JP4235603B2

JP4235603B2 - 加工されない材料帯片を巻き取る装置と方法

Info

Publication number: JP4235603B2
Application number: JP2004335209A
Authority: JP
Inventors: フランク・グロートハウス; ディートマー・ヤンツ; マティアス・ホルン; エーリッヒ・フォーゲル
Original assignee: ハウニ・マシイネンバウ・アクチエンゲゼルシヤフト
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2004-11-19
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2024-11-19
Also published as: US20050161552A1; EP1533261A2; DE10354847A1; PL1533261T3; CN1618717A; EP1533261A3; CN1618717B; JP2005154152A; EP1533261B1

Description

本発明は、回転駆動可能な巻取り要素（Wickelelement）を備え、この巻取り要素が材料ウェッブまたは加工されない材料帯片のための収容部を備えている、特に第１のボビンから走出する材料ウェッブを第２のボビンから走入する材料ウェッブに連結するための設備内の、加工されない材料帯片を巻き取るための装置に関する。本発明は更に、材料ウェッブの連結過程において静止する巻取り要素（Wickelelementes）の収容部を通して材料ウェッブまたは材料帯片を案内し、連結過程の終了直前にまたは終了と同時にまたは終了直後に、巻取り要素を回転させることによって材料帯片を巻き取る、特に第１のボビンから走出する材料ウェッブを第２のボビンから走入する材料ウェッブに連結する際に生じる、加工されない材料帯片を巻き取るための方法に関する。

上記種類の装置は特に、ボビンを交換するための設備に設けられる。この装置は、第１のボビンのための収容部と、第２のボビンのための収容部と、第１のボビンから走出する材料ウェッブを第２のボビンから走入する材料ウェッブに連結、いわゆる継ぐための装置を備えている。このような装置は例えば紙巻きたばこ産業の製造機械の構成部品である。この装置において、紙巻きたばこの紙、フィルタの紙等からなる、ボビンに巻き取られた材料ウェッブが、互いに自動的に連結される。その際、巻取り要素が材料ウェッブの範囲内に設けられている。材料ウェッブは巻取り要素に挿通され、しかも材料ウェッブまたは加工されない材料帯片のための収容部に挿通される。材料ウェッブまたは材料帯片はこの収容部を通って案内される。巻取りのために、連結の後で巻取り要素が回転させられる。巻取り要素は更に、切断機能を有する。すなわち、巻取り機能が連結の直前にまたは直後に行われるときに、加工されない材料帯片を材料ウェッブから切断するための機能を有する。

しかし、公知の装置と方法は、材料ウェッブまたは材料帯片が収容部から滑り落ち、巻取りが不可能であるという欠点がある。特に、両材料帯片の連結の直前、連結中または連結の直後に、材料帯片が収容部から外れるという危険がある。なぜなら、この収容部で材料の張力が発生するからである。

そこで、本発明の課題は、加工されない材料帯片を確実に巻き取ることができる、コンパクトな装置を提供することである。本発明の他の課題は、加工されない材料帯片を確実に巻き取ることができる方法を提供することである。

この課題は、冒頭に述べた種類の装置において、材料帯片を保持するための要素が、巻き取られる材料帯片のための収容部の範囲内に配置されていることによって解決される。それによって、材料帯片が収容部内にきわめて効果的に保持されるので、連結によって材料帯片に作用する負荷にもかかわらず、材料帯片の巻取りひいては収容が保証される。

収容部が巻取り要素の端面に対して半径方向にまたは端面内に延設された貫通するスロットであると有利である。それによって、材料ウェッブまたは材料帯片が巻取り要素内で妨害されないで通過案内される。

材料を保持するための要素が揺動レバーとして形成されていると有利である。揺動レバーは収容部内での材料ウェッブまたは材料帯片の確実な固定を可能にするので、走出および走入する材料ウェッブを連結した後で、走出する材料ウェッブが確実に巻き取られる。揺動レバーの慣性によって、揺動レバーは巻取り要素の回転に後からついて行き、それによって材料ウェッブまたは材料帯片を挟持する。換言すると、巻取り要素が既に回転している間、揺動レバーは一瞬停止する。それによって、揺動レバーの自由端はスロットの壁部、すなわちスロットの当接面としての内面に当接し、材料帯片を固定する。この内面は揺動レバーに向き合っている。揺動レバーはスロットを通過する材料帯片によって内面から分離されている。

有利な実施形では、揺動レバーはスロット内に配置された振り子である。この非常にコンパクトな実施形によって、材料ウェッブまたは材料ウェッブから切断されるかまたは切断された材料帯片（この材料帯片は加工されないので、巻き取って廃棄すべきである）の保持または捕捉が、材料と材料ウェッブまたは材料帯片のフォーマットに関係なく並びにウェッブ速度または搬送速度に関係なく確実に実現される。

課題は更に、冒頭に述べたステップを有する方法において、巻取り要素の回転の開始中に、材料帯片が収容部内で積極的に保持または捕捉されることによって解決される。それによって、材料帯片が収容部内で捕捉および保持されるので、巻取り過程の開始時に、材料帯片が滑り落ちることが防止される。

本発明の他の有利な特徴と実施形は従属請求項と次の記載から明らかである。特に有利な実施形と方法を、添付の図に基づいて詳しく説明する。

図示した装置は、この装置によって集められ、圧縮され、そして収容容器、いわゆるファイアリングボックスに入れられる、加工されない材料帯片を収容および廃棄するために使用される。

図１において、本発明を理解しやすくするために並びに加工されない材料帯片を巻き取るための本発明の装置１０を説明するために、第１のボビン１２から走出する材料ウェッブ１３を、第２のボビン１４から走入する材料ウェッブ１５に連結するための設備１１が示してある。ほぼ巻き戻されたボビン１２から走出する材料ウェッブ１３は連結ステーション１６の範囲において、プレス、ローレット加工、接着等によって、完全に巻かれた新しいボビン１４の走入材料ウェッブ１５に連結される。材料ウェッブ１３，１５は複数のローラ１７を経て案内および／または緊張させられる。材料ウェッブ１３，１５を連結した後で、残りの材料、すなわち残余物と呼ばれる材料帯片２９がまだ古いボビン１２に巻き取られている（例えば図２参照）。

装置１０は材料帯片２９を圧縮して収容しかつ廃棄する働きをし、そのために回転駆動可能な巻取り要素１８を備えている。この巻取り要素１８は材料ウェッブ１３の範囲内に配置され、材料ウェッブ１３または材料帯片２９のための収容部１９を備えている。材料ウェッブ１３または材料帯片２９はスロットとして形成された収容部１９に挿通されている。スロットは巻取り要素１８を半径方向に通過している。この巻取り要素は例えばドラム、ローラ等のような回転体として形成可能である。図示していない実施の形態では、スロットを偏心させて形成することができる。更に、巻取り要素１８をいわゆる“フィンガープレート”として形成可能である。このフィンガープレートの場合、フィンガーとしての少なくとも２個の棒状の要素が、基板から垂直に延び、両フィンガーの間にスロットが形成されている。

巻取り要素１８の停止位置または出発位置では、スロットが材料ウェッブ１３の搬送方向（矢印２２）に向いているので、材料ウェッブ１３は、負荷や妨害を受けずに巻取り要素１８を通過案内されている（例えば図１参照）。連結した後解放された材料帯片２９を巻き取るために、巻取り要素１８は本実施の形態では時計回りに回転駆動される。連続的な回転によって、残りの材料はほぼ完全に巻き戻されたボビン１２から集められ、その際同時に圧縮される。回転によって、材料帯片２９は同時に巻取り要素１８内に捕捉される。それによって、材料帯片２９は材料ウェッブ１３，１５の連結後すぐにはね返りを防止される。捕捉は、材料帯片２９のセルフロッキングまで約９０〜２７０°回転させることによって達成される。

巻取り要素１８内における材料帯片２９の保持または捕捉の構造的な実現方法は、図３ａ〜３ｃから明らかである。図３ａ〜３ｃには、巻取り要素１８が拡大して示してある。基本的には、収容部１９としての貫通するスロットは次のような幅を有している。すなわち、材料ウェッブ１３また材料帯片２９のほかに、材料ウェッブ１３を保持するための他の要素２０を巻取り要素に配置することができるような幅を有している。要素２０は好ましくは突出部２１内にまたは突出部の後ろに配置されている。突出部２１は収容部１９の段差によって形成され、そしてスロットが材料ウェッブ１３または材料帯片２９の入口からスロットの出口の方へ搬送方向に（図３ａの矢印２２参照）段状に拡大するように形成されている。しかし、スロットは他の形状を有していてもよい。

材料ウェッブ１３または材料帯片２９を保持または捕捉するための要素２０は振り子状の揺動レバー２３として、すなわち振り子として形成されている。振り子、すなわち揺動レバー２３は回転点２４を中心に揺動可能である。この場合、回転点２４は材料ウェッブ１３また材料帯片２９の隣に、すなわち材料ウェッブ１３また材料帯片２９の搬送通路の範囲外（ausserhalb des Foederweges）に配置されている。材料ウェッブ１３また材料帯片２９は振り子によってスロットの内面２５に押し付け可能である。この場合、内面２５は回転点２４とは反対の、材料ウェッブ１３また材料帯片２９の側に配置されている。従って、回転点２４と内面２５の位置決めは巻取り要素１８の回転方向に依存する。つまり、揺動レバー２３がその慣性に基づいて材料帯片２９をスロットの内面２５に固定する。それによって、収容部１９からの材料ウェッブ１３また材料帯片２９のすべり落ちまたはすべり抜けが防止される。

材料帯片２９を確実に挟持するために充分な慣性を達成するために、揺動レバー２３自体またはその一部が、大きな重量を有する材料、好ましくは金属によって形成されている。特に、回転点２４とは反対側の揺動レバー２３の端部が重りを備えている。図示した実施の形態では、重りは金属体２６であり、この金属体は摩擦係数を高めるためにゴム被膜等で被覆されている。しかし、普通の材料を使用して揺動レバー２３を異なるように形成することができる。

しかしながら、巻取り要素１８内に材料ウェッブ１３また材料帯片２９を保持または捕捉するための要素２０は異なるように形成可能である。その代わりにまたはそれに重複して、圧縮空気を発生するためまたは加えるための手段２７が巻取り要素１８の範囲に設けられている。この手段２７は例えば（図示していない）圧縮空気管路に接続されたノズルである。手段２７は、材料ウェッブ１３の搬送方向において巻取り要素１８の後ろに（巻取り要素１８に後続して）配置されている。手段２７とは反対の材料ウェッブ１３の側には、真空を発生するための手段２８が配置されている。この手段２８は複数の個別部材（Einzelelementen）によって形成可能である。材料ウェッブ１３また材料帯片２９は、一方では圧縮空気によって、他方では真空によって、種々の（unterschiedlichen）位置に保持可能である。従って、材料ウェッブ１３，１５を連結した後で、材料ウェッブ１３、すなわち材料帯片２９の弛んだ端部を巻取り要素１８に巻き取ることができる。その代わりに、手段２７または２８だけを設けることもできる。手段２７，２８が調節可能に形成されているので、材料ウェッブ１３の材料特性および幅と材料ウェッブ１３の搬送速度に依存して、圧縮空気および／または真空を調節することができる。

図５，６に示した装置１０の実施の形態では、圧縮空気を発生するための手段２７だけが設けられている。材料ウェッブ１３また材料帯片２９に圧縮空気を加えることにより、材料帯片２９は巻取り要素１８の収容部１９の内面に固定可能である。そのために、手段２７は上記の方法で調節可能である。

図４〜６の装置１０は任意に、揺動レバー２３を付加的に備えることができる。更に、挟持、締付け、保持等によって材料ウェッブを固定するための他の普通の要素を使用することができる。この場合、特に球、円筒体または他の要素が考えられる。
この球、円筒体または他の要素は、巻取り要素１８の案内部または溝部等内に可動に配置され、慣性に基づいて運動開始時に少なくとも部分的に案内部または溝部から外に滑るので、材料ウェッブ１３，１５が要素と、当接面としての働きをするスロットの対向する内面２５との間に挟持される。

次に、図１〜３ｃに基づいて装置１０を例にして、加工されない材料帯片を巻き取るための方法を説明する。

ボビン１２がほとんど巻き戻されるや否や、すなわちほとんど空になるや否や、古いボビン１２の走出する材料ウェッブ１３は、完全に巻き取られた新しいボビン１４の走入する材料ウェッブ１５と連結しなければならない。この連結過程は継ぎとも呼ばれ、通常はプレス、接着またはローレット加工によって行われる。この連結過程の際、特に古いボビン１２において、更に加工されない材料帯片２９が生じる。ボビン１２のコアに残るこの材料帯片２９は残余物と呼ばれ、収容し廃棄しなければならない。

材料ウェッブ１３，１５を連結する直前に、材料ウェッブ１３は、スロットによって通過案内されることにより、まだ固定された巻取り要素１８を通って走行している。連結の間または連結のすぐ後で、巻取り要素１８は時計回りに回転させられる。揺動レバー２３は巻取り要素１８の回転によってその慣性に基づいて初めて減速させられる。すなわち、材料ウェッブ１３または材料帯片２９が揺動レバー２３と収容部１９の内面２５の間に挟持された後で初めて減速させられる。それによって、材料帯片２９は巻取り要素１８内で捕捉され、確実に固定される。巻取り要素１８を更に回転させることにより、材料帯片２９の確実で完全な収容または巻取りが可能である。

材料ウェッブ１３を切断した後で弛んでひらひら動く材料帯片２９は、真空によって吸引して捕捉することが可能である。これに補足してまたはその代わりに、圧縮空気を材料帯片２９に吹き付けて、材料帯片２９を面、例えば収容部１９の内面に押し付けることができる。真空と圧縮空気による材料帯片２９の捕捉または保持は、揺動レバー２３に加えて実施可能である。

上記装置１０の他の利点は、残余材料を完全に巻き取った後で、この残余材料の問題のない取り出しが可能であることにある。というのは、揺動レバー２３またはそれに対応する要素がその都度の静止位置で、すなわち揺動レバー２３に関して自由に下方に懸吊されて、以前に挟持した材料帯片を完全に解放するからである。

加工されない材料帯片を巻き取るための本発明による装置を備えた、材料ウェッブを連結するための設備の、本来の連結過程の前の状態を示す概略図である。本来の連結過程の後の、図１の装置を示す概略図である。加工されない材料帯片を巻き取るための本発明による装置を示す拡大詳細図である。加工されない材料帯片を巻き取るための本発明による装置の異なる位置を示す拡大詳細図である。加工されない材料帯片を巻き取るための本発明による装置の異なる位置を示す拡大詳細図である。圧縮空気と真空を発生するための手段を備えた本発明による装置の他の実施の形態の概略図である。圧縮空気を発生するための手段を備えた本発明による装置の他の実施の形態の、本来の連結過程の前の状態を示す概略図である。本来の連結過程の後の図５の装置の概略図である。

符号の説明

１０装置
１１設備
１２第１のボビン
１３材料ウェッブ
１４第２のボビン
１５材料ウェッブ
１８巻取り要素
１９収容部
２０要素
２１突起
２２矢印
２３揺動レバー
２４回転点
２５内面
２７付勢手段
２８真空発生手段
２９材料帯片

Claims

回転駆動可能な巻取り要素（１８）を備え、この巻取り要素が材料ウェッブ（１３，１５）または加工されない材料帯片（２９）のための収容部（１９）を備えている、第１のボビン（１２）から走出する前記材料ウェッブ（１３）を第２のボビン（１４）から走入する前記材料ウェッブ（１５）に連結するための設備（１１）内の、前記加工されない材料帯片（２９）を巻き取るための装置において、
前記材料帯片（２９）を保持または捕捉するための要素（２０）が前記収容部（１９）の範囲内に配置されていること、
前記巻取り要素（１８）が走出する前記材料ウェッブ（１３）の範囲内に配置され、ロール、ドラムのような回転体によって形成されていること、
前記保持または捕捉するための要素（２０）が慣性体であること、
前記保持または捕捉するための要素（２０）が揺動レバー（２３）であること、
前記揺動レバー（２３）が、前記収容部内の突起（２１）の範囲内に配置された振り子であること、
その際、前記揺動レバー（２３）が、前記巻取り要素（１８）の回転によってこの揺動レバーの慣性に基づいて、前記巻取り要素の回転に後からついて行き、それによって前記材料ウェッブ（１３）または材料帯片（２９）を、前記揺動レバー（２３）と前記収容部（１９）の内面（２５）の間で挟持すること、
前記振り子、または、前記振り子の回転点（２４）が、前記巻取り要素（１８）の静止位置で材料ウェッブ（１３）の搬送通路の範囲外に位置していること、
前記回転点（２４）の位置が、前記巻取り要素（１８）の回転方向に依存し、前記材料ウェッブ（１３）または材料帯片（２９）が常に、前記回転点（２４）と、当接面としての前記収容部の内面（２５）との間に位置していること、
を特徴とする装置。
回転駆動可能な巻取り要素（１８）を備え、この巻取り要素が材料ウェッブ（１３，１５）または加工されない材料帯片（２９）のための収容部（１９）を備えている、第１のボビン（１２）から走出する前記材料ウェッブ（１３）を第２のボビン（１４）から走入する前記材料ウェッブ（１５）に連結するための設備（１１）内の、前記加工されない材料帯片（２９）を巻き取るための装置において、
前記材料帯片（２９）を保持または捕捉するための要素（２０）が前記収容部（１９）の範囲内に配置されていること、
前記巻取り要素（１８）が走出する前記材料ウェッブ（１３）の範囲内に配置され、ロール、ドラムのような回転体によって形成されていること、
前記保持または捕捉するための要素（２０）が慣性体であること、
前記保持または捕捉するための要素（２０）が、
巻取り要素（１８）の案内部または溝部内に可動に配置され慣性に基づいて運動開始時に少なくとも部分的にこの案内部または溝部から外に滑る、案内される物体であることを特徴とする装置。
前記収容部（１９）が前記巻取り要素（１８）の端面に対して半径方向に延びる貫通するスロットであることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
前記保持または捕捉するための要素（２０）が、前記収容部（１９）内に配置されてい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装置。
前記案内される物体が球であることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
前記案内される物体が円筒体であることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
前記案内部が、割り線のように配向された長穴案内部であることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
前記保持または捕捉のための要素（２０）が、前記材料帯片（２９）に圧縮空気を加える手段（２７）を備えていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに記載の装置。
前記材料帯片（２９）が圧縮空気によって前記収容部（１９）の範囲内の面に押し付け可能であるように、前記材料帯片（２９）に圧縮空気を加える手段（２７）が前記収容部（１９）の範囲内に配置されていることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
前記材料帯片（２９）に圧縮空気を加える手段（２７）が、前記材料ウェッブ（１３）の搬送方向（矢印２２）において前記巻取り要素（１８）の後ろに配置されていることを特徴とする、請求項８または９に記載の装置。
前記保持または捕捉のための要素（２０）が真空を発生するための手段（２８）を備えていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の装置。
前記真空を発生するための手段（２８）が真空を発生するための多数の個別部材を備え、これら個別部材が、材料ウェッブの搬送方向で前記巻取り要素（１８）の後ろにおいて、前記材料ウェッブ（１３）または材料帯片（２９）の範囲内において、種々の位置に配置され、前記材料帯片（２９）を吸引可能であることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
請求項１〜１２のいずれか一つに記載の、加工されない材料帯片（２９）を巻き取るための装置を用いての、
前記材料ウェッブ（１３，１５）の連結過程において静止する前記巻取り要素（１８）の前記収容部（１９）を通して前記材料ウェッブ（１３，１５）または材料帯片（２９）を案内し、
連結過程の終了直前にまたは終了と同時にまたは終了直後に、前記巻取り要素（１８）を回転させることによって前記材料帯片を巻き取る、
第１のボビン（１２）から走出する前記材料ウェッブ（１３）を前記第２のボビン（１４）から走入する前記材料ウェッブ（１５）に連結する際に生じる、前記加工されない材料帯片（２９）を巻き取るための方法において、
少なくとも前記巻取り要素（１８）の回転の開始中に、前記材料帯片（２９）を前記収容部内で積極的に保持または捕捉すること、
前記材料帯片（２９）が慣性を有する前記揺動レバー（２３）または案内される物体によって挟持されること、
を特徴とする方法。
前記材料帯片（２９）が圧縮空気によって前記収容部（１９）の範囲内の面に押し付けられて、保持または捕捉されることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
前記材料帯片（２９）が前記収容部（１９）の範囲内の真空によって吸引されて、保持または捕捉されることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の方法。