DE3542843C2 - Verfahren zur gleichzeitigen Erzeugung von zwei ununterbrochenen Zigarettenströmen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur gleichzei­ tigen Herstellung von zwei ununterbrochenen Zigaretten­ strömen.

Die US-PS 4 336 812 (der Anmelderin) offenbart eine Ferti­ gungsmaschine, mit der, ausgehend von einem einzigen Papier­ streifen, der in Längsrichtung zur Bildung von zwei im we­ sentlichen identischen Streifen durchtrennt wird, zwei ununterbrochene Zigarettenstränge gleichzeitig hergestellt werden können. Diese beiden Streifen werden jeweils mittels nebeneinanderliegender, von einer gemeinsamen Antriebsrolle bewegter Förderbänder durch eine Beschickungsstation, in der jeweils geschnittener Tabak auf jeden Streifen aufgegeben wird, und längs eines Formtischs für die beiden Stränge geführt.

Ein wesentlicher funktioneller Nachteil dieser Fertigungsmaschine rührt aus der Verwendung einer gemeinsamen Antriebsrolle, die in sich schließt, daß das dynamische Verhalten der beiden Förderbänder identisch ist. Das ist aber in der Praxis nicht der Fall, da niemals das eine Förderband dem anderen genau gleich ist, was zum Ergebnis hat, daß dann, wenn zwei theoretische gleiche Förderbänder längs identischer Bahnen um eine gemeinsame Antriebsrolle angeordnet werden, diese im Betrieb mit Geschwindigkeiten laufen, die - insbesondere nach einer gewissen Betriebszeit - zueinander unterschiedlich sein können.

Auf Grund der Tatsache, daß bei der erwähnten Fertigungsmaschine die beiden Streifen für die zwei Stränge vom gleichen Papierstreifen gewonnen werden, kann jeglicher Unterschied in ihrer Fortbewegungsgeschwindigkeit, wenn dieser nicht sofort beseitigt wird, zum Reiben von wenigstens einem der beiden Streifen führen.

Um diese Gefahr zu vermeiden, ist es aus der DE-34 18 935 A1 bekannt, bei einer Zweistrang-Zigaretten-Fertigungsmaschine die gemeinsame Antriebsrolle durch zwei Antriebsrollen zu ersetzen, die jeweils mit einem der beiden, oben erwähnten Förderbänder gekuppelt sind. Ein einziger Motor, der auch eine Schneideinrichtung zum gleichzeitigen Schneiden der beiden Zigarettenstränge in Einzelzigaretten antreibt, dient zum Antrieb der beiden Antriebsrollen über ein von Meßwertgebern geregeltes Ausgleichsgetriebe, wodurch - direkt oder indirekt - die Spannung der beiden Papierstreifen gesteuert und diese so unter gleicher Spannung gehalten werden.

Wie in der DE-34 18 935 A1 ausgeführt ist, handelt es sich bei der Spannung der Papierstreifen, der Fördergeschwindigkeit der Streifen, der Fördergeschwindigkeit der Zigaretten stromab von der Schneideinrichtung und der Länge der Zigaretten jeweils um äquivalente Parameter. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß es ausreicht, einen dieser Parameter zu steuern, um so auch alle anderen Parameter zu beeinflussen. Beispielsweise ist dann, wenn die Spannung in den Papierstreifen identisch ist, auch die Länge der aus den beiden Strängen erhaltenen Zigaretten identisch (und umgekehrt).

Die Steuerung bzw. Regelung einer der vorerwähnten Parameter umfaßt jedoch unglücklicherweise nicht notwendig auch die Steuerung der Positionen, in denen die beiden Stränge durch die Schneideinrichtung durchtrennt werden, da diese Positionen nicht nur von einem der vorerwähnten Parameter abhängen, sondern auch von der Elastizität der verwendeten Papierbahn. Dies stellt einen erheblichen Mangel dar, da die Papierbahn normalerweise eine Folge von graphischen Zeichen trägt, was bei Verwendung einer Maschine gemäß DE-34 18 935 A1 dazu führen kann, daß man zwar zwei Reihen von identischen und im übrigen perfekten Zigaretten erhält, die jedoch hinsichtlich der oben erwähnten graphischen Zeichen infolge von deren Verschiebung fehlerhaft sind.

Aufgabe der Erfindung ist es deswegen, eine Möglichkeit zur gleichzeitigen Erzeugung von zwei Strängen von Zigaretten zu schaffen, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Papierstreifen reißen oder Zigaretten produziert werden, bei denen die auf den Papierstreifen angebrachten graphischen Zeichen fehlerhaft angeordnet sind.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur gleichzeitigen Erzeugung von zwei ununterbrochenen Zigarettensträngen gelöst, das durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

• - Fördern eines Papierstreifens durch ein Druckgerät zum Aufdrucken einer Folge von graphischen Darstellungen in Querrichtung zur Längsmittelachse und mit einer Erstreckung beidseits dieser Achse auf den Papierstreifen, wobei der Abstand zwischen einander folgenden graphischen Darstellungen entlang der Längsmittelachse gleich der Länge einer zu erzeugenden Zigarette ist,
• - Fördern des Papierstreifens zu einer ersten Schneidvorrichtung zu dessen Durchtrennen entlang der Längsmittel­ achse und zur Bildung eines ersten sowie zweiten Papier­ streifens, die einander im wesentlichen identisch sind und von denen jeder jeweils einen Teil der graphischen Darstellung trägt,
• - Fortbewegen eines jeden Streifens mit Hilfe eines ersten sowie zweiten Förderbandes, die mit voneinander unabhän­ gigen Antriebsrollen versehen sind, durch eine Beschickungs­ station, in der jedem Streifen jeweils geschnittener Tabak aufgegeben wird, und längs eines Tischs für die Ausbildung von jeweils ununterbrochenen Zigarettensträngen,
• - Führen der beiden Zigarettenstränge durch jeweilige Fühl­ einrichtungen, die in vorgegebener Lage längs des Tischs angeordnet sind und für jeden Strang ein elektrisches Signal bei Durchlauf des jeweiligen Teils der graphischen Darstellung abgeben,
• - Führen der beiden Zigarettenstränge durch eine zweite Schneidvorrichtung zum Querschneiden der Stränge und zur Bildung der beiden ununterbrochenen Zigarettenströme, wobei die zweite Schneidvorrichtung für jeden Schneidvor­ gang einen Maschinenimpuls abgibt,
• - Ermitteln eines Phasensignals für jeden Zigarettenstrang durch Vergleichen der Phase eines jeden Maschinenimpulses mit einem jeweils von jeder Fühleinrichtung abgegebenen Signal und
• - Steuern der Umfangsgeschwindigkeit der beiden Förderband- Antriebsrollen derart, daß die Phasensignale konstant einem vorbestimmten Bezugssignal gleich gehalten werden.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der Erfindungsgegenstand wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand eines diesen nicht beschränkenden Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Zigaretten- Fertigungsmaschine zur Durchführung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens;

Fig. 2 eine schematische, teilweise geschnittene Darstel­ lung einer Einzelheit von Fig. 1 in einer bevor­ zugten Ausführungsform;

Fig. 3 ein Schaltbild für die Steuerung der Maschine;

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Teil eines Zigaretten­ papierstreifens, der in der Fertigungsmaschine zur Anwendung kommt.

Die in Fig. 1 gezeigte Zigaretten-Fertigungsmaschine 1 hat einen Unterbau 2, der eine Zufuhrvorrichtung 3 für einen ununterbrochenen Zigarettenpapierstreifen 4 trägt. Dieser Papierstreifen 4 hat die doppelte Breite im Vergleich zu einem Papierstreifen, wie er zur Ausbildung von ununter­ brochenen Zigarettensträngen normalerweise in Fertigungs­ maschinen der Einstrangbauart verwendet wird.

Wenn der Papierstreifen 4 die Zufuhrvorrichtung 3 verläßt, so läuft er zuerst um eine Umlenkrolle 5 und dann durch eine erste Schneidvorrichtung 6, die zwei tangential zu­ einander angeordnete Kreismesser 7 umfaßt, um den Papier­ streifen 4 entlang seiner Längsmittelachse 62 zu durchtren­ nen, so daß zwei im wesentlichen identische Streifen 8 und 9 (s. auch Fig. 4) entstehen.

Hinter der Schneidvorrichtung 6 laufen die Streifen 8, 9 um eine Umlenkrolle 10 sowie um eine weitere Umlenkrolle 11, die die Streifen einem ersten, im wesentlichen waage­ rechten Tisch 12 zuführt, der ortsfest vom Unterbau 2 getragen wird.

Zwischen den Umlenkrollen 10 und 11 sind nochmals zwei Umlenkrollen 13 und 14 angeordnet. Aus Gründen der deut­ licheren Darstellung sind die Streifen 8 und 9 in Fig. 1 so gezeigt, als ob sie zwei zueinander versetzten Bahnen, auf welchen sie mit den Umlenkrollen 13 und 14 in Anlage kommen, folgen, in Wirklichkeit laufen jedoch die Streifen 8, 9 auf identischen, nebeneinanderliegenden Bahnen in dem Raum zwischen den Umlenkrollen 10 und 11.

In der Laufrichtung der beiden Papierstreifen 8, 9 ist stromab vom ersten Tisch 12 ein zweiter horizontaler Tisch 15, der mit dem ersten Tisch 12 im wesentlichen in gleicher Ebene liegt, angeordnet, und dieser Tisch 15 stützt jeweils ein Obertrum von zwei nebeneinanderliegenden Förderbän­ dern 16 und 17 ab. Zur besseren Unterscheidung sind in Fig. 1 das Förderband 16 mit ausgezogenen, das Förderband 17 mit gestrichelten Linien dargestellt.

Während ihrer Vorbewegung längs des Tischs 15 laufen die Streifen 8, 9 durch eine Beschickungsstation 18, in der auf jeden dieser beiden Streifen mit Hilfe eines Saugförder­ bandes 19, das von einer Speisevorrichtung 20 bekannter Art kommt, ein ununterbrochener Strom von geschnittenem oder zerfasertem Tabak als Zigaretteninhalt aufgegeben wird. Stromab von der Beschickungsstation 18 kommen die Papierstreifen 8 und 9 mit einer Vorrichtung zur Ausbil­ dung je eines fortlaufenden Zigarettenstranges in Anlage, die jeweils Führungen 21 mit einem gekrümmten Querschnitt umfassen, wobei der Krümmungsradius allmählich immer kleiner wird, so daß die Streifen letzlich in bekannter Weise eine im wesentlichen zylindrische Gestalt annehmen, wobei die Streifen 8, 9 quer um den jeweiligen Zigaretten­ inhalt, d. h. den geschnittenen Tabak, herumgelegt werden und so zwei ununterbrochene Zigarettenstränge 22 und 23 bilden.

Nach Verlassen des Tischs 15 werden die beiden Zigaretten­ stränge 22, 23 durch eine zweite Schneidvorrichtung 24 bekannter Bauart geführt, die gleichzeitig auf die beiden Stränge einwirkt, um diese in zwei fortlaufende Ströme von einzelnen Zigaretten 25 und 26 zu durchtrennen.

Wie die Fig. 1 zeigt, laufen die beiden Förderbänder 16 und 17 auf endlosen Bahnen von gleicher Länge, die jedoch nur teilweise miteinander übereinstimmen, um irgendwelche Wartungsarbeiten zu erleichtern. Im einzelnen laufen beide Förderbänder 16, 17 um gemeinsame Umlenkrollen 29 und 30, die an den beiden Enden des Tischs 15 angeordnet sind, und um jeweilige Antriebsrollen 31, 32 (s. auch Fig. 2).

Auf einer Bahn zwischen den Rollen 29 sowie 31 und zwischen den Rollen 31 sowie 30 läuft das Förderband 16 im Uhrzei­ gersinn um eine Umlenkrolle 33 sowie eine Spannrolle 34. Das Förderband 17 läuft andererseits zwischen den Rollen 29 und 32 um eine Spannrolle 35 sowie zwischen den Rol­ len 32 und 30 um die Umlenkrolle 33 im Uhrzeigersinn.

Die Antriebsrollen 31, 32 werden von einem an einen einzi­ gen Motor 37, der auch die Schneidvorrichtung 24 betreibt, angeschlossenen Ausgleich- oder Differentialgetriebe 36 in Umdrehung versetzt.

Wie die Fig. 2 zeigt, umfaßt das Ausgleichsgetriebe 36 eine an ihrem einen Ende mit der Rolle 31 verkeilte Hohlwelle 38, die in ihrem Innern eine zu ihr koaxiale Welle 39 drehbar aufnimmt, welche aus der Hohlwelle 38 vorragt und auf die die Rolle 32 gekeilt ist. Am gegenüber­ liegenden Ende ragt die Welle 39 aus der Hohlwelle 38 her­ aus und trägt ein leerlaufendes Laufrad 40, an dessen Umfang zwei durch die Radscheibe getrennte innere Zahn­ kränze 41 und 42 sowie ein äußerer Zahnkranz 43, welcher mit einem auf die Abtriebswelle 45 des Motors 37 gekeil­ ten Stirnrad 44 kämmt, ausgebildet sind.

Ferner ist auf die Welle 39 ein Sonnenrad 46 gekeilt, das ein zu ihm koaxiales Zwischenrad 47 drehbar trägt, welches mit einer Außenverzahnung 48 versehen ist. An diametral gegenüberliegenden Stellen trägt das Zwischen­ rad 47 zwei periphere Axialzapfen 49, auf denen je ein zwischen das Sonnenrad 46 sowie den inneren Zahnkranz 41 am Laufrad 40 eingefügtes Planetenrad 50 gelagert ist.

Auf das dem Laufrad 40 zugewandte Ende der Hohlwelle 38 ist ein Sonnenrad 51 gekeilt, das mit dieser Hohlwelle 38 dreht, und ferner ist ein zum Sonnenrad 51 koaxiales, leerlaufendes Laufrad 52 vorhanden, das mit einer zur Außenverzahnung 48 koaxialen und im wesentlichen identi­ schen Außenverzahnung 53 versehen ist. An diametral gegen­ überliegenden Stellen trägt das Laufrad 52 zwei periphere Axialzapfen 54, an denen je ein zwischen das Sonnenrad 51 und den inneren Zahnkranz 42 am Laufrad 40 eingefügtes Planetenrad 55 drehbar gehalten ist. Die Außenverzahnun­ gen 48 und 53 kämmen jeweils mit einem Zahnrad 56 und 57, die den Ausgang eines Steuergeräts 58 darstellen.

Wie die Fig. 1 zeigt, geht der Zigarettenpapierstreifen 4, bevor er die Umlenkrolle 5 erreicht, durch ein Druck­ gerät 59, das dafür vorgesehen ist, am Papierstreifen 4 graphische Darstellungen zu erzeugen, die längs des Papier­ streifens 4 jeweils in einem Abstand zwischen benachbarten Zeichen zueinander angeordnet sind, der gleich der Länge einer einzelnen, zu fertigenden Zigarette 25, 26 ist.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel bestehen die graphi­ schen Darstellungen aus zwei Zeichengruppen 60 und 61 , die quer zur Längsmittelachse 62 des Streifens 4 verlaufen und jeweils einen Teil 63 sowie einen Teil 64 umfassen, die zur Achse 62 symmetrisch liegen. Die Zeichengruppe 60 kann beispielsweise die Bezeichnung für die Zigaretten­ marke sein, während die Gruppe 61 eine Bezugslinie ist, die quer zur Achse 62 und über diese hinweg verläuft.

Gemäß der Fig. 2 trägt der Tisch 15 zwischen den Führungen und der Schneidvorrichtung 24 zwei Fühleinrichtungen 65 und 66, die jedesmal einen elektrischen Impuls abgeben, wenn ein Teil 63 und ein Teil 64 der Zeichengruppe 61 an ihnen vorbeiläuft.

Die Schneidvorrichtung 24 ist mit einem Fühler 67 versehen, der dazu dient, ein elektrisches Signal, das hier als "Maschinenimpuls" bezeichnet wird, bei jedem Schneidvor­ gang abzugeben, wobei der Fühler 67 und die Fühleinrichtun­ gen 65, 66 die Eingabeelemente für das Steuergerät 58 bilden.

Das Steuergerät 58 umfaßt, wie Fig. 3 zeigt, einen Block 68 zur mengenmäßigen Erfassung oder Quantifizierung der Phasendifferenz zwischen einem von der Fühleinrichtung 65 abgegebenen Impuls und einem entsprechenden, vom Fühler 67 abgegebenen Impuls. Als Eingänge empfängt der Quantifi­ fizierblock 68 die von den Fühleinrichtungen 65 sowie 67 ausgegebenen Signale und die von einem Block 69 erzeugten Takt- und Zählsignale. Dieser Erzeugerblock 69 gibt sowohl eine ununterbrochene Folge von Zählimpulsen wie auch Signa­ le, die eine Folge von Lesefenstern längs der Impulsfolge bestimmen, ab. Innerhalb jedes Lesefensters findet jedes Signal, das vom Fühler 67 ausgegeben wird, sein entspre­ chendes, vom Fühler 65 abgegebenes Signal.

Nachdem der Quantifizierblock 68 die Phasendifferenz zwi­ schen den Signalen von den Fühlern 65 und 67 in jedem Le­ sefenster ermittelt oder berechnet hat, gibt er ein erstes digitales Signal, das für den absoluten Wert dieser Diffe­ renz kennzeichnend ist, und ein zweites digitales Signal, das für das Vorzeichen dieser Differenz kennzeichnend ist, ab.

Diese beiden Signale werden an die Eingänge eines Blocks 70 gelegt, um den Unterschied zwischen den vom Block 68 abgegebenen Phasendifferenzsignalen und einem einstellba­ ren Bezugssignal mit bestimmtem Wert sowie Vorzeichen, das von einem Block 71 abgegeben wird, zu berechnen.

Der Block 70 gibt ein erstes digitales Signal, das für den absoluten Wert des berechneten Unterschieds kennzeichnend ist, und ein zweites digitales Signal, das das Vorzeichen dieses Unterschieds kennzeichnet, ab. Diese beiden Signale werden von einem Steuerblock 72 für einen Schrittmotor 73, auf dessen Abtriebswelle das Zahnrad 57 fest angebracht ist, empfangen. Ferner empfängt der Steuerblock 72 die Ausgangssignale vom Erzeugerblock 69, so daß er imstande ist, für jedes Paar von den Fühlern 65 und 67 abgege­ benen entsprechenden Signalen eine Folge von Befehlsim­ pulsen abzugeben, die bei Empfang durch den Motor 73 die­ sen in die Lage versetzen, das vom Block 70 empfangene Signal auf Null herabzusetzen. Das Steuergerät 58 umfaßt ferner weitere Blöcke 68, 70 und 72, die auf die Fühlein­ richtung 66 bezogen sowie in der oben beschriebenen Weise mit dem Fühler 67 und den Blöcken 69 sowie 71 ver­ bunden sind, um einen Schrittmotor 74 zu steuern, auf des­ sen Abtriebswelle das Zahnrad 56 fest ist.

Die Blöcke 68, 69, 70 und 72 werden hier nicht näher er­ läutert, da sie von bekannter Bauart sind. Zum besseren Verständnis ihres Aufbaus und ihrer Arbeitsweise wird auf die US-PS 4 287 797 (der Anmelderin) und dort auf die Beschreibung der Blöcke 14, 22, 24 sowie 49 verwiesen.

Aus dem Obigen wird deutlich, daß es mit Hilfe des Steuer­ geräts 58 möglich ist, die Zeichengruppen 61 immer in der korrekten Lage mit Bezug zur Schneidvorrichtung 24 zu halten, wenn diese ihren Schneidvorgang ausführt, was eine äußerst exakte Steuerung nicht nur in der Lage eines jeden Streifens 8, 9 in bezug zueinander, sondern auch in den Längen der erhaltenen Zigaretten 25, 26 zum Ergeb­ nis hat.

Claims (4)

1. Verfahren zur gleichzeitigen Erzeugung von zwei ununterbro­ chenen Zigarettenströmen, gekennzeichnet durch die folgen­ den Schritte:

• - Fördern eines Papierstreifens durch ein Druckgerät zum Aufdrucken einer Folge von graphischen Darstellungen in Querrichtung zur Längsmittelachse und mit einer Erstrek­ kung beidseits dieser Achse auf den Papierstreifen, wobei der Abstand zwischen einander folgenden graphischen Dar­ stellungen entlang der Längsmittelachse gleich der Länge einer zu erzeugenden Zigarette ist,
• - Fördern des Papierstreifens zu einer ersten Schneidvor­ richtung zu dessen Durchtrennen entlang der Längsmittel­ achse und zur Bildung eines ersten sowie zweiten Papier­ streifens, die einander im wesentlichen identisch sind und von denen jeder jeweils einen Teil der graphischen Darstellung trägt,
• - Fortbewegen eines jeden Streifens mit Hilfe eines ersten sowie zweiten Förderbandes, die mit voneinander unabhän­ gigen Antriebsrollen versehen sind, durch eine Beschickungs­ station, in der jedem Streifen jeweils geschnittener Tabak aufgegeben wird, und längs eines Tischs für die Ausbil­ dung von jeweils ununterbrochenen Zigarettensträngen,
• - Führen der beiden Zigarettenstränge durch jeweilige Fühl­ einrichtungen, die in vorgegebener Lage längs des Tischs angeordnet sind und für jeden Strang ein elektrisches Signal bei Durchlauf des jeweiligen Teils der graphischen Darstellung abgeben,
• - Führen der beiden Zigarettenstränge durch eine zweite Schneidvorrichtung zum Querschneiden der Stränge und zur Bildung der beiden ununterbrochenen Zigarettenströme, wobei die zweite Schneidvorrichtung für jeden Schneidvor­ gang einen Maschinenimpuls abgibt,
• - Ermitteln eines Phasensignals für jeden Zigarettenstrang durch Vergleichen der Phase eines jeden Maschinenimpulses mit einem jeweils von jeder Fühleinrichtung abgegebenen Signal und
• - Steuern der Umfangsgeschwindigkeit der beiden Förderband- Antriebsrollen derart, daß die Phasensignale konstant einem vorbestimmten Bezugssignal gleich gehalten werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Förderband-Antriebsrollen an ein Ausgleich­ getriebe angeschlossen sind, das einen ersten, mit einem Antriebsmotor verbundenen Eingang sowie zwei weitere, mit je einem Motor zur Steuerung der Umfangsgeschwindigkeit der beiden Antriebsrollen verbundene Eingänge hat, wobei jeder der beiden Steuerungsmotoren zum Empfang von Befehls­ signalen eingerichtet ist, die Funktionen der Differenz zwischen dem auf einen jeweiligen Streifen bezogenen Pha­ sensignal und dem Bezugssignal sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasensignale digitale Signale sind und die Steue­ rungsmotoren als Schrittmotoren ausgebildet sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede graphische Darstellung eine quer zur Längsmittel­ achse des Papierstreifens verlaufende Bezugslinie umfaßt.