Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von
Materialbahnen für Verpackungs- oder Herstellmaschinen
von Produkten der tabakverarbeitenden Industrie in wenigstens
zwei Teilbahnen und eine Trenneinrichtung zum
Trennen von entsprechenden Materialbahnen in wenigstens
zwei Teilbahnen umfassend wenigstens ein Trennmittel,
wobei die Materialbahn beim Zuführen zur Trenneinrichtung
eine Lateralbewegung ausführt.
Bei Verpackungsmaschinen mit besonders hoher Leistung,
insbesondere für die Verpackung von Zigaretten, oder bei
Zigarettenherstellmaschinen werden vielfach Materialbahnen
aus Verpackungsmaterial, z.B. Papier, Stanniol,
Folie usw., in doppelter Breite zugeführt und vor der
Herstellung von Zuschnitten in zwei Teilbahnen durch einen
Trennschnitt in der Längsmittelebene der Materialbahn
aufgeteilt. Die Teilbahnen haben dann die für die
Größe des Zuschnitts erforderliche Breite. Besonders
vorteilhaft ist diese Art der Zuführung des Verpakkungsmaterials
bei zweibahnigen Verpackungsmaschinen oder
zweibahnigen Vorrichtungen zur Herstellung von Endlos-Zigarettensträngen.
Aus der EP 0 309 818 B1 ist eine Vorrichtung zum fortlaufenden
Trennen einer Materialbahn in wenigstens zwei
Teilbahnen, insbesondere in Verbindung mit einer Verpackungsmaschine
bekannt, wobei die Materialbahn und die
Teilbahnen über verstellbare Umlenkorgane geführt werden
und zwischen dem Umlenkorgan für die Materialbahn einerseits
und den Umlenkorganen für die Teilbahnen andererseits
ein Trennaggregat angeordnet ist, wobei ferner der
Materialbahn ein Überwachungsorgan zugeordnet ist, durch
welches das die Materialbahn führende Umlenkorgan steuerbar
ist. Bei derartigen Vorrichtungen werden üblicherweise
viele Umlenkorgane zum genauen Justieren der Materialbahn
vor dem Trennaggregat bzw. der dort verwendeten
Schneideinrichtung benötigt. Derartige Vorrichtungen
sind aufgrund der Menge des verwendeten Materials
und der Notwendigkeit der genauen Justage der Umlenkorgane
relativ kostenintensiv. Derartige Vorrichtungen
sind ferner auch relativ störanfällig.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren
zum Trennen von Materialbahnen für Verpackungs- oder
Herstellmaschinen von Produkten der tabakverarbeitenden
Industrie in wenigstens zwei Teilbahnen und eine
Trenneinrichtung zum Trennen von Materialbahnen für
Verpackungs- oder Herstellmaschinen von Produkten der
tabakverarbeitenden Industrie in wenigstens zwei Teilbahnen,
umfassend wenigstens ein Trennmittel, wobei die
Materialbahn beim Zuführen zur Trenneinrichtung eine
Lateralbewegung ausführt, anzugeben, die auch bei hohen
Geschwindigkeiten eine verläßliche Trennung der Materialbahnen
in Teilbahnen ermöglicht, wobei insbesondere
relativ wenig Wartung nötig ist und eine schnelle Justage
durch eine Bedienperson ermöglicht wird. Es ist
ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße
Vorrichtung kostengünstiger herstellbar zu
gestalten.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Trennen
von Materialbahnen für Verpackungs- oder Herstellmaschinen
von Produkten der tabakverarbeitenden Industrie
in wenigstens zwei Teilbahnen, mit den folgenden Verfahrensschritten:
- Zuführen der Materialbahn zu einer Trenneinrichtung,
die wenigstens ein Trennmittel aufweist,
mittels der die Materialbahn getrennt
wird, wobei die Materialbahn eine Lateralbewegung
ausführt,
- Nachführen des wenigstens einen Trennmittels
in Abhängigkeit von der Lateralbewegung der
Materialbahn, wobei die Lage der Materialbahn
mittels einer Ortssignale liefernden Erfassungseinrichtung
erfaßt wird, und wobei mittels
der erfaßten Ortssignale die Nachführung gesteuert
wird, und
- Trennen der Materialbahn in wenigstens zwei
Teilbahnen.
Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich,
auf komplizierte und aufwendige Umlenkorgane für die
zugeführte Materialbahn zu verzichten, da im Verhältnis
zum gattungsgemäßen Stand der Technik nicht die Materialbahn
derart dem Trennmittel zugeführt wird, daß das
Trennmittel an einem stationären Ort steht, sondern auf
die Lateralbewegung der Materialbahn beim Zuführen zur
Trenneinrichtung durch Nachführen wenigstens eines
Trennmittels in Abhängigkeit der Lateralbewegung reagiert
wird, so daß die Trennung der Materialbahn an der
gewünschten Position durchgeführt werden kann. Beispielsweise
wird bei einer zweibahnigen Verpackungsmaschine
für Zigaretten durch Verwendung eines Trennmittels
die Materialbahn längsseits halbiert. Es könnte
auch daran gedacht werden, außer der Halbierung der Bahn
auch die Ränder durch zwei weitere Trennmittel in vorgebbarem
Abstand abzutrennen.
Wenn vorzugsweise das Nachführen des wenigstens einen
Trennmittels im wesentlichen parallel zur Lateralbewegung
der Materialbahn ist, ist eine besonders einfache
und kostengünstige Verfahrensführung möglich.
Vorzugsweise wird die Materialbahn in im wesentlichen
gleich breite Teilbahnen getrennt. Wenn vorzugsweise das
Trennen ein Schneiden ist, können kostengünstige Trennmittel
Verwendung finden. Vorzugsweise geschieht das
Trennen fortlaufend.
Erfindungsgemäß ist eine Trenneinrichtung zum Trennen
von Materialbahnen für Verpackungs- oder Herstellmaschinen
von Produkten der tabakverarbeitenden Industrie
in wenigstens zwei Teilbahnen, umfassend wenigstens ein
Trennmittel, wobei die Materialbahn beim Zuführen zur
Trenneinrichtung eine Lateralbewegung ausführt, dadurch
weitergebildet, daß eine Nachführung vorgesehen ist, mit
der das Trennmittel der Lateralbewegung der Materialbahn
nachführbar ist, und daß eine Ortssignale liefernde Erfassungseinrichtung
vorgesehen ist, wobei mittels der
Ortssignale die Nachführung steuerbar ist.
Durch diese erfindungsgemäße Trenneinrichtung ist es kostengünstig
und einfach möglich, die Materialbahnen in
wenigstens zwei Teilbahnen, die eine vorgebbare Breite
aufweisen, zu trennen. Ferner sind keine aufwendigen
Justagemaßnahmen notwendig, die bei der Verwendung von
Umlenkorganen für die Materialbahn anfallen. Außerdem
ist die Trenneinrichtung dadurch störungsunanfälliger.
Die Nachführung kann im Rahmen dieser Erfindung mittels
einer Nachführeinrichtung bewirkt werden. Die Ortssignale
können in kartesischen Koordinaten, Polarkoordinaten
oder anderen geeigneten Koordinaten, insbesondere in der
Ebene, in der die Materialbahn sich bewegt, vorliegen
oder umwandelbar sein.
Vorzugsweise ist das Trennmittel ein Schneidmittel.
Durch diese bevorzugte Ausführungsform ist eine einfache
Realisierung der Trennung der Materialbahn möglich.
Ferner vorzugsweise umfaßt das Schneidmittel ein Obermesser
und ein Untermesser, wodurch insbesondere ein
präzises Trennen der Materialbahn in Teilbahnen möglich
ist. Vorzugsweise ist das Obermesser an die Schneidkante
des Untermessers insbesondere in axialer Richtung oder
in radialer Richtung andrückbar. Durch diese vorzugsweise
Ausführungsform ist ein exaktes Schneiden der Materialbahn
möglich. In axialer Richtung bedeutet im
Rahmen dieser Erfindung insbesondere im wesentlichen in
Richtung zur Materialbahn hin.
Wenn vorzugsweise die Nachführung einen Stellantrieb umfaßt,
können die Ortssignale, die von der Erfassungseinrichtung
geliefert werden, derart umgewandelt werden,
daß der Stellantrieb gemäß den ermittelten Ortssignalen
betreibbar ist.
Wenn vorzugsweise ausschließlich das Untermesser mit dem
Stellantrieb wenigstens mittelbar verbunden ist, ist eine
besonders einfache Ausführungsform möglich. Bei Andrücken
des Obermessers an die Schneidkante des Untermessers
insbesondere in axiale Richtung oder radiale
Richtung, insbesondere mittels eines beispielsweise
pneumatischen Druckspeichers, wird bei Nachführen des
Untermessers das Obermesser aufgrund der Reibungskraft
des Obermessers an der Materialbahn mitgeführt. Hierdurch
ist es nicht mehr nötig, auch das Obermesser mit
dem Stellantrieb mittelbar zu verbinden oder das Obermesser
direkt lateral zu bewegen, um dieses der entsprechenden
Lateralbewegung der Materialbahn nachzuführen.
Vorzugsweise ist eine Strahleinrichtung umfaßt, die
elektromagnetische Strahlung aussendet. Durch diese bevorzugte
Ausführungsform kann ein berührungsloses Trennen
der Materialbahn zusätzlich oder allein möglich
sein. Wenn bevorzugterweise die Strahleinrichtung ein
Laser ist, ist eine besonders elegante und einfache
Trennung der Materialbahn möglich. Wenn vorzugsweise die
Strahlung mittels wenigstens eines die Strahlung umlenkenden
Mittels der Lateralbewegung nachführbar ist, ist
eine einfach zu realisierende Nachführung möglich. Die
die Strahlung umlenkenden Mittel können insbesondere
Spiegel und/oder Prismen sein.
Vorzugsweise umfaßt die Erfassungseinrichtung wenigstens
einen lichtempfindlichen Sensor. Vorzugsweise ist ferner
eine Lichtquelle vorgesehen, die an den lichtempfindlichen
Sensor anpaßbar ist. Hierbei kann insbesondere die
Materialbahn zwischen der Lichtquelle und dem lichtempfindlichen
Sensor angeordnet sein. Vorzugsweise ist die
Erfassungseinrichtung ein Bahnkantensensor.
Ferner vorzugsweise ist der Sensor flächig ausgebildet,
wobei mittels der von der Materialbahn bedeckten Fläche
Rückschlüsse auf den Ort einer Kante der Materialbahn
ermöglicht sind.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des
allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch
beschrieben, auf die im übrigen bzgl. der Offenbarung
aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen
Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird.
Es zeigen:
- Fig. 1
- schematisch eine erfindungsgemäße Trenneinrichtung
und
- Fig. 2
- schematisch einen Messerhalter mit einem Obermesser
und einem Untermesser.
In den folgenden Figuren sind jeweils gleiche oder entsprechende
Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet,
so daß auf eine erneute Vorstellung verzichtet wird und
lediglich die Abweichungen der in diesen Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiele gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel
erläutert werden.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Trenneinrichtung. In Fig. 1 sind Teile
der besseren Darstellbarkeit der wesentlichen Elemente
der Ausführungsform wegen um 90° in die Zeichnungsebene
gekippt. Aus diesem Grunde ist insbesondere der Meßwertaufnehmer
30, der beispielsweise ein flächiger Bahnkantensensor
sein kann, und die Hüllmaterialbahn 10 auf der
linken Seite in der Ebene liegend gezeichnet. Diese Elemente
sind in dieser Ausführungsform derart angeordnet,
daß sie aus der Zeichnungsebene nach oben herausragen,
wobei die Hüllmaterialbahn 10, die in der Fig. 1 links
angeordnet ist, deckungsgleich mit der in der Mitte angeordneten
Hüllmaterialbahn 10 in der Fig. 1 ist.
Diese Ausführungsform ist mit einem Messerhalter 41 ausgestaltet,
das beispielsweise ein Messerhalter Serie "C"
der Tidland GmbH, D-48683 Ahaus, sein kann. Der Messerhalter
41 ist mit einer Obermesserhalterung 22 an einem
Gehäuse befestigt. Der Messerhalter 41 umfaßt einen
Schneidkopf bzw. ein Obermesser 20, das in diesem Fall
ein Kreismesser ist. Das Obermesser 20 ist pneumatisch
oder hydraulisch betätigbar. Das Obermesser kann um einen
vertikalen und/oder horizontalen Hub ausgefahren
bzw. eingezogen werden. Das Obermesser 20 wird axial mit
einer Vorspannung oder einem Druck bzw. einer Kraft auf
eine Kante 33 des Untermessers 21 gedrückt. Das Untermesser
selbst ist in diesem Ausführungsbeispiel auch ein
Kreismesser. Die Hüllmaterialbahn 10 ist zwichen den
Schneiden des Obermessers 20 und des Untermessers 21 angeordnet.
Die Hüllmaterialbahn 10 wird an den Messern
vorbeigeführt, so daß ein Schnitt beispielsweise in der
Mitte der Hüllmaterialbahn durchgeführt wird, so daß
zwei Teilbahnen entstehen. Das Untermesser 21 ist mit
einer Untermesserwelle 23 verbunden, die über einen
Mitnehmer 29 über ein Antriebszahnrad 24 rotierend betrieben
werden kann. Auch das Obermesser 20 ist rotierend
betreibbar.
Die Materialbahn 10 kann nun bei Zuführung zur Trenneinrichtung
sich seitlich bzw. lateral bewegen, so daß
bei Unterlassen einer Nachführung nicht mehr zwei gleich
breite Teilbahnen geschnitten werden, sondern ggf. unterschiedlich
breite Teilbahnen, deren Breite über die
Länge auch variieren kann. Aus diesem Grunde ist eine
Nachführung vorgesehen. Um die Lage der Hüllmaterialbahn
10 festzustellen, wird ein Meßwertaufnehmer 30 verwendet,
der als flächiger Bahnkantensensor ausgebildet ist.
Hierbei kann beispielsweise ein FIFE SE-11-Sensor mit
moduliertem Licht der Fife GmbH, D-65779 Kelkheim, Verwendung
finden. Dieser ist insbesondere unempfindlich
gegenüber Fremdlicht und ermöglicht eine sehr hohe Präzision
bei der Bestimmung der Bahnkante der Hüllmaterialbahn
10. Wenn nun beispielsweise die Hüllmaterialbahn
10 in der Fig. 1 sich lateral nach unten bewegt,
erkennt der Sensor diese Bewegung, was dazu führt, daß
ein Stellantrieb 25 das Nachführungselement 43 nach unten
in der Zeichnung der Fig. 1 führt, so daß über die
Halterungsstange 31, die über die Führung 32 geführt
wird, der Sensor 30 wieder bis zur Bahnkante geführt
wird, so daß in diesem Beispiel genau die Hälfte des
Senors durch die Hüllmaterialbahn 10 bedeckt ist.
Der Stellantrieb 25 kann beispielsweise ein Schrittmotor
sein. Der Stellantrieb 25 bewegt das Nachführungselement
43 über ein Feingewinde 26. Um ausreichend Spiel für
diese Bewegung zu haben, ist eine lose Lagerung 27 vorgesehen.
In dem Moment, in dem das Nachführungselement der Hüllmaterialbahn
10 der Lateralbewegung nachgeführt wird,
wird auch die Untermesserwelle 23, die im Gleitlager 28
gelagert ist, der Lateralbewegung der Hüllmaterialbahn
10 nachgeführt. Entsprechend könnte auch das Obermesser
20 direkt nach Erhalt der Ortssignale und ggf. Weiterverarbeitung
der Ortssignale, die von dem Meßwertaufnehmer
30 gewonnen werden, nachgeführt werden. In diesem
speziellen Ausführungsbeispiel ist ein direktes Nachführen
allerdings nicht vorgesehen, da aufgrund der axialen
Vorspannung bzw. der axialen Kraft, die auf das Obermesser
20 von der Schneidkante 33 des Untermessers 21 über
die Hüllmaterialbahn 10 wirkt, ein selbsttätiges Nachführen
des Obermessers, das der Bewegung des Untermessers
folgt, gegeben ist. Der Messerhalter 41 ist hierbei
so ausgeführt, daß auch ein Hub in radialer Richtung zur
Achse des Messerhalters 41 möglich ist.
Auf diese Art und Weise ist eine sehr präzise und verläßliche
Nachführung der Schneideinrichtung möglich.
In Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Messerhalters 41
mit dem Untermesser 21 gezeigt.
Die Hüllmaterialbahn 10 wird in der Fig. 2 von links
nach rechts geführt und ist nach Passieren des Obermessers
20 und des Untermessers 21 in zwei Teilbahnen getrennt.
Das Untermesser 21 wird von einem Antrieb 45
über einen Keilriemen 44 und das Zahnrad 24 angetrieben.
Das Obermesser 20 wird direkt von dem Messerhalter 41
angetrieben. Um das Obermesser ist in den für Bedienpersonen
zugänglichen Bereichen eine Sicherheitsabdeckung
40 vorgesehen. Mittels des Meßwertaufnehmers 30
wird die Lateralbewegung der Hüllmaterialbahn 10 sensiert.
Die sensierten Signale werden über ein Kabel 42
zu einer Steuereinrichtung geliefert, die die Nachführung
steuert. Die Lateralbewegung ist in Fig. 2 im
wesentlichen senkrecht zur Zeichenebene.
Für einen Fachmann ist klar, daß auch andere Meßwertaufnehmer
30 Verwendung finden können und insbesondere
auch andere Trenneinrichtungen. Hierbei sind insbesondere
leistungsstarke Lichtstrahlen, wie beispielsweise
fokussierte Laserstrahlen, die die Hüllmaterialbahn kontaktlos
trennen können, von Interesse. Hierzu eignen
sich insbesondere Infrarotlaser und Excimerlaser.
Die Nachführung der Laserstrahlen zur Lateralbewegung
der Hüllmaterialbahn kann mittels reflektierender Elemente
einfach realisiert werden. Der Laser kann im Dauerbetrieb
betrieben werden oder aber gepulst betrieben
werden.
Bezugszeichenliste
- 10
- Hüllmaterialbahn
- 20
- Obermesser
- 21
- Untermesser
- 22
- Obermesserhalterung
- 23
- Untermesserwelle
- 24
- Antriebszahnrad
- 25
- Stellantrieb
- 26
- Feingewinde
- 27
- lose Lagerung
- 28
- Gleitlager
- 29
- Mitnehmer
- 30
- Meßwertaufnehmer
- 31
- Halterungsstange
- 32
- Führung
- 33
- Schneidkante
- 40
- Sicherheitsabdeckung
- 41
- Messerhalter
- 42
- Kabel
- 43
- Nachführungselement
- 44
- Keilriemen
- 45
- Antrieb