DE69020786T2

DE69020786T2 - Vorrichtung zum Abtasten des vorderen Endes und der Restmenge eines bandförmigen, von einer Wickelrolle abgewickelten Materials.

Info

Publication number: DE69020786T2
Application number: DE1990620786
Authority: DE
Inventors: Makoto Sakano
Original assignee: Japan Tobacco Inc
Current assignee: Japan Tobacco Inc
Priority date: 1989-04-26
Filing date: 1990-04-25
Publication date: 1996-02-08
Anticipated expiration: 2010-04-26
Also published as: EP0395023A2; JPH02286554A; DE69020786D1; EP0395023B1; JP2578201B2; EP0395023A3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die in einer An-Ordnung zum Abwickeln eines bandähnlichen Materials von einer Rolle verwendet wird, die durch Aufwickeln von bandähnlichem Umhüllungspapier zum Umhüllen von Zigaretten gebildet ist, um das Vorderende und die Restmenge des bandähnlichen Materials zu erfassen.
Das US-Patent US-A-2 047 280 beschreibt ein Papierrollengerüst für Druckerpressen. Ein Steuerarm ist an einem Ende schwenkbar gelagert, und das andere Ende liegt an der Oberfläche des Papiers auf einer Papierrolle an. Ein V-förmiger Träger an dem freien Ende kann ein Paar von Abtastrollen tragen, die beide unter dem Druck einer Feder an der Papierrolle anliegen. Der V-förmige Träger kann um seinen Drehpunkt schwingen, um Unregelmäßigkeiten der Papierrolle aufzunehmen. Ein Exzenter ist an dem schwenkbar gelagerten Ende des Arms angeordnet und schließt elektrische Kontakte, wenn sich das Papier auf der Papierrolle seinem Ende nähert.
Die veröffentlichte DE-Patentanmeldung DE-A-27 26 855 beschreibt eine Vorrichtung zum Erfassen des Endes einer Materialrolle. Die Spule der Rolle weist eine Metallfolie aus Aluminium auf. Eine von einem Schwenkarm getragene Gummirolle berührt die äußere Oberfläche der Materialrolle, und der Arm haltert einen Sensor, der ein Signal abgibt, wenn er die Aluminiumfolie erfaßt.
Bei einer Zigarettenumhüllungsanordnung wird die Rolle aufgegeben, und ein bandähnliches Material wird von der Rolle abgewickelt und einem Zigarettenumhüllungsverfahren zugeführt.
Da die Zigarettenumhüllungsanordnung kontinuierlich mit hoher Geschwindigkeit betrieben wird, muß, wenn ein Umhüllungsmaterial der Rolle aufgebraucht ist, ohne Unterbrechung der Zufuhr des Umhüllungsmaterials von der Rolle auf eine neue Rolle umgeschaltet werden. Aus diesem Grund wird bei der herkömmlichen Anordnung eine Vielzahl von Rollen aufgegeben und, wenn ein Umhüllungsmaterial der einen Rolle aufgebraucht ist, wird das Vorderende eines von einer neuen Rolle abgewickelten neuen Umhüllungsmaterials mit dem Hinterende des abgewickelten Umhüllungsmaterials verbunden, um das Umhüllungsmaterial ohne Unterbrechung zuzuführen.
Bei der herkömmlichen Anordnung kann das Umschalten der Rollen automatisch durchgeführt werden. Um den Umschaltvorgang automatisch durchzuführen, sind zu erfassende Objekte wie etwa Aluminiumstreifen an bestimmten Positionen, die von dem vorderen und dem hinteren Endbereich eines auf eine Rolle aufgewickelten Umhüllungsmaterials um einen vorbestimmten Abstand getrennt sind, haf tend angebracht, und diese Aluminiumstreifen werden von einem berührungsfreien Detektor erfaßt, so daß erfaßt wird, daß das abgewickelte Umhüllungsmaterial aus läuft, und der vordere Endbereich eines Umhüllungsmaterials einer neuen Rolle erfaßt wird.
Da der Durchmesser der Rolle mit dem Abwickeln des Umhüllungsmaterials allmählich abnimmt, ändert sich der Abstand zwischen dem Detektor und dem zu erfassenden Objekt wie etwa einem Aluminiumstreifen. Es ist daher schwierig, den Aluminiumstreifen oder dergleichen genau und zuverlässig zu erfassen, und es findet leicht ein fehlerhafter Betrieb statt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Erfassungsvorrichtung bereitzustellen, die ein zu erfassendes Objekt, das an einem auf eine Rolle aufgewickelten bandähnlichen Material vorgesehen ist, genau und zuverlässig erfassen kann.
Nach der Erfindung wird eine Erfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
Ausführungsformen der Vorrichtung sind in den Ansprüchen 2 und 3 angegeben.
Ein Endbereich eines Schwenkarms ist an einem Hauptkörper der Vorrichtung schwenkbar abgestützt. Der Schwenkarm schwingt so, daß sein anderer Endbereich der Umfangsfläche einer Rolle angenähert/davon getrennt wird. Ein Rollenträger ist über einen Tragzapfen an dem anderen Endbereich des Schwenkarms schwenkbar gehaltert. Zwei Kontaktrollen sind an dem Rollenträger drehbar angebracht. Der Rollenträger weist einen Sensor auf, um ein zu erfassendes Objekt, das an dem bandähnlichen Material vorgesehen ist, berührungsfrei zu erfassen.
Bei dieser Erfassungsvorrichtung sind die Kontaktrollen des Rollenträgers mit der Umfangsfläche der Rolle in Wälzkontakt, so daß der Rollenträger der Umfangsfläche der Rolle benachbart gehalten wird. Während das bandähnliche Material abgewickelt und der Durchmesser der Rolle verringert wird, wird der Schwenkarm geschwenkt und der Rollenträger geführt, um stets der Umfangsfläche der Rolle benachbart zu sein. Daher wird der an dem Rollenträger angebrachte Sensor gehalten, um stets der Umfangsfläche der Rolle benachbart zu sein, und das zu erfassende Objekt kann genau und zuverlässig erfaßt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kontaktrollen so angeordnet, daß sie von dem Tragzapfen um die gleiche Entfernung getrennt sind, und der Sensor ist in einer Ebene angeordnet, die die Achse des Tragzapfens und die Mittelachse der Rolle einschließt. Auch wenn sich der Durchmesser dieser Rolle ändert, ist dieser Sensor daher stets an einer sehr genauen Position in bezug auf die Umfangsfläche der Rolle angeordnet, und das zu erfassende Objekt kann sehr genau und zuverlässig erfaßt werden.
Die Erfindung wird aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich. Die Figuren zeigen in:
Figur 1 eine Perspektivansicht einer Rolle;
Figur 2 eine Teilschnittansicht einer Rolle;
Figur 3 eine Seitenansicht einer Erfassungsvorrichtung einer Ausführungsform der Erfindung; und
Figur 4 eine Draufsicht auf die in Figur 3 gezeigte Erfassungsvorrichtung.
Nachstehend wird eine Erfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Figur 1 zeigt eine Rolle R, die durch Aufwickeln eines Umhüllungsmaterials A als ein bandähnliches Material gebildet ist. Ein Klebstreifen B als ein zu erfassendes Objekt, das das Vorderende anzeigt, ist an dem vorderen Endbereich des Umhüllungsmaterials A der Rolle R haftend angebracht. Der Klebstreifen B weist beispielsweise einen Aluminiumstreifen auf und ist an dem mittleren Bereich des Umhüllungsmaterials A haftend angebracht, um ein Loch b zu schließen, das in dem vorderen Endbereich des Umhüllungsmaterials A gebildet ist, wie in Figur 2 gezeigt ist. Daher wird der Klebstreifen B nicht nur dazu verwendet, das Vorderende des Umhüllungsmaterials A der Rolle R anzuzeigen, sondern wird auch als ein Befestigungsstreifen zum Festlegen des Vorderendes des Umhüllungsmaterials A benutzt.
Ein Endanzeigestreifen C, der einen Aluminiumstreifen als ein zu erfassendes Objekt aufweist, ist auf die gleiche Weise wie der Klebstreifen B an dem mittleren Bereich des hinteren Endbereichs des Umhüllungsmaterials A der Rolle R haftend angebracht. Der Endanzeigestreifen C ist in Figur 3 schematisch gezeigt.
Die Rolle R ist auf eine in den Figuren 3 und 4 gezeigte Trägerwelle 1 aufgegeben. Die Trägerwelle 1 ist an einem Grundrahmen 2 drehbar angebracht und wird von einem Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) gedreht.
Eine Schwenkachse 4 ist über einen Lagerfuß 3 an dem oberen Bereich des Grundrahmens 2 angebracht und ist außerhalb der Rolle R angeordnet, um sich parallel zu der Trägerwelle 1 zu erstrecken.
Ein Ende der Schwenkachse 4, das zu der Rolle R hin vorsteht, erstreckt sich, um die Umfangsfläche der Rolle R in der Verikalrichtung zu überlappen, und ein Schwenkarm 5 ist an diesem Ende angebracht. Insbesondere ist der Schwenkarm 5 in einer Richtung schwenkbar, um sich der Außenumfangsfläche der Rolle R zu nähern/davon zu trennen.
Ein Rollenträger 7 ist über einen zu der Achse der Rolle R parallelen Tragzapfen 6 an dem distalen Endbereich des Schwenkarms 5 schwenkbar angebracht. Ein Paar von Kontaktrollen 8, die mit der Umfangsfläche der Rolle R in Wälzkontakt sein können, ist an dem Rollenträger 7 drehbar angebracht. Diese Kontaktrollen 8 sind angeordnet, um in der Umfangsrichtung der Rolle R um gleiche Entfernungen getrennt zu sein.
Ein berührungsfreier Sensor, beispielsweise ein Lichtfühler 9, ist an dem Rollenträger 7 angebracht, um über dem mittleren Bereich der Umfangsfläche der Rolle R und in einer Ebene angeordnet zu sein, die die Achse sowohl des Tragzapfens 6 als auch der Rolle R einschließt. Wenn das Paar von Kontaktrollen 8 mit der Außenumfangsfläche der Rolle R in Wälzkontakt gebracht wird, steht der Lichtfühler 9 der Außenumfangsfläche der Rolle R so gegenüber, daß er davon einen vorbestimmten Abstand hat. Wenn der Klebstreifen B und der Endanzeigestreifen C der Rolle R unter dem Lichtfühler 9 hindurchlaufen, erfaßt der Lichtfühler 9 den Klebstreifen B und den Endanzeigestreifen C, um Erfassungssignale abzugeben.
Das andere Ende der Schwenkachse 4 steht auf einer zu der Rolle R entgegengesetzten Seite von dem Grundrahmen 2 vor, und ein Freigabearm 10 für den Schwenkarm 5 ist an diesem Ende angebracht. Wie aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich ist, erstreckt sich der Freigabearm 10 parallel zu dem Schwenkarm 5 in der gleichen Richtung. Ein Freigabezylinder 11, der einen Luftzylinder aufweist, steht über einen Träger aufrecht auf dem Grundrahmen 2, so daß er unter dem Freigabearm 10 positioniert ist. Ein Schiebeelement 12, das mit dem Freigabearm 10 in Eingriff bringbar ist, ist an dem distalen Ende einer Kolbenstange des Freigabezylinders 11 angebracht.
Bei der vorstehend beschriebenen Erfassungsvorrichtung wird, wenn die Rolle R auf die Trägerwelle 1 aufgegeben wird, die Kolbenstange des Freigabezylinders 11 ausgefahren, und der Freigabehebel (oder -arm) 10 wird gemeinsam mit dem Schwenkhebel (oder -arm) 5 in eine vorbestimmte Position nach oben geschwenkt. Der Schwenkhebel 5 stört also das Aufgeben der Rolle R nicht. Nach dem Aufgeben der Rolle R auf die Trägerwelle 1 in diesem Zustand wird die Kolbenstange des Freigabezylinders 11 zurückgezogen, wie in Figur 3 gezeigt ist. Der Schwenkarm 5 wird also durch sein Gewicht nach unten geschwenkt, und das Paar von Kontaktrollen 8 des Rollenträgers 7 wird mit der Außenumfangsfläche der Rolle R in Wälzkontakt gebracht.
Wenn dann die Rolle R mindestens einmal gedreht worden ist, so daß das Vorderende des Umhüllungsmaterials A der Rolle R das Hinterende in einer Drehrichtung wird, läuft der Klebstreifen B der Rolle R unter dem Lichtfühler 9 des Rollenträgers 7 durch. Zu diesem Zeitpunkt erfaßt der Lichtfühler 9 den Klebstreifen B und gibt ein Erfassungssignal ab, so daß das Vorderende des Umhüllungsmaterials A der Rolle R erfaßt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Drehung der Rolle R vorübergehend angehalten.
Nach dem Erfassen des Vorderendes des Umhüllungsmaterials A auf diese Weise wird die Rolle nunmehr in der umgekehrten Richtung gedreht. Insbesondere wird die Rolle R gedreht, so daß das Vorderende des Umhüllungsmaterials A der Anfang wird. Das Vorderende des Umhüllungsmaterials A wird also von einer Umhüllungsmaterial-Abwickeleinrichtung (nicht gezeigt), die unter der Rolle R angeordnet ist, eingespannt, und dann wird der Klebstreifen B abgelöst. Insbesondere weist die Umhüllungsmaterial-Abwickeleinrichtung eine Einspanneinrichtung auf, die sich der Außenumfangsfläche der Rolle R nähern/davon trennen kann. Das Vorderende des Umhüllungsmaterials A wird beim Drehen der Rolle R in die Einspanneinrichtung eingeführt und davon eingespannt. Danach wird der Klebstreifen B bei Abwärtsbewegung der Einspanneinrichtung abgelöst, und das Vorderende der Rolle R wird ein freies Ende. Auf diese Weise wird der Abwickelvorgang des Umhüllungsmaterials A zugelassen.
Danach wird, da das Umhüllungsmaterial A beim Drehen der Rolle R von der Rolle R abgewickelt wird, der Durchmesser der Rolle R mit fortschreitendem Abwickelvorgang allmählich verringert. Wie in Figur 3 durch eine gedachte Linie gezeigt ist, wird mit abnehmendem Durchmesser der Rolle R der Schwenkarm 5 allmählich nach unten geschwenkt. Da der Rollenträger 7 selbst um den Tragzapfen 6 geschwenkt werden kann, sind außerdem die Kontaktrollen 8 der Rollenträger 7 mit der Außenumfangsfläche der Rolle R in Wälzkontakt. Insbesondere kann der Lichtsensor 9 des Rollenträgers 7 ungeachtet des Durchmessers der Rolle R stets in einer vorbestimmten Position in bezug auf die Außenumfangsfläche der Rolle R gehalten werden.
Wenn die Restmenge des Umhüllungsmaterials A in der Rolle R eine vorbestimmte Menge oder weniger erreicht, läuft der Endanzeigestreifen C an dem hinteren Endbereich des Umhüllungsmaterials A unmittelbar unter dem Lichtfühler 9 des Rollenträgers 7 durch. Der Lichtfühler 9 erfaßt also den Endanzeigestreifen C mit der gleichen Genauigkeit wie beim Erfassen des Klebstreifens B und kann ein Erfassungssignal abgeben.
Danach wird der hintere Endbereich des Umhüllungsmaterials A an einer vorbestimmten Position abgeschnitten und mit dem Vorderende eines auf ähnliche Weise von einer anderen Rolle (nicht gezeigt) abgewickelten Umhüllungsmaterials verbunden, so daß zwischen den Rollen, von denen Umhüllungsmaterialien abzuwickeln sind, umgeschaltet wird.
Wie vorstehend beschrieben, kann bei der Erfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung, da der das Paar von Kontaktrollen aufweisende Rollenträger über den Tragzapfen an dem Schwenkarm schwenkbar angebracht ist, der berührungsfreie Sensor stets eine vorbestimmte positionsmäßige Beziehung in bezug auf die Außenumfangsfläche einer Rolle, d. h. eines zu erfassenden Objekts beibehalten, und zwar ungeachtet des Durchmessers einer Rolle. Auch wenn also zu erfassende Objekte in jeder beliebigen Durchmesserposition der Rolle angeordnet sind, können diese von dem Sensor zuverlässig erfaßt werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Erfassen einer Restmenge von abgewickeltem bandähnlichen Material (A), wenn das Material von einer Rolle (R) abgewickelt wird, wobei die Erfassungsvorrichtung folgendes aufweist:

einen Schwenkarm (5), dessen einer Endbereich an einem Grundrahmen (2) schwenkbar abgestützt ist und der so schwenkbar ist, daß sein anderer Endbereich einer Umfangsfläche der Rolle (R) angenähert oder davon getrennt werden kann;

einen Rollenträger (7), der an dem anderen Endbereich des Schwenkarms (5) um einen Tragzapfen (6) herum schwenkbar gehaltert ist, wobei der Tragzapfen (6) parallel zu einer Mittelachse der Rolle (R) angeordnet ist;

zwei Kontaktrollen (8), die an dem Rollenträger (7) drehbar angebracht und in der Umfangsrichtung der Rolle (R) in Tandemanordnung angeordnet sind;

dadurch gekennzeichnet, daß

zu erfassende Anzeigeobjekte (B, C) auf dem bandähnlichen Material (A) vorgesehen sind und das Vorderende bzw. die Restmenge anzeigen;

ein Sensor (9) zum berührungsfreien Erfassen der Anzeigeobjekte (B, C), die auf dem bandähnlichen Material (A) vorgesehen sind, an dem Rollenträger (7) angebracht ist, wobei der Sensor (9) in einer Ebene angeordnet ist, die die Achse des Tragzapfens (6) und die Mittelachse der Rolle (R) einschließt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Kontaktrollen (8) an Positionen angeordnet sind, an denen Entfernungen zwischen dem Tragzapfen (6) und den jeweiligen Kontaktrollen (8) einander gleich sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkarm (5) oberhalb der Rolle (R) angeordnet ist und daß die Kontaktrollen (8) des Rollenträgers (7) durch das Gewicht des Schwenkarms (5) und des Rollenträgers (7) in Wälzkontakt mit der Umfangsfläche der Rolle (R) gebracht werden.