JP2004073202A - 材料ウェッブを接続する方法と装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 材料ウェッブを接続する方法と装置を改良する。
【解決手段】 本発明は、接続すべきウェッブ2,18がほぼ同期した速度で互いにほぼ平行に移動し、回転するきざみ付け面27と回転する相手方面34の間で互いに接続される、きざみ付けすることによって、繰り出される材料ウェッブ2を走入する新しい材料ウェッブ18に接続するための方法、特に煙草加工産業のボビン4,19から繰り出される紙ウェッブ2,18を接続するための方法に関する。本発明は、きざみ付け面27と相手方面34が異なる速度で回転し、きざみ付けを実施するためにn回転おきにのみ互いに作用連結され、ここでn>1であることを特徴とする。
【選択図】  図1

Description

 本発明は、接続すべきウェッブがほぼ同期した速度で互いにほぼ平行に移動し、回転するきざみ付け面と回転する相手方面の間で互いに接続される、きざみ付けすることによって繰り出される材料ウェッブを走入する新しい材料ウェッブに接続する(継ぐ)ための方法と装置、特に煙草加工産業のボビンから繰り出される紙ウェッブを接続するための方法と装置に関する。
 材料ウェッブは例えば紙巻き煙草の紙細長片(紙テープ)のような煙草製品包装細長片である。きざみ付けとは、押しつけによる材料ウェッブの接続であると理解される。この場合、材料ウェッブの接合、折畳みまたは型押しも生じる得る。
 材料ウェッブをきざみ付けするための方法と装置は、本出願人の特許文献1,2,3,4記載の技術水準によって知られている。特許文献5には、冒頭に述べた種類の方法と装置が記載されている。この方法と装置の場合、新しいウェッブの質量と引張り強度を考慮して、新しい材料ウェッブが繰り出される材料ウェッブの速度に加速され、材料ウェッブの隣に向き合わせて配置された回転可能な2個の接合カムによって互いに接続されることにより、繰り出される材料ウェッブが新しい材料ウェッブに接続される。この場合、接合するためのカムは接続すべき材料ウェッブと同期した速度でその回転軸線回りに1回転させられる。続いて、新しいウェッブのリード部分と古いウェッブの残りの部分がカムの運動に連動して作動するカッターによって切断される。
独国特許第69300282号公報 独国実用新案登録第1995937号公報 独国特許出願公開第1532203号公報 独国特許出願公開第1532204号公報 米国特許第特許第3,089,661号明細書
 本発明の課題は、このような方法と装置を改良することである。
 この課題は本発明に従い、独立請求項の対象によって解決される。
 冒頭に述べたウェッブは通常、それを巻いたボビンから繰り出される。ウェッブの機械的な加工の際、ボビンが空になりそうなときに、繰り出されるウェッブを、新しいボビンのウェッブに接続しなければならないという問題が発生する。加工を停止しないために、貯蔵しないで加工しようとするときには、この接続をウェッブの走行中に行うべきである。従って、ウェッブは少なくとも或る時間の間できるだけ同期して互いに平行に走行すべきである。それによって、きざみ付け(ローレット加工、エンボス加工)によってウェッブを接続(継ぐ)ことができる。すなわち、走入する新しいウェッブはほぼ繰り出されるウェッブの加工速度を有するようにすべきである。そして材料ウェッブをきざみ付けによって接続することができるようにするために、特にきざみ付けのために使用される装置のきざみ付け面を、できるだけウェッブ速度と同期させて動かすことが賢明である。そのために、きざみ付け面は両ウェッブのウェッブ速度まで加速すべきである。その際、この速度が達成される前に、ウェッブが互いに接触しないようにすべきである。
 これは本発明に従い、きざみ付け面と相手方面が異なる速度で回転し、きざみ付けを実施するためにn回転おきにのみ互いに作用連結され、すなわち両ウェッブを含めて接触するかまたは互いに当接し、ここでn>1であることによって達成される。それによって、面または面を支持するロールを加速するために充分な時間が供される。その際、きざみ付け面は好ましくは、ウェッブを接続する相の間のみ、接続すべきウェッブに接触するように案内される。それによって、接続すべきウェッブの損傷が回避される。
 本発明の効果は更に、その実現が簡単であり、可動部品をあまり必要とせす、そして運動経過に基づいて摩耗が小さいことにある。
 本発明による方法の好ましい実施の形態では、きざみ付け面の回転の数nが約10である。更に、きざみ付け面と相手方面の速度比が約10:11である。
 本発明の実施形では、両セグメントが向き合う間、セグメントがほぼ同期運動するように、両セグメントの速度が制御される。これは例えば少なくとも1個のセグメントの駆動装置ためのサーボ技術または少なくとも1個のセグメントの駆動装置の駆動歯車の偏心配置を用いることによって実現可能である。
 本発明による装置の実施形の場合、きざみ付け面が第1の回転軸線の回りに回転し、相手方面が第1の回転軸線に対して平行に延びる第2の回転軸線の回りに回転する。この場合、きざみ付け面が第1回転軸線の回りに回転可能に支承されたセグメント上に設けられ、相手方面が第2回転軸線の回りに回転可能に支承されたセグメント上に設けられている。セグメントの少なくとも1個は、回転軸線回りに回転可能に支承されたロール上に配置可能である。
 その際、きざみ付けのためにきざみ付け面と相手方面の間を通過するウェッブがきざみ付け面と相手方面の接触時にきざみ付け可能であるように、回転軸線の間隔が定められていると有利である。
 今日一般的である非常に高い加工速度の場合、きざみ付け時に、走入する新しいウェッブの先行する残り部分、いわゆるリード部分と、残余材料とも呼ばれる、繰り出される古いウェッブの後続の残り部分とをそれぞれ、ウェッブの接続後切断しなければならない。   
 これは、本発明の実施形に従って、残り部分と更に加工されるウェッブの速度が、少なくともウェッブを接続する時点以降で、異なるように調節可能であることによって解決される。これにより、それぞれの残りの部分は、速度差によってきざみ付け個所に生じる材料の引張り力が材料の引張り強度を上回るときに、この引張り力によって切断される。
 それによって、ウェッブを切断するためにカッター等のような付加的な部品が不要である。従って、このような部品が摩耗することもないし、調節する必要もない。
 本発明のこの実施形の利点は更に、その実現が簡単であり、可動部品をあまり必要としないことにある。
 新しいウェッブのリード部分の切断が、きざみ付け中および/またはきざみ付け後で、新しいウェッブの先行する残りの部分を加速装置によって、繰り出されて更に加工されるウェッブときざみ付け装置の周速よりも速く動かすことによって行われると有利である。これによって、接続装置またはきざみ付け装置が両ウェッブを挟持するときに、新しいウェッブの先行する残りの部分のウェッブ張力が上昇する。これは、新しいウェッブのリード部分を挟持個所または接続個所で引き裂くことになる。
 本発明による方法の好ましい実施形の場合、古いウェッブの残りの材料は、接続装置またはきざみ付け装置が両ウェッブの挟持を再び解除する直前に、それまで繰り出されていたウェッブのボビンを制動することにより、引き裂き可能である。
 本発明の他の有利な実施形は従属請求項に記載されている。
 添付の図を参照して、本発明の実施の形態に基づいて本発明を詳しく説明する。
 図1は本発明の実施の形態を示している。この実施の形態の場合、第1の紙巻き煙草の紙テープ2は、モータM1によって駆動されるボビン4から、2個のロール6,8を経て、他の加工装置の方へ矢印10に従って引き出される。ボビン4が空になりそうになると、新しい紙巻き煙草の紙テープ18が新しいボビン19からロール20を経て、モータM2によって駆動されるロール14,16を備えたロール対12によって引き出される。ボビン19はモータM3によって駆動される。
 ロール20とロール対12は、両テープ(ウェッブ、細長片)2,18がロール20と8の間で矢印22に従って平行に延びるように配置されている。この範囲には、平行に延びるテープ2,18の両側に、ロール24または26が設けられている。この両ロール24または26は互いに独立してモータM4またはM6によって駆動される。ロール24は回転軸線25の回りに回転し、その外側表面28に第1のセグメント23を支持している。このセグメントの外側表面はきざみ付け面27を形成している。ロール26は回転軸線35の回りに回転し、その外周面30に第2のセグメント32を支持している。このセグメントの外側表面は滑らかな相手方面34を形成している。きざみ付け面27は図示していないきざみ付け部を備えている。このきざみ付け部は、きざみ付け面27がウェッブ2に接触する際にウェッブ2と、このウェッブに接続される新しいウェッブ18にきざみを付け、それによってウェッブ2と18を接続する。その代わりに、きざみ付け面27は滑らか面として形成することができる。回転軸線25,35の間隔は、面27と34が直接向き合ったときに、セグメント23,32の間を通過する接続すべきウェッブ2,18がこれらの面27,34の間で圧着されることによって互いに連結されるように選定されている。
 すべてのモータM1,M2,M3,M4,M6は図示していない制御装置によって制御される。勿論、本発明の範囲内において、適当な伝動装置を使用してモータの数を減らすことができる。
 ボビン4が完全に空になる前に、新しい紙巻き煙草紙テープ18を古い紙巻き煙草紙テープ2に接続しなければならない。これはきざみ付け(ローレット加工、エンボス加工)によって行われる。両紙巻き煙草紙テープ2,18のきざみ付けのために、接続すべきウェッブ2,18は、ロール20と8の間で、同期した速度で互いに平行に移動させられる。そのために、新しいウェッブ18はロール対12によってウェッブ2の速度まで加速される。更に、ロール24,26はモータM4,M6によって所定の方法で加速される。
 これは図2a〜2iに基づいて次のように説明される。図2a〜2iにおいて、ロール24またはきざみ付け面27を有するセグメント23の個々の中間位置は文字a〜iで示してある。
 ロール24,26は、最終的に互いに速度比10:11を有するように加速される。それによって、両セグメント23,32は遅いロール24の10回転あたり1回だけ接触する。その代わりに、異なる速度比を選択することができる。その際、それぞれのセグメントが充分な長さの接触相を生じるために、各々のセグメントが充分な長さを有し、かつ接触相の後で、ウェッブがセグメントによって損傷せずにセグメントの間を移動することができるように、両セグメントが再び離れるように留意すべきである。
 ロール24の10回転とロール26の11回転以内に、これらのロールはウェッブ2,18とのほぼ同期する速度まで加速され、そして向き合うセグメント23,32が接触するときにきざみ付けが行われ、続いてセグメント23,32が次回接触する前にロール24の次の10回転以内に制動される。この経過は図2a〜2iに正確に示してある。その際、図においてそれぞれ左上には、回転軸線25,35の接続線に対するロール24のセグメント23の角度位置が記入してある。
 ロール24はすべての図において矢印40で示す方向に回転し一方、ロール26はすべての図において矢印42で示す方向に回転する。図2b〜2fに示すように、ロール24と26の速度比によってセグメント23,32はロール24の3575°の位置の後で初めて再び当たり始める。図2g,2hは本来のきざみ付けの過程を示している。このきざみ付けはロール24の約3600°の範囲で行われる。図2iはセグメント23,32の協働作用の終了、すなわちウェッブ2,18を接続するための本来のきざみ付けの終了を示している。両ロールセグメント23,32の少なくとも一方の速度は、セグメント23,32の接触相の間、セグメント23,32の少なくとも一方の駆動装置M4,M6のためのサーボ技術を使用することによってあるいはセグメント23,32の少なくとも一方の図示していない駆動歯車の偏心配置構造によって、セグメント23,32が接触相の間ほぼ同期して動くように制御可能である。
 その後で、図示した装置は次のボビン交換まで10回転戻し回転させられる。この場合、ウェッブ2,18は滑らかなロールセグメント32によってのみときどき偏向させられる。きざみを有するロールセグメント23は、滑らかなロールセグメント32がウェッブ2,18をロールセグメント32の方に偏向するときにのみ、繰り出されるウェッブ2と新しいウェッブ18に接触するように配置されている。
 図3は本発明の他の実施の形態を示している。前述の実施の形態の部品に一致する部品には、同じ参照符号が付けてある。これらの部品の機能は前述の実施の形態の部品の機能に一致している。ロール24は回転軸線25の回りに回転し、その外周面28はこの実施の形態の場合滑らかなきざみ付け面27を形成している。ロール26は回転軸線35の回りに回転し、その外周面30にセグメント32を支持している。このセグメンの外面はきざみ付け面34を形成している。このきざみ付け面34は図示していないきざみ付け部を備えている。このきざみ付け部は、きざみ付け面27がきざみ付け面34に接触する際にウェッブ2と、このウェッブに接続される新しいウェッブ18にきざみを付け、それによってウェッブ2と18を接続する。回転軸線25,35の間隔は、面27と34が向き合ったときに、セグメント23,32の間を通過する接続すべきウェッブ2,18がこれらの面27,34の間で圧着されることによって互いに連結されるように選定されている。
 すべてのモータM1,M2,M3,M4,M6は概略的に示した制御装置55によって制御される。この制御装置55は図示していないメモリを備えている。このメモリには、ここで説明する方法経過が制御プログラムとして記憶されている。図示していない制御装置55のマイクロプロセッサは、モータM1,M2,M3,M4,M6と後述するブレーキとによってここで説明する方法経過を実現するために、メモリから制御プログラムを呼び出す。ブレーキは図3において矢印で示したラインによって作動させられる。
 両ロール24,26の少なくとも一方の速度は、面27,34が接触相の間少なくともほぼ同期して動くように制御される。
 図3は、まだ向き合っていない時点の両面27,34を示している。この両面が向き合うと、矢印50によって示した個所に、挟持個所または接続個所を形成する。この個所で、きざみ付け面27ときざみ付け面34はウェッブ2と18をその間で強く挟持し、それによって両ウェッブ2,18は互いに接続される。しかしこれにより、もはや使用不可能な、古いウェッブ2の後続の残り部分52と、新しいウェッブ18の先行する部分(リード部分)54が生じる。従って、矢印10に沿った新しいウェッブ18のそれ以降の加工を妨害または中断しないようにするためには、残りの部分52とリード部分54を切り落とさければならない。
 新しいウェッブ18のリード部分54の切り落としは、図4a、特に図4bに示すように、遅くともきざみ付け面27と相手方面34が向き合う時点で、リード部分54をロール14,16によって、繰り出されるウェッブ2の速度およびきざみ付け面27またはきざみ付け面34を備えたロール24,26の速度よりも幾分速く移動させることによって行われる。きざみ付け面27ときざみ付け面34によって形成された接続兼きざみ付け装置が両ウェッブ2,18を互いに接続するや否や、遅い速度で回転するロール24,26によって挟持されたウェッブ18を加速して引き出すことにより、リード部分54に大きなウェッブ張力が発生する。その結果、リード部分54はセグメント23,32の間の接続個所50で切断される。
 古いウェッブ2の残りの材料、すなわち後続の残り部分52は図4cに従って切り落とされる。この切り落としは、接続兼きざみ付け装置が両ウェッブ2,18の挟持を再び解除する直前に、繰り出されるウェッブ2のボビン4が概略的に示したブレーキによって制動されることによって行われる。繰り出されるウェッブ2を制動することによって、残りの部分52のウェッブ張力または引張り応力が大きくなる。この引張り応力はウェッブが耐えることができる引張り応力よりも大きい。従って、残りの部分52が切断される。
 切断線はその都度、きざみ付け面27ときざみ付け面34によってきざみを付けたウェッブ12,18の領域の範囲内にある。なぜなら、ウェッブ2,18はこの範囲においてきざみ付けによって強度が弱まるからである。ロール対12の加速とボビン4の制動は、ボビン4用駆動装置M1とロール対12用M2を用いて制御装置によって制御される。
本発明の実施の形態を示す図である。 図1のセグメントの運動経過を示す図である。 図1のセグメントの運動経過を示す図である。 図1のセグメントの運動経過を示す図である。 図1のセグメントの運動経過を示す図である。 図1のセグメントの運動経過を示す図である。 図1のセグメントの運動経過を示す図である。 図1のセグメントの運動経過を示す図である。 図1のセグメントの運動経過を示す図である。 図1のセグメントの運動経過を示す図である。 本発明の他の実施形を示す図である。 本発明の他の実施形を示す図である。
符号の説明
 2,18   紙ウェッブ
 4,19   ボビン
 12     引き出し装置
 23,32  セグメント
 24,26  ロール
 25     回転軸線
 27     きざみ付け面
 28,30  外周面
 34     相手方面
 35     回転軸線
 52,54  ウェッブの残りの部分
 55     速度制御装置
 M1,M2,M4,M6  駆動装置

Claims (23)

  1.  接続すべきウェッブ(2,18)がほぼ同期した速度で互いにほぼ平行に移動し、回転するきざみ付け面(27)と回転する相手方面(34)の間で互いに接続される、
     きざみ付けすることによって、繰り出される材料ウェッブ(2)を走入する新しい材料ウェッブ(18)に接続するための方法、特に煙草加工産業のボビン(4,19)から繰り出される紙ウェッブ(2,18)を接続するための方法において、
     きざみ付け面(27)と相手方面(34)が異なる速度で回転し、きざみ付けを実施するためにn回転おきにのみ互いに作用連結され、ここでn>1であることを特徴とする方法。
  2.  相手方面(34)ときざみ付け面(27)が少なくともほぼウェッブ(2,18)の速度まで加速されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3.  きざみ付けまでのきざみ付け面(27)の回転の数nが約10であることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
  4.  相手方面(34)に対するきざみ付け面(27)の速度比が約10:11であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一つに記載の方法。
  5.  ウェッブ(2,18)および/または相手方面(34)に接触することなく、きざみ付け面(27)がウェッブ(2,18)の速度まで加速されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一つに記載の方法。
  6.  きざみ付けを行う両セグメント(23,32)の速度が、きざみ付け中、ほぼ同期運動するように制御されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一つに記載の方法。
  7.  両ウェッブ(2,18)の接続の途中で、更なる加工のために必要でない両ウェッブ(2,18)の残りの部分(52,54)の少なくとも一方が切断され、
     更に加工されるウェッブの一部を形成しない、接続すべき両ウェッブ(2,18)の少なくとも一方の残りの部分(52,54)が、少なくともほぼウェッブ(2,18)を接続する時点以降で、更に加工されるウェッブと異なる速度で移動させられることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一つに記載の方法。
  8.  第1のウェッブ(2)の残りの部分(52)が、ウェッブ(2,18)を接続した時点の後で、更に加工されるウェッブよりも遅い速度で移動させられることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
  9.  第1のウェッブ(2)の残りの部分(52)が、ウェッブ(2,18)を接続した時点の後で、更に加工されるウェッブに対して制動されることを特徴とする、請求項8に記載の方法。
  10.  第2のウェッブ(18)の残りの部分(54)が、接続中および/または接続の後で、更に加工されるウェッブよりも速い速度で移動させられることを特徴とする、請求項7〜9のいずれか一つに記載の方法。
  11.  接続すべきウェッブ(2,18)をきざみ付けするための回転可能なきざみ付け面(27)と、
     接続すべきウェッブ(2,18)をきざみ付けするための回転可能な相手方け面(34)と、
     このきざみ付け面(27)と相手方面(34)を動かすための少なくとも1個の駆動装置(M4,M6)と、
     ウェッブ(2,18)のきざみ付けのためにウェッブ(2,18)ときざみ付け面(27)と相手方面(34)がウェッブ(2,18)の経路の少なくとも所定の個所でほぼ同期した速度で互いにほぼ平行に移動し、きざみ付け面(27)と相手方面(34)がほぼ向き合うように、きざみ付け面(27)の運動をウェッブ(2,18)と相手方面(34)の運動に調和させるための駆動装置(M4,M6)の制御装置とを備えた、
     きざみ付けによって煙草加工産業の材料ウェッブ(2,18)を接続するための装置において、
     きざみ付け面(27)と相手方面(34)を異なる速度で回転させるために、きざみ付け面(27)と相手方面(34)が異なるように回転し、それによってn回転おきにのみきざみ付け面と相手方面がきざみ付けのために互いに直接向き合い、ここでn>1であることを特徴とする装置。
  12.  きざみ付け面(27)が第1の回転軸線(25)回りに回転し、相手方面(34)が第1の回転軸線(25)に対して平行に延びる第2の回転軸線(35)の回りに回転することを特徴とする、請求項11に記載の装置。
  13.  きざみ付け面(27)が第1回転軸線(25)の回りに回転可能に支承されたセグメント(23)上に設けられていることを特徴とする、請求項12に記載の装置。
  14.  相手方面(34)が第2回転軸線(35)の回りに回転可能に支承されたセグメント(32)上に設けられていることを特徴とする、請求項12に記載の装置。
  15.  きざみ付け面(27)を有するセグメント(23)が、第1回転軸線(25)の回りに回転可能に支承されたロール(24)上に配置されていることを特徴とする、請求項12〜14のいずれか一つに記載の装置。
  16.  相手方面(34)を有するセグメント(32)が、第2回転軸線(35)の回りに回転可能に支承されたロール(26)上に配置されていることを特徴とする、請求項12〜15のいずれか一つに記載の装置。
  17.  きざみ付けのためにきざみ付け面(27)と相手方面(34)の間を通過するウェッブ(2,18)がきざみ付け面(27)と相手方面(34)の接触時にきざみ付け可能であるように、セグメント(23,32)の回転軸線(25,35)の間隔が定められていることを特徴とする、請求項12〜16のいずれか一つに記載の装置。
  18.  接続すべき複数のウェッブ(2,18)を接続して、更に加工される1つのウェッブを形成するきざみ付け装置(27,34)と、
     少なくともほぼ、きざみ付け装置(27,34)によってウェッブを接続した時点以降に、更に加工されるウェッブの一部を形成しない、接続されるウェッブ(2,18)の少なくとも一方の残りの部分(52,54)を、更に加工されるウェッブと異なる速度で移動させるために、残りの部分(52,54)の速度を変化させるための速度制御装置(55)とを備えていることを特徴とする、請求項11〜17のいずれか一つに記載の装置。
  19.  きざみ付け装置(27,34)が第1のきざみ付け面(27)と第2のきざみ付け面(34)を備えていることを特徴とする、請求項18に記載の装置。
  20.  第1のきざみ付け面(27)と第2のきざみ付け面(34)がそれぞれ回転可能なロール(24,26)上に配置され、このロールの回転軸線(25,35)が互いに平行に延び、接続すべきウェッブ(2,18)がロールの外周面(28,30)の間を通過することを特徴とする、請求項19に記載の装置。
  21.  第2のきざみ付け面(34)がロール(26)上に配置されたセグメント(32)の外側表面によって形成されていることを特徴とする、請求項20に記載の装置。
  22.  速度制御装置(55)が接続すべき第1のウェッブ(2)の制動装置のための制御可能な駆動装置(M1)および/またはボビン(19)から所定の引き出し速度で接続すべき第2のウェッブ(18)を引き出すための引き出し装置(12)の制御可能な駆動装置(M2)を制御するように形成されていることを特徴とする、請求項18〜21のいずれか一つに記載の装置。
  23.  速度制御装置が駆動装置(M2)を制御することによって引き出し装置(12)の引き出し速度を変更、好ましくは高めることが可能であることを特徴とする、請求項22記載の装置。
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