DE4118097A1 - Verfahren und vorrichtung zum abschneiden von umhuellungsabschnitten fuer packmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abschneiden von Um­ hüllungsabschnitten für Packmaschinen, wobei die Abschnitte von einem rotierenden Messer auf einer rotierenden Schneid­ walze von einer von einer Bobine abgezogenen und der Schneid­ walze zugeführten endlosen Bahn abgeschnitten werden, wäh­ rend die Bahn, das Messer und die Schneidwalze gleiche Ge­ schwindigkeiten aufweisen.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Ab­ schneiden von Umhüllungsabschnitten für Packmaschinen von einer endlosen Bahn, mit einem Zuförderer zum Zufördern der von einer Bobine abgezogenen Bahn zu einer Schneidvorrich­ tung, die ein rotierendes Messer und eine Schneidwalze auf­ weist, wobei der Schnitt bei gleicher Umfangsgeschwindigkeit von Messer und Schneidwalzenoberfläche und Bahngeschwindig­ keit erfolgt.

Mit Umfangsgeschwindigkeit des Messers ist dessen äußere Schneidkante gemeint. Mit Schneidwalzenoberfläche ist eben­ falls die äußere Schneidkante eines Messers gemeint, wenn auf der Schneidwalze ein Gegenmesser angeordnet ist.

Zum Abschneiden von Abschnitten von laufenden endlosen Bah­ nen bedient man sich sogenannter Querschneider, bei denen ein rotierendes meist auf einer Messerwalze angeordnetes Messer die Bahn, deren Geschwindigkeit der Umfangsgeschwin­ digkeit des Messers entspricht, gegen eine meist mit einem Gegenmesser versehene rotierende Schneidwalze, deren Umfangsgeschwindigkeit ebenfalls derjenigen des Messers entspricht, durchschneidet. Beim Schnitt haben somit die Schneidkanten von Messer, Gegenmesser und die Bahn selbst gleiche Geschwindigkeiten. Zum Ändern der Abschnittslänge in Förderrichtung der Bahn können die Drehgeschwindigkeiten der Messer zwischen zwei Schnitten, in denen gleiche Geschwin­ digkeit mit der Bahn bestehen muß, geändert werden. Packmaschinen, die oft mit Schneidvorrichtungen der eingangs erwähnten Art ausgerüstet sind, mit denen einzelne Umhül­ lungsabschnitte von von Bobinen abgezogenen Bahnen abgeschnit­ ten werden, arbeiten taktweise, wobei die Taktfrequenz sich ändern kann. Während der Takte werden die einzelnen Arbeits­ schritte zum Umhüllen eines Verpackungsgutes mit den Umhül­ lungsabschnitten ausgeführt. Die Schneidfrequenz soll daher mit der Taktfrequenz der Packmaschine übereinstimmen. Bei kontinuierlich arbeitenden Packmaschinen entspricht der Takt­ frequenz die Fördergeschwindigkeit des Verpackungsgutes und der Umhüllungsabschnitte auf der Maschine.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Schneidvorrichtung der eingangs erwähnten Art so auszu­ bilden, daß eine Längenänderung der Abschnitte vorgenommen werden kann, ohne die Schneidfrequenz (Zahl der Schnitte je Zeiteinheit) ändern zu müssen.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zum Än­ dern der Abmessungen der Abschnitte in Bewegungsrichtung der Bahn die Bahn zwischen zwei Schnitten mit einer Geschwindig­ keit zu der Schneidwalze gefördert wird, die von der Ge­ schwindigkeit beim Schneiden abweicht.

Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens gemäß der Erfindung finden sich in den untergeordneten Verfahrensansprüchen.

Die eingangs erwähnte Vorrichtung ist dadurch gekennzeich­ net, daß der Zuförderer von einer Antriebsvorrichtung an­ treibbar ist, deren Antriebsdrehzahl zum Ändern der Abmes­ sungen der Abschnitte in Bewegungsrichtung der Bahn zwischen zwei Schnitten änderbar ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung gemäß der Er­ findung finden sich in den untergeordneten Vorrichtungsan­ sprüchen.

Der mit der Erfindung erreichte besondere Vorteil besteht darin, daß die Schneidfrequenz bei gleichbleibender Packma­ schinen-Taktfrequenz auch dann unverändert bleiben kann, wenn die Länge des zu einem Schnitt zu der Schneidvorrich­ tung zugeführten Bahnabschnittes zwecks Änderung der Formate der Abschnitte verändert wird. Dies ist vor allem bei Pack­ maschinen wichtig, bei denen die Umhüllungsmaterialabschnit­ te stets im Maschinentakt (bei kontinuierlich angetriebenen Packmaschinen im Takt der Maschinengeschwindigkeit) zu den Verpackungsvorrichtungen, z. B. Verpackungsrevolvern, geför­ dert werden müssen. Die Erfindung erlaubt es, die Abschnitts­ längen zu variieren, ohne bei der Abförderung der Abschnitte aus dem Maschinentakt zu kommen. Bei Änderungen der Taktfre­ quenz der Maschine, also der Maschinengeschwindigkeit, ist eine selbsttätige Nachführung der Schneidvorrichtung mög­ lich, ohne die Abschnittslängen zu ändern. Schließlich läßt sich gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Zufuhr ei­ nes oder mehrerer Abschnitte zu der Packmaschine unterbin­ den, was dann vorteilhaft ist, wenn infolge des Fehlens wei­ terer Umhüllungskomponenten oder Störungen der Packmaschine eine Unterbrechung der Zufuhr der Abschnitte erwünscht ist.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Von einer nicht dargestellten Bobine, auf der streifenförmi­ ges Umhüllungsmaterial für Packungen aufgewickelt ist, wird eine streifenförmige Bahn 1 dieses Umhüllungsmaterials abge­ zogen. Es handelt sich dabei vorteilhaft um Umhüllungsmate­ rial für Zigarettenpackungen, das zum Beispiel aus metall­ kaschiertem Papier oder Kunststoff, Papier oder durchsichti­ ger Folie aus Zellglas oder Kunststoff bestehen kann. Die Bahn 1 wird von einem angetriebenen Abzugsrollenpaar 2 zu dem Ort 3 gefördert, an dem die Bahn eine Schleife 4 bildet. Aus dieser Schleife 4 fördert ein weiteres Förderrollenpaar 6, bestehend aus Förderrollen 7 und 8, die Bahn zu einer Gleichlauf-Schneidvorrichtung. Die Größe der Schleife 4 wird von einer fotoelektronischen Lichtschranke 5 überwacht, die in Abhängigkeit von der Schleifengröße den elektrischen An­ trieb 2a des Abzugsrollenpaares 2 im Sinne einer Konstanthal­ tung der Schleife 4 steuert.

Die Förderrollen 7 und 8 sind von einem elektrischen An­ triebsmotor 11 antreibbar, der in der Zeichnung die Rolle 8 antreibt. Die Rolle 7 ist mit Rolle 8 mechanisch, z. B. über ein Getriebe, gekoppelt, so daß die Rollen 7 und 8 mit der gleichen Dreh- und Umfangsgeschwindigkeit und den mittels Pfeilen angedeuteten Drehrichtungen angetrieben werden. Der elektrische Antriebsmotor 11 für die Rollen 7 und 8 ist von einem steuerbaren Verstärker 12 steuerbar, der seine Steuer­ signale an Eingang a von einem als Impulsgeber 13 ausgebil­ deten Steuersignalgeber erhält. Der Impulsgeber 13 ist me­ chanisch mit einem elektrischen Antriebsmotor 14 gekoppelt, der zum Antreiben einer Messerwalze 16 mit einem darauf be­ festigten Messer 17 und einer Schneidwalze 18 mit darauf be­ festigtem Gegenmesser 19 dient. Das Antriebsmoment des elek­ trischen Antriebsmotors 14 kann wieder durch eine mechani­ sche Kopplung, z. B. ein Getriebe, von der Walze 16 auf die Walze 18 übertragen werden, so daß beide Walzen mit gleichen Drehgeschwindigkeiten und den mittels Pfeilen angedeuteten Drehrichtungen angetrieben werden. Die Abmessungen der Wal­ zen und der Messer sind so gewählt, daß die Schneidkanten der Messer 17 und 19 während eines Schnittes die gleiche Um­ fangsgeschwindigkeit haben, die im Schnittzeitpunkt mit der Fördergeschwindigkeit der Bahn 1 übereinstimmt. Die von dem Impulsgeber 13 je Zeiteinheit abgegebenen Impulse sind abhän­ gig von der Drehzahl der Walzen 16 und 18. Mit dem elektri­ schen Antrieb 11 kann ein Drehzahlgeber 10 gekoppelt sein, der drehzahlabhängige Signale an einen Eingang b des Verstär­ kers 12 innerhalb eines unterlagerten Drehzahlregelkreises abgibt, um die Drehzahl des Motors 11 auf dem durch den Im­ pulsgeber 13 vorgegebenen Wert zu halten.

Der Abstand der Walzen 16 und 18 voneinander ist so gewählt, daß über den Umfang der Walzen hinwegragende Schneidkanten der Messer 17 und 19 im Bereich des geringsten Abstandes derart zusammenwirken, daß die Umhüllungsmaterialbahn 1 un­ ter Bildung von Abschnitten 21 durchtrennt wird. Die Schneidwalze 18 läuft dabei im Uhrzeigersinn und die Messer­ walze 16 entgegen Uhrzeigersinn. Die Materialbahn 1 wird an die Umfangs- bzw. Mantelfläche der Schneidwalze 18 herange­ führt. Diese ist mit an der Umfangsfläche mündenden Saugboh­ rungen 22 versehen, die bei Drehung der Schneidwalze 18 zeitweilig an ein Saugsegment 23 einer feststehenden Saug­ scheibe bekannter Ausführung angeschlossen sind. Das Saug­ segment 23 ist so angeordnet und bemessen, daß die Material­ bahn 1 im Bereich des Schnittes ausreichend für den Weiter­ transport durch Schneidwalze 18 an deren Umfang fixiert ist. Das Saugsegment 23 erstreckt sich demnach zu beiden Seiten der Schnittebene und sodann in Förderrichtung der Schneid­ walze 18 bis zu einem Bereich, in dem der Abschnitt 21 an einen nachfolgenden Förderer übergeben wird, im vorliegenden Fall bis in den Bereich eines Übergabeförderers 24, der die Abschnitte 21 zu einem nicht dargestellten Verpackungsförde­ rer einer Packmaschine transportiert. Der vordere Bereich der Materialbahn 1 und, nach dem Schnitt, der Abschnitt 21 werden demnach durch Saugluft auf dem Umfang der Schneidwal­ ze 26 gehalten.

Der elektrische Antriebsmotor 14 für die Walzen 16 und 18 erhält seine Steuerspannung von einem steuerbaren Verstärker 26. Steuersignale, die dem Verstärker 26 zugeführt werden, sind von der Geschwindigkeit der Packmaschine, von der die erfindungsgemäße Anordnung ein Teil ist, abhängig. Zur Abga­ be derartiger Steuersignale dient ein entsprechender Geber 27. Die Drehzahl von Messerwalze 16 und Schneidwalze 18 folgt somit der Packmaschinengeschwindigkeit, d. h. deren Taktfre­ quenz.

Die von dem Impulsgeber 13 abgegebenen Impulse, die von der Drehzahl der Walzen 16 und 18 abhängig sind, werden, wie schon beschrieben, als Steuersignale dem steuerbaren Ver­ stärker 12 zugeführt, der den elektrischen Antriebsmotor 11 derart steuert, daß die Förderrollen 7 und 8 den Streifen 1 zumindest zu den Zeiten, in denen die Messer 17 und 19 gerade einen Abschnitt 21 abschneiden, in Gleichlauf mit den Umfangsgeschwindigkeiten der Messer bringt.

Sollen die Längen der Abschnitte 21 in Bewegungsrichtung des Streifens 1 (Pfeil 28) verkürzt werden, so wird gemäß der Erfindung zwischen zwei Schnitten die Fördergeschwindigkeit der Förderrollen 7 und 8 zunächst von Schnittgeschwindigkeit verringert und dann wieder auf Schnittgeschwindigkeit be­ schleunigt. Je länger und stärker die Geschwindigkeit der Förderrollen 7 und 8 zwischen zwei Schnitten vermindert wird, desto kürzer sind die Abschnitte 21. Zur Steuerung der peri­ odischen Drehzahlabsenkungen und Drehzahlerhöhungen zwischen zwei Schnitten dient ein Funktionsgeber 29, in dem Funk­ tionen 29.a . . . 29.n für n vorgesehene Längen gespeichert sind. Die je nach gewünschter Länge eingestellten Signale 29.a . . . 29.n werden dem Verstärker 12 an einem Eingang c zugeführt und in einer Rechenanordnung innerhalb des Verstär­ kers mit den vom Impulsgeber 13 abgegebenen Steuersignalen derart verarbeitet, daß zu den Schnitten, deren Frequenz von der Maschinengeschwindigkeit abhängt und bei denen die Mes­ serkanten 17, 19 und der Streifen 1 im Gleichlauf sind, periodisch die Fördergeschwindigkeit der Förderrollen 7 und 8 von Gleichlauf abgesenkt und wieder auf Gleichlauf erhöht werden.

Zur Langzeitsynchronisation dient ein fotoelektronischer Ta­ ster 31, der die Bahn 1 auf das Auftreten von Markierungen zur richtigen Zeit abtastet und ein Signal an einen Eingang d des Verstärkers 12 abgibt, wenn eine Korrektur erforderlich ist.

Soll während eines oder mehrerer Verpackungstakte oder -zy­ klen aus irgendeinem Grund, etwa wegen fehlender Zufuhr ei­ ner weiteren Verpackungskomponente oder des Verpackungsgutes oder einer sonstigen Störung, so wird der Antriebsmotor 11 für die Förderrollen 7 und 8 so schnell wie möglich stillge­ setzt, während Antriebsmotor 14 die Messer 17 und 19 weiter­ hin antreibt. Der unvermeidliche Überlauf der Bahn 1 über die Schnittstelle hinaus wird durch den Geber 10 erfaßt, der nach Auftreten eines Stillsetzsignals an einem Eingang a ei­ ner Torschaltung 15 einem Zähler 20 so lange wegeabhängige Impulse zuführt, wie der Antrieb 11 noch dreht. Bei Still­ stand von Antriebsmotor 11 gibt der Zähler 20 an seinem Aus­ gang ein dem Nachlauf des Streifens 1 entsprechendes Signal an einen Eingang e des Verstärkers 12 ab. Dieser gibt eine derartige Steuerspannung an den Motor 11 ab, daß dieser so­ fort mit entgegengesetzter Drehrichtung anläuft, so daß die Förderrollen 7, 8 die Bahn 1 zurückziehen können bis vor die Schnittstelle, so daß die Messer 17 und 19 bei ihrer folgen­ den Berührung keinen weiteren Abschnitt oder einen Teil da­ von abschneiden können. Nach dem in der vorbeschriebenen Weise überwachten Rücklauf entsprechend dem Nachlauf wird der Antriebsmotor 11 stillgesetzt. Soll wieder ein Abschnitt 21 dem Verpackungsförderer zugeführt werden, so wird auf ein entsprechendes Signal hin der Motor 11 der Förderrollen 7, 8 gestartet, so daß diese die Förderung der Bahn 1 zu der Schnittstelle entsprechend Pfeil 28 wieder aufnehmen können.

Claims (14)

1. Verfahren zum Abschneiden von Umhüllungsabschnitten für Packmaschinen, wobei die Abschnitte von einem rotierenden Messer auf einer rotierenden Schneidwalze von einer von ei­ ner Bobine abgezogenen und der Schneidwalze zugeführten end­ losen Bahn abgeschnitten werden, während die Bahn, das Mes­ ser und die Schneidwalze gleiche Geschwindigkeiten aufwei­ sen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ändern der Abmessungen der Abschnitte in Bewegungsrichtung der Bahn die Bahn zwi­ schen zwei Schnitten mit einer Geschwindigkeit zu der Schneidwalze gefördert wird, die von der Geschwindigkeit beim Schneiden abweicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn von einem Paar von angetriebenen Förderrollen zu der Schneidwalze gefördert wird und daß die Umfangsgeschwin­ digkeit der Förderrollen während der Förderung der Bahn um die Länge eines Abschnittes von der Schneidgeschwindigkeit auf eine andere Geschwindigkeit geändert und dann wieder auf Schneidgeschwindigkeit gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Förderrollen von einem elektrischen An­ trieb mit ungleichförmiger Drehbewegung während der Förde­ rung der Bahn um eine Abschnittslänge angetrieben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Antrieb der Förderrollen von Steuersignalen gesteuert wird, die von der Drehzahl von Messer und Schneid­ walze abhängig sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Antrieb der Förderrollen zum Ändern der Ge­ schwindigkeit während der Förderung der Bahn um eine Ab­ schnittslänge zusätzlich von Steuersignalen gesteuert wird, die von der Länge der abgeschnittenen Abschnitt abhängig sind.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte von einem auf einer drehenden Messerwalze angeordneten Messer und einem auf einer mit Saugluftkanälen versehenen drehenden Schneidwalze befestigten Gegenmesser geschnitten werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß, ausgehend von maximalen Abschnittslängen, zum Verkürzen der Abschnittslängen die Zufuhrgeschwindigkeit der Bahn zu der Messer- und Schneidwalze zwischen zwei Schnitten verringert wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aussetzen eines Schnittes zwecks Vermeidung der Bildung eines oder mehrerer Abschnitte der Antrieb der Förderrollen stillgesetzt und der nach Abgabe des Stillsetzsignales bis zum Erreichen des Stillstandes vorgelaufene Bahnanfang vor der erneuten Berüh­ rung der Messer auf eine Sollage zurückgezogen und danach zum erneuten Bilden weiterer Abschnitte wieder beschleunigt wird.

9. Vorrichtung zum Abschneiden von Umhüllungsabschnitten für Packmaschinen von einer endlosen Bahn, mit einem Zuför­ derer zum Zufördern der von einer Bobine abgezogenen Bahn zu einer Schneidvorrichtung, die ein rotierendes Messer und eine Schneidwalze aufweist, wobei der Schnitt bei gleicher Umlaufgeschwindigkeit von Messer und Schneidwalzenoberfläche und Bahngeschwindigkeit erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuförderer (6) von einer Antriebsvorrichtung (11) an­ treibbar ist, deren Antriebsdrehzahl zum Ändern der Abmes­ sungen der Abschnitte (21) in Bewegungsrichtung (28) der Bahn (1) zwischen zwei Schnitten änderbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuförderer ein Paar von Förderrollen (7, 8) auf­ weist, deren Umfangsgeschwindigkeit beim Schneiden mit der Umfangsgeschwindigkeit von Messer (17) und Schneidwalzen (18) übereinstimmt und die dazwischen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit angetrieben ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 und/oder 10, gekennzeichnet durch eine Steueranordnung (12) für einen elektrischen An­ trieb (11) für die Förderrollen (7, 8), die Steuersignale erhält, die von der Drehzahl von Messer und Schneidwalze ab­ hängig sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung zum Ändern der Umlaufgeschwindigkeit der Förderrollen während der Förderung der Bahn (1) um eine Abschnittslänge zwischen zwei Schnitten zusätzliche Steuer­ signale erhält, die von der Länge der abgeschnittenen Ab­ schnitte abhängig sind.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (17) auf einer Messerwalze (16) angeordnet ist, daß ein Gegenmesser (19) auf der mit Saugluftkanälen (22, 23) verse­ henen Schneidwalze (18) angeordnet ist und daß die Geschwin­ digkeit der wirksamen Schneiden der Messer im Schnittzeit­ punkt mit der Geschwindigkeit der Bahn übereinstimmen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen derartigen Antrieb für die Förderrollen (7, 8), daß diese der Bahn beim Schneiden die Umfangsgeschwindigkeit der Messer und Schneidwalze verleihen, während sie zwischen den Schnitten der Bahn zunächst eine abnehmende und dann wieder zunehmende Geschwindigkeit verleihen.