DE19507395A1 - Wickelvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden von axial fluchtend zu Gruppen zusammengestellten stabförmigen Tabakarti­ keln mit Filterstopfen oder Mundstücken unrunden Querschnitts durch Herumwickeln von beleimten Verbindungsblättchen um die Artikelgruppen mit einer um ihre Achse drehbaren Rolltrommel mit achsparallelen Saugmulden zum Halten der Artikelgruppen, einer am Umfang der Rolltrommel angeordneten Rollfläche und einer zusammen mit der Rollfläche einen Rollkanal bildenden stationären Gegenrollfläche.

Bei der Herstellung von Filterzigaretten werden gewöhnlich aus zwei mit Abstand axial fluchtenden Tabakstäben und einem Filter­ abschnitt doppelter Gebrauchslänge Artikelgruppen gebildet, indem der Filterabschnitt in eine passende Lücke zwischen den Tabakstäben eingefügt wird und die Artikel dann axial zusammen­ geschoben bzw. ausgerichtet werden. Diese Gruppen aus noch nicht miteinander verbundenen Artikeln werden mit einem beleim­ ten Verbindungsblättchen versehen, das über den Filterabschnitt hinweg den Bereich vom Ende eines Tabakstabs zum benachbarten Ende des anderen Tabakstabs überbrückt, und in die Haltemulden einer Rolltrommel übergeben. Die mit den Verbindungsblättchen, auch Belagblättchen genannt, versehene Artikelgruppe wird in einen zwischen der als Rollfläche ausgebildeten Oberfläche der Rolltrommel und einer stationären Gegenrollfläche einer "Roll­ hand" gebildeten Rollkanal hinein bewegt, in welchem die Arti­ kelgruppe zwischen der Rollfläche der Rolltrommel und der Gegen­ rollfläche gerollt und dabei das beleimte Verbindungsblättchen um die Artikelgruppe herumgewickelt wird. Das Verbindungsblätt­ chen verbindet die Bestandteile der Artikelgruppe zu einer Filterzigarette doppelter Gebrauchslänge. Natürlich können in entsprechender Weise auch Filterzigaretten einfacher Gebrauchs­ länge hergestellt werden, wenn jeweils nur ein Tabakstab mit einem Filterabschnitt einfacher Gebrauchslänge mittels eines Verbindungsblättchens verbunden wird. Diese Art, Tabakstäbe mit Filterabschnitten miteinander zu Filterzigaretten zu verbinden ist heute übliche Technik und hat sich bei der Herstellung von runden Zigaretten milliardenfach bewährt.

Beim Herstellen von Filterzigaretten unrunden Querschnitts versagt diese Technik, weil die starren Roll- und Gegenroll­ flächen das Rollen unrunder Gegenstände nicht zulassen. Da es aber einen Markt für unrunde, z. B. ovale Zigaretten gibt, be­ steht auch ein Bedarf an einer entsprechenden rationellen Fer­ tigungstechnik.

Es wurde daher bereits vorgeschlagen, anstelle einer starren stationären Gegenrollfläche in einer solchen Rolleinrichtung ein flexibles, mit einer reduzierten Geschwindigkeit mitlaufen­ des Band vorzusehen. Die Artikelgruppen unrunden Querschnitts rollen nun zwischen der Oberfläche der Rolltrommel und dem flexiblen Band ab, wobei sich das Band an die jeweils aktuelle Lage und den Verlauf des Artikelumfangs anpaßt (EP 0 124 289 B1). So wird zwar eine Umwicklung unrunder Artikelgruppen mit Ver­ bindungsblättchen durch Rollung möglich; das hat aber den Nach­ teil, daß der Druck, den das Band auf die rollende Artikel­ gruppe ausübt, je nach deren Winkellage sehr unterschiedlich ist. Das kann die Qualität der Artikel beeinträchtigen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Rollfläche der Rolltrommel und die Gegenrollfläche der unrun­ den Form der im Rollkanal rollenden Artikelgruppen angepaßte Wellenprofile aufweisen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbil­ dung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Wellenprofile der Rollfläche und der Gegenrollfläche derart ausgebildet sind, daß die Artikelgruppen im Rollkanal an den Wellenflächen abrol­ len und daß sich ihre Mittelachsen dabei wenigstens angenähert auf einer Kreisbahn um die Achse der Rolltrommel bewegen. Die Mittelachse der Artikel bleibt also auch bei dem Rollvorgang auf der Kreisbahn, der sie außerhalb der Rollvorrichtung folgt. Dadurch ergibt sich eine sehr symmetrische Rollung, welche eine bestmögliche Schonung der Artikel beim Rollvorgang bewirkt.

Um eine mehrfache Umrollung der Artikelgruppen zu ermöglichen, sieht die Erfindung weiter vor, daß das Wellenprofil der Gegen­ rollfläche in Förderrichtung aufeinanderfolgend wenigstens zwei im wesentlichen identische Profilabschnitte aufweist.

Eine weitere Fortbildung der Erfindung sieht vor, daß dem Roll­ kanal eingangsseitig eine stationäre, im wesentlichen parallel zu den Haltemulden der Rolltrommel ausgerichtete und radial in die Bewegungsbahn der Artikelgruppen eingreifende Startleiste zugeordnet ist, welche das Herausrollen der Artikelgruppen aus den Haltemulden der Rolltrommel und ihre Bewegung in den Roll­ kanal hinein unterstützt und sie dabei achsparallel ausrichtet. Diese Maßnahme erhöht die Funktionssicherheit der Rollvorrich­ tung, weil sie die Gefahr einer axialen Desorientierung der Ar­ tikelgruppen am Eingang des Rollkanals vermindert. So wird Störungen vorgebeugt. Außerdem bewirkt die Startleiste, daß der Rollvorgang am Eingang des Rollkanales zuverlässig einsetzt.

Durch die Erfindung wird eine weitere Vorrichtung zum Herstel­ len unrunder, insbesondere ovaler Filterzigaretten zur Verfü­ gung gestellt. Ihr besonderer Vorteil besteht darin, daß die Artikelgruppen im Rollkanal abrollen, ohne daß ihre Mittelach­ sen ihre kreisförmige Bewegungsbahn um die Achse der Rolltrom­ mel verlassen. Das führt zu einer Vergleichmäßigung der Bela­ stung beim Rollvorgang und schützt dadurch weitgehend vor Qua­ litätseinbußen bei den hergestellten Zigaretten. Die Bewegung der Mittelachsen der Artikel entlang der Kreisbahn, auf der sie auch außerhalb des Rollkanales bewegt werden, hat eine Vergleichmäßigung der Bewegung der Artikel in dem Rollkanal zur Folge, welche die bestmögliche Schonung der Artikel wäh­ rend des Rollvorganges bewirkt. Die durch die Erfindung gebo­ tene Möglichkeit, die Artikel mehrfach zu umrollen, führt zu einer sicheren Verbindung der Bestandteile der Artikel.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Filteransetzmaschine mit einer Wickelvorrichtung nach der Erfindung in einer schematischen Vorderan­ sicht,

Fig. 2 eine Ansicht einer Wickelvorrichtung nach der Erfin­ dung in einer vergrößerten schematischen Darstellung,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit A der Fig. 2 und

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine ovale Zigarette mit der Angabe der für die Beschreibung des Ausführungsbei­ spiels verwendeten geometrischen Größen.

In Fig. 1 ist eine Filteransetzmaschine zum Herstellen von Filterzigaretten in einer Vorderansicht schematisch dargestellt. Eine ausführliche Beschreibung einer solchen Maschine und eine Darstellung des Ablaufschemas zum Herstellen von Filterzigaret­ ten sind in der DE 40 08 475 A1 (entsprechend US 5 135 008) enthalten, auf die hier zur Ergänzung der Beschreibung hinge­ wiesen wird.

Eine Übernahmetrommel 2 übernimmt Tabakstäbe 3 doppelter Ge­ brauchslänge (Doppelzigaretten) von einer nicht dargestellten Zigarettenstrangmaschine, beispielsweise vom Typ Protos der Anmelderin. Die Doppelzigaretten gelangen queraxial auf eine Schneidtrommel 4 und werden mittels eines Kreismessers 6 in zwei gleich lange Tabakstäbe (Zigaretten) einfacher Gebrauchs­ länge zerschnitten. Die Tabakstäbe einfacher Gebrauchslänge werden auf einer Spreiztrommel 7 axial auseinander bewegt und dann an eine Zusammenstelltrommel 8 abgegeben. Aus einem Maga­ zin 9 gelangen in der Zeichnung nicht dargestellte Filterstäbe in bekannter Weise auf eine Schneidtrommel 11, werden von zwei Kreismessern 12 zu Filterstopfen doppelter Gebrauchslänge ge­ schnitten, auf einer Staffeltrommel 13 gestaffelt, von einer Schiebetrommel 14 zu einer Reihe hintereinanderliegender Stop­ fen ausgerichtet und von einer Beschleunigertrommel 16 in die Zwischenräume der Zigarettenreihen auf der Zusammenstelltrom­ mel 8 abgelegt. Die so gebildeten Artikelgruppen (Tabakstab-Fil­ terabschnitt-Tabakstab-Gruppen) werden axial dicht zusam­ mengeschoben und anschließend von einer Übergabetrommel 17 übernommen.

Ein Verbindungsmaterialstreifen bzw. Belagpapierstreifen 18 wird von einer Bobine 19 abgezogen, in einer Perforiereinrich­ tung 21 perforiert, in einer Beleimvorrichtung 22 beleimt und auf einer Belagwalze 23 von einer Messertrommel 24 in aufeinan­ derfolgende Belag- bzw. Verbindungsblättchen zerschnitten. Eine zweite Bobine 26 hält einen zweiten Verbindungsmaterial­ streifen 27 bereit, dessen Anfang mittels einer Spleißeinrich­ tung 28 mit dem Ende der ablaufenden Materialbahn 18 verbunden wird, sobald die erste Bobine 19 aufgebraucht ist. Anstelle der Perforiereinrichtung 21, mit der der laufende Belagpapier­ streifen perforiert wird, kann auch in bekannter Weise einer der Trommeln, beispielsweise der Trommel 32, eine Einrichtung zugeordnet sein, welche die Umhüllung der Zigaretten perforiert.

Die vom laufenden Verbindungsmaterialstreifen 18 abgetrennten Belagblättchen werden nacheinander mittig mit aufeinanderfol­ genden Zigarettenstab-Filterabschnitt-Zigarettenstab-Gruppen auf der Übergabetrommel 17 zusammengebracht und auf einer Rolltrommel 29 mittels einer Rollhand 31 um die Artikelgruppen herumgerollt.

Die so hergestellten Doppelfilterzigaretten werden über eine Zwischentrommel 32, auf der ihre Umhüllung alternativ zur Perforation des Belagmaterials mit der Einrichtung 21 auch mit Ventilationsöffnungen versehen werden kann, einer Schneidtrom­ mel 33 zugeführt und auf dieser mittels eines Kreismessers 34 zu Einzelfilterzigaretten konfektioniert. Diese werden auf einer Spreiztrommel 36 axial auseinander bewegt und auf zwei Prüftrommeln 37 und 38 mittels Prüfeinrichtungen 37a und 38a in zwei Reihen auf die Einhaltung vorgegebener Qualitätsmerk­ male wie Dichtigkeit der Umhüllung, Ventilationsgrad, Zugwider­ stand und dergleichen geprüft. Prüfeinrichtungen dieser Art sind bekannt und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung und brauchen daher hier nicht näher beschrieben zu werden. Die Prüfeinrichtungen sind mit einer nicht dargestellten, üblichen Steueranordnung 39 verbunden.

Die geprüften Zigaretten werden in zwei Reihen über eine Zwi­ schentrommel 41, von der mit einer Entnahmetrommel 51 einzel­ ne, insbesondere fehlerhafte Zigaretten entnommen werden kön­ nen, an eine Übergabetrommel 42 übergeben, welche eine Zigaret­ tenreihe über eine weitere Zwischentrommel 43 an einen Kegel­ wender 44 oder eine andere Umorientierungseinrichtung abgibt, welcher die axiale Orientierung der in dieser Reihe geförder­ ten Zigaretten in Übereinstimmung mit der axialen Orientierung der Zigaretten der anderen Reihe bringt. Kegelwender sind beispielsweise aus der DE-OS 20 20 138 ( US 3 625 103) bekannt. Die umorientierten Zigaretten werden von dem Kegelwender 46 axial versetzt wieder an die Zwischentrommel 43 oder eine axial entsprechend versetzte gleiche Trommel und weiter zu einer Sammeltrommel 47 überführt. Zwischen aufeinanderfolgen­ de gewendete Zigaretten legt eine weitere Zwischentrommel 48 von der Übergabetrommel 42 übernommene, nicht gewendete Ziga­ retten der zweiten Reihe auf der Sammeltrommel 47 ab. Alle Zigaretten werden nun in gleicher axialer Orientierung in einer Reihe zu einem Ablegerband 49 gefördert, von dem sie in einer einzigen einlagigen Reihe an einen nicht näher darge­ stellten Massenstromförderer oder eine andere die Zigaretten aufnehmende Einrichtung abgegeben werden.

Die Fig. 2 und 3 zeigen in vergrößerten Darstellungen die Rolleinrichtung 30 der Filteransetzmaschine 1 zum Umwickeln der Tabakstab-Filterabschnitt-Tabakstab-Gruppen 52 mit beleim­ ten Belagpapierblättchen 53, von denen in Fig. 3 eines zur Veranschaulichung dargestellt ist. Die übrigen Blättchen wer­ den der Einfachheit und besseren Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet. Die Rolleinrichtung 30 besteht aus der rotierenden Rolltrommel 29 und der stationären Rollhand 31 mit einer der Umfangsfläche der Rolltrommel 29 benachbart verlau­ fenden Gegenrollfläche 54.

Die Rolltrommel 29 weist einen hohlzylindrischen Trommelkörper 56 auf, der um einen stationären Steuerkörper 57 mit an eine nicht dargestellte Unterdruckquelle angeschlossenen Steuer­ schlitzen 58 in seiner äußeren Umfangsfläche umläuft. Am äuße­ ren Umfang des rotierenden Trommelkörpers 56 sind achsparallele Haltemulden 59 angeordnet, an welche über mit den Steuerschlit­ zen 58 korrespondierende Saugluftöffnungen 61 in vorgegebenen Winkelbereichen der Rolltrommel ein Saugzug anlegbar ist. Die Umfangsfläche der Rolltrommel 29 ist, was unten noch näher beschrieben wird, als Rollfläche 62 ausgebildet, in welche die flach ausgebildeten Haltemulden 59 integriert sind. Die Roll­ trommel rotiert in Richtung eines Pfeiles 63.

Die die Gegenrollfläche 54 aufweisende Rollhand 31 ist an einem nicht näher zu beschreibenden Parallelhebeltrieb 64 angebracht, der sie mittels eines Antriebes 66, beispielsweise einer Kolben-Zylinder-Einheit, bei Bedarf von der Rolltrommel 29 wegschwenkt und sie im Betrieb in ihrer funktionsgerechten Position hält.

Gemäß der Erfindung weisen die Rollfläche 62 der Rolltrommel 29 und die Gegenrollfläche 54 ein Wellenprofil auf, wie das in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Dadurch ergibt sich zwischen der Oberfläche der Rolltrommel 29 und der Gegenrollfläche 54 ein Rollkanal 67, dessen Breite in der Bewegungsrichtung 63 der Artikelgruppen variiert. Die Rollfläche 62 der Rolltrommel 29 und die Gegenrollfläche 54 sind der unrunden Form der im Rollkanal 67 rollenden Artikelgruppen 52 angepaßt. Die Wellen­ profile sind so geformt, daß sich die Artikelgruppen 52 beim Rollen im Rollkanal 67 an der bewegten Rollfläche 62 der Roll­ trommel und der stationären Gegenrollfläche 54 abrollen kön­ nen, wobei gleichzeitig die Mittelachse M der Artikelgruppen sich auf einem Kreisbogen 68 um die Achse 69 der Rolltrommel 29 bewegt. Diese Ausbildung der Rollfläche 62 und der Gegen­ rollfläche 54 bewirkt also, daß sich der Masseschwerpunkt der Artikelgruppen 52 auf einer stetigen Kreisbahn durch den Roll­ kanal 67 bewegen kann, während die unrunden Artikelgruppen gerollt werden. Bei diesem Rollvorgang wickelt sich das vorher an die Artikelgruppen angeheftete Belagpapierblättchen 53 um die Stoßstellen der axial passend arrangierten Bestandteile und verbindet diese zu Doppelfilterzigaretten 71.

Um den Beginn des Rollvorganges zu erleichtern ist am Anfang der Gegenrollfläche 54 eine achsparallele Startleiste 72 ange­ ordnet, die die Artikelgruppen aus ihren Haltemulden heraus­ stößt, dabei gleichzeitig achsparallel ausrichtet und den Rollvorgang startet. An derselben Stelle endet im stationären Steuerkörper 57 der Steuerschlitz 58, so daß die Saugluftwir­ kung in der betreffenden Haltemulde 59 unterbrochen wird. So ist eine ungestörte und schonende Rollung der Artikelgruppen möglich.

Das Wellenprofil der Gegenrollfläche wiederholt sich in Förder­ richtung aufeinanderfolgend für eine komplette Umdrehung der Artikelgruppe um ihre Mittelachse M wenigstens einmal. D.h. daß die Profilabschnitte von Wellenberg zu Wellenberg 54a-g im wesentlichen identisch sind. Jeder dieser Profilabschnitte von Wellenberg zu Wellenberg erlaubt eine Umrollung der Arti­ kelgruppe um 180°. Für eine zweifache Umrollung der Artikel­ gruppen 52 in dem Rollkanal 67 sind an der Gegenrollfläche aufeinanderfolgend vier im wesentlichen identische Profilab­ schnitte vorgesehen, die den Bereich vom Wellenberg 54a zum Wellenberg e umfassen. Zum dreimaligen Umrollen sind sechs solcher identischer Profilabschnitte erforderlich, die sich im gezeigten Beispiel der Fig. 3 über die Wellenberge 54a bis g erstrecken. Nach dem dreimaligen Umrollen ist das Belagpapier­ blättchen 53 komplett und sicher um die Artikelgruppe 52 herum­ gelegt und die Artikelgruppe liegt wieder in einer der flachen Haltemulden 59 der Rolltrommel 29, deren Saugluftöffnung 61 über den Steuerschlitz 58 erneut mit Unterdruck beaufschlagt wird, um die Doppelzigarette bis zur Abgabe an den nächsten Förderer zu halten.

Die Tabellen enthalten als Ausführungsbeispiel im kartesischen Koordinatensystem die Koordinaten der Wellenprofile eines Rollflächenabschnitts und eines Gegenrollflächenabschnitts. Sie beziehen sich auf eine Rolleinrichtung für eine ovale Zigarette mit einem großen Durchmesser D = 10 mm, einem klei­ nen Durchmesser d = 5,8 mm, einem großen Radius R = 6,47 mm und einem kleinen Radius r = 1,4 mm. Die geometrischen Bezie­ hungen sind in Fig. 4 vergrößert und nicht maßstabsgerecht dargestellt.

Die Tabelle 1 enthält die X- und Y-Koordinaten einer wellenför­ migen Rollfläche einer Rolltrommel in dem in Fig. 2 darge­ stellten X-Y-Koordinatensystem, dessen Ursprung in der Rota­ tionsachse 69 der Rolltrommel 29 liegt. Die eingezeichneten Koordinatenachsen X und Y geben jeweils die positive Richtung an. Die in der Tabelle 1 angegebenen Koordinaten von X und Y stellen den Verlauf der Rollfläche 62 der Rolltrommel in dem in Fig. 2 im Koordinatensystem eingezeichneten Winkelbereich von 10° dar. Dieser Verlauf wiederholt sich am Trommelumfang 36mal in diesen 10°-Schritten.

Die Tabelle 2 enthält die Koordinaten X und Y des Wellenprofils der Gegenrollfläche 54, das sich in zwei weiteren 10°-Schritten an der Gegenrollfläche zweimal wiederholt. Damit ergibt sich das Wellenprofil für eine dreimalige komplette Umdrehung der Artikelgruppen im Rollkanal 67.

Dreht man das in Fig. 2 eingezeichnete Koordinatensystem in 10°-Schritten im Uhrzeigersinn weiter, so hat man in den Tabel­ len 1 und 2 nicht nur die Koordinaten X und Y der kompletten Gegenrollfläche, sondern auch die der kompletten Rollfläche der Rolltrommel.

Mit den in den Tabellen 1 und 2 angegebenen Rollflächen- und Gegenrollflächenprofilen können Zigaretten der oben angegebenen Abmessungen gerollt werden, wobei ihre Mittelachse M auf der kreisförmigen Bewegungsbahn 68 bleibt, auf der sie sich auch außerhalb des Rollkanals 67 bewegt. So wird eine relativ scho­ nende Umrollung der Artikelgruppen mit Belagpapierblättchen möglich.

Tabelle 1

Koordinaten der Rollfläche

Tabelle 2

Koordinaten der Gegenrollfläche

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Verbinden von axial fluchtend zu Gruppen zusammengestellten stabförmigen Tabakartikeln mit Filterstopfen oder Mundstücken unrunden Querschnitts durch Herumwickeln von beleimten Verbindungsblättchen mit einer um ihre Achse drehba­ ren Rolltrommel mit achsparallelen Saugmulden zum Halten der Artikelgruppen, deren Umfangsfläche als Rollfläche zum Rollen der Artikelgruppen ausgebildet ist, und einer zusammen mit der Rollfläche der Rolltrommel einen Rollkanal bildenden stationä­ ren Gegenrollfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollfläche (62) der Rolltrommel (29) und die Gegenrollfläche (54) der unrunden Form der im Rollkanal (67) rollenden Artikelgruppen (52) angepaßte Wellenprofile aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenprofile der Rollfläche (62) und der Gegenrollfläche (54) derart ausgebildet sind, daß die Artikelgruppen (52) im Rollkanal (67) an den Wellenflächen abrollen und daß sich ihre Mittelachsen (M) dabei wenigstens angenähert auf einer Kreis­ bahn (68) um die Achse (69) der Rolltrommel (29) bewegen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellenprofil der Gegenrollfläche (54) in Förderrichtung (63) aufeinanderfolgend wenigstens zwei im wesentlichen identi­ sche Profilabschnitte (54a bis e) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dem Rollkanal (67) eingangsseitig eine statio­ näre, im wesentlichen parallel zu den Haltemulden (59) der Roll­ trommel (29) ausgerichtete und radial in die Bewegungsbahn der Artikelgruppen (52) eingreifende Startleiste (72) zugeordnet ist, welche das Herausrollen der Artikelgruppen (52) aus den Halte­ mulden der Rolltrommel (29) und ihre Bewegung in den Rollkanal (67) hinein unterstützt und sie dabei achsparallel ausrichtet.