird das präzise Regeln des jeweiligen Drehmomentes und der Drehzahl erleichtert.This object is achieved on the one hand by a reel changing device with the features mentioned at the beginning in that at least the drives assigned to the shafts of the reel receptacles are designed as electric drives, each electric drive being designed and set up to exert a driving force and a regenerative braking force and each shaft assigned to the electric drives is designed and set up to transmit the driving force and the braking force to the reel mounts. Because the electric drives can apply a regenerative braking force in addition to the drive force, there is the possibility of regulating the pull-off force, i.e. the web tension of the material web, via the torque and / or the speed of the electric drives. In particular, the pull-off force of the material web can be kept constant by regulating the torque when the diameter of the reel is known. This torque control can be used both in drive mode and in generator mode, the reel changing device additionally comprising at least one means which is designed and set up to determine the speed and torque of the electric drives driving and braking the reel mounts. This facilitates the precise regulation of the respective torque and speed.

Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Wellen, die den Bobinenaufnahmen zur Übertragung der Antriebskräfte und der Bremskräfte zugeordnet sind, einerseits, und die Welle, die dem Drehteller zur Übertragung der Antriebskraft zugeordnet ist, andererseits, eine konzentrische Dreifachwelle bilden, mittels der die Antriebskräfte bzw. Bremskräfte von den Antrieben über die Wellen auf die Bobinenaufnahmen und den Drehteller übertragbar sind. Dieser Aufbau der Wellenanordnung ermöglicht auf besonders einfache und kompakte Weise, dass die Bobinenwechselvorrichtung unendlich in eine Richtung angetrieben werden kann.A particularly preferred development of the invention is characterized in that the shafts that are assigned to the reel mounts for transmitting the drive forces and the braking forces, on the one hand, and the shaft that is assigned to the turntable for transmitting the drive force, on the other hand, form a concentric triple shaft , by means of which the driving forces or braking forces can be transmitted from the drives via the shafts to the reel mounts and the turntable. This structure of the shaft arrangement enables, in a particularly simple and compact manner, that the reel changing device can be driven indefinitely in one direction.

Vorteilhafterweise sind mindestens eine der beiden Wellen, die zur Übertragung der Antriebskraft und der generatorischen Bremskraft auf die Bobinenaufnahmen ausgebildet und eingerichtet sind, und die Welle, die zur Übertragung der Antriebskraft auf den Drehteller ausgebildet und eingerichtet ist, als Hohlwelle ausgebildet. Damit wird eine kompakte Anordnung der Wellen zum Übertragen der Antriebs- und Bremskräfte auf die Bobinenaufnahmen gewährleistet.Advantageously, at least one of the two shafts, which are designed and set up to transmit the driving force and the regenerative braking force to the reel mounts, and the shaft, which is designed and set up to transmit the driving force to the turntable, are designed as a hollow shaft. This ensures a compact arrangement of the shafts for transmitting the drive and braking forces to the reel mounts.

Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Wellen, die zur Übertragung der Antriebskraft und der Bremskraft auf die Bobinenaufnahmen ausgebildet und eingerichtet sind, innerhalb der anderen als Hohlwelle ausgebildeten Welle, die zur Übertragung der Antriebskraft und der Bremskraft auf die andere Bobinenaufnahme ausgebildet und eingerichtet ist, angeordnet ist und diese beiden ineinander gelagerten Wellen, die zur Übertragung der Antriebskraft und der Bremskraft auf die Bobinenaufnahmen ausgebildet und eingerichtet sind, wiederum in der als Hohlwelle ausgebildeten Welle zur Übertragung der Antriebskraft auf den Drehteller gelagert sind. Diese besonders platzsparende Konstruktion ermöglicht auf einfache Weise die Integration der Bobinenwechselvorrichtung in eine Strangherstellungsvorrichtung, so dass auf eine externe Materialbahnzuführung verzichtet werden kann.A particularly preferred development of the invention is characterized in that one of the two shafts, which are designed and set up to transmit the driving force and the braking force to the reel mounts, is inside the other shaft designed as a hollow shaft, which is designed to transmit the driving force and the braking force to the other reel receptacle is designed and set up, is arranged and these two shafts mounted one inside the other, which are designed and set up to transmit the drive force and the braking force to the reel receptacles, are in turn mounted in the hollow shaft designed to transmit the drive force to the turntable. This particularly space-saving construction enables the reel changing device to be easily integrated into a strand production device, so that there is no need for an external material web feed.

Zweckmäßigerweise stehen die beiden Elektroantriebe, die zur Ausübung der Antriebskraft und der Bremskraft auf die Bobinenaufnahmen ausgebildet und eingerichtet sind, mittels eines Zahnriementriebs oder eines Kettentriebs mit der zugehörigen Welle in Wirkverbindung. Anders ausgedrückt werden die Rotationsbewegungen der Elektroantriebe zum Antreiben oder Abbremsen der Bobinenaufnahmen bzw. der darauf sitzenden Bobinen mittels des Zahnriementriebs oder vergleichbarer Triebe, z.B. eines Kettentriebes, auf die entsprechenden Wellen übertragen. Damit wird eine einfache und zuverlässige Übertragung der Drehmomente für den Antriebsfall und den Generatorbetrieb gewährleistet.The two electric drives, which are designed and set up to exert the driving force and the braking force on the reel mounts, are expediently in operative connection with the associated shaft by means of a toothed belt drive or a chain drive. In other words, the rotational movements of the electric drives for driving or braking the reel mounts or the reels sitting on them are transmitted to the corresponding shafts by means of the toothed belt drive or comparable drives, e.g. a chain drive. This ensures a simple and reliable transmission of the torques for the drive case and the generator operation.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass Antriebe der Bobinenaufnahmen als Servoantrieb ausgebildet sind, wobei jeder Servoantrieb zur Ausübung einer Antriebskraft und einer generatorischen Bremskraft ausgebildet und eingerichtet ist. Mit den Servoantrieben ist eine besonders präzise und exakte Steuerung und/oder Regelung der Drehzahl und/oder des Drehmoments zur Aufrechterhaltung einer konstanten Bahnspannung gewährleistet.A preferred embodiment is characterized in that drives for the reel receptacles are designed as servo drives, each servo drive being designed and set up to exert a driving force and a regenerative braking force. With the servo drives is a particularly precise and exact control and / or Control of the speed and / or the torque to maintain a constant web tension guaranteed.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, die sich dadurch auszeichnet, dass die Elektroantriebe und das wenigstens eine Mittel zum Ermitteln der Drehzahl und des Drehmoments an eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit angeschlossen sind, die derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass die Zugkraft auf die Materialbahn bzw. die Bahnspannung permanent konstant gehalten wird. Dadurch ist ein kontinuierlicher und die Materialbahn schonender Produktionsbetrieb gewährleistet.An embodiment is particularly preferred which is characterized in that the electric drives and the at least one means for determining the speed and torque are connected to a control and / or regulating unit which is designed and set up in such a way that the tensile force on the material web or the web tension is kept constant at all times. This ensures continuous production that is gentle on the material web.

Vorzugsweise umfasst die Bobinenwechselvorrichtung zusätzlich Umlenk- und/oder Führungswalzen und Abzugswalzen für eine Materialbahn der ersten Bobine und für eine weitere Materialbahn der zweiten Bobine. Diese Walzen unterstützen das Abrollen der Materialbahnen von den Bobinen und Zuführen an die Strangherstellungsvorrichtung mit konstanter Bahnspannung.The reel changing device preferably additionally comprises deflection and / or guide rollers and take-off rollers for a material web of the first reel and for a further material web of the second reel. These rollers support the unwinding of the material webs from the reels and feeding them to the strand production device with constant web tension.

In einer bevorzugten Weiterbildung umfasst die Bobinenwechselvorrichtung zusätzlich eine Spleißstation. Die Spleißstation, die auch der Strangherstellungsvorrichtung zugeordnet sein kann, besonders bevorzugt aber Bestandteil der Bobinenwechselvorrichtung ist, ermöglicht dass Zuführen der endlosen Materialbahn.In a preferred development, the bobbin changing device also includes a splicing station. The splicing station, which can also be assigned to the strand production device, but is particularly preferably a component of the reel changing device, enables the endless material web to be fed.

Die Aufgabe wird auch durch eine Anordnung mit den eingangs genannten Merkmalen dadurch gelöst, dass die Bobinenwechselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist. Die sich daraus ergebenden Vorteile wurden bereits im Zusammenhang mit der Bobinenwechselvorrichtung beschrieben, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Passagen verwiesen wird.The object is also achieved by an arrangement with the features mentioned at the beginning in that the reel changing device is designed according to one of claims 1 to 10. The advantages resulting from this have already been described in connection with the reel changing device, which is why reference is made to the corresponding passages in order to avoid repetitions.

Vorteilhafterweise ist die Bobinenwechselvorrichtung mittels einer Flanschverbindung an einer Gehäusewand der Strangherstellungsvorrichtung befestigt. Durch die platzsparende Konstruktion ist eine Integration der Bobinenwechselvorrichtung in eine Strangherstellungsvorrichtung insbesondere auch als Nachrüstsatz zum Austausch bestehender Lösungen möglich. Durch die einfache und lösbare Verbindung ist ein Einbau in die Strangherstellungsvorrichtung möglich, so dass zu Zwecken der Platzersparnis auf eine externe Bobinenwechselvorrichtung verzichtet werden kann.The bobbin changing device is advantageously fastened to a housing wall of the strand production device by means of a flange connection. The space-saving design enables the reel changing device to be integrated into a strand production device, in particular as a retrofit kit for replacing existing solutions. The simple and detachable connection enables installation in the strand production device, so that an external reel changing device can be dispensed with in order to save space.

Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den eingangs genannten Schritten gelöst, dass sich dadurch auszeichnet, dass die Bobinenaufnahmen beim Herstellen der endlosen Materialbahn und Zuführen der endlosen Materialbahn mittels Elektroantrieben rotierend angetrieben und generatorisch abgebremst werden, wobei die Bahnspannung der zugeführten endlosen Materialbahn über das Drehmoment der die Bobinenaufnahmen antreibenden Elektroantriebe derart geregelt wird, dass die Bahnspannung der zugeführten Materialbahn permanent, also während der Anfahrphase der Bobinenaufnahme, während des Produktionsbetriebs und während der Abbremsphase der Bobinenaufnahme, konstant gehalten wird.The object is also achieved by a method with the steps mentioned at the beginning, which is characterized in that the reel receptacles are driven to rotate by means of electric drives during the production of the endless material web and the feeding of the endless material web and are braked as a generator, the web tension of the fed endless material web via the Torque of the electric drives driving the reel receptacles is regulated in such a way that the web tension of the fed material web is kept constant, i.e. during the start-up phase of the reel receptacle, during production operation and during the deceleration phase of the reel receptacle.

Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass das Herstellen der endlosen Materialbahn und das Zuführen derselben an die Strangherstellungsvorrichtung mittels der Bobinenwechselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgeführt werden, wobei die Strangherstellungsvorrichtung einen Formatbandantrieb aufweist, welcher als Leitantrieb für die Elektroantriebe der Bobinenaufnahmen genutzt wird.A preferred development provides that the production of the endless material web and the feeding of the same to the strand production device are carried out by means of the reel changing device according to one of claims 1 to 10, the strand production device having a format tape drive which is used as a master drive for the electric drives of the reel receptacles.

Die sich daraus ergebenden Vorteile wurden bereits im Zusammenhang mit der Bobinenwechselvorrichtung beschrieben, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Passagen verwiesen wird.The advantages resulting from this have already been described in connection with the reel changing device, which is why reference is made to the corresponding passages in order to avoid repetitions.

Weitere zweckmäßige und/oder vorteilhafte Merkmale und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie bevorzugte Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung der Bobinenwechselvorrichtung in perspektivischer Darstellung von schräg oben und vorne,
  • 2 die Bobinenwechselvorrichtung gemäß 1in perspektivischer Darstellung von schräg oben und hinten,
  • 3 eine Schnittdarstellung entlang des Schnitts III-III in der 1,
  • 4 eine schematische Darstellung einer Anordnung, bestehend aus einer Strangherstellungsvorrichtung und der Bobinenwechselvorrichtung, und
  • 5 ein Blockschaltbild einer Steuer- und Regelungsanordnung.
Further useful and / or advantageous features and developments of the device according to the invention and preferred method steps of the method according to the invention emerge from the subclaims and the description. Particularly preferred embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the accompanying drawing. In the drawing shows:
  • 1 a schematic representation of the bobbin changing device in a perspective view obliquely from above and from the front,
  • 2 the reel changing device according to 1in perspective view from diagonally above and behind,
  • 3 a sectional view along the section III-III in FIG 1 ,
  • 4th a schematic representation of an arrangement consisting of a strand production device and the bobbin changing device, and
  • 5 a block diagram of a control and regulation arrangement.

Die in der Zeichnung dargestellte Bobinenwechselvorrichtung und die Anordnung mit einer Filterherstellungsmaschine als Strangherstellungsvorrichtung dienen zum Herstellen von Filtern der Tabak verarbeitenden Industrie. Selbstverständlich umfasst die Erfindung auch eine Bobinenwechselvorrichtung und eine Anordnung, die entsprechend zum Herstellen von Zigaretten, Tabakstöcken oder anderen Tabak und/oder Filtermaterial enthaltenden stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie ausgebildet und eingerichtet sind.The reel changing device shown in the drawing and the arrangement with a filter manufacturing machine as a strand manufacturing device are used to manufacture filters for the tobacco processing industry. Of course, the invention also includes a bobbin changing device and an arrangement that is suitable for the production of cigarettes, tobacco sticks or others Rod-shaped articles of the tobacco processing industry containing tobacco and / or filter material are designed and set up.

In der 1 ist eine Bobinenwechselvorrichtung 10 dargestellt, die einen rotierend antreibbaren Drehteller 11 umfasst, an dem mindestens zwei Bobinenaufnahmen 12, 13 zur Aufnahme jeweils einer Bobine 14, 15 rotierend antreibbar gelagert sind. Sowohl dem Drehteller 11 als auch jeder Bobinenaufnahme 12, 13 ist jeweils eine Welle 16, 17, 18 mit einem separaten Antrieb 19, 20, 21 zugeordnet (siehe 2 und 3).In the 1 is a bobbin changing device 10 shown, which has a rotary drivable turntable 11 includes, on which at least two bobbin mounts 12th , 13th to accommodate one bobbin each 14th , 15th are mounted such that they can be driven in rotation. Both the turntable 11 as well as every bobbin holder 12th , 13th is always a wave 16 , 17th , 18th with a separate drive 19th , 20th , 21 assigned (see 2 and 3 ).

Diese Bobinenwechselvorrichtung 10 zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass mindestens die den Wellen 16, 17 der Bobinenaufnahmen 12, 13 zugeordneten Antriebe 19, 20 als Elektroantriebe ausgebildet sind, wobei jeder Elektroantrieb zur Ausübung einer Antriebskraft und einer generatorischen Bremskraft ausgebildet und eingerichtet und jede den Elektroantrieben zugeordnete Welle 16, 17 zur Übertragung der Antriebskraft und der Bremskraft auf die Bobinenaufnahmen 12, 13 ausgebildet und eingerichtet ist. Diese Elektroantriebe sind hinsichtlich ihrer Drehzahl und insbesondere auch ihres Drehmomentes steuerbar- und/oder regelbar, und zwar sowohl für den Antriebsfall als auch für den Generatorbetrieb. Damit ist die Grundlage geschaffen, die Bahnspannung der Materialbahn über die Drehzahl und insbesondere das Drehmoment zu steuern und/oder zu regeln. Mit anderen Worten gewährleistet die erfindungsgemäße Ausführung, dass die Zugkraft, die auf die Materialbahn wirkt, konstant gehalten werden kann.This reel changing device 10 is characterized according to the invention in that at least the waves 16 , 17th of the bobbin mounts 12th , 13th assigned drives 19th , 20th are designed as electric drives, each electric drive being designed and set up to exert a driving force and a regenerative braking force, and each shaft assigned to the electric drives 16 , 17th for transmitting the driving force and the braking force to the reel mounts 12th , 13th is trained and established. These electric drives can be controlled and / or regulated with regard to their speed and in particular also their torque, both for the drive case and for the generator operation. This creates the basis for controlling and / or regulating the web tension of the material web via the speed and in particular the torque. In other words, the embodiment according to the invention ensures that the tensile force acting on the material web can be kept constant.

Die im Folgenden beschriebenen Merkmale und Weiterbildungen stellen für sich betrachtet oder in Kombination miteinander bevorzugte Ausführungsformen dar. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass Merkmale, die in den Ansprüchen und/oder der Beschreibung zusammengefasst oder in einer gemeinsamen Ausführungsform beschrieben sind, auch funktional eigenständig die weiter oben beschriebene Bobinenwechselvorrichtung 10 weiterbilden können. Entsprechendes gilt für die weiter unten beschriebene Anordnung und das weiter unten beschriebene Verfahren.The features and developments described below represent preferred embodiments considered individually or in combination with one another. It is expressly pointed out that features that are summarized in the claims and / or the description or described in a common embodiment also functionally independently the reel changing device described above 10 can educate. The same applies to the arrangement described below and the method described below.

Die Wellen 16, 17, die den Bobinenaufnahmen 12, 13 zur Übertragung der Antriebskräfte und der Bremskräfte zugeordnet sind, einerseits, und die Welle 18, die dem Drehteller 11 zur Übertragung der Antriebskraft zugeordnet ist, andererseits, bilden eine konzentrische Dreifachwelle 22, mittels der die Antriebskräfte bzw. Bremskräfte von den Antrieben 19, 20, 21 auf die Bobinenaufnahmen 12, 13 und den Drehteller 11 übertragbar sind. Sämtliche Wellen 16, 17, 18 sind um eine gemeinsame und zentrale Rotationsachse RZ rotierend antreibbar. Die Rotationsachsen R1 , R2 , R3 der Bobinenaufnahmen 12, 13 einerseits und des Drehtellers 11 andererseits verlaufen parallel zueinander und zur zentralen Rotationsachse RZ und sind bevorzugt horizontal ausgerichtet.The waves 16 , 17th that the bobbin mounts 12th , 13th for the transmission of the driving forces and the braking forces are assigned, on the one hand, and the shaft 18th that the turntable 11 assigned to transmit the driving force, on the other hand, form a concentric triple shaft 22nd , by means of which the driving forces or braking forces from the drives 19th , 20th , 21 on the bobbin mounts 12th , 13th and the turntable 11 are transferable. All waves 16 , 17th , 18th are around a common and central axis of rotation R Z can be driven in rotation. The axes of rotation R 1 , R 2 , R 3 of the bobbin mounts 12th , 13th one hand and the turntable 11 on the other hand run parallel to each other and to the central axis of rotation R Z and are preferably aligned horizontally.

Mindestens eine der beiden Wellen 16 oder 17, die zur Übertragung der Antriebskraft und der generatorischen Bremskraft auf die Bobinenaufnahmen 12, 13 ausgebildet und eingerichtet sind, im Ausführungsbeispiel gemäß 3 die Welle 16, und die Welle 18, die zur Übertragung der Antriebskraft auf den Drehteller 11 ausgebildet und eingerichtet ist, sind als Hohlwelle ausgebildet. Die andere der beiden Wellen 17 oder 16, die zur Übertragung der Antriebskraft und der Bremskraft auf die Bobinenaufnahmen 12, 13 ausgebildet und eingerichtet sind, im selben Ausführungsbeispiel die Welle 17, ist innerhalb der anderen als Hohlwelle ausgebildeten Welle 16 angeordnet. Diese beiden ineinander gelagerten Wellen 16, 17, die zur Übertragung der Antriebskraft und der Bremskraft auf die Bobinenaufnahmen 12, 13 ausgebildet und eingerichtet sind, sind wiederum in der als Hohlwelle ausgebildeten Welle 18 zur Übertragung der Antriebskraft auf den Drehteller 11 gelagert.At least one of the two waves 16 or 17th that are used to transmit the driving force and the regenerative braking force to the reel mounts 12th , 13th are designed and set up, in the embodiment according to 3 the wave 16 , and the wave 18th that are used to transmit the driving force to the turntable 11 is designed and set up, are designed as a hollow shaft. The other of the two waves 17th or 16 that are used to transmit the driving force and the braking force to the reel mounts 12th , 13th are designed and set up, in the same embodiment, the shaft 17th , is inside the other shaft, which is designed as a hollow shaft 16 arranged. These two nested shafts 16 , 17th that are used to transmit the driving force and the braking force to the reel mounts 12th , 13th are designed and set up, are in turn in the shaft designed as a hollow shaft 18th to transfer the driving force to the turntable 11 stored.

Besonders bevorzugt stehen die beiden Elektroantriebe, die zur Ausübung der Antriebskraft und der Bremskraft auf die Bobinenaufnahmen 12, 13 ausgebildet und eingerichtet sind, mittels eines Zahnriementriebs 23, 24 mit der zugehörigen Welle 16, 17 in Wirkverbindung. Mit anderen Worten überträgt ein Zahnriementrieb 23 die Antriebskraft und die Bremskraft des Antriebs 19 auf die Welle 16 und damit auf die Bobinenaufnahme 12, so dass die auf der Bobinenaufnahme 12 angeordnete Bobine 14 individuell und bedarfsgerecht angetrieben und abgebremst werden kann. Der Zahnriementrieb 24 überträgt die Antriebskraft und die Bremskraft des Antriebs 20 auf die Welle 17 und damit auf die Bobinenaufnahme 13, so dass die auf der Bobinenaufnahme 13 angeordnete Bobine 15 individuell und bedarfsgerecht angetrieben und abgebremst werden kann. Selbstverständlich sind die Zahnriementriebe 23, 24 durch andere Kopplungsglieder, die zum Übertragen von Antriebs- und Bremskräften ausgebildet und eingerichtet sind, beispielsweise Ketten bzw. Kettentriebe ersetzbar.The two electric drives that are used to exert the driving force and the braking force on the reel mounts are particularly preferred 12th , 13th are designed and set up by means of a toothed belt drive 23 , 24 with the associated shaft 16 , 17th in operative connection. In other words, a toothed belt drive transmits 23 the driving force and the braking force of the drive 19th on the wave 16 and thus on the bobbin holder 12th so that the one on the bobbin mount 12th arranged bobbin 14th can be driven and braked individually and as required. The toothed belt drive 24 transmits the driving force and the braking force of the drive 20th on the wave 17th and thus on the bobbin holder 13th so that the one on the bobbin mount 13th arranged bobbin 15th can be driven and braked individually and as required. Of course, the toothed belt drives are 23 , 24 can be replaced by other coupling links which are designed and set up to transmit drive and braking forces, for example chains or chain drives.

Vorzugsweise sind die Antriebe 19, 20 der Bobinenaufnahmen 12, 13 als Servoantrieb ausgebildet, wobei jeder Servoantrieb zur Ausübung einer Antriebskraft und einer generatorischen Bremskraft ausgebildet und eingerichtet ist. Optional kann auch der dem Drehteller 11 zugeordnete Antrieb 21 ein Servoantrieb sein. Die Servoantriebe lassen sich besonders präzise steuern und regeln, so dass nicht nur die Bobinenaufnahmen 12, 13 sondern auch der Drehteller 11 zeitlich aufeinander abgestimmt angetrieben und abgebremst werden können, und zwar vorzugsweise über eine gemeinsame Steuerungs- und Regelungseinheit 29. Wie 2 erkennen lässt, ist der Antrieb 21 des Drehtellers 11 im Ausführungsbeispiel abweichend als Drehstrommotor mit nachgeordnetem Winkelgetriebe ausgebildet. Der Drehstrommotor kann in Verbindung mit einem Frequenzumrichter vorgesehen sein. Alternativ kann auch ein Gleichstrommotor mit einem entsprechenden Steuer-und/oder Regelgerät vorgesehen sein.Preferably the drives are 19th , 20th of the bobbin mounts 12th , 13th designed as a servo drive, each servo drive being designed and set up to exert a driving force and a regenerative braking force. The turntable can also be used as an option 11 assigned drive 21 be a servo drive. The servo drives can be controlled and regulated particularly precisely, so that not only the reel mounts 12th , 13th but also the turntable 11 Can be driven and braked in a timed manner, preferably via a common control and regulation unit 29 . As 2 reveals is that drive 21 of the turntable 11 in the exemplary embodiment differently designed as a three-phase motor with a downstream angular gear. The three-phase motor can be provided in connection with a frequency converter. Alternatively, a direct current motor with a corresponding control and / or regulating device can also be provided.

Zur Optimierung der Steuerung und Regelung umfasst die Bobinenwechselvorrichtung 10 vorzugsweise zusätzlich wenigstens ein Mittel, das zum Ermitteln der Drehzahl und des Drehmoments, also des Antriebsdrehmoments und/oder des Bremsdrehmoments, der die Bobinenaufnahmen 12, 13 antreibenden und abbremsenden Elektroantriebe ausgebildet und eingerichtet ist. Das wenigstens eine Mittel zum Ermitteln der Drehzahl und des Drehmomentes kann eine externe Komponente, z.B. ein Dreh(-zahl)geber sein. Alternativ kann das Mittel auch eine integrale Komponente sein. Optional kann das Mittel zum Ermitteln der Drehzahl und/oder des Drehmomentes auch eine Drehzahlermittlungseinrichtung sein, die zum Bestimmen der Drehzahl und/oder des Drehmoments aus den Steuersignalen der Elektroantriebe bzw. der Servoantriebe ausgebildet und eingerichtet ist. Des Weiteren kann die Bobinenwechselvorrichtung 10 Mittel zum Ermitteln des Durchmessers der ablaufende Bobine 14, 15 aufweisen. Dieser kann auch in Kenntnis des ursprünglichen Durchmessers einer vollen Bobine 14, 15, der Dicke der Materialbahn und der Produktionsgeschwindigkeit bzw. der Drehzahl der Bobinenaufnahmen 12, 13 errechnet werden, wobei der Parameter „Dicke der Materialbahn“ ggf. verzichtbar ist (n= v/π*d, mit v=bevorzugt die Formatbandgeschwindigkeit, siehe weiter unten). Das Drehmoment der Servoantriebe muss dem sich verändernden Durchmesser der Bobine 14, 15 kontinuierlich angepasst und berechnet werden, um die Zugkraft in jedem Betriebszustand konstant zu halten, wobei als Leitantrieb bevorzugt der Formatbandantrieb 30 der Strangherstellungsvorrichtung 27 bzw. der Strangherstellungsmaschine dient.The reel changing device includes the optimization of the control and regulation 10 preferably additionally at least one means for determining the speed and the torque, that is to say the drive torque and / or the braking torque, the reel mounts 12th , 13th driving and braking electric drives is designed and set up. The at least one means for determining the speed and the torque can be an external component, for example a speed (speed) transmitter. Alternatively, the agent can also be an integral component. Optionally, the means for determining the speed and / or the torque can also be a speed determining device which is designed and set up to determine the speed and / or the torque from the control signals of the electric drives or the servo drives. Furthermore, the bobbin changing device 10 Means for determining the diameter of the reel running out 14th , 15th exhibit. This can also be done with knowledge of the original diameter of a full bobbin 14th , 15th , the thickness of the material web and the production speed or the speed of the reel mounts 12th , 13th can be calculated, whereby the parameter “thickness of the material web” can be dispensed with (n = v / π * d, with v = preferably the format tape speed, see below). The torque of the servo drives must match the changing diameter of the reel 14th , 15th continuously adjusted and calculated in order to keep the tensile force constant in every operating state, the format tape drive being preferred as the master drive 30th the strand making device 27 or the strand production machine is used.

Dazu sind die Elektroantriebe und das Mittel zum Ermitteln der Drehzahl und des Drehmoments vorzugsweise an die gemeinsame Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 29 angeschlossen, die derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass die Zugkraft auf die Materialbahn bzw. die Bahnspannung permanent konstant gehalten wird. Beispielsweise ist ein Programmbaustein vorgesehen, mittels dem die weiter oben erläuterten Berechnungen sowie Steuerungs- und/oder Regelungsschritte zur Aufrechterhaltung der konstanten Bahnspannung sowohl in der Anfahr- und Bremsphase sowie Stoppphase als auch während des eingeschwungenen Produktionsbetriebs ausführbar sind. In der 5 ist ein Blockschaltbild dargestellt, das eine Steuerungs- und/oder Regelungsanordnung 31 zeigt. Die Steuerungs- und/oder Regelungsanordnung 31 umfasst die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 29, den Formatbandantrieb 30, mittels dem ein Formatband 31 angetrieben wird, sowie die Antriebe 19, 20, 21 für die Bobinenaufnahmen 12, 13 und den Drehteller 11. Sämtliche Antriebe 19, 20, 21, 30 sind über Motor- und/oder Gebersignalleitungen mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 29 verbunden.For this purpose, the electric drives and the means for determining the speed and torque are preferably connected to the common control and / or regulating unit 29 connected, which is designed and set up in such a way that the tensile force on the material web or the web tension is kept constant at all times. For example, a program module is provided by means of which the above-mentioned calculations as well as control and / or regulation steps to maintain the constant web tension can be carried out both in the start-up and braking phase as well as in the stop phase and during steady-state production. In the 5 a block diagram is shown showing a control and / or regulating arrangement 31 shows. The control and / or regulation arrangement 31 comprises the control and / or regulation unit 29 , the format tape drive 30th , by means of which a format tape 31 is driven, as well as the drives 19th , 20th , 21 for the bobbin mounts 12th , 13th and the turntable 11 . All drives 19th , 20th , 21 , 30th are connected to the control and / or regulation unit via motor and / or encoder signal lines 29 tied together.

Vorzugsweise umfasst die Bobinenwechselvorrichtung 10 zusätzlich Umlenk- und/oder Führungswalzen und Abzugswalzen für eine Materialbahn der ersten Bobine 14, 15 und für eine weitere Materialbahn der zweiten Bobine 14, 15. Diese Walzen 25 können unmittelbar am Drehteller 11 und/oder außerhalb des Drehtellers 11, z.B. an einer Gehäusewand oder dergleichen angeordnet sein. Des Weiteren kann die Bobinenwechselvorrichtung 10 zusätzlich eine Spleißstation 26 umfassen. Die Spleißstation 26 kann als Klebestation, Prägestation, Rändelstation oder dergleichen ausgebildet sein. Eine Tänzereinrichtung kann optional vorgesehen und deren Signalgeber an die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 29 angeschlossen sein. Die so genannte Tänzereinrichtung unterstützt das Aufrechterhalten der konstanten Bahnspannung.The bobbin changing device preferably comprises 10 additionally deflection and / or guide rollers and take-off rollers for a material web of the first reel 14th , 15th and for a further material web of the second reel 14th , 15th . These reels 25th can directly on the turntable 11 and / or outside the turntable 11 , for example, be arranged on a housing wall or the like. Furthermore, the bobbin changing device 10 additionally a splice station 26th include. The splice station 26th can be designed as a gluing station, embossing station, knurling station or the like. A dancer device can optionally be provided and its signal transmitter to the control and / or regulation unit 29 be connected. The so-called dancer device helps maintain constant web tension.

Die scheibenartige und kreisrunde Ausbildung des Drehtellers 11 ist nur beispielhaft dargestellt. Der Drehteller 11 kann auch eine andere Form und Gestalt aufweisen. Die Bobinenaufnahmen 12, 13 können auch an anderen Aufnahmen, die rotierend antreibbar sind, angeordnet sein. Es besteht auch die Möglichkeit, dass mehr als zwei Bobinenaufnahmen 12, 13 am Drehteller 11 oder einer vergleichbaren Komponente angeordnet sind.The disc-like and circular design of the turntable 11 is only shown as an example. The turntable 11 can also have a different shape and shape. The bobbin mounts 12th , 13th can also be arranged on other receptacles that can be driven in rotation. There is also the possibility that more than two reel mounts 12th , 13th on the turntable 11 or a comparable component are arranged.

Die zuvor beschriebene Bobinenwechselvorrichtung 10 kann als frei stehendes Modul ausgebildet sein, das einer Strangherstellungsvorrichtung 27, beispielsweise einer Filterherstellungsmaschine oder einer Zigarettenherstellungsmaschine, zur Bildung einer Anordnung 28 zugeordnet ist. Die Bobinenwechselvorrichtung 10 kann bevorzugt integraler Bestandteil der Strangherstellungsvorrichtung 27 sein. Die Anordnung 28 umfasst mindestens eine Strangherstellungsvorrichtung 27 zum Herstellen mindestens eines mit einer Materialbahn umhüllten Strangs der Tabak verarbeitenden Industrie sowie mindestens eine Bobinenwechselvorrichtung 10 zum Zuführen mindestens einer endlosen Materialbahn an die Strangherstellungsvorrichtung 27. Die Strangherstellungsvorrichtung 27 umfasst strangformende und strangfördernde Komponenten. In der 4 ist eine rein beispielhafte Anordnung 28 dargestellt, die insbesondere die Bobinenwechselvorrichtung 10, Leimdüsen 37, eine Einlaufdüse 38, das Format 32, das Formatband 33, den Formatbandantrieb 30 (zum Antreiben des Formatbandes mit einer Formatbandgeschwindigkeit v), einen Strangabschneider 34, ein Messsystem 39 zum Messen des Durchmessers, einen Messerträger 35 und eine Einstoßtrommel 36 umfasst. Des Weiteren können eine Heiz- und/oder Kühlstrecke und andere Komponenten Bestandteil der Strangherstellungsmaschine 27 bzw. der Anordnung 28 sein.The reel changing device described above 10 can be designed as a free-standing module that of a strand production device 27 , for example a filter making machine or a cigarette making machine, to form an assembly 28 assigned. The reel changing device 10 can preferably be an integral part of the strand production device 27 be. The order 28 comprises at least one strand production device 27 for producing at least one strand of the tobacco processing industry wrapped with a material web and at least one reel changing device 10 for feeding at least one endless web of material to the strand production device 27 . The strand making device 27 includes strand-forming and strand-conveying components. In the 4th is a purely exemplary arrangement 28 shown, in particular the bobbin changing device 10 , Glue nozzles 37 , an inlet nozzle 38 , the format 32 , the format tape 33 , the format tape drive 30th (to drive the format tape at a format tape speed v), a strand cutter 34 , a measuring system 39 to measure the diameter, a knife holder 35 and a push-in drum 36 includes. Furthermore, a heating and / or cooling section and other components can be part of the strand production machine 27 or the arrangement 28 be.

Erfindungsgemäß ist die Bobinenwechselvorrichtung 10 nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet. Bevorzugt ist die Bobinenwechselvorrichtung 10 mittels einer Flanschverbindung an einer Gehäusewand der Strangherstellungsvorrichtung 27 befestigt.The bobbin changing device is according to the invention 10 formed according to one of claims 1 to 10. The reel changing device is preferred 10 by means of a flange connection on a housing wall of the strand production device 27 attached.

Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Figuren näher beschrieben:

  • Hergestellt wird ein endloser Strang aus Tabak und/oder Filtermaterial in einer Strangherstellungsvorrichtung 27. Um den Strang, z.B. einen endloser Tabakstrang oder Filterstrang, mit einer Umhüllung zu versehen, beispielsweise mit Zigarettenpapier oder Filterpapier, wird eine endlose Materialbahn hergestellt. Diese endlose Materialbahn wird in einer Bobinenwechselvorrichtung 10 durch Spleißen einer ablaufenden Materialbahn einer ersten Bobine 14 und einer zulaufenden Materialbahn einer zweiten Bobine 15 hergestellt, wobei die mindestens zwei Bobinen 14, 15 auf rotierend antreibbaren Bobinenaufnahmen 12, 13 der Bobinenwechselvorrichtung 10 sitzen. Die derart gebildete endlose Materialbahn wird von der Bobinenwechselvorrichtung 10 an die Strangherstellungsvorrichtung 27 zugeführt, wobei der Strang während der Strangformung und Strangförderung mit der endlos zugeführten Materialbahn umhüllt wird.
The method according to the invention is described in more detail below with reference to the figures:
  • An endless rod of tobacco and / or filter material is produced in a rod-making device 27 . In order to provide the rod, for example an endless tobacco rod or filter rod, with a cover, for example with cigarette paper or filter paper, an endless web of material is produced. This endless material web is in a reel changing device 10 by splicing a running material web of a first reel 14th and an incoming material web of a second reel 15th produced, the at least two bobbins 14th , 15th on spool mounts that can be driven in rotation 12th , 13th the reel changing device 10 sit. The endless material web formed in this way is used by the reel changing device 10 to the strand making device 27 supplied, the strand being wrapped with the continuously supplied web of material during the strand formation and strand conveyance.

Dieses Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Bobinenaufnahmen 12, 13 beim Herstellen der endlosen Materialbahn und Zuführen der endlosen Materialbahn mittels Elektroantrieben rotierend angetrieben und generatorisch abgebremst werden. Die von den Elektroantrieben angetriebenen und abgebremsten Wellen 16, 17, 18 übertragen die Antriebskraft und die Bremskraft auf die Bobinenaufnahmen 12, 13, wodurch auf die Materialbahn, die von der Bobine 14, 15 abgezogen wird, eine Zugkraft wirkt, die Materialbahn also unter einer Bahnspannung steht. Diese Bahnspannung wird bevorzugt über das Drehmoment der Elektroantriebe gesteuert und/oder geregelt. Durch die Steuerung/Regelung des Drehmomentes der Elektroantriebe ist es möglich, bei bekanntem Durchmesser die Zugkraft der ablaufenden Materialbahn konstant zu halten. Die Steuerung und/oder Regelung des Drehmomentes kann sowohl im Antriebsfall als auch im Bremsfall, also im Generatorbetrieb, genutzt werden. Der Durchmesser der Bobinen 14, 15 kann über einen Geber oder dergleichen ermittelt oder in Kenntnis der Produktionsgeschwindigkeit und der Drehzahl der ablaufenden Bobine 14, 15 berechnet werden. Die Produktionsgeschwindigkeit kann als bekannt vorausgesetzt werden. Die tatsächliche Drehzahl wird optional über die Elektroantriebe bestimmt. Das Drehmoment wird kontinuierlich dem sich ändernden Durchmesser der ablaufenden Bobine 14, 15 angepasst und berechnet, um die Zugkraft konstant zu halten.According to the invention, this method is characterized in that the reel receptacles 12th , 13th when producing the endless web of material and feeding the endless web of material, they are driven to rotate by means of electric drives and are braked as a generator. The shafts driven and braked by the electric drives 16 , 17th , 18th transmit the driving force and the braking force to the reel mounts 12th , 13th , thereby affecting the web of material from the bobbin 14th , 15th is withdrawn, a tensile force acts, so the material web is under web tension. This web tension is preferably controlled and / or regulated via the torque of the electric drives. By controlling / regulating the torque of the electric drives, it is possible to keep the tensile force of the running material web constant with a known diameter. The control and / or regulation of the torque can be used both when driving and when braking, i.e. in generator mode. The diameter of the bobbins 14th , 15th can be determined via an encoder or the like or with knowledge of the production speed and the speed of the reel running off 14th , 15th be calculated. The production speed can be assumed to be known. The actual speed is optionally determined via the electric drives. The torque is continuously the changing diameter of the unwinding reel 14th , 15th adjusted and calculated to keep the pulling force constant.

Vorzugsweise wird die Bahnspannung der zugeführten endlosen Materialbahn über das Drehmoment der die Bobinenaufnahmen 12, 13 antreibenden Elektroantriebe gesteuert und/oder geregelt wird, derart, dass die Bahnspannung der zugeführten Materialbahn permanent, also während der Anfahrphase der Bobinenaufnahme 12, 13, während des Produktionsbetriebs und während der Abbremsphase der Bobinenaufnahme 12, 13, sowie der Stoppphase konstant gehalten wird.The web tension of the fed endless material web is preferably set via the torque of the reel receptacles 12th , 13th driving electric drives is controlled and / or regulated in such a way that the web tension of the fed material web is permanent, that is, during the start-up phase of the bobbin pick-up 12th , 13th , during production and during the deceleration phase of the bobbin pick-up 12th , 13th , as well as the stop phase is kept constant.

Besonders bevorzugt werden das Herstellen der endlosen Materialbahn und das Zuführen derselben an die Strangherstellungsvorrichtung 27 mittels der Bobinenwechselvorrichtung 10 nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgeführt.The production of the endless material web and the feeding of the same to the strand production device are particularly preferred 27 by means of the reel changing device 10 carried out according to one of claims 1 to 10.

Das Spleißen kann durch unterschiedliche Verbindungstechniken, wie z.B. Rändeln oder durch Prägen, Kleben etc. realisiert sein. Mit der Tänzereinrichtung steht eine zusätzliche Option zum Ausgleich der Bahnspannung zu Verfügung. Sowohl die Antriebe 19, 20, 21 als auch sämtliche Mittel zum Ermitteln der Drehzahl und/oder des Drehmoments und optionale Mittel zum Ermitteln des Durchmessers der ablaufenden Bobine 14, 15 sowie alle anderen an der Steuerung/Regelung des Drehmoments beteiligte Mittel werden bevorzugt von einer zentralen Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 29 zur Aufrechterhaltung der konstanten Bahnspannung gesteuert und/oder geregelt.The splicing can be realized by different connection techniques, such as knurling or by embossing, gluing, etc. The dancer device provides an additional option for balancing the web tension. Both the drives 19th , 20th , 21 as well as all means for determining the speed and / or the torque and optional means for determining the diameter of the reel that is running off 14th , 15th as well as all other means involved in the control / regulation of the torque are preferred by a central control and / or regulation unit 29 controlled and / or regulated to maintain constant web tension.

Nach der Bildung des mit einer Materialbahn umhüllten Strangs wird dieser mittels eines am Messerträger gehalterten Messers in einzelne stabförmige Artikel geschnitten. Diese Artikel werden dann nachgeordnet weiterverarbeitet.After the formation of the strand covered with a web of material, it is cut into individual rod-shaped articles by means of a knife held on the knife carrier. These articles are then processed further downstream.

Claims (13)

Bobinenwechselvorrichtung (10), umfassend einen rotierend antreibbaren Drehteller (11), an dem mindestens zwei Bobinenaufnahmen (12, 13) zur Aufnahme jeweils einer Bobine (14, 15) rotierend antreibbar gelagert sind, wobei sowohl dem Drehteller (11) als auch jeder Bobinenaufnahme (12, 13) jeweils eine Welle (16, 17, 18) mit einem separaten Antrieb (19, 20, 21) zugeordnet ist und mindestens die den Wellen (16, 17) der Bobinenaufnahmen (12, 13) zugeordneten Antriebe (19, 20) als Elektroantriebe ausgebildet sind, wobei jeder Elektroantrieb zur Ausübung einer Antriebskraft und einer generatorischen Bremskraft ausgebildet und eingerichtet und jede den Elektroantrieben zugeordnete Welle (16, 17) zur Übertragung der Antriebskraft und der Bremskraft auf die Bobinenaufnahmen (12, 13) ausgebildet und eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bobinenwechselvorrichtung (10) zusätzlich wenigstens ein Mittel umfasst, das zum Ermitteln der Drehzahl und des Drehmoments der die Bobinenaufnahmen (12, 13) antreibenden und abbremsenden Elektroantriebe ausgebildet und eingerichtet ist.Bobbin changing device (10), comprising a rotatably drivable turntable (11) on which at least two bobbin mounts (12, 13) for receiving a respective bobbin (14, 15) are mounted such that they can be driven in rotation, both the turntable (11) and each bobbin mount (12, 13) each has a shaft (16, 17, 18) assigned to a separate drive (19, 20, 21) and at least the drives (19, 13) assigned to the shafts (16, 17) of the reel receptacles (12, 13) 20) are designed as electric drives, each electric drive for exerting a driving force and a regenerative braking force is formed and set up and each shaft (16, 17) assigned to the electric drives is designed and set up to transmit the drive force and the braking force to the reel mounts (12, 13), characterized in that the reel changing device (10) additionally comprises at least one means which is designed and set up to determine the speed and torque of the electric drives that drive and brake the reel mounts (12, 13). Bobinenwechselvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen (16, 17), die den Bobinenaufnahmen (12, 13) zur Übertragung der Antriebskräfte und der Bremskräfte zugeordnet sind, einerseits und die Welle (18), die dem Drehteller (11) zur Übertragung der Antriebskraft zugeordnet ist, andererseits eine konzentrische Dreifachwelle (22) bilden, mittels der die Antriebskräfte bzw. Bremskräfte von den Antrieben (19, 20, 21) auf die Bobinenaufnahmen (12, 13) und den Drehteller (11) übertragbar sind.Bobbin changing device (10) after Claim 1 , characterized in that the shafts (16, 17) assigned to the reel mounts (12, 13) for transmitting the driving forces and the braking forces, on the one hand, and the shaft (18) assigned to the turntable (11) for transmitting the driving force is, on the other hand, form a concentric triple shaft (22) by means of which the driving forces or braking forces from the drives (19, 20, 21) can be transmitted to the reel mounts (12, 13) and the turntable (11). Bobinenwechselvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden Wellen (16, 17), die zur Übertragung der Antriebskraft und der generatorischen Bremskraft auf die Bobinenaufnahmen (12, 13) ausgebildet und eingerichtet sind, und die Welle (18), die zur Übertragung der Antriebskraft auf den Drehteller (11) ausgebildet und eingerichtet ist, als Hohlwelle ausgebildet sind.Bobbin changing device (10) after Claim 1 or 2 , characterized in that at least one of the two shafts (16, 17), which are designed and set up to transmit the driving force and the regenerative braking force to the reel mounts (12, 13), and the shaft (18), which are designed to transmit the driving force is designed and set up on the turntable (11), are designed as a hollow shaft. Bobinenwechselvorrichtung (10) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Wellen (16), die zur Übertragung der Antriebskraft und der Bremskraft auf die Bobinenaufnahmen (12) ausgebildet und eingerichtet sind, innerhalb der anderen als Hohlwelle ausgebildeten Welle (17), die zur Übertragung der Antriebskraft und der Bremskraft auf die andere Bobinenaufnahme (13) ausgebildet und eingerichtet ist, angeordnet ist und diese beiden ineinander gelagerten Wellen (16, 17), die zur Übertragung der Antriebskraft und der Bremskraft auf die Bobinenaufnahmen (12, 13) ausgebildet und eingerichtet sind, wiederum in der als Hohlwelle ausgebildeten Welle (18) zur Übertragung der Antriebskraft auf den Drehteller (11) gelagert sind.Bobbin changing device (10) according to one or more of the preceding Claims 1 until 3 , characterized in that one of the two shafts (16), which are designed and set up to transmit the driving force and the braking force to the reel mounts (12), inside the other shaft (17) designed as a hollow shaft, which are designed to transmit the driving force and the Braking force on the other reel receptacle (13) is formed and set up, is arranged and these two shafts (16, 17), which are mounted in one another and which are designed and set up to transmit the drive force and the braking force to the reel receptacles (12, 13), in turn the shaft (18) designed as a hollow shaft for transmitting the driving force to the turntable (11) are mounted. Bobinenwechselvorrichtung (10) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elektroantriebe, die zur Ausübung der Antriebskraft und der Bremskraft auf die Bobinenaufnahmen (12, 13) ausgebildet und eingerichtet sind, mittels eines Zahnriementriebs (23, 24) oder eines Kettentriebs mit der zugehörigen Welle in Wirkverbindung stehen.Bobbin changing device (10) according to one or more of the preceding Claims 1 until 4th , characterized in that the two electric drives, which are designed and set up to exert the driving force and the braking force on the reel mounts (12, 13), are in operative connection with the associated shaft by means of a toothed belt drive (23, 24) or a chain drive. Bobinenwechselvorrichtung (10) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Antriebe (19, 20) der Bobinenaufnahmen (12, 13) als Servoantriebe ausgebildet sind, wobei jeder Servoantrieb zur Ausübung einer Antriebskraft und einer generatorischen Bremskraft ausgebildet und eingerichtet ist.Bobbin changing device (10) according to one or more of the preceding Claims 1 until 5 , characterized in that drives (19, 20) of the reel receptacles (12, 13) are designed as servo drives, each servo drive being designed and set up to exert a driving force and a regenerative braking force. Bobinenwechselvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroantriebe und das wenigstens eine Mittel zum Ermitteln der Drehzahl und des Drehmoments an eine Steuerungs- und Regelungseinheit (29) angeschlossen sind, die derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass die Zugkraft auf die Materialbahn bzw. die Bahnspannung permanent konstant gehalten wird.Bobbin changing device (10) after Claim 1 , characterized in that the electric drives and the at least one means for determining the speed and the torque are connected to a control and regulation unit (29) which is designed and set up in such a way that the tensile force on the material web or the web tension is permanently constant is held. Bobinenwechselvorrichtung (10) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich Umlenk- und/oder Führungswalzen und Abzugswalzen für eine Materialbahn der ersten Bobine (14) und für eine weitere Materialbahn der zweiten Bobine (15) umfasst.Bobbin changing device (10) according to one or more of the preceding Claims 1 until 7th , characterized in that it additionally comprises deflection and / or guide rollers and take-off rollers for a material web of the first reel (14) and for a further material web of the second reel (15). Bobinenwechselvorrichtung (10) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich eine Spleißstation (26) umfasst.Bobbin changing device (10) according to one or more of the preceding Claims 1 until 8th , characterized in that it additionally comprises a splicing station (26). Anordnung (28), bestehend aus einer Strangherstellungsvorrichtung (27) zum Herstellen mindestens eines mit einer Materialbahn umhüllten Strangs der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei die Strangherstellungsvorrichtung (27) strangformende und strangfördernde Komponenten umfasst, sowie einer Bobinenwechselvorrichtung (10) zum Zuführen mindestens einer endlosen Materialbahn an die Strangherstellungsvorrichtung (27), dadurch gekennzeichnet, dass die Bobinenwechselvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.Arrangement (28) consisting of a strand production device (27) for producing at least one strand wrapped with a material web for the tobacco processing industry, the strand production device (27) comprising strand-forming and strand-conveying components, and a reel changing device (10) for supplying at least one endless material web to the strand production device (27), characterized in that the bobbin changing device (10) according to one of the Claims 1 until 9 is trained. Anordnung (28) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bobinenwechselvorrichtung (10) an einer Gehäusewand der Strangherstellungsvorrichtung (27) befestigt ist.Arrangement (28) according to Claim 10 , characterized in that the bobbin changing device (10) is attached to a housing wall of the strand production device (27). Verfahren zum Herstellen mindestens eines mit einer Materialbahn umhüllten Strangs der Tabak verarbeitenden Industrie, umfassend die Schritte: - Herstellen eines endlosen Strangs aus Tabak und/oder Filtermaterial in einer Strangherstellungsvorrichtung (27), - Herstellen einer endlosen Materialbahn in einer Bobinenwechselvorrichtung (10) durch Spleißen einer ablaufenden Materialbahn einer ersten Bobine (14, 15) und einer zulaufenden Materialbahn einer zweiten Bobine (15, 14), wobei die mindestens zwei Bobinen (14, 15) auf rotierend antreibbaren Bobinenaufnahmen (12, 13) der Bobinenwechselvorrichtung (10) mittels Spannmitteln fixiert sind, und - Zuführen der endlosen Materialbahn von der Bobinenwechselvorrichtung (10) an die Strangherstellungsvorrichtung (27), wobei der Strang während der Strangformung und Strangförderung mit der endlos zugeführten Materialbahn umhüllt wird, wobei die Bobinenaufnahmen (12, 13) beim Herstellen der endlosen Materialbahn und Zuführen der endlosen Materialbahn mittels Elektroantrieben rotierend angetrieben und generatorisch abgebremst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnspannung der zugeführten endlosen Materialbahn über das Drehmoment der die Bobinenaufnahmen (12, 13) antreibenden Elektroantriebe geregelt wird, derart, dass die Bahnspannung der zugeführten Materialbahn permanent, also während der Anfahrphase der Bobinenaufnahme (12, 13), während des Produktionsbetriebs und während der Abbremsphase der Bobinenaufnahme (12 13), konstant gehalten wird.A method for producing at least one strand wrapped with a material web in the tobacco processing industry, comprising the steps: - producing an endless strand of tobacco and / or filter material in a strand production device (27), - producing an endless material web in a reel changing device (10) by splicing a running material web of a first reel (14, 15) and an incoming material web of a second reel (15, 14), the at least two reels (14, 15) being drivable in a rotating manner Bobbin holders (12, 13) of the bobbin changing device (10) are fixed by means of tensioning means, and - feeding the endless web of material from the bobbin changing device (10) to the strand production device (27), the strand being wrapped with the continuously fed web of material during the strand formation and strand conveyance , the reel receptacles (12, 13) being driven to rotate by means of electric drives during the production of the endless material web and feeding of the endless material web and braked as a generator, characterized in that the web tension of the fed endless material web is driven by the torque of the reel receptacles (12, 13) Electric drives are regulated in such a way that the web tension of the fed material web is kept constant, i.e. during the start-up phase of the reel receiver (12, 13), during production operation and during the braking phase of the reel receiver (12, 13). Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellen der endlosen Materialbahn und das Zuführen derselben an die Strangherstellungsvorrichtung (27) mittels der Bobinenwechselvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgeführt werden, wobei die Strangherstellungsvorrichtung (27) einen Formatbandantrieb (30) aufweist, welcher als Leitantrieb für die Elektroantriebe der Bobinenaufnahmen (12, 13) genutzt wird.Procedure according to Claim 12 , characterized in that the production of the endless material web and the feeding of the same to the strand production device (27) by means of the reel changing device (10) according to one of the Claims 1 until 10 The strand production device (27) has a format tape drive (30) which is used as a master drive for the electric drives of the reel receptacles (12, 13).
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