DE102022119207A1

DE102022119207A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von zwei jeweils von einer Bobine ablaufenden Materialbahnen

Info

Publication number: DE102022119207A1
Application number: DE102022119207.5A
Authority: DE
Inventors: Helmut Voss; Jens Barkemeyer; Klaus Theivogt; Malte Bleß; Frank Syrzisko
Original assignee: Koerber Technologies GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2022-08-01
Filing date: 2022-08-01
Publication date: 2024-02-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von zwei jeweils von einer Bobine (B1, B2) ablaufenden Materialbahnen (A) und (B), das sich durch die Schritte: Bereitstellen der ersten von der Bobine (B1) ablaufenden Materialbahn (A) und der zweiten von der Bobine (B2) ablaufenden Materialbahn (B), Fördern eines vorauslaufenden Endes (E2) der zweiten Materialbahn (B) in Förderrichtung T2 in eine Verbindungsstation (15), Erzeugen eines nachlaufenden Endes (E1) der ersten Materialbahn (A), Fördern des erzeugten nachlaufenden Endes (E1) der ersten Materialbahn (A) in Förderrichtung (T1) in die Verbindungsstation (15), Verbinden des nachlaufenden Endes (E1) der ersten Materialbahn (A) mit dem vorauslaufenden Ende (E2) der zweiten Materialbahn (B) auszeichnet. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine entsprechende Vorrichtung (10).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von zwei jeweils von einer Bobine B1, B2 ablaufenden Materialbahnen A und B. Dazu werden zwei Materialbahnen A, B bereitgestellt und in eine Verbindungsstation gefördert, um die beiden Materialbahnen A, B für einen kontinuierlichen Produktionsprozess miteinander zu verbinden. Eine erste Materialbahn A läuft dabei von einer ersten Bobine B1 ab. Damit der Produktionsprozess nicht unterbrochen werden muss, wenn die erste Bobine B1 leerläuft, wird die zweite Materialbahn B bereitgestellt, so dass nach dem Verbinden der beiden Materialbahnen A, B der Produktionsprozess mit der zweiten Materialbahn B fortgesetzt werden kann.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, ausgebildet und eingerichtet zum Verbinden von zwei jeweils von einer Bobine B1, B2 ablaufenden Materialbahnen A und B, umfassend Mittel zum Bereitstellen der ersten Bobine B1 mit der ersten Materialbahn A und zum Bereitstellen der zweiten Bobine B2 mit der zweiten Materialbahn B, Fördermittel zum Fördern der Materialbahnen in Förderrichtung T1 bzw. T2 in eine Verbindungsstation, eine Verbindungsstation zum Verbinden der Materialbahnen A und B, nämlich eines nachlaufenden Endes E1 der ersten Materialbahn A mit einem vorauslaufenden Ende E2 der zweiten Materialbahn B unter Bildung eines Überlappungsbereiches, sowie eine Steuerungseinrichtung zum Steuern des Verbindungsprozesses.
Solche Verfahren und Vorrichtungen kommen in allen industriellen Bereichen zum Einsatz, in denen für einen kontinuierlichen Produktionsprozess zwei Materialbahnen miteinander verbunden werden. Ein beispielhaftes und bevorzugtes Anwendungsgebiet für das Verbinden, das auch als Splicen bezeichnet wird, betrifft die Tabak verarbeitende Industrie. Zur unterbrechungsfreien Produktion von endlosen Bahnen, Strängen und dergleichen sind Materialbahnen endlicher Länge z.B. aus Papier, aus Tabak oder Folien, insbesondere so genannte Reconfolien, auf Bobinen aufgewickelt. Bevor eine erste Bobine B1 mit einer ersten Materialbahn A endlicher Länge durch Fördern derselben in Förderrichtung T1 im Produktionsprozess vollständig abgelaufen ist oder abgespult oder abgewickelt wird, also leerläuft, wird eine zweite, volle Bobine B2 bereitgestellt, und die zweite Materialbahn B endlicher Länge der vollen Bobine B2 wird in Förderrichtung T2 gefördert und im Bereich der Verbindungsstation zur ersten Materialbahn A positioniert. Die Materialbahnen können gleichzeitig oder nacheinander in die Verbindungsstation gefördert werden. Die beiden Materialbahnen A, B liegen im Bereich der Verbindungsstation beabstandet zueinander einander gegenüber. Die beiden Materialbahnen A, B können beim Verbindungsprozess selbst zwar weiter gefördert werden, wobei die beiden Materialbahnen A, B beim Verbindungsprozess im Bereich der Verbindungsstation dann eine relative Geschwindigkeit zueinander von 0 m/s aufweisen. Mit anderen Worten bewegen sich die Materialbahnen A, B in der Verbindungsstation beim Verbindungsprozess mit gleicher Fördergeschwindigkeit in Förderrichtung T1 bzw. T2, wobei die Fördergeschwindigkeit der Materialbahnen A, B in der Verbindungsstation beim Verbindungsprozess vorzugsweise 0 m/s beträgt, die Materialbahnen A, B also beide stillstehen.
Bei den bekannten Verfahren wird die erste Materialbahn A, die noch mit der ersten Bobine B1 in Verbindung steht, in den Verbindungsbereich der Verbindungsstation gefördert, so dass der zu verbindende Bereich der Materialbahn A in der Verbindungsstation positioniert ist. In der Verbindungsstation wird bzw. ist für einen reibungslosen Verbindungsprozess bereits die zweite Materialbahn B mit dem zu verbindenden Bereich der zweiten Materialbahn B, vorzugsweise mit einem vorauslaufenden Ende der zweiten Materialbahn B, positioniert. Dann wird innerhalb der Verbindungsstation ein nachlaufendes Ende E1 der ersten Materialbahn A erzeugt, indem die Verbindung der ersten Materialbahn A zur Bobine B1 getrennt wird. Dabei befindet sich das erzeugte nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A, das den zu verbindenden Bereich der ersten Materialbahn A bilden soll, bereits in der Verbindungsstation. Das nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A wird also erst dann erzeugt, wenn sich der Bereich der ersten Materialbahn A, der das nachlaufende Ende E1 und damit den zu verbindenden Bereich bilden soll, bereits in der Verbindungsstation befindet. Die Restverbindung der ersten Materialbahn A zur Bobine B1 bis zum Erzeugen des nachlaufenden Endes E1 ist notwendig, um die Materialbahn A für das Positionieren und Erzeugen des nachlaufenden Endes in der Verbindungsstation unter Spannung zu halten bzw. geführt zu halten. Die erste Materialbahn A wird - bei bestehender Restverbindung zur Bobine B1- von der Bobine B1 im Bereich der Verbindungsstation getrennt, so dass in der Verbindungsstation ein nachlaufendes Ende E1 der von der leerlaufenden Bobine B1 ablaufenden bzw. abgelaufenen Materialbahn A entsteht, das dem vorauslaufenden Ende E2 der zweiten Materialbahn B in der Verbindungsstation gegenüberliegt, während ein Reststreifen der ersten Materialbahn A noch mit der Bobine B1 verbunden ist bzw. an dieser hängt. Dieser Verbindungsprozess wird auch als Splicen bezeichnet.
Nachteilig an dem bekannten Splice-Verfahren und den entsprechenden Vorrichtungen ist das Verbleiben von langen Reststreifen an der Bobine. Dadurch, dass der zu verbindende Bereich der ersten Materialbahn A erst in die Verbindungsstation gefördert wird, und erst in der Verbindungsstation das nachlaufende Ende E1 erzeugt wird, bleibt bei jedem Verbindungsprozess der gesamte sich von der Verbindungsstation bis zur Bobine erstreckende Reststreifen ungenutzt. Mit anderen Worten wird die leerlaufende Bobine nicht vollständig abgespult, so dass zwischen der Bobine und der Verbindungsstation ein Reststreifen verbleit, der nicht verwertet werden kann. Durch die bekannte Art des Splicens gehen bei jedem Splicevorgang mehrere Meter an Materialbahn verloren. Da in einem laufenden Produktionsprozess mehrere hundert Bobinen pro Tag gewechselt werden können, summiert sich der Ausschuss an nicht verwendbarer Materialbahn signifikant. Die steigenden Materialkosten steigern diesen Effekt.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, das einen effizienteren und ausschussärmeren Verbindungsprozess ermöglicht. Des Weiteren besteht die Aufgabe darin, eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch das eingangs genannte Verfahren gelöst, das sich auszeichnet durch Bereitstellen der ersten von der Bobine B1 ablaufenden Materialbahn A und der zweiten von der Bobine B2 ablaufenden Materialbahn B, Fördern eines vorauslaufenden Endes E2 der zweiten Materialbahn B in Förderrichtung T2 in eine Verbindungsstation, Erzeugen eines nachlaufenden Endes E1 der ersten Materialbahn A, Fördern des erzeugten nachlaufenden Endes E1 der ersten Materialbahn A in Förderrichtung T1 in die Verbindungsstation, Verbinden des nachlaufenden Endes E1 der ersten Materialbahn A mit dem vorauslaufenden Ende E2 der zweiten Materialbahn B. Mit dem Bereitstellen ablaufender Materialbahnen A, B ist beschrieben, dass diese von den Bobinen B1, B2 ablaufen können. Damit ist ausdrücklich auch beschrieben, dass die Materialbahnen A, B, insbesondere auch bei der Vorbereitung des Verbindungsprozesses und beim Verbindungsprozess selbst, stillstehen können. Während sich die erste Materialbahn A noch im Produktionsprozess befindet und deshalb von der Bobine B1 abläuft, kann die zweite Materialbahn B in die Verbindungsstation oder auch teilweise durch die Verbindungsstation gefördert und dann positioniert werden. Vorzugsweise wird die zweite Materialbahn B mit dem vorauslaufenden Ende E2 in die Verbindungsstation gefördert und mit diesem als zu verbindendem Bereich der zweiten Materialbahn B auch in der Verbindungsstation positioniert. Als vorauslaufendes Ende der zweiten Materialbahn B werden bevorzugt die ersten Meter, besonders bevorzugt die ersten 2m bis 3m der Materialbahn B beschrieben. Mit dem Fördern eines vorauslaufenden Endes E2 der zweiten Materialbahn B in Förderrichtung T2 in eine Verbindungsstation ist neben dem Fördern des freien Endes der Materialbahn B in die Verbindungsstation ausdrücklich auch das Fördern des freien Endes durch die Verbindungsstation hindurch beschrieben, derart, dass das freie Ende zwar hinter der Verbindungstation liegt, aber dennoch die Materialbahn B mit dem vorauslaufenden Ende, nämlich einem beabstandet zum freien Ende liegenden Abschnitt des vorauslaufenden Endes, in der Verbindungsstation positioniert ist. Wenn die erste Bobine B1 leerläuft oder die darauf befindliche erste Materialbahn A sich dem Ende neigt, wird - nahe der Bobine B1 und in Förderrichtung T1 vor der Verbindungsstation - durch Unterbrechen der Verbindung zur Bobine B1 ein nachlaufendes Ende E1 der ersten Materialbahn A erzeugt, was dann erst in die Verbindungsstation gefördert und positioniert wird, bevor es dann mit dem vorauslaufenden Ende E2 der zweiten Materialbahn B verbunden wird. Durch die erfindungsgemäße Schrittfolge kann der Reststreifen auf der ablaufenden bzw. abgelaufenen Bobine B1 auf ein Minimum von Om bis 0,5m reduziert werden.
Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren die weiteren Schritte: Ausrichten des nachlaufenden Endes E1 der ersten Materialbahn A und des vorauslaufenden Endes E2 der zweiten Materialbahn B zueinander mindestens im Bereich der Verbindungsstation, und/oder separates Fixieren der beabstandet zueinander liegenden nachlaufenden Enden E1 der ersten Materialbahnen A und E2 der zweiten Materialbahn B in der Verbindungsstation, wobei das Verbinden der beiden ausgerichteten und separat fixierten Enden E1 und E2 der beiden Materialbahnen A und B miteinander unter Bildung eines Überlappungsbereiches mittels der Verbindungsstation erfolgt. Mit dem Ausrichten der beiden zu verbindenden Bereiche beider Materialbahnen A, B, also insbesondere des erzeugten nachlaufenden Endes E1 der ersten Materialbahn A und des vorauslaufenden Endes E2 der zweiten Materialbahn B, wird - als Prävention für einen Spliceriss - ein Spliceversatz verhindert. Mit anderen Worten werden die zu verbindenden Bereiche quer zur Förderrichtung T1, T2 und in Förderrichtung T1, T2 positionsgenau zueinander ausgerichtet. Durch das Fixieren werden die ausgerichteten Materialbahnen A, B in der Verbindungsstation positionstreu gehalten. Anders ausgedrückt werden die Materialbahnen A, B mindestens mit ihren zu verbindenden Bereichen, also insbesondere des erzeugten nachlaufenden Endes E1 der ersten Materialbahn A und des vorauslaufenden Endes E2 der zweiten Materialbahn B, auf eine Fördergeschwindigkeit von 0 m/s abgesenkt, so dass der Verbindungsprozess im Stillstand der Materialbahnen ausgeführt wird. Dadurch wird ein optimales Verbindungsergebnis mit geringem Ausschuss an Restmaterial gewährleistet.
Eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen des nachlaufenden Endes E1 der ersten Materialbahn A durch ein vollständiges Leerlaufen der Bobine B1 oder durch eine Sollbruchstelle in der ersten Materialbahn A oder durch ein Schneiden der ersten Materialbahn A erfolgt. Beim vollständigen Leerlaufen wird die gesamte Materialbahn A - ohne Restwicklung - von der Bobine B1 abgewickelt, wodurch zwangsläufig und ohne zusätzliche Maßnahmen das nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A erzeugt wird. Bei dieser Variante ist der Ausschuss von Restmaterial maximal reduziert. Für den Fall, dass eine Sollbruchstelle zum Erzeugen des nachlaufenden Endes E1 führt, ist z.B. eine Perforation in der Materialbahn A quer zur Förderrichtung T1 ausgebildet. Wenn die Materialbahn A fest auf die Bobine B1 gewickelt und/oder am Kern der Bobine befestigt ist, führt das Fördern der Materialbahn A in Förderrichtung T1 zum Abreißen der Materialbahn A von der Bobine B1 im Bereich der Perforation. Je näher die Perforation am Kern der Bobine B1 liegt, desto geringer ist der an der Bobine B1 verbleibende Reststreifen. Alternativ kann das nachlaufende Ende E1 auch durch Schneiden erfolgen, indem die Materialbahn A - möglichst nah am Kern der Bobine B1 - durch ein Trennmittel von der Bobine B1 getrennt wird. In allen Fällen befindet sich das erzeugte nachlaufende Ende E1 als freies/loses Ende der Materialbahn A in Förderrichtung T1 noch vor der Verbindungsstation und wird für einen effizienten und ausschussarmen Verbindungsprozess erst nach dem Erzeugen in die Verbindungsstation gefördert.
Besonders vorteilhaft wird das vorauslaufende Ende E2 der zweiten Materialbahn B bereits in einer Verbindungsposition in der Verbindungstation platziert und fixiert, während die erste Materialbahn A zur und durch die Verbindungsstation gefördert wird. Während die erste Materialbahn A also noch zu Produktionszwecken von der Bobine B1 abgespult wird, kann die zweite Materialbahn B auf der Bobine B2 bereits zum Verbinden vorbereitet werden, um den Verbindungsprozess effizient und verzögerungsfrei auszuführen. Anstelle des vorauslaufenden Endes E2 kann dieses auch durch die Verbindungsstation hindurchgefördert werden, so dass ein vom vorauslaufenden Ende E2 beabstandeter Bereich der Materialbahn B in der Verbindungsstation platziert und fixiert ist.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das nachlaufende Endes E1 der ersten Materialbahn A und/oder das vorauslaufende Ende E2 der zweiten Materialbahn B vor dem Verbinden geschnitten werden. Das Schneiden erfolgt vorzugsweise in der Verbindungsstation, und zwar kurz vor dem eigentlichen Verbindungsprozess oder beim Verbindungsprozess. Vorzugsweise werden beide Enden E1, E2 vor dem Verbinden quer zur Längserstreckung der Materialbahnen A, B geschnitten. Möglich ist z.B. ein glatter Schnitt. Besonders bevorzugt werden für die beiden Enden E1, E2 unterschiedliche Schnittverläufe gewählt, derart, dass die zu verbindenden Enden E1, E2 der Materialbahnen A, B nichtkomplementär, insbesondere invers-komplementär, also in Förderrichtung gespiegelt, sind.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das definierte Ende der ersten Materialbahn A durch ein Detektieren einer auf der ersten Materialbahn A aufgebrachten Markierung, insbesondere einer Druckmarke, erkannt wird, wobei insbesondere nach dem Detektieren der Markierung, insbesondere der Druckmarke, die Fördergeschwindigkeit der ersten Materialbahn A reduziert wird, derart, dass die relative Geschwindigkeit zur zweiten Materialbahn null ist, wenn sich das nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A in der Verbindungsstation befindet. Das definierte Ende kann das körperliche, tatsächlich Ende der Materialbahn A sein oder das durch Perforation oder Trennung erzeugte Ende. Durch die z.B. bei der Herstellung der Materialbahn aufgebrachten Markierung ist die Restlänge der Materialbahn exakt bekannt. Mit anderen Worten ist die Restlänge der Materialbahn A bis zum definierten Ende bekannt. Nach dem Erkennen der Markierung wird die Materialbahn A abgebremst. Das Abbremsen kann unmittelbar oder verzögert erfolgen.
Hierzu dient eine Steuerungseinrichtung, die anhand z.B. der Parameter „Restlänge“ und „Fördergeschwindigkeit“ (z.B. über Drehzahl der Bobine B1) der Materialbahn A errechnet, wann das nachlaufende Ende E1 die Verbindungsstation erreicht und die Fördergeschwindigkeit reduziert, bis die Relativgeschwindigkeit der ersten Materialbahn A gegenüber der zweiten Materialbahn B in der Verbindungsstation 0 m/s beträgt. Der Brems- und Stoppzeitpunkt für die Materialbahn A wird so gewählt, dass die Materialbahn A mit dem letzten Stück, also dem nachlaufenden Ende E1, in der Verbindungsstation zum Stillstand kommt. Bevorzugt beträgt auch die absolute Geschwindigkeit der Materialbahn A und insbesondere des nachlaufenden Endes E1 in der Verbindungsstation 0 m/s. In der Verbindungsstation zum Verbindungsprozess stehen also bevorzugt das nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A und das vorauslaufende Ende E2 der zweiten Materialbahn B still. Das Verbinden des nachlaufenden Endes E1 der ersten Materialbahn A mit dem vorauslaufenden Ende E2 der zweiten Materialbahn B kann also bei Stillstand beider zu verbindenden Enden E1 oder bei einer gleichen Geschwindigkeit beider Materialbahnen A, B größer 0 m/s, nämlich des nachlaufenden Endes E1 der ersten Materialbahn A in Förderrichtung T1 der ersten Materialbahn A und des vorauslaufenden Endes E2 in Förderrichtung T2 der zweiten Materialbahn B erfolgen.
Optional - insbesondere beim Fehlen einer Markierung auf der Materialbahn A - kann das definierte Ende der Materialbahn A detektiert werden, also z.B. mittels einer Sensordetektion. Dadurch wird abgefragt, ob Materialbahn vorhanden ist oder nicht. Das Abbremsen der Materialbahn wird z.B. über den Durchmesser der Bobine B1 mittels der Steuerungseinrichtung gesteuert. Wenn das nachlaufende Ende E1 die Verbindungsstation erreicht, wird die Materialbahn A z.B. über ein Signal des Sensors gestoppt. Dann erfolgt das Verbinden mit dem ebenfalls stillstehenden vorauslaufenden Ende E2 der zweiten Materialbahn B. Diese Verfahrensweise stellt sicher, dass die Materialbahn A maximal genutzt wird, da das nachlaufende Ende E1, das ja vor der Verbindungsstation erzeugt wurde, tatsächlich bis in die Verbindungsstation gefördert und dort für den Verbindungsprozess positioniert wird.
Vorteilhafterweise wird also mit oder ohne Markierung die Zeit und/oder die Strecke, bis das nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A die Verbindungstation erreicht und insbesondere dann fixiert wird, mithilfe der Steuerungseinrichtung gemessen und/oder ermittelt.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Ausrichten und/oder separate Fixieren der zu verbindenden Enden E1, E2 der beiden Materialbahnen A, B in der Verbindungsstation mittels mindestens einer Vakuumstation erfolgt. Das Ausrichten der Materialbahnen A, B mit den zu verbindenden Enden E1, E2 kann vor der Verbindungstation starten, erfolgt jedoch spätestens in der Verbindungsstation, in der die Enden E1, E2 auch separat fixiert werden. Mittels der Vakuumstation kann ein Unterdruck erzeugt werden, durch den die Materialbahnen A, B ausgerichtet und/oder fixiert werden können. Anstelle der Vakuumstation können auch andere Klemm- und/oder Spannmittel und/oder Führungsmittel oder dergleichen zum Ausrichten und/oder Fixieren der zu verbindenden Enden E1, E2 eingesetzt werden.
Vorteilhafterweise wird zum Abbremsen und/oder während des Abbremsens der Fördergeschwindigkeit der ersten Materialbahn A mindestens ein Vakuumfeld der Vakuumstation aktiviert, mittels dem das nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A im Bereich der Verbindungsstation nicht nur abgebremst sondern auch ausgerichtet und/oder fixiert wird. Sobald das nachlaufende Ende E1 der Materialbahn A erzeugt ist, also die Verbindung zur Bobine B1 z.B. durch vollständiges Ablaufen, Reißen im Bereich der Perforation oder Schneiden getrennt ist, fehlt der Materialbahn A die Spannung. Damit das spannungslose, „flatternde“ Ende der Materialbahn A ausgerichtet und gezielt in die Verbindungsstation geführt werden kann, wird vor dem Erzeugen oder beim Erzeugen des nachlaufenden Endes E1 der Unterdruck am der Materialbahn A zugeordneten Vakuumfeld zugeschaltet, durch den die durch die Verbindungsstation geförderte Materialbahn A und schließlich auch das nachlaufende Ende E1 angesaugt werden. Je nach Höhe des Unterdrucks wird die Materialbahn ausgerichtet und/oder abgebremst bzw. zum Stillstand gebracht.
Vorteilhafterweise wird zum Abbremsen und/oder insbesondere zum Fixieren des nachlaufenden Endes E1 der ersten Materialbahn A in der Verbindungsposition mindestens ein zweites, in Förderrichtung T1 nachgeordnetes Vakuumfeld der Vakuumstation aktiviert. Die beiden der Materialbahn A zugeordneten Vakuumfelder können gemeinsam oder getrennt voneinander angesteuert werden, und zwar insbesondere auch mit unterschiedlich großen Unterdrücken.
Nicht nur das Abbremsen und/oder Ausrichten und/oder Fixieren der ersten Materialbahn A erfolgt bevorzugt über Vakuumfelder innerhalb der Verbindungsstation, sondern vorzugsweise wird auch zum Ausrichten und/oder Fixieren des vorauslaufenden Endes E2 der zweiten Materialbahn B mindestens ein drittes Vakuumfeld der Vakuumstation aktiviert. Dieses oder jedes der zweiten Materialbahn B zugeordnete Vakuumfeld wird vorzugsweise separat zu den der ersten Materialbahn A zugeordneten Vakuumfeldern angesteuert, da die erste Materialbahn A noch für den Produktionsprozess abgerollt und ungebremst durch die Verbindungsstation gefördert werden kann, während die zweite Materialbahn B bereits für den Verbindungsprozess vorbereitet werden kann.
Besonders bevorzugt wird die Höhe des an den Vakuumfeldern der Vakuumstation anliegenden Unterdrucks aktiv gesteuert. Insbesondere wird der Unterdruck individuell derart eingestellt, dass bezüglich der ersten Materialbahn A zum einen beim Abbremsen zunächst ein Riss der Materialbahn A vermieden wird, und zum anderen die Materialbahn A mit dem nachlaufenden Ende E1 ausgerichtet und sicher und zuverlässig fixiert werden kann. Das Steuern der Höhe des Unterdrucks kann z.B. über Nebenluft, beispielsweise mittels eines Drosselventils oder dergleichen, erfolgen.
Vorteilhafterweise wird jedes Vakuumfeld der Vakuumstation separat gesteuert. Das separate Steuern des Unterdrucks und dessen Höhe bezieht sich also nicht nur auf die der einen und/oder der anderen Materialbahn A, B zugeordneten Vakuumfelder, sondern auf alle Vakuumfelder.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste Materialbahn A und insbesondere das erzeugte nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A beim Fördern zur Verbindungsstation mittels einer Führungsvorrichtung geführt wird. Dazu kann die Materialbahn A bzw. deren nachlaufendes Ende E1 durch die Führungsvorrichtung gefördert werden, die kurz vor oder beim Erzeugen des nachlaufenden Endes E1 aktiviert wird. Zum Aktivieren können z.B. zwei Führungsrollen die in Förderrichtung T1 der Materialbahn B zwischen der Bobine B1 und der Verbindungsstation positioniert sind, für eine punktuelle Führung aus einer Warteposition aufeinander zu in eine Führungsposition und zurück bewegt werden. Für eine flächige Führung des „flatternden“ Endes der Materialbahn A kann vor oder beim Erzeugen des Nachlaufenden Endes E1 der Materialbahn A ein Saugband oder dergleichen aus einer Warteposition, in der das Saugband beabstandet zur noch mit der Bobine B1 in Verbindung stehenden Materialbahn A steht, in eine Führungsposition, in der das Saugband an der Materialbahn A anliegt, und zurück bewegt, insbesondere geschwenkt, werden. Durch das Führen des „flatternden“ Endes des erzeugten nachlaufenden Endes E1 wird eine Spannung des nachlaufenden Endes E1 erzeugt, die zum einen das Ausrichten und Fixieren erleichtert und zum anderen den Verbindungsprozess optimiert.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass das nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A und/oder das vorauslaufende Ende E2 der zweiten Materialbahn B zum Verbinden befeuchtet und/oder verpresst und/oder erwärmt werden. Zum Verbinden können die beiden Enden E1, E2 aufeinander zu bewegt werden. Es kann aber auch ein Ende E1 oder E2 auf das jeweils andere Ende E2 oder E1 und umgekehrt zu bewegt werden. Andere Möglichkeiten der Verbindung der beiden Materialbahnen A, B sind ebenfalls möglich. Beim Verbinden des nachlaufenden Endes E1 der ersten Materialbahn A mit dem vorauslaufenden Ende E2 der zweiten Materialbahn B wird ein Reststück des nachlaufenden Endes E1 der ersten Materialbahn A von diesem abgetrennt. Mit anderen Worten bildet sich beim Verbinden, unabhängig davon, ob das durch Pressen, Prägen, Kleben oder dergleichen erfolgt, ein Reststück der ersten Materialbahn A.
Eine zweckmäßige Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass nach dem Verbinden der ersten Materialbahn A mit der zweiten Materialbahn B die Fixierung der zweiten Materialbahn B deaktiviert wird, so dass die zweite Materialbahn B - für den fortlaufenden Produktionsprozess - von der vollen Bobine abgespult wird, während das von der ersten Materialbahn A verbliebene Reststück mittels mindestens eines der ersten Materialbahn A zugeordneten Vakuumfeldes weiter fixiert wird. Nach dem Splicevorgang läuft die zweite Materialbahn B von der zweiten Bobine E2 zur kontinuierlichen Fortsetzung des Produktionsprozesses ab, da der Unterdruck des der zweiten Materialbahn B zugeordneten Vakuumfeldes reduziert bzw. ganz abgeschaltet wird. Das Reststück der ersten Materialbahn A wird durch Unterdruck insbesondere am in Förderrichtung T1 gesehen ersten Vakuumfeld weiter gehalten.
Vorteilhafterweise wird das Reststück der ersten Materialbahn A - nach dem Verbinden - gelöst und automatisch aus der Verbindungsstation entfernt. Optional wird das Reststück der ersten Materialbahn A dazu mittels eines Vakuumgreifers zunächst angesaugt, dann das Vakuum des Vakuumfeldes für die erste Materialbahn A deaktiviert, um dann das Reststück mittels des Vakuumgreifers aus der Verbindungsstation zu entfernen. Andere Möglichkeiten der Entfernung des Reststücks, z.B. durch Pusten, Greifen und Halten mittels einer Haft-/Klebeverbindung etc. sind ebenfalls möglich.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung des Verfahrens wird der Vakuumgreifer aus der Verbindungsstation über einen Auffangbehälter geschwenkt, wobei das Reststück nach dem Deaktivieren des Vakuums am Vakuumgreifer in den Auffangbehälter fällt. Anstelle des schwenkbaren Vakuumgreifers können auch andere Handhabungsgeräte zum Einsatz kommen.
Nach dem Splicevorgang, also nachdem die erste Bobine B1 leergelaufen ist und deren Materialbahn A mit der Materialbahn B der bereitgestellten vollen Bobine B2 verbunden ist, wird die zweite Materialbahn B zur ersten Materialbahn A, derart, dass die neue erste Materialbahn A mit einer neuen zweiten Materialbahn B verbunden wird. Damit kann ein endloser Verbindungsprozess ausgeführt werden.
Das Verfahren wird besonders bevorzugt mit einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 23 bis 33 ausgeführt.
Die Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet und eingerichtet ist, das nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A in die Verbindungsstation zu fördern, nachdem das nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A erzeugt wurde. Die Steuerungseinrichtung steht vorzugsweise mit sämtlichen steuerbaren Komponenten in Verbindung. Insbesondere weist die Steuerungseinrichtung elektronische und/oder elektrische Leitungsverbindungen und/oder Datenverbindungen - kabelgebunden oder kabellos - zu den Antrieben der Bobinen B1, B2, optionalen Zugkrafteinstellvorrichtungen zum Spannen der Materialbahnen A, B, optionalen Kraft- oder Drehmoment geregelten Tänzern, optionalen Sensoren oder anderen Detektionsmitteln auf. Die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung stellt sicher, dass erst das nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A erzeugt wird. Anschließend wird dieses erzeugte nachlaufende Ende E1 in die Verbindungsstation gefördert, so dass die erste Materialbahn A mit ihrem letzten Ende in die Verbindungsstation gefördert und darin positioniert wird. Dadurch wird eine maximale Effizienz bei der Verwertung der ersten Materialbahn A sichergestellt. Das Reststück der ersten Materialbahn A, das nicht verwertet werden kann, wird auf ein Minimum reduziert.
Vorzugsweise sind Mittel zum Ausrichten und/oder Fixieren der beabstandet zueinander liegenden Materialbahnen A, B in der Verbindungsstation vorgesehen. Mit diesen Mitteln kann auf einfache Weise Spliceversatz verhindert werden, was zu einem optimierten Spliceergebnis führt. Die Mittel zum Ausrichten und/oder Fixieren können ebenfalls an die Steuerungseinrichtung angeschlossen sein.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung mindestens einen Programmbaustein umfasst, der derart ausgebildet und eingerichtet, insbesondere programmiert, ist, dass das nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A abgebremst und in der Verbindungsstation auf eine Relativgeschwindigkeit zur zweiten Materialbahn B von 0 m/s gebracht wird. Besonders vorteilhaft ist eine Programmierung, mittels der die Materialbahn A abgebremst und mit dem erzeugten nachlaufenden Ende E1 in der Verbindungsstation zum Stillstand gebracht wird, so dass sich das nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A und das vorauslaufende E2 der zweiten Materialbahn B ortsfest zum Verbinden gegenüberstehen.
Vorteilhafterweise ist in der Verbindungsstation eine Vakuumstation mit mindestens einem Vakuumfeld angeordnet. Die Vakuumstation mit dem mindestens einen Vakuumfeld ermöglich zum einen ein produktschonendes Abbremsen der Materialbahnen A, B und gewährleistet ein Ausrichten und Führen ohne mechanische Leitbleche, Führungen oder dergleichen. Anstelle der Vakuumstation können auch andere Mittel zum Abbremsen, Ausrichten und Führen der Materialbahnen A, B vorgesehen sein.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumstation mindestens zwei Vakuumfelder umfasst, die an eine Unterdruckeinheit angeschlossen sind. Es kann eine gemeinsame Unterdruckeinheit für zwei oder alle Vakuumfelder vorgesehen sein. Jedem Vakuumfeld kann aber auch eine separate Unterdruckeinheit zugeordnet sein. Die Vakuumstation mit sämtlichen Vakuumfeldern kann vorzugsweise ebenfalls an die Steuerungseinrichtung angeschlossen sein.
Die Zuordnung einzelner Vakuumfelder an die Materialbahnen A, B kann variabel sein. Vorzugsweise ist ein erstes Vakuumfeld einem Förderpfad der ersten Materialbahn A und ein weiteres Vakuumfeld einem Förderpfad der zweiten Materialbahn B zugeordnet. Vorteilhafterweise ist in Förderrichtung T1 hinter dem ersten Vakuumfeld ein zweites Vakuumfeld angeordnet, das der ersten Materialbahn A auf dem ersten Förderpfad zugeordnet ist. Weitere Vakuumfelder können vorgesehen sein. Entsprechendes gilt für den Förderpfad der zweiten Materialbahn B.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstation eine Schneidvorrichtung umfasst, die zum Schneiden eines freien, nachlaufenden Endes E1 der ersten Materialbahn A und/oder eines freien, vorauslaufenden Endes E2 der zweiten Materialbahn B ausgebildet und eingerichtet ist. Besonders vorteilhaft ist die Schneidvorrichtung zum Ausführen nichtkomplementärer, insbesondere invers-komplementärer, Schnitte der beiden Enden E1 und E2 ausgebildet und eingerichtet.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass in Förderrichtung T1 zwischen der leerlaufenden Bobine B1 der ersten Materialbahn A und der Verbindungsstation ein Detektionsmittel angeordnet ist, das zum Detektieren von auf der Materialbahn A befindlichen Markierungen, insbesondere Druckmarken, ausgebildet und eingerichtet und an die Steuerungseinrichtung angeschlossen ist. Damit lässt sich besonders einfach das Ende der Materialbahn A erkennen bzw. berechnen, um rechtzeitig das Abbremsen einzuleiten. Optional können auch Sensoren vorgesehen sein, um z.B. das Ende der Materialbahn zu detektieren. Andere Detektionsmittel können ebenfalls zum Einsatz kommen.
Optional und in Ergänzung zur Vakuumstation zum Führen und/oder Ausrichten der Materialbahnen A, B innerhalb der Verbindungsstation ist in Förderrichtung T1 zwischen der leerlaufenden Bobine B1 der ersten Materialbahn A und der Verbindungsstation eine Führungsvorrichtung angeordnet, die zum Führen und/oder Ausrichten des von der leergelaufenen Bobine gelösten freien nachlaufenden Endes E1 der ersten Materialbahn A ausgebildet und eingerichtet ist. Die Führungsvorrichtung kann zum punktuellen oder flächigen Führen und/oder Halten des „flatternden“ Endes der ersten Materialbahn A ausgebildet und eingerichtet sein. Die Führungsvorrichtung bzw. Teile derselben sind aus einer Warteposition in eine Führungsposition und zurück bewegbar ausgebildet und eingerichtet.
Eine besonders bevorzugter Ausführungsform der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verbindungsstation eine Handhabungsvorrichtung angeordnet ist, die zum automatischen Entfernen von Reststücken der ersten Materialbahn A ausgebildet und eingerichtet ist. Die Handhabungsvorrichtung kann als Vakuumgreifer, als mechanischer Greifarm oder in jeder anderen Weise ausgebildet und eingerichtet sein, die es ermöglicht, in die Verbindungsstation bewegt zu werden, das Reststück zu greifen/saugen, und mit dem Reststück aus der Verbindungsstation heraus bewegt zu werden.
Besonders bevorzugt ist die Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22 ausgebildet und eingerichtet.
Die sich daraus ergebenden Vorteile wurden bereits im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Passagen verwiesen wird, die entsprechend auch für die Vorrichtung gelten.
Weitere zweckmäßige und/oder vorteilhafte Merkmale und Weiterbildungen zum Verfahren sowie zur Vorrichtung zum Verbinden von zwei Materialbahnen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung sowie zum Verfahren werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Verbinden von zwei Materialbahnen in perspektivischer Ansicht von schräg vorne,
2 einen Ausschnitt der Vorrichtung gemäß 1 mit einer Schneidvorrichtung,
3 a+b eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Führungseinrichtung zwischen Bobine und Verbindungsstation in zwei unterschiedlichen Positionen,
4 a+b eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Führungseinrichtung zwischen Bobine und Verbindungsstation in zwei unterschiedlichen Positionen,
5 a bis i schematische Darstellung der Schrittfolge des Verbindungsprozesses.

Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Vorrichtung sowie das Verfahren dienen zum Verbinden von zwei Materialbahnen, die aus Recon-Folie bestehen. Die Erfindung bezieht sich aber in gleicher Weise auch auf das Verbinden von zwei Materialbahnen anderer Materialien, wie z.B. Zigarettenpapier, Tabakfolie, Filtermaterial, beispielsweise aus Vlies oder Papier, Kombinationen davon oder dergleichen.
Die Vorrichtung 10 ist zum Verbinden von zwei jeweils von einer Bobine B1, B2 ablaufenden Materialbahnen A und B ausgebildet und eingerichtet und umfasst Mittel 11, 12 zum Bereitstellen der ersten Bobine B1 mit der ersten Materialbahn A und zum Bereitstellen der zweiten Bobine B2 mit der zweiten Materialbahn B, Fördermittel 13, 14 zum Fördern der Materialbahnen A, B in Förderrichtung T1 bzw. T2 in eine Verbindungsstation 15, eine Verbindungsstation 15 zum Verbinden der Materialbahnen A und B, nämlich eines nachlaufenden Endes E1 der ersten Materialbahn A mit einem vorauslaufenden Ende E2 der zweiten Materialbahn B unter Bildung eines Überlappungsbereiches, sowie eine Steuerungseinrichtung 16 zum Steuern des Verbindungsprozesses.
Die Vorrichtung 10 zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Steuerungseinrichtung 16 dazu ausgebildet und eingerichtet ist, das nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A in die Verbindungsstation 15 zu fördern, nachdem das nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A erzeugt wurde.
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 und/oder der Zeichnung zusammengefasst oder in einer gemeinsamen Ausführungsform beschrieben sind, auch funktional eigenständig die weiter oben beschriebene Vorrichtung 10 sowie das Verfahren weiterbilden können.
Die Steuerungseinrichtung 16 umfasst mindestens einen Programmbaustein, der derart ausgebildet und eingerichtet, insbesondere programmiert, ist, dass das nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A abgebremst und in der Verbindungsstation 15 auf eine Relativgeschwindigkeit zur zweiten Materialbahn B von 0 m/s gebracht wird. Die Steuerungseinrichtung 16 ist über elektronische und/oder elektrische Leitungsverbindungen 17 und/oder Datenverbindungen 18 - kabelgebunden oder kabellos - mit den Antrieben der Bobinen B1, B2, optionalen Zugkrafteinstellvorrichtungen zum Spannen der Materialbahnen A, B, optionalen Kraft- oder Drehmoment geregelten Tänzern, optionalen Sensoren oder anderen Detektionsmitteln verbunden.
In Förderrichtung T1, T2 vor der Verbindungsstation 15 und/oder in der Verbindungsstation 15 sind Mittel 19, 20 zum Ausrichten und/oder Fixieren der beabstandet zueinander liegenden Materialbahnen A, B vorgesehen. In der Verbindungsstation 15 ist eine Vakuumstation 21 mit mindestens einem Vakuumfeld 22 angeordnet. In der gezeigten Ausführungsform sind mehrere Vakuumfelder vorgesehen, vorzugsweise drei Vakuumfelder 22, 23, 24. Die Vakuumfelder 22 bis 24 sind zum einen zum Ausrichten und/oder Fixieren der Materialbahnen A, B oder Abschnitten derselben insbesondere innerhalb der Verbindungsstation 15 ausgebildet und eingerichtet. Zum anderen sind die Vakuumfelder 22 bis 24 zum Abbremsen der Materialbahnen A, B in der Verbindungsstation 15 ausgebildet und eingerichtet und/oder unterstützen das Abbremsen der Materialbahnen A, B. Jedes Vakuumfeld 22 bis 24 ist an eine Unterdruckeinheit 25 angeschlossen. Die Vakuumstation 21 mit den Vakuumfeldern 22 bis 24 sowie den entsprechenden Unterdruckeinheiten 25 sind an die Steuerungseinrichtung 16 angeschlossen.
Ein erstes Vakuumfeld 22 ist der ersten Materialbahn A entlang eines ersten Förderpfads zugeordnet. Das erste Vakuumfeld 22 ist insbesondere zum Ausrichten und Abbremsen der durch die Verbindungsstation 15 geförderten Materialbahn A zuschaltbar. In Förderrichtung T1 hinter dem ersten Vakuumfeld 22 ist ein zweites Vakuumfeld 23 angeordnet, das dem ersten Förderpfad zugeordnet ist. Das zweite Vakuumfeld 23 ist insbesondere zum Ausrichten und Fixieren der abgebremst durch die Verbindungsstation 15 geförderten Materialbahn A zuschaltbar. Das dritte Vakuumfeld 24 ist der zweiten Materialbahn B entlang eines zweiten Förderpfads zugeordnet und insbesondere zum Ausrichten und Fixieren der in die Verbindungsstation 15 geförderten Materialbahn B bzw. des vorauslaufenden Endes E2 derselben zuschaltbar.
Als Mittel 19, 20 zum Ausrichten und/oder Führen der Materialbahn A vor der Verbindungsstation 15, also in Förderrichtung T1 zwischen der leerlaufenden Bobine B1 der ersten Materialbahn A und der Verbindungsstation 15, ist eine Führungsvorrichtung 26 angeordnet, die zum Führen und/oder Ausrichten insbesondere des erzeugten, „flatternden“ nachlaufenden Endes E1 der ersten Materialbahn A ausgebildet und eingerichtet ist. Die Führungseinrichtung 26 ist an die Steuerungseinrichtung 16 angeschlossen. In der Ausführungsform gemäß 3 umfasst die Führungsvorrichtung 26 ein Rollenpaar 27, 28. Mindestens eine der Rollen 27, 28, vorzugsweise beide Rollen 27, 28, sind aus einer Warteposition - mit Abstand zur Materialbahn A - in eine Führungsposition - in Führungskontakt zur Materialbahn A - und zurück bewegbar ausgebildet und eingerichtet. In der Ausführungsform gemäß 4 umfasst die Führungsvorrichtung 26 ein Saugband 29, das aus einer Warteposition - mit Abstand zur Materialbahn A - in eine Führungsposition - in Führungskontakt zur Materialbahn A - und zurück bewegbar, insbesondere schwenkbar ausgebildet und eingerichtet.
Zum Erzeugen des nachlaufenden Endes E1 der ersten Materialbahn A kann ein nicht explizit dargestelltes Trennmittel, z.B. ein Messer, vorgesehen sein, das dann vorzugsweise nahe der Bobine B1 positioniert ist. In der Verbindungsstation 15 selbst ist eine Schneidvorrichtung 30 angeordnet, die zum Schneiden des freien, nachlaufenden Endes E1 der ersten Materialbahn A und/oder des freien, vorauslaufenden Endes E2 der zweiten Materialbahn B ausgebildet und eingerichtet ist. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Schneidvorrichtung 30 zwei separate Schneidwerkzeuge 31, 32. Jedes Schneidwerkzeug 31, 32 weist zwei Schneidklingen 31.1, 31.2; 32.1, 32.1 auf. Mindestens jeweils eine der Schneidklingen 31.1, 32.1 der Schneidwerkzeuge 31, 32 ist bevorzugt verfahrbar, einklappbar oder schwenkbar ausgebildet und außerhalb des Förderpfades der Materialbahnen A, B positioniert, so dass das Einfädeln der Materialbahnen A, B in die bzw. das Fördern der Materialbahnen A, B durch die Verbindungsstation 15 problemlos erfolgen kann. Zum Schneiden der freien Enden der nachlaufenden Enden E1, E2 sind die verfahrbaren und vorzugsweise schwenkbaren Schneidklingen 31.1, 32.1 aus der Warteposition in die Arbeitsposition in Richtung der jeweils anderen Klinge 31.2, 32.2 bewegbar, bis der Schnitt erfolgt. Die Kontur der Schneidklingen 31.1, 31.2; 32.1, 32.2 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass ein nichtkomplementärer, insbesondere invers-komplementärer, Schnittverlauf ausbildbar ist.
In der vorteilhaften Ausführungsform gemäß der Zeichnung ist in Förderrichtung T1 zwischen der leerlaufenden Bobine B1 der ersten Materialbahn A und der Verbindungsstation 15 ein Detektionsmittel 33 angeordnet, das zum Detektieren von auf der Materialbahn A befindlichen Markierungen, insbesondere Druckmarken, ausgebildet und eingerichtet und an die Steuerungseinrichtung 16 angeschlossen ist.
Alternativ oder zusätzlich kann z.B. auch ein (nicht dargestellter) Sensor zum Erkennen des Endes der Materialbahn A vorgesehen sein, der ebenfalls an die Steuerungseinrichtung 16 angeschlossen ist.
Im Bereich der Verbindungsstation 15 ist eine Handhabungsvorrichtung 34 angeordnet, die zum automatischen Entfernen von Reststücken AR der ersten Materialbahn A ausgebildet und eingerichtet ist. Die Handhabungsvorrichtung 34 umfasst eine Vakuumgreifer 35 der an eine (nicht dargestellte) Unterdruckeinheit angeschlossen ist. Der Vakuumgreifer 35 ist aus einer Warteposition außerhalb der Verbindungsstation 15 zur Aufnahme bzw. Abnahme des Reststücks AR der Materialbahn A vom Vakuumfeld 22 in eine Arbeitsposition und zurück bewegbar. Im Bereich der Warteposition ist ein Auffangbehälter 36 positioniert, um die Reststücke AR der Materialbahn A aufzunehmen. Die Handhabungsvorrichtung 34 ist bevorzugt ebenfalls mit der Steuerungseinrichtung 16 verbunden.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Zeichnung und Figurenfolge 5 a bis i näher erläutert. Das Verfahren dient zum Verbinden von zwei jeweils von einer Bobine B1, B2 ablaufenden Materialbahnen A und B. Zunächst werden die erste von der Bobine B1 ablaufende Materialbahn A und die zweite von der Bobine B2 ablaufende Materialbahn B bereitgestellt. Während die Bobine B1 für den Produktionsprozess abläuft, wird die zweite Bobine B2 für den Verbindungsprozess vorbereitet. Dazu wird das vorauslaufende Ende E2 der zweiten Materialbahn B in Förderrichtung T2 in die Verbindungsstation 15 gefördert (siehe 5a). Das vorauslaufende Ende E2 der von der vollen Bobine B2 ablaufenden Materialbahn B wird durch Zuschalten des dritten Vakuumfeldes 24 der Vakuumstation 21 in derselben fixiert. Eine auf der ersten ablaufenden Materialbahn A befindlicher Markierung wird mittels des Detektionsmittels 33 erkannt, wodurch das nahende Ende der ersten Materialbahn A angezeigt wird (siehe 5b). Alternativ kann auch das letzte Ende der Materialbahn A erkannt werden. Mit dem Erkennen der Markierung wird das Abbremsen der ersten Materialbahn A eingeleitet, indem z.B. das Fördermittel 13 der ersten Bobine B1 gedrosselt wird. Mit anderen Worten wird die Drehzahl der Bobine B1 reduziert. Während des Bremsvorgangs der Materialbahn A wird das erste Vakuumfeld 22 der Vakuumstation 21 zugeschaltet (siehe 5c). Dadurch wird zum einen das Abbremsen unterstützt. Zum anderen wird die Materialbahn A dadurch positionstreu in der Verbindungsstation 15 ausgerichtet und geführt.
Dann wird das nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A erzeugt. Das erfolgt vorzugsweise durch das vollständige Ablaufen der Materialbahn A von der Bobine B1, so dass die Materialbahn A rückstandsfrei von der Bobine B1 gelöst ist. Das nachlaufende Ende E1 der Materialbahn A kann aber auch durch Schneiden mittels eines Trennmittels erfolgen oder durch Abreißen entlang einer in der Materialbahn A bestehenden Perforation. Das erzeugte nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A wird dann in Förderrichtung T1 in die Verbindungsstation 15 gefördert und positionsgenau in der Verbindungsstation 15 dem vorauslaufenden Ende E2 der zweiten Materialbahn B gegenüber zum Stillstand gebracht. Dazu wird das zweite Vakuumfeld 23 der Vakuumstation 21 zugeschaltet (siehe 5d). Die dadurch zueinander ausgerichteten Enden E1, E2 der Materialbahnen A, B liegen dann separat fixiert einander gegenüber. Vorzugsweise werden das nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A und das vorauslaufende Ende E2 der zweiten Materialbahn B vor dem Verbinden geschnitten, so dass ein nichtkomplementärer, insbesondere invers-komplementärer Schnittverlauf der beiden Enden E1, E2 erzeugt wird. Dann wird das geschnittene, nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A mit dem geschnittenen, vorauslaufenden Ende E2 der zweiten Materialbahn B unter Bildung eines Reststücks AR der ersten Materialbahn A verbunden. Dazu werden die beiden Enden E1, E2 vorzugsweise unter Einwirkung von Feuchte und/oder Wärme aufeinandergepresst, so dass im Überlappungsbereich der Enden E1, E2 eine Verbindung erzeugt wird (siehe 5e). Beispielsweise kann zum Verbinden und Pressen eine Heizvorrichtung in die Verbindungsstation 15 bewegt und wieder aus der Verbindungsstation 15 heraus bewegt werden.
Nach dem Verbindungsvorgang läuft die zweite Materialbahn B, die dann zur ersten Materialbahn A wird, zum Produktionsprozess von der zweiten Bobine B2 ab. Das Reststück AR der ersten Materialbahn A wird noch vom ersten Vakuumfeld 22 der Vakuumstation 21 gehalten (siehe 5f). Dann wird das Reststück AR der ersten Materialbahn A gelöst und automatisch entfernt, indem der Vakuumgreifer 35 in die Verbindungsstation 15 geschwenkt wird und das Reststück AR ansaugt (siehe 5g). Dann wird das Vakuum des ersten Vakuumfeldes 22 für die erste Materialbahn A deaktiviert, um dann das Reststück AR mittels des Vakuumgreifers 35 aus der Verbindungsstation zu entfernen (siehe 5h). Der Vakuumgreifer 35 wird aus der Verbindungsstation 35 über einen Auffangbehälter 36 geschwenkt, wobei das Reststück AR nach dem Deaktivieren des Vakuums am Vakuumgreifer 35 in den Auffangbehälter 36 fällt.
Mit Erkennen der Markierung auf der Materialbahn A mittels des Detektionsmittels 33 und/oder des Endes der Materialbahn A mittels des Sensors wird die Zeit und/oder die Strecke gemessen und/oder ermittelt, bis das nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A die Verbindungstation 15 erreicht und insbesondere dann fixiert wird. Die Höhe des an den Vakuumfeldern 22 bis 24 der Vakuumstation 21 anliegenden Unterdrucks wird aktiv gesteuert. Dabei wird jedes Vakuumfeld 22 bis 24 der Vakuumstation 21 separat gesteuert. Nach dem Trennen der ersten Materialbahn A von der Bobine B1, unabhängig davon, ob das Trennen durch Ablaufen, Reißen, Schneiden oder anderweitig erfolgt, bildet das dadurch erzeugte nachlaufende Ende E1 ein „flatterndes“ Ende. Um dieses „flatternde“ Ende ausgerichtet und geführt in die Verbindungsstation 15 zu fördern, wird die erste Materialbahn A und insbesondere das erzeugte nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A beim Fördern zur Verbindungsstation 15 mittels einer Führungsvorrichtung 26 geführt.
Besonders bevorzugt wird das Verfahren mit einer Vorrichtung 10 nach einem oder mehreren der Ansprüche 23 bis 33 ausgeführt.
Das Verbinden des nachlaufenden Endes E1 der ersten Materialbahn A mit dem vorauslaufenden Ende E2 der zweiten Materialbahn B - also der Splicevorgang - erfolgt bei Stillstand oder bei einer Geschwindigkeit größer 0 m/s des nachlaufenden Endes E1 der ersten Materialbahn A in Förderrichtung T1 der Materialbahn A. Wenn der Splicevorgang - vorzugsweise bei Stillstand der Materialbahnen A, B - erfolgt, ist beispielsweise ein nicht explizit dargestellter Schlaufenspeicher vorgesehen. Die zur Produktion von der Bobine B1 abgespulte und in Förderrichtung T1 geförderte Materialbahn A ist darin mäanderförmig durch Umlenkbolzen geführt, um einen Vorrat an Materialbahn A zu erzeugen. Der Schlaufenspeicher ist in Förderrichtung T1 stromabwärts der Verbindungsstation 15 angeordnet, um den gebildeten Vorrat ablaufen zu lassen, wenn die Verbindung der Materialbahnen A, B in der Verbindungsstation 15 erzeugt wird.

Claims

Verfahren zum Verbinden von zwei jeweils von einer Bobine (B1, B2) ablaufenden Materialbahnen (A) und (B), gekennzeichnet durch die Schritte: - Bereitstellen der ersten von der Bobine (B1) ablaufenden Materialbahn (A) und der zweiten von der Bobine (B2) ablaufenden Materialbahn (B), - Fördern eines vorauslaufenden Endes (E2) der zweiten Materialbahn (B) in Förderrichtung T2 in eine Verbindungsstation (15), - Erzeugen eines nachlaufenden Endes (E1) der ersten Materialbahn (A), - Fördern des erzeugten nachlaufenden Endes (E1) der ersten Materialbahn (A) in Förderrichtung (T1) in die Verbindungsstation (15), - Verbinden des nachlaufenden Endes (E1) der ersten Materialbahn (A) mit dem vorauslaufenden Ende (E2) der zweiten Materialbahn (B).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es nachfolgende Schritte umfasst: - Ausrichten des nachlaufenden Endes (E1) der ersten Materialbahn (A) und des vorauslaufenden Endes (E2) der zweiten Materialbahn (B) zueinander mindestens im Bereich der Verbindungsstation (15), und/oder - separates Fixieren der beabstandet zueinander liegenden nachlaufenden Enden (E1) der ersten Materialbahnen (A) und (E2) der zweiten Materialbahn (B) in der Verbindungsstation (15), wobei das - Verbinden der beiden ausgerichteten und separat fixierten Enden (E1) und (E2) der beiden Materialbahnen (A) und (B) miteinander unter Bildung eines Überlappungsbereiches mittels der Verbindungsstation (15) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen des nachlaufenden Endes (E1) der ersten Materialbahn (A) durch ein vollständiges Leerlaufen der Bobine (B1) oder durch eine Sollbruchstelle in der ersten Materialbahn (A) oder durch ein Schneiden der ersten Materialbahn (A) erfolgt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das vorauslaufende Ende (E2) der zweiten Materialbahn (B) bereits in einer Verbindungsposition in der Verbindungstation (15) platziert und fixiert ist, während die erste Materialbahn (A) zur und durch die Verbindungsstation (15) gefördert wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das nachlaufende Ende (E1) der ersten Materialbahn (A) und/oder das vorauslaufende Ende (E2) der zweiten Materialbahn (B) vor dem Verbinden geschnitten werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das definierte Ende der ersten Materialbahn (A) durch ein Detektieren einer auf der ersten Materialbahn (A) aufgebrachten Markierung, insbesondere einer Druckmarke, erkannt wird, wobei insbesondere nach dem Detektieren der Markierung, insbesondere der Druckmarke, die Fördergeschwindigkeit der ersten Materialbahn (A) reduziert wird, derart, dass die relative Geschwindigkeit zur zweiten Materialbahn (B) null ist, wenn sich das nachlaufende Ende (E1) der ersten Materialbahn (A) in der Verbindungsstation (15) befindet.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit und/oder die Strecke, bis das nachlaufende Ende (E1) der ersten Materialbahn (A) die Verbindungstation (15) erreicht und insbesondere dann fixiert wird, gemessen und/oder ermittelt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausrichten und/oder separate Fixieren der zu verbindenden Enden (E1, E2) der beiden Materialbahnen (A, B) in der Verbindungsstation (15) mittels mindestens einer Vakuumstation (21) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abbremsen und/oder während des Abbremsens der Fördergeschwindigkeit der ersten Materialbahn (A) mindestens ein Vakuumfeld (22) der Vakuumstation (21) aktiviert wird, mittels dem das nachlaufende Ende (E1) der ersten Materialbahn (A) im Bereich der Verbindungsstation (15) ausgerichtet und/oder fixiert wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abbremsen und/oder insbesondere zum Fixieren des nachlaufenden Endes (E1) der ersten Materialbahn (A) in der Verbindungsposition mindestens ein zweites, in Förderrichtung T1 nachgeordnetes Vakuumfeld (23) der Vakuumstation (21) aktiviert wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausrichten und/oder Fixieren des vorauslaufenden Endes (E2) der zweiten Materialbahn (B) mindestens ein drittes Vakuumfeld (24) der Vakuumstation (21) aktiviert wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des an den Vakuumfeldern (22 bis 24) der Vakuumstation (21) anliegenden Unterdrucks aktiv gesteuert wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Vakuumfeld (22 bis 24) der Vakuumstation (21) separat gesteuert wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das nachlaufende Ende (E1) der ersten Materialbahn (A) und/oder das vorauslaufende Ende (E2) der zweiten Materialbahn (B) zum Verbinden befeuchtet und/oder verpresst und/oder erwärmt werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verbinden der ersten Materialbahn (A) mit der zweiten Materialbahn (B) die Fixierung der zweiten Materialbahn (B) deaktiviert wird, so dass die zweite Materialbahn (B) von der vollen Bobine (B2) abgespult wird, während das von der ersten Materialbahn (A) verbliebene Reststück (AR) mittels mindestens eines der ersten Materialbahn (A) zugeordneten Vakuumfeldes (22) weiter fixiert wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Reststück (AR) der ersten Materialbahn (A) gelöst und automatisch entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Reststück (AR) der ersten Materialbahn (A) mittels eines Vakuumgreifers (35) zunächst angesaugt wird, dann das Vakuum des Vakuumfeldes (22) für die erste Materialbahn (A) deaktiviert wird, um dann das Reststück (AR) mittels des Vakuumgreifers (35) aus der Verbindungsstation (21) zu entfernen.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumgreifer (35) aus der Verbindungsstation (21) über einen Auffangbehälter (36) geschwenkt wird, wobei das Reststück (AR) nach dem Deaktivieren des Vakuums am Vakuumgreifer (35) in den Auffangbehälter (36) fällt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Materialbahn A und insbesondere das erzeugte nachlaufende Ende E1 der ersten Materialbahn A beim Fördern zur Verbindungsstation (21) mittels einer Führungsvorrichtung (26) geführt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden des nachlaufenden Endes (E1) der ersten Materialbahn (A) mit dem vorauslaufenden Ende (E2) der zweiten Materialbahn (B) bei Stillstand oder bei einer Geschwindigkeit größer 0 m/s des nachlaufenden Endes (E1) der ersten Materialbahn (A) in Förderrichtung (T1) der Materialbahn (A) erfolgt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verbinden der ersten Materialbahn (A) mit der zweiten Materialbahn (B) die zweite Materialbahn (B) zur ersten Materialbahn (A) wird, derart, dass die neue erste Materialbahn (A) mit einer neuen zweiten Materialbahn (B) verbunden wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 23 bis 33 ausgeführt wird.
Vorrichtung (10), ausgebildet und eingerichtet zum Verbinden von zwei jeweils von einer Bobine (B1, B2) ablaufenden Materialbahnen (A) und (B), umfassend Mittel (11, 12) zum Bereitstellen der ersten Bobine (B1) mit der ersten Materialbahn (A) und zum Bereitstellen der zweiten Bobine (B2) mit der zweiten Materialbahn (B), Fördermittel (13, 14) zum Fördern der Materialbahnen (A, B) in Förderrichtung (T1) bzw. (T2) in eine Verbindungsstation (15), eine Verbindungsstation (15) zum Verbinden der Materialbahnen (A) und (B), nämlich eines nachlaufenden Endes (E1) der ersten Materialbahn (A) mit einem vorauslaufenden Ende (E2) der zweiten Materialbahn (B) unter Bildung eines Überlappungsbereiches, sowie eine Steuerungseinrichtung (16) zum Steuern des Verbindungsprozesses, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (16) dazu ausgebildet und eingerichtet ist, das nachlaufende Ende (E1) der ersten Materialbahn (A) in die Verbindungsstation (15) zu fördern, nachdem das nachlaufende Ende (E1) der ersten Materialbahn (A) erzeugt wurde.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (19, 20) zum Ausrichten und/oder Fixieren der beabstandet zueinander liegenden Materialbahnen (A, B) in der Verbindungsstation (15) vorgesehen sind.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (16) mindestens einen Programmbaustein umfasst, der derart ausgebildet und eingerichtet, insbesondere programmiert, ist, dass das nachlaufende Ende (E1) der ersten Materialbahn (A) abgebremst und in der Verbindungsstation (15) auf eine Relativgeschwindigkeit zur zweiten Materialbahn (B) von 0 m/s gebracht wird.
Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsstation (15) eine Vakuumstation (21) mit mindestens einem Vakuumfeld (22, 23, 24) angeordnet ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumstation (21) mindestens zwei Vakuumfelder (22 bis 24) umfasst, die an eine Unterdruckeinheit angeschlossen sind.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Vakuumfeld (22) einem Förderpfad der ersten Materialbahn (A) und ein weiteres Vakuumfeld (24) einem Förderpfad der zweiten Materialbahn (B) zugeordnet ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass in Förderrichtung (T1) hinter dem ersten Vakuumfeld (22) ein zweites Vakuumfeld (23) angeordnet ist, das dem ersten Förderpfad zugeordnet ist.
Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstation (15) eine Schneidvorrichtung (30) umfasst, die zum Schneiden eines freien, nachlaufenden Endes (E1) der ersten Materialbahn (A) und/oder eines freien, vorauslaufenden Endes (E2) der zweiten Materialbahn (B) ausgebildet und eingerichtet ist.
Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 23 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass in Förderrichtung (T1) zwischen der leerlaufenden Bobine (B1) der ersten Materialbahn (A) und der Verbindungsstation (15) ein Detektionsmittel (33) angeordnet ist, das zum Detektieren von auf der Materialbahn (A) befindlichen Markierungen, insbesondere Druckmarken, ausgebildet und eingerichtet und an die Steuerungseinrichtung (16) angeschlossen ist.
Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 23 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass in Förderrichtung (T1) zwischen der leerlaufenden Bobine (B1) der ersten Materialbahn (A) und der Verbindungsstation (15) eine Führungsvorrichtung (26) angeordnet ist, die zum Führen und/oder Ausrichten des von der leergelaufenen Bobine (B1) gelösten freien nachlaufenden Endes (E1) der ersten Materialbahn (A) ausgebildet und eingerichtet ist.
Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 23 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verbindungsstation (15) eine Handhabungsvorrichtung (34) angeordnet ist, die zum automatischen Entfernen von Reststücken (AR) der ersten Materialbahn (A) ausgebildet und eingerichtet ist.