DE19721144A1

DE19721144A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Handhaben von Zuschnitten

Info

Publication number: DE19721144A1
Application number: DE19721144A
Authority: DE
Inventors: Heinz Focke; Hans-Juergen Bretthauer
Original assignee: Focke and Co GmbH and Co KG
Current assignee: Focke and Co GmbH and Co KG
Priority date: 1997-05-21
Filing date: 1997-05-21
Publication date: 1998-11-26
Anticipated expiration: 2017-05-22
Also published as: DE19721144B4; CN1069601C; EP0879761B2; BR9801666A; ES2196424T3; JP4169825B2; EP0879761B1; EP0879761A1; DE59807602D1; JPH1179144A; ES2196424T5; CN1202444A; EP0879761B9

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Transport von Zu schnitten, die nacheinander von einer Materialbahn abgetrennt werden, insbesondere für die Fertigung von Zigaretten-Packun gen, in Verbindung mit einem Verpackungsaggregat, wobei die Zu schnitte während des Abtrennens von der Materialbahn und danach an einem Saugförderer anliegen, insbesondere an einer drehenden Förderwalze mit Saugbohrungen. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

In der Verpackungstechnik werden vor allem dünnwandige Zu schnitte aus Papier, Folie oder dergleichen im Bereich der Ver packungsmaschine durch Abtrennen von einer fortlaufenden Ma terialbahn gefertigt und dem Verpackungsprozeß, also insbeson dere einem Faltrevolver zugeführt. Die von der Materialbahn ab getrennten Zuschnitte werden einem mit Saugluft beaufschlagten Förderorgan übergeben, insbesondere an den Umfang einer Förder walze mit Saugbohrungen angelegt. Üblicherweise wird die Ma terialbahn der Förderwalze zugeführt und der Zuschnitt abge trennt, wenn dieser bereits mit dem überwiegenden Bereich am Umfang der Förderwalze anliegt.

Der Transport der Materialbahn bzw. des Zuschnitts durch den Saugförderer während des Abtrennens von der Materialbahn kann Probleme verursachen. Die auf die Materialbahn bzw. den Zu schnitt durch das Förderorgan wirkende Zugkraft führt zu unprä zisen Trennschnitten und/oder zu einer Schiefstellung des Zu schnitts auf dem Saugförderer. Dabei ist es üblich, daß die Ma terialbahn bzw. der Zuschnitt schlupfend am Saugförderer bzw. an der Förderwalze anliegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Abtrennen von Zu schnitten von einer Materialbahn bei gleichzeitigem Abtransport des Zuschnitts durch einen Saugförderer zu verbessern, insbe sondere hinsichtlich der Durchführung des Trennschnitts und/oder der Lage des Zuschnitts sicherer zu gestalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich des Saugförderers auf die Materialbahn bzw. auf den Zuschnitt wirkende Saugkraft nach Maßgabe unterschiedlicher Betriebszustände des Ver packungsaggregats anpaßbar ist, insbesondere derart, daß bei niedrigerer Takt- bzw. Drehzahl geringere Saugkraft und bei hö herer Takt- bzw. Drehzahl eine höhere Saugkraft auf die Ma terialbahn bzw. auf den Zuschnitt ausgeübt wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß für eine prä zise Ausführung des Trennschnitts bzw. für eine exakte Posi tionierung des Zuschnitts bei Weitertransport die auf Material bahn bzw. Zuschnitt ausgeübte Saugkraft im Bereich des Saug förderers bzw. im Bereich der Förderwalze von Bedeutung ist. Nach den Erkenntnissen der Erfindung ist bei einer geringeren Fördergeschwindigkeit des Saugförderers, also bei geringerer Drehzahl der Förderwalze, eine niedrigere Saugkraft vorzusehen und bei höherer Taktzahl bzw. Drehzahl eine entsprechend höhere Saugkraft. Entsprechend wird erfindungsgemäß die auf den Saug förderer bzw. auf die Förderwalze wirkende Saugkraft gesteuert in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Verpackungsma schine.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung be steht der Saugförderer aus einer mit Saugbohrungen bestückten, drehbar angetriebenen Förderwalze.

An deren Umfang liegen Materialbahn bzw. Zuschnitt schlupfend an. Die Förderwalze bzw. deren längs des Umfangs verteilt ange ordnete Saugbohrungen werden über ein Unterdruckaggregat mit Saugkraft beaufschlagt, und zwar vorzugsweise durch eine (han delsübliche) Vakuumpumpe. Deren Saugleistung wird erfindungsge mäß gesteuert nach Maßgabe der Arbeitsgeschwindigkeit der Ver packungsmaschine bzw. Drehzahl der Förderwalze.

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist die Vakuum pumpe so ausgebildet, daß der Unterdruck mittels Druckluft er zeugt wird, der innerhalb der Vakuumpumpe in Unterdruck umge wandelt wird. Bei einer derartigen Vakuumpumpe wird erfindungs gemäß der Unterdruck durch Regelung der zugeführten Druckluft verändert, insbesondere mit Hilfe eines (elektrischen) Druckre gelventils in der zur Vakuumpumpe führenden Druckluftleitung. Dieser Gedanke der Regelung von Unterdruck mit Hilfe von zum Betrieb der Vakuumpumpe eingesetzter Druckluft ist von grund sätzlicher Bedeutung.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen nä her erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein beispielhaftes Zuschnittaggregat als Teil einer Verpackungsmaschine in schematischer Seitenansicht,

Fig. 2 ein Beispiel für ein Unterdruckaggregat, in schema tischer Seitenansicht,

Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung der Wechselbeziehung zwischen Maschinendrehzahl und Druckluft für den Be trieb der Vakuumpumpe.

Fig. 1 zeigt ein mögliches, bevorzugtes Anwendungsbeispiel für die Handhabung von Zuschnitten 10. Bei diesem kann es sich um einen Zuschnitt aus Papier oder Stanniol handeln, der zum Ein hüllen einer Zigarettengruppe (nicht gezeigt) dient. Die Zu schnitte 10 werden aufeinanderfolgend von einer fortlaufenden Materialbahn 11 des Verpackungsmaterials abgetrennt. Die Ma terialbahn 11 wiederum wird von einer Bobine (nicht gezeigt) abgezogen.

Zum Abtrennen der Zuschnitte 10 von der Materialbahn 11 wird diese durch ein Paar von Vorzugswalzen 12, 13 einem Zuschnitt aggregat 14 zugeführt. Die Vorzugswalzen 12, 13 sind hinsicht lich der Fördergeschwindigkeit steuerbar, und zwar nach Maßgabe der Arbeitsgeschwindigkeit der Verpackungsmaschine.

Die Materialbahn 11 wird von den Vorzugswalzen 12, 13 einem Schneidaggregat 15 zugeführt. Im Bereich desselben werden die Zuschnitte 10 bei fortlaufendem Transport der Materialbahn 11 von dieser abgetrennt. Das Schneidaggregat 15 besteht zu diesem Zweck aus einer Messerwalze 16 mit umlaufendem Messer 17 und einem feststehenden Gegenmesser 18.

Der Zuschnitt 10 wird von einem Zuschnittförderer aufgenommen, nämlich von einer Förderwalze 19. Diese ist längs des Umfangs mit einer Vielzahl von radial gerichteten und an der Umfangs fläche mündenden Saugbohrungen 20 versehen. Der Zuschnitt 10 wird demnach durch Saugluft bzw. Unterdruck an der zylindri schen Umfangsfläche der Förderwalze 9, 10 gehalten. Die drehend in Richtung des Pfeils 21 vorzugsweise kontinuierlich angetrie bene Förderwalze 19 transportiert den Zuschnitt 10 zu einer Zwischenwalze 22. Diese übergibt den Zuschnitt 10 an ein Falt aggregat, nämlich einen Faltrevolver 23. Von diesem ist in Fig. 1 nur ein kleiner Teil des Umfangs vereinfacht darge stellt.

Bei dem vorliegenden Beispiel ist das Faltaggregat bzw. der Faltrevolver 23 für die Fertigung von Zigaretten-Packungen des Typs Weichbecher ausgerichtet. Am Umfang des Faltrevolvers 23 sind zu diesem Zweck besondere Halterungen für die Aufnahme der Zuschnitte 10 angeordnet, nämlich als Hohlkörper ausgebildete Faltdorne 24. Die Zuschnitte 10 werden nacheinander durch ein Zuführungsorgan 25 an den Faltrevolver 23 bzw. an einen in kon tinuierlicher Bewegung vorbei laufenden Faltdorn 24 übergeben. Das Zuführungsorgan 25 besteht zu diesem Zweck aus einer seit lich bzw. versetzt angeordneten Saugscheibe 26 und einem achs parallel gerichteten Saugfinger 27. Beide erfassen den Zu schnitt 10. Ein in Förderrichtung vornliegender, quergerichte ter Randbereich des Zuschnitts 10 erhält Anlage am Saugfinger 27. Ein seitlicher Randbereich des Zuschnitts 10 wird durch die drehende Saugscheibe 26 gehalten. Der Zuschnitt 10 wird als teilzylindrischer Hohlkörper im Bereich der Bewegungsbahn der Faltdorne 24 bereitgehalten und nacheinander durch diese mitge nommen.

Das so ausgebildete Zuschnittaggregat 14 bzw. der Faltrevolver 23 mit den zugeordneten Organen entspricht im Aufbau und in der Arbeitsweise dem Aggregat gemäß DE 196 44 079.3.

Das Zuschnittaggregat 14 arbeitet in der Weise, daß die Ma terialbahn 11 durch die Vorzugswalzen 12, 13 und die als Umlenk walze dienende Messerwalze 16 an den Umfang der Förderwalze 19 angelegt wird. Die Arbeitsweise des Schneidaggregats 15 ist so ausgebildet, daß ein vorderer Endbereich der Materialbahn 11 bereits am Umfang der Förderwalze 19 anliegt und an dieser durch Saugbohrungen 20 bzw. den Unterdruck gehalten wird, wenn der Trennschnitt für die Herstellung des Zuschnitts 10 ausge führt wird. Die Fördergeschwindigkeiten sind so aufeinander ab gestimmt, daß die Materialbahn 11 unter Schlupf am Umfang der Förderwalzen 19 anliegt. Diese wird demnach mit größerer Um fangsgeschwindigkeit angetrieben als die Förderbewegung der Materialbahn 11. Nach Abtrennen des Zuschnitts 10 wird dieser auf die Umfangsgeschwindigkeit der Förderwalze 19 beschleunigt. Der durch die Saugbohrungen 20 auf die Materialbahn 11 ausge übte Unterdruck erlaubt eine schlupfende Anlage am Umfang der Förderwalze 19.

Die Förderwalze 19 ist mit einem im Aufbau und in der Arbeits weise bekannten System von Nuten und Kanälen ausgerüstet, um im Bereich der Saugbohrungen 20 Unterdruck zu erzeugen. Die För derwalze 19 ist im Bereich einer Achse bzw. Welle (nicht ge zeigt) über eine Leitung 28 mit einer Unterdruckquelle verbun den.

In Fig. 2 ist schematisch ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel für ein Unterdruckaggregat gezeigt. Dieses besteht im wesent lichen aus einer Vakuumpumpe 29 bekannter Bauart. Die Vakuum pumpe ist über die (Saug-)Leitung 28 mit der Förderwalze 19 verbunden. Die Vakuumpumpe 29 ist innerhalb eines Gehäuses 30 angeordnet. Die Leitung 28 schließt an der Oberseite des Gehäu ses 30 an. Ein Schalldämpfer 31 ist ebenfalls an der Oberseite des Gehäuses 30 angebracht. Unterhalb desselben befindet sich ein Anzeigegerät 32 für den Unterdruck. Die Relativstellung kann auch so gewählt werden, daß das Gehäuse 30 aufrecht und die beschriebenen Organe demnach seitlich angebracht sind.

Die Vakuumpumpe 29 arbeitet nach einem besonderen, (bekannten) Prinzip. Das Vakuum wird mit Hilfe von Druckluft erzeugt. Diese wird über eine Druckluftleitung 33 der Vakuumpumpe 29 zugeführt und in das Gehäuse 30 eingeleitet. Die Druckluftleitung 33 ist an das zentrale Druckluftsystem der Verpackungsmaschine ange schlossen, hier an eine Zentralleitung 34. In dieser herrscht der Druck des zentralen Druckluftsystems von z. B. 6 bar.

Der Vakuumpumpe 29 wird ein (geringfügig) reduzierter Druck über die Druckluftleitung 33 zugeführt. Zu diesem Zweck ist in das Leitungssystem ein Druckregelventil 35 bekannter Bauart eingeschaltet. Dieses wird elektrisch betätigt. In Fig. 2 ist seitlich am Druckregelventil 35 ein Anschluß 36 für eine Elek troleitung gezeigt.

Eine Besonderheit besteht darin, daß die Halte- bzw. Saugkraft für Materialbahn 11 und Zuschnitt 10 am Umfang der Förderwalze 19 veränderbar ist, und zwar durch Veränderung des Unterdrucks an den Saugbohrungen 20. Konkret wird der Unterdruck und damit die Haltekraft angepaßt an den jeweiligen aktuellen Betriebs zustand des Zuschnittaggregats 14. Dessen Betriebszustand wie derum ist an die Arbeitsweise der Verpackungsmaschine angepaßt. Grundlage für die Regelung des Vakuums im Bereich der Saugbohrungen 20 ist die Arbeitsgeschwindigkeit bzw. Taktzahl der Verpackungsmaschine. Diese wiederum wird zweckmäßigerweise gesteuert von der Zulieferung des Packungsinhalts, also der Zi garetten und/oder des Verpackungsmaterials. Ein Beispiel für die Steuerung der Verpackungsmaschine nach Maßgabe der Versor gung mit Zigaretten ist Gegenstand der DE 196 35 598.2. Dabei wird der Inhalt eines Zigarettenspeichers überwacht und die Ar beitsgeschwindigkeit der Verpackungsmaschine hieran angepaßt.

Hintergrund der Regelung der Saugluft im Bereich der Saugboh rungen 20 ist eine korrekte Führung der Materialbahn 11 und/oder der Zuschnitte 10 im Bereich der Förderwalze 19, ins besondere während des Trennschnitts. Eine unangepaßte Zugkraft im Bereich der an der Förderwalze 19 anliegenden Materialbahn 10 führt zu einem unkorrekten Trennschnitt und zu einem Schief stellen des Zuschnitts 10. Zu diesem Zweck ist die Saugkraft der Saugbohrungen 20 an die Drehgeschwindigkeit der Förderwalze 19 und damit an die Umfangsgeschwindigkeit derselben angepaßt. Konkret wird bei einer größeren Geschwindigkeit eine größere Haltekraft am Umfang der Förderwalze 10 erzeugt durch ein stär keres Vakuum. Bei geringerer Drehgeschwindigkeit wird die Saug kraft durch entsprechende Regelung der Vakuumpumpe 29 redu ziert. Die optimalen Ergebnisse werden zweckmäßigerweise empi risch ermittelt.

Eine weitere Besonderheit besteht in der Maßnahme zur Regelung des von der Vakuumpumpe 29 erzeugten Vakuums bzw. Unterdrucks in der Leitung 28, also am Ausgang der Vakuumpumpe 29. Die Leistung der Vakuumpumpe 29 wird indirekt geregelt, nämlich über die Zufuhr der Druckluft. Hierfür dient das Druckregel ventil 35 in der Druckluftleitung 33. Über die elektrische Steuerleitung (Anschluß 36) kann die Zufuhr von Druckluft zur Vakuumpumpe 29 geregelt werden. Das Druckregelventil 35 arbei tet zweckmäßigerweise so, daß bei einer Veränderung der Span nung aufgrund der elektrischen Steuerleitung eine entsprechende Reduzierung des Drucks in der Druckleitung 33 bewirkt wird. Beispielsweise kann bei 10 V der Druck 5 bar, bei 5 V der Druck 2,5 bar betragen. Die entsprechenden Steuerdaten werden von dem Betriebszustand der Verpackungsmaschine übernommen bzw. von der Drehzahl der Förderwalze 19.

Die Regelung des Unterdrucks zum Fördern von Material bahnen und Zuschnitten kann auch bei anderen (endlosen) Förderorganen zum Einsatz kommen, z. B. bei Saugbändern. In gleicher Weise kann die beschriebene Steuerung von Vakuumpumpen über den Luftdruck auch in einem anderen Zusammenhang eingesetzt werden.

Die Wechselbeziehung zwischen Arbeitsgeschwindigkeit bzw. Takt zahl der Verpackungsmaschine und damit Drehzahl der Förderwalze 19 zum Saugdruck im Bereich der Saugbohrungen 20 ergibt sich aus einem Diagramm gemäß Fig. 3. Dort sind auf der Abszisse 37 die möglichen Drehzahlen bzw. Arbeitstakte der Verpackungsma schine aufgezeichnet. Die Ordinate 38 zeigt (indirekt) die Saug- bzw. Haltekraft an den Saugbohrungen 20. Konkret ist der durch das Druckregelventil 35 eingestellte Druck in der Druck luftleitung 33 gezeigt. Hieraus ergibt sich aber eine analoge Saug- bzw. Haltekraft an der Förderwalze 19. Die Zahlen auf der Ordinate 38 geben den Überdruck an. Die Wechselbeziehung ist aus einer Kurve 39 ablesbar.

Bezugszeichenliste

10

Zuschnitt

11

Materialbahn

12

Vorzugswalze

13

Vorzugswalze

14

Zuschnittaggregat

15

Schneidaggregat

16

Messerwalze

17

Messer

18

Gegenmesser

19

Förderwalze

20

Saugbohrung

21

Pfeil

22

Zwischenwalze

23

Faltrevolver

24

Faltdorn

25

Zuführungsorgan

26

Saugscheibe

27

Saugfinger

28

Leitung

29

Vakuumpumpe

30

Gehäuse

31

Schalldämpfer

32

Anzeigegerät

33

Druckluftleitung

34

Zentralleitung

35

Druckregelventil

36

Anschluß

37

Abszisse

38

Ordinate

39

Kurve

Claims

1. Verfahren zum Herstellen und Transportieren von Zuschnit ten (10), die nacheinander von einer Materialbahn (11) abge trennt werden, insbesondere für die Fertigung von Zigaretten- Packungen, in Verbindung mit einem Verpackungsaggregat, wobei die Zuschnitte (10) während des Abtrennens von der Materialbahn (11) und danach an einem Saugförderer anliegen, insbesondere an einer drehenden Förderwalze (19) mit Saugbohrungen (20), da durch gekennzeichnet, daß die im Bereich des Saugförderers bzw. der Förderwalze (19) auf die Materialbahn (11) bzw. auf den Zuschnitt (10) wirkende Halte- bzw. Saugkraft nach Maßgabe un terschiedlicher Betriebszustände des Verpackungsaggregats ver änderbar ist, insbesondere derart, daß bei niedrigerer Takt- bzw. Drehzahl geringere Halte- bzw. Saugkraft und bei höherer Takt- bzw. Drehzahl höhere Halte- bzw. Saugkraft auf die Ma terialbahn (11) bzw. den Zuschnitt (10) wirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Unterdruck am Saugförderer bzw. an der Förderwalze (19) durch ein Unterdruckaggregat erzeugt wird, insbesondere durch eine Vakuumpumpe (29) und daß die Saugleistung der Vakuumpumpe (29) geregelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumpumpe (29) mittels Druckluft betrieben wird und daß die Saugkraft der Vakuumpumpe (29) durch Veränderung des Drucks der zugeführten Druckluft geregelt wird.

4. Vorrichtung zum Abtrennen und Transport von Zuschnitten (10) von einer Materialbahn (11) bei kontinuierlicher Förderung derselben, insbesondere für die Fertigung von Zigaretten- Packungen, in Verbindung mit einem Verpackungsaggregat, insbe sondere einem Faltrevolver (23), wobei die Zuschnitte (10) wäh rend des Abtrennens von der Materialbahn (11) und danach an einem mit Saugluft beaufschlagten Zuschnittförderer anliegen, insbesondere an einer (kontinuierlich) drehenden Förderwalze (19) mit Saugbohrungen (20) zum Halten der Materialbahn (11), dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschnittförderer, insbesondere die Förderwalze (19) bzw. deren Saugbohrungen (20) an eine Un terdruckquelle angeschlossen sind, insbesondere an eine Vakuum pumpe (29) und daß die Saugkraft der Unterdruckquelle bzw. der Vakuumpumpe (29) nach Maßgabe der Fördergeschwindigkeit des Zuschnittförderers, insbesondere der Förderwalze (19), verän derbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumpumpe (29) mittels Druckluft betrieben ist und daß zur Veränderung der Saugkraft der Vakuumpumpe (29) die Zufuhr von Druckluft zur Vakuumpumpe (29) regelbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich net, daß der Vakuumpumpe (29) Druckluft über eine Druckluftlei tung (33) zuführbar ist und daß in der Druckluftleitung (33) ein Organ zur regelbaren Änderung des Drucks der Druckluft an geordnet ist, insbesondere ein (elektrisch regelbares) Druckre gelventil (35).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6 sowie einem der weiteren An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumpumpe (29) bzw. deren Druckluftleitung (33) an ein zentral es Druckluftsystem der (Verpackungs-)Maschine angeschlossen ist, insbesondere über die Druckluftleitung (33) und daß das Druckregelventil (33) zwischen einer Zentralleitung (34) und der Druckluftleitung (33) angeordnet ist.