DE1080008B - Verfahren und Vorrichtung zum Abschneiden von Stuecken bestimmter Laenge von einem Band, insbesondere fuer das Herstellen von Mundstueckzigaretten - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abschneiden von Stücken bestimmter Länge von einem Band, insbesondere für das Herstellen von Mundstückzigaretten, wobei das Band fortlaufend und mit einer bestimmten Vorschubgeschwindigkeit auf eine Widerlagerfläche für ein Messer aufläuft, die schneller bewegt wird als das Band, so daß das Band hinter der Widerlagerfläche, auf der das Band periodisch durch Messer zerschnitten wird, zurückbleibt, d. h. schlüpft. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens.

Das Verfahren und die Vorrichtung finden bevorzugt bei Zigarettenmaschinen Verwendung, bei denen ein abgeschnittenes Ende eines Zigarettenstranges und ein Filtermundstück eine Gruppe bilden, um den ein von einem Band abzuschneidendes Stück herumgewickelt wird. Bei dem Band kann es sich um ein Korkband handeln.

Bei einer bereits vorgeschlagenen Maschine dieser Art, bei der die Widerlagerfläche von dem Umfang einer Trommel gebildet wird und mit einer Geschwindigkeit läuft, welche die lineare Vorschubgeschwindigkeit des zugeführten Bandes übertrifft, wird das Band im Augenblick des Durchschneidens durch das Messer an die Trommel angedrückt, und diese nimmt das Band dabei mit seiner höheren Umfangsgeschwindigkeit mit und erhöht daher die Spannung des Bandes. Je nach der Größe dieser Spannung entsteht die Gefahr, daß das Korkband reißt. Das hätte aber eine unerwünschte Betriebsstörung zur Folge.

Weiter ist an den Mundstückzigarettenmaschinen erwünscht, daß man sie nicht zu häufig zum Zwecke des Auswechselns des Messers, mit dem das Korkmundstückband zerschnitten wird, stillsetzen muß. Um diesem Wunsch Rechnung zu tragen, wäre es zweckmäßig und ist auch schon durchgeführt worden, die Messerwelle mit mehreren Messern zu versehen. Fehlen hierbei aber besondere Vorkehrungen, dann würde beim Schneidvorgang die Spannung in dem Korkband über die zulässige Grenze erhöht werden.

Der Erfindung liegt nun in erster Linie die Aufgabe zugrunde, die Schneidvorrichtung für das Band so auszugestalten, daß im Augenblick des Schneidvorganges, also bei der Einwirkung des Messers auf das Band, die Spannung im Band herabgesetzt wird, damit das Zerreißen des Mundstückbandes unterbleibt und daher die dadurch bedingten Verlustzeiten verringert oder beseitigt werden.

Weiterhin kann hierdurch auch eine Messerwelle mit in bekannter Weise mehreren Messern oder eine entsprechende Einrichtung zum Zerschneiden des Bandes in einzelne Stücke verwendet werden, ohne daß die Gefahr allzu großer Spannung im Band entsteht. Schließlich soll dadurch erreicht werden, daß die Verfahren und Vorrichtung

zum Abschneiden von Stücken

bestimmter Länge von einem Band,

insbesondere für das Herstellen

von Mundstückzigaretten

ίο Anmelder:

American Machine & Foundry Company, New York, N. Y. (V. St. A.)

^L5 Vertreter:

Dipl.-Ing. M. Licht, München 2, Sendlinger Str. 55,
und Dr. R. Schmidt, Oppenau (Renchtal), Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 4. Dezember 1956

Malcolm Everett Phillips jun., Raleigh N. C. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden

Betriebszeiten der Maschine bis zum jeweils nächsten Auswechseln der Messer verlängert werden.

Zur Lösung dieser Aufgaben wird erfindungsgemäß die Vorschubgeschwindigkeit des Bandes während des Eingreifens des Messers in dieses periodisch erhöht. Dabei wird vorzugsweise die periodische Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit des Bandes so bemessen, daß diese vorübergehend die Vorschubgeschwindigkeit der Widerlagerfläche, also die Umfangsgeschwindigkeit der Schneidtrommel, annähernd erreicht.

Zum Ausführen des Verfahrens mit Hilfe einer Vorrichtung, die einen gleichförmig laufenden Antrieb für die Bandvorschubvorrichtung hat, die im Abstand von der Widerlagerfläche für das Messer angeordnet ist, erhält die Vorrichtung erfindungsgemäß eine Spannvorrichtung, die das Band zwischen der Vor-Schubvorrichtung und der mit gleichförmiger Geschwindigkeit laufenden Widerlagerfläche des Messers ergreift und die von dem Band zwischen der Vorschubvorrichtung und dem Messer beschriebene Bahn in an sich bekannter Weise periodisch verlängert und verkürzt, wobei jedoch die Verkürzung der Bahn während des Eingriffs des Messers in das Band erfolgt. Das periodische Verlängern oder Verkürzen eines

Bandes, das mit ununterbrochener Bewegung einer Arbeitsstelle zugeführt wird, ist bei einer Vorrichtung

909 770/74

zum Belegen eines Hülsenstreifens mit Blattgold auf einer ortsfesten Unterlage bekannt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen; in diesen zeigt

Fig. 1 einen schematischen Aufriß der Schneidvorrichtung für das Band in Verbindung mit der erfindungsgemäß ausgestalteten Einrichtung zum Zuführen des Bandes zu der Saugfläche der Schneidtrommel,

Fig. 2 einen schematischen Aufriß der das Mundstückband aufnehmenden Trommel mit der Messerwelle und mit einer Spannrolle für das zugeführte Band, die exzentrisch an einer angetriebenen Welle angebracht ist,

Fig. 3 einen schematischen Aufriß der das Mundstückband aufnehmenden T.rommel mit der Messerwelle und mit einer schwingend gelagerten Spannrolle für das zugeführte Band und

Fig. 4 eine schematische Darstellung, die erkennen läßt, wie sich bei Ausrüstung der Messerwelle mit mehreren Messern der Winkel der Messerbahn verringert und infolgedessen die Spannung in dem Band zunimmt.

Die Erfindung wird nachstehend in Anwendung auf eine Vorrichtung zum Befestigen des Filtermundstückes an einem Zigarettenstrang erläutert; doch ist die Erfindung überall dort anwendbar, wo sich beim Zerschneiden eines Bandes im Bewegungszustand im wesentlichen dieselben Aufgaben ergeben.

Fig. 1 veranschaulicht schematisch denjenigen Teil der Vorrichtung zum Befestigen des Filtermundstückes an einem Zigarettenstrang, der dazu dient, das Band der Schneidvorrichtung zuzuführen, die von dem Band jeweils das Stück abschneidet, das alsdann als Wickel zum Befestigen des Filtermundstückes an dem Zigarettenstrang dient.

Das zum Vereinigen des Filtermundstückes mit dem Zigarettenstrang dienende Band TM wird von einer Vorratspule 10 aus über Rollen 12 und 14 zugeführt und läuft zwischen zwei Vorschubrollen 16 und 18 hindurch, alsdann um eine Leimauftragsrolle 20 und eine Spannrolle 22 herum in der Pfeilrichtung und gelangt schließlich auf die Oberfläche 24 einer Bandfördertrommel. Eine in einen Leimtopf 26 eintauchende Walze 28, von welcher der Leimüberschuß durch einen einstellbaren Schaber 30 abgestrichen wird, liegt an der Leimauftragsrolle 20 an, die den Leim auf die Unterseite des Bandes TM aufbringt.

In die Oberfläche 24 der Trommel sind in üblicher Weise metallische Widerlagerblöcke eingesetzt, die im Abstand voneinander um den Umfang der Trommel herum verteilt, aber in der Zeichnung nicht veranschaulicht sind. Diese Blöcke bieten ein Widerlager für die an der Messerwalze 50 vorgesehenen Messer 32 und 34., die jedesmal, wenn sie durch die Schneidstelle hindurchlaufen, auf einen solchen Widerlagerblock treffen.

Außerdem ist die Trommelfläche 24 mit Sauglöchern versehen, die das auf die Trommel aufgebrachte Band TM festsaugen, aber doch in ebenfalls bekannter Weise einen gewissen Schlupf des Bandes zulassen. Dieser Schlupf kommt dadurch zustande, daß die Vorschubrollen 16 mit einer geringeren Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden als die Trommeloberfläche 24, weshalb das Band hinter der Trommeloberfläche 24 zurückbleibt.

Beim Durchlauf des Bandes unter der Messerwelle wird jeweils das vordere Ende T des Bandes abgeschnitten. Dieses abgeschnittene Ende T läuft dann infolge der höheren Geschwindigkeit der Trommeloberfläche 24 voraus und läßt dabei das Vorderende des Bandes TM hinter der Schnittstelle in einem wachsenden Abstand hinter sich zurück. Dieser Abstand ist erforderlich, damit der Wickelvorgang beendet werden kann, bevor das nächste abgeschnittene Ende T an die Wickelstelle gelangt, um den nächsten Zigarettenstrang mit einem Filtermundstück zu verbinden.

Die Vorschubrolle 16 führt das Band TM mit einer linearen Geschwindigkeit zu, die vom Umfang der Zigarette abhängt. Die Umfangsgeschwindigkeit, mit der das Messer 32 (oder 32 und 34 bei Verwendung zweier Messer) umläuft, entspricht der Umfangsgeschwindigkeit der Trommelfläche 24 und übertrifft daher die lineare Zulaufgeschwindigkeit des Bandes, wie bereits beschrieben. In dem Augenblick nun, in welchem die Schneide des Messers in das Band eingreift, wie in Fig. 4 bei 36 gezeigt, drückt die Schneide das Band an die Fläche 24 der Trommel an und bewirkt dadurch, daß das unter dem Messer befindliche Band von der Trommel mitgenommen wird und schneller läuft, nämlich mit der Geschwindigkeit der Trommeloberfläche, d. h. schneller, als es der Laufgeschwindigkeit des Bandes im Bereich der Vorschubrolle 16 entspricht. Das Band wird dadurch gedehnt und zusätzlich gespannt und kann daher reißen. Die Spannung wächst, bis das Band durchschnitten ist, was geschieht, wenn das Messer die Stelle 38 erreicht. Der unter dem Einfluß des Messers von der Trommeloberfläche 24 auf das Band ausgeübte Zug sei nachstehend als »Messerspannung« bezeichnet. Dieser Zug kommt während der ganzen Zeit zur Wirkung, während welcher das Band die Strecke 6* durchläuft, sofern die Messerwelle 40 ein einziges Messer 32 trägt.

Rüstet man nun die Messerwelle mit mehreren Messern aus, dann wächst natürlich der Durchmesser des von den Messerschneiden beschriebenen Kreises 42j sofern in beiden Fällen eine Schneidtrommel der gleichen Größe zur Verwendung gelangt. Bei Anordnung zweier Messer auf der Messerwelle ist der Durchmesser des Kreises 42 doppelt so groß wie bei Anordnung eines einzigen Messers. Die Drehzahl der Messerwelle sinkt dann auf die Hälfte. Bei Anordnung von drei Messern auf der Messerwelle würde der Kreis 42 den dreifachen Durchmesser erhalten, während die minutliche Drehzahl der Messerwelle auf ein Drittel sinkt.

Die Messer 44 der mit mehr als einem Messer ausgerüsteten Messerwelle ergreifen das Band an der Stelle 46 und nähern sich der Trommeloberfläche 24 in einem spitzeren Winkel. Das führt aber dazu, daß die Messerspannung wächst, weil diese beim Durchlaufen der Strecke D zunimmt. Bei den üblicherweise verarbeiteten Bändern für Korkmundstücke oder weiße Papiermundstücke ist die Schneidvorrichtung ohne besondere Vorkehrungen aus diesem Grunde insbesondere dann angebracht, wenn die Messerwelle mit einem einzigen Messer ausgerüstet ist. Denn bei Anordnung von mehreren Messern kann die erhöhte Messerspannung zum Reißen des Bandes führen.

Man könnte nun daran denken, die Messerspannung dadurch zu verringern und das Reißen des Bandes zu verhindern, daß man die Vorschubrolle 16 in bekannter Weise mit veränderlicher Geschwindigkeit antreibt. Das hätte aber das Ergebnis, daß das Band auch mit veränderlicher Geschwindigkeit über die Leimauftragsrolle 20 läuft. Dann würde der Leim ungleichmäßig aufgetragen werden, was unerwünscht ist.

Wie die sich hieraus ergebende Aufgabe nun gelöst worden ist, ergibt sich aus dem Folgenden:

Bei dem in Fig. 2 veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat die Messerwelle zwei Messer 32 und 34. In dem Augenblick nun, in welchem das Band zum Abschneiden seines vorderen Stückes zwischen dem Messer 32 bzw. 34 und der Trommelfläche 24 eingeklemmt wird, wird es zwangsweise mit einer höheren Geschwindigkeit mitgenommen, als es von der Vorschubrolle 16 gefördert wird. Dadurch wird es auf dem Abstand zwischen der Rolle 16 und der Messerschneide unter Spannung gesetzt.

Die von dem Band zwischen der Vorschubrolle 16 und dem Punkt des Auflaufens auf die Oberfläche 24 beschriebene Bahn ist keineswegs die kürzestmögliche Bahn, die in Fig. 2 durch die gerade Linie L wiedergegeben wird. Um nun zu vermeiden, daß ein zu starker Zug auf das Band ausgeübt wird, sind erfindungsgemäß Einrichtungen vorgesehen, durch welche diese Bahn periodisch im Takt der Schneidvorgänge um so viel verkürzt wird, daß das Band dadurch entspannt wird und daher mit seinem vorderen Ende bis auf die Umfangsgeschwindigkeit der Trommelfläche 24 beschleunigt werden kann, während das Messer dieses vordere Ende ergreift, ohne daß während des Schneid-Vorganges das Band unter eine zusätzliche Spannung gesetzt würde.

Die periodische Verkürzung der von dem Band zurückgelegten Bahn wird nach einem weiteren Erfindungsmerkmal dadurch bewirkt, daß eine das Band führende Spannrolle 22 in dem Augenblick des Eingreifens des Messers 32 oder 34 in das Band TM oder kurz davor in Richtung auf die Linie L verschoben wird und dann während der Vollendung des Schneidvorganges wieder in die Ausgangslage zurückkehrt.

Für diese periodische Verstellung der Spannrolle 22 stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung, von denen zwei nachstehend näher erläutert werden sollen:

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Spannrolle 22 exzentrisch an einer angetriebenen Welle 48 angeordnet, die unmittelbar von der Messerwelle 50 aus durch einen Kettentrieb angetrieben wird, also in zeitlicher Abhängigkeit vom Schneidvorgang. Der Kettentrieb besteht aus einem Kettenrad 52, der Welle 50, aus einem Kettenrad 54, der Exzenterwelle 48, aus einer Spannrolle 56 und aus der Kette 58. Die Exzenterwelle 48 kann natürlich auch auf andere Weise angetrieben werden. Es kommt nur darauf an, daß ihre Umlaufgeschwindigkeit in einem bestimmten Verhältnis zu derjenigen der Messerwelle 50 steht.

Bei Anordnung zweier Messer auf der Messerwelle 50 muß die Exzenterwelle 48 mit der doppelten Drehzahl wie diese umlaufen. Trägt die Messerwelle 50 indessen noch mehr Messer, dann erfordert es das ordnungsgemäße Arbeiten bei dieser Anordnung, daß die Drehzahl der Exzenterwelle 48 zur Drehzahl der Messerwelle in einem der Zahl der Messer entsprechenden Verhältnis steht.

Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel. Bei diesem ist die Spannrolle 22 am Ende eines bei 62 gelagerten Pendelarmes 60 angebracht. Die Schwingungen des Pendelarmes erfolgen im Takt mit dem Schneidvorgang. Um dies zu erreichen, muß der Pendelarm 60 von der Messerwelle 50 aus oder von irgendeiner anderen Welle aus angetrieben werden, deren Drehzahl in einem bestimmten Verhältnis zu demjenigen der Messerwelle 50 steht. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 erfolgt der Antrieb des Pendelarmes 60 durch eine auf der, Messerwelle 50 sitzende Kurbelscheibe 64 und eine Pleuelstange 66.

Dieser Antrieb des Pendelarmes von der Messerwelle aus setzt die Verwendung eines einzigen Messers voraus. Trägt die Messerwelle mehrere Messer, dann muß die minutliche Schwingungszahl des Pendelarmes im Verhältnis der Messeranzahl erhöht werden. Die Spannrolle 22 kann auch auf andere Weise in Schwingung versetzt werden, z. B. durch eine Schubkurve, mit welcher der Pendelarm durch eine Feder in Kraftschluß gehalten wird. Es kann auch ein Schubkurvenkörper verwendet werden, der formschlüssig mit dem die Spannrolle 22 tragenden Pendelarm verbunden ist, um nur zwei weitere Antriebsmöglichkeiten zu erwähnen.

Bei der Ausführung der Erfindung können ferner sämtliche bekannten gebräuchlichen Bauarten für das periodische Nachlassen und Spannen des Bandes verwendet werden.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abschneiden von Stücken bestimmter Länge von einem Band, insbesondere für das Herstellen von Mundstückzigaretten, wobei das Band fortlaufend und mit einer bestimmten Vorschubgeschwindigkeit auf eine Widerlager fläche für ein Messer aufläuft, die schneller bewegt wird als das Band, so daß das Band hinter der Widerlagerfläche, auf der das Band periodisch durch das Messer zerschnitten wird, zurückbleibt (schlüpft), dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubgeschwindigkeit des Bandes (TM) während des Eingreifens des Messers (32, 34) in dieses periodisch erhöht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Bemessung der periodischen Erhöhung· der Vorschubgeschwindigkeit des Bandes (TM), daß diese vorübergehend die Vorschubgeschwindigkeit der Widerlagerfläche (24) annähernd erreicht.

3. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem gleichförmig laufenden Antrieb für die Bandvorschubvorrichtung, die im Abstand von der Widerlagerfläche für das Messer angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Spannvorrichtung (48, 22 bzw. 60, 22), die das Band zwischen der Vorschubvorrichtung (16, 18) und der mit gleichförmiger Geschwindigkeit laufenden Widerlagerfläche (24) des Messers (32,34) ergreift und die von dem Band (TM) zwischen der Vorschubvorrichtung und dem Messer beschriebene Bahn in an sich bekannter Weise periodisch verlängert und verkürzt, wobei jedoch die Verkürzung der Bahn während des Eingriffs des Messers (32, 34) in das Band (TM) erfolgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher das Schneidwiderlager von einer umlaufenden Trommel und die Vorschubvorrichtung von einer Vorschubrolle gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen der Vorschubrolle (16) und der Widerlagertrommel (24) gelegene Spannvorrichtung von einer Rolle (22) gebildet wird, die etwa in Bewegungsrichtung des von der Rolle ablaufenden Bandes beweglich gelagert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannrolle (22) exzentrisch an einer angetriebenen Welle (48) gelagert ist, die mit einer Drehzahl umläuft, welche zur Drehzahl der Messerwelle (50) in einem der Zahl der Messer (32, 34) entsprechenden Verhältnis steht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Spannrolle (22) tragende Exzenterwelle (48) durch die die Messer (32, 34) tragende Welle (50) antreibbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung der Spannvorrichtung, daß die von dem Band (TM) zwischen der Vorschubvorrichtung (16, 18) und dem Messer beschriebene Bahn in demjenigen Augenblick das kürzeste Maß erreicht, in welchem die Messerschneide den Schnitt beendet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannrolle (22) durch einen

Schwingantrieb (64, 66) hin und her beweglich ist, dessen Schwingungszahl zur Drehzahl der Messerwelle in einem der Anzahl der Messer (32, 34) entsprechenden Verhältnis steht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingantrieb aus einem Pendelarm (60) und aus einer diesen mit der Messerwelle (50) verbindenden Kurbelstange (66) besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 250301, 892 424;
USA.-Patentschrift Nr. 2649 761.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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