DE4110342A1 - Verfahren zum ersetzen von streifenmaterial an einer fertigungsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ersetzen oder Auswechseln von Streifenmaterial an einer Fertigungs­ maschine.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in vorteilhafter Weise bei Verpackungsmaschinen im allgemeinen und insbesondere bei Zigaretten-Verpackungsmaschinen, worauf die folgende Beschreibung abgestellt ist, ohne jedoch den Rahmen der Erfindung auf solche Verpackungsmaschinen für Zigaretten zu beschränken, Anwendung finden.

Für spezielle Zwecke, wie einen Bund oder innere Verstär­ kungselemente bei Flip-top-Packungen, sind Zigaretten-Ver­ packungsmaschinen bekannt, die ein relativ steifes Streifen­ material verarbeiten, das normalerweise von einer Spule abge­ wickelt wird.

Wenn eine Spule oder ein Wickel ausläuft, so wird üblicher­ weise die Maschine stillgesetzt, um sie mit einer neuen Spule zu beschicken, wobei der vorlaufende Abschnitt des neuen Streifens von Hand durch eine Bedienungsperson mit dem nachlaufenden Ende der vorherigen Spule verbunden wird.

Ein derartiger Vorgang und eine solche Arbeitsweise führen zu einer erheblichen Ausfallzeit und bedingen eine stän­ dige Überwachung der Maschine durch die Bedienungsperson.

Es ist insofern die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, das es ermöglicht, die verbrauchte Spule auto­ matisch durch eine neue zu ersetzen, und zwar vor allem ohne ein Stillsetzen der Maschine.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Verfahren zum Ersetzen von Streifenmaterial an einer Fertigungsmaschi­ ne, die eine das Streifenmaterial zu dieser Maschine hin fördernde Einziehvorrichtung und eine Führungseinrichtung, die das Streifenmaterial stromaufwärts der Einziehvorrich­ tung sowie längs einer vorbestimmten Bahn führt, enthält, wobei das Streifenmaterial einen ersten sowie zweiten Strei­ fen einschließt und der erste Streifen von der Einziehvor­ richtung für eine Förderung längs der erwähnten Bahn mit einer ersten vorbestimmten Geschwindigkeit erfaßt wird, vor, das die Schritte umfaßt: Schneiden des ersten Streifens, Aktivieren von Schubeinrichtungen bei Ermitteln des Durch­ laufens des nachlaufenden Abschnitts des ersten Streifens durch eine vorgegebene Stelle längs der erwähnten Bahn, wobei diese Schubeinrichtungen mit dem zweiten Streifen zu­ sammenwirken, um diesen längs der genannten Führungseinrich­ tung mit einer zweiten vorbestimmten Geschwindigkeit zu för­ dern, Regeln dieser zweiten Geschwindigkeit als eine Funk­ tion der ersten Geschwindigkeit, so daß der vorlaufende Ab­ schnitt des zweiten Streifens einen entsprechenden nachlau­ fenden Abschnitt des ersten Streifens längs der genannten Führungseinrichtung überlappt, und Deaktivieren der Schub­ einrichtungen im Anschluß an das Erfassen des vorlaufenden Abschnitts des zweiten Streifens durch die Einziehvorrichtung.

Ein den Erfindungsgegenstand nicht beschränkendes Beispiel für das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer nach dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren arbeitenden Vorrichtung zur Förderung von Streifenmaterial zu einer Verpackungs­ maschine;

Fig. 2 eine Einzelheit aus der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 ein Blockbild der Vorrichtung von Fig. 1;

Fig. 4 ein Blockbild einer Steuerung für die Vorrichtung von Fig. 1;

Fig. 5 und 6 Darstellungen in vergrößertem Maßstab von zwei Arbeitsschritten einer Einzelheit aus der Fig. 1;

Fig. 7 und 8 Darstellungen in vergrößertem Maßstab von zwei Ausführungsformen einer weiteren, aus Fig. 1 ent­ nommenen Einzelheit.

Die Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Zufuhr von Strei­ fenmaterial zu einer Zigaretten-Verpackungsmaschine 2. Im gezeigten Beispiel besteht dieses Material aus einem Strei­ fen 3 aus Kartonpapier, Pappe od. dgl., welcher in Fig. 1 und 2 strich-punktiert dargestellt ist und von einer Spule 4 mit einem Kern 5, der an einem Unterbau 6 in nicht näher veranschaulichter Weise für eine Drehung (im Uhrzeigersinn in Fig. 1) gelagert ist, abgewickelt wird.

Unterhalb der Spule 4 ist der Unterbau 6 mit einer Welle 7 ausgestattet, die um ihre Achse durch (nicht dargestell­ te) Mittel verschwenkt wird. Die Welle 7 trägt eine Leerlauf­ rolle 9 und ist mit einer Querstange 10 ausgestattet, mit deren einer Seitenfläche eine querliegende Schneidklinge 11 verbunden ist. Die Rolle 9 ist eine Führungsrolle, um die ein Streifen 3 läuft, bevor er auf eine Führung 12 ge­ langt, die sich längs des Unterbaus 6 quer zu Achse der Welle 7 sowie zwischen der Rolle 9 und einer Einzieh- oder Zugeinheit 13, die den Einlauf in die Verpackungsmaschine 2 bildet, erstreckt.

Die Führung 12 weist eine im wesentlichen C-förmige Sektion auf, deren konkave Seite aufwärts gerichtet ist, und sie hat einen Anfangsabschnitt nahe dem Umfang der Rolle 9, der oben von einer querliegenden Klinge 14 abgeschlossen ist. Die Führung 12 umfaßt einen ersten, geraden Abschnitt 15, der von der Rolle 9 aus geringfügig aufwärts geneigt ver­ läuft, und einen zweiten Abschnitt 16, der eine Krümmung oder Wölbung bestimmt, deren konkave Fläche aufwärts zeigt und längs welcher der Streifen 3 von der Führung 12 getrennt sowie durch eine Führungsrolle 17 geführt wird. Der gekrümm­ te Abschnitt 16 der Führung 12 umfaßt ein abwärts gerichte­ tes Einlaufteil 18 und ein aufwärts gerichtetes Auslaufteil 19, die durch ein gekrümmtes Teil 20 verbunden sind. Der Endabschnitt des Auslaufteils 19 wird an seiner Oberseite von einer querliegenden Klinge 21 abgeschlossen und endet unmittelbar unter der Zugeinheit 13.

Die Zug- oder Einzieheinheit 13 enthält ein erstes und zwei­ tes Rollenpaar 23 bzw. 24, die von dem (nicht dargestell­ ten) Hauptmotor der Maschine 2 angetrieben werden, um den Streifen 3 längs einer Führung 25 zu einer bekannten Schneideinheit 26 zu fördern, welche den Streifen 3 in Querrichtung zu (nicht dargestellten) Bunden oder Verstär­ kungselementen durchtrennt, die aufeinanderfolgend durch ein Saugrad 27 am Einlauf der Maschine 2 aufgenommen werden.

Unterhalb der Spule 4 befindet sich eine Ermittlungsvorrich­ tung 28, die ständig die Menge von auf der Spule 4 verblie­ benem Streifenmaterial 3 feststellt. Diese Ermittlungsvor­ richtung 28 umfaßt eine am Unterbau 6 drehbar gehaltene Welle 29, die mit einem Hebelarm 30 versehen ist, dessen freies Ende eine frei drehbare Fühlrolle 31 lagert, die durch (nicht dargestellte) flexible Einrichtungen, welche zwischen dem Hebelarm 30 sowie dem Unterbau 6 angeordnet sind, ständig am Umfang der Spule 4 in Anlage gehalten wird. Bei Erreichen einer Winkelposition, in der die Fühl­ rolle 31 im wesentlichen den Außenumfang des Kerns 5 be­ rührt, aktiviert die Welle 29 über ein (nicht dargestell­ tes) Steuerglied, das normalerweise ein Mikroschalter ist, die (nicht dargestellte) Antriebsvorrichtung für die Welle 7, so daß der Streifen 3 mittels der Klinge 11 quer durchge­ schnitten wird.

Eine zweite Spule 32 für einen zweiten, zum Streifen 3 iden­ tischen Streifen 33 befindet sich neben der Spule 4 auf dem Unterbau. Diese Spule 32 wird drehbar auf einem Sattel ab­ gestützt, der von zwei Rollen 34 und 35 gebildet wird, die über jeweilige Zapfen 36 und 37 am Unterbau 6 gelagert sind. Die Rolle 35 ist eine antreibende Rolle, welche zwei Außen­ flansche 38 hat, von denen nur einer in der Zeichnung zu erkennen ist, um die Spule 32 in Querrichtung mit Bezug zum Unterbau 6 bei ihrer Drehung (in Fig. 1 im Uhrzeigersinn) zu führen.

Die Rolle 35, die in Fig. 1 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, wird durch ein mit ihr einstückiges sowie koaxiales Zahnrad 39 angetrieben, das mit einem Zahnrad 40 auf einer von einem Motor 42 (s. Fig. 4) angetriebenen Welle 41 kämmt. Diese Welle 41 ist am Unterbau 6 zwischen den Spulen 4 sowie 32 gelagert und wird vom Motor 42 (im Uhrzeigersinn in Fig. 2) mit einer sich ändernden Geschwindigkeit, worauf noch einge­ gangen werden wird, gedreht.

Auf der mit Bezug zur Rolle 35 entgegengesetzten Seite der Welle 41 lagert der Unterbau 6 eine Führungsvorrichtung 43, die eine weitere, zur Welle 7 parallele Welle 44 umfaßt, welche wie die Welle 7 um ihre Achse mit Hilfe einer Betä­ tigungsvorrichtung 45 (Fig. 3) verschwenkt wird. Die Welle 44 ist mit einem Arm 46 versehen, an dessen freiem Ende ein Stift 47 gehalten ist, der sich durch einen Kurvenschlitz 48 im Unterbau 6 erstreckt und eine Rolle 49 trägt. Die Länge des Armes 46 ist so bestimmt, daß bei jeder Schwenk­ bewegung der Welle 44 um ihre Achse der Stift 47 sich längs des Schlitzes 48 zwischen einer unteren untätigen Position und einer oberen Betriebsposition, die in Fig. 2 gestrichelt angegeben ist, bewegt. In der Betriebsposition befindet sich die Rolle 49 unterhalb der Rolle 9 und ist mit dieser in Druckanlage. Am Stift 47 ist ein Zahnrad 50 gehalten, das vermittels eines leerlaufend auf der Welle 44 gehaltenen Zwischenzahnrades 51 mit dem Zahnrad 40 auf der Antriebs­ welle 42 zusammenarbeitet, um die Rolle 49 (im Uhrzeiger­ sinn in Fig. 1) zu drehen.

Die der Spule 4 zugewandte Fläche des Armes 46 ist mit einer längs dieses Armes in Richtung zur Rolle 49 sich erstrecken­ den Platte 52 ausgestattet, welche an ihrem freien Ende ein vom Arm 46 hinweg gekrümmtes Teil 53 besitzt, um den Durchtritt eines Umfangsabschnitts der Rolle 49 zu ermögli­ chen. Die Länge der Platte 52 ist derart, daß dann, wenn der Arm 46 in der erwähnten Betriebsstellung ist, das freie Ende des gekrümmten Teils 53 zum Einlauf der Führung 12 aus­ gerichtet ist oder damit fluchtet.

An der Kante der Platte 52 in ihrer unteren Position befin­ det sich am Unterbau 6 ein Fühler 54, dessen Funktion noch erläutert werden wird. Ferner ist ein weiterer Fühler 55 über dem geraden Abschnitt 15 der Führung 12 vorgesehen. Wie die Fig. 7 zeigt, ist ein noch weiterer Fühler 56 über der Führung 25 angeordnet, die in an sich bekannter Weise aus zwei C-förmigen Teilen besteht, auf denen die einander entgegengesetzten Kanten des Streifens 3 aufliegen.

Wie insbesondere der Fig. 7 zu entnehmen ist, ist unterhalb der Führung 25 eine Abführvorrichtung 57 vorgesehen, die vom Fühler 56 gesteuert wird und einen Saugnapf 58 am Ende eines L-förmigen Armes 59 enthält. Der Arm 59 ist um eine zur Führung 25 rechtwinklige Achse verschwenkbar, so daß der Saugnapf 58 an die Unterseite des Streifens 3 zu bewe­ gen ist, um den Streifen von den C-förmigen Teilen der Füh­ rung 25 zu lösen und ihn nach unten zu einem mit Saugwir­ kung arbeitenden Abführförderer 60 zu übertragen.

Unter normalen Betriebsbedingungen wird der Streifen 3 durch die vom Hauptmotor 61 (s. Fig. 4) der Verpackungsmaschine 2 angetriebene Zugeinheit 13 abgespult und um die Rolle 9 herum in die Führung 12 sowie um die Rolle 17 im gekrümmten Abschnitt 16 der Führung 12 herum gefördert.

Ferner wird im Normalbetrieb eine Bereitschafts- oder Vor­ ratsrolle 32 in bekannter Weise auf den Rollen 34 sowie 35 gelagert und der Motor 42, beispielsweise mittels einer Hand­ steuerung A, gestartet, um die Rolle 35 zu drehen sowie einen Teil des Streifens 33 abzuspulen, wobei sich der vorlaufende Abschnitt 62 von diesem an der Platte 52 abwärts und über das gekrümmte Teil 53 hinaus bewegt, wo er vom Fühler 54 wahrgenommen wird, der den Motor 42 stillsetzt, so daß der Streifen 33 in dieser Bereitschaftsstellung verbleibt.

Wenn der Streifen 3 von der Spule 4 abgewickelt wird, so bewegt sich die Fühlrolle 31 allmählich zum Kern 5 hin, bis bei nur noch einigen verbliebenen Windungen des Streifens 3 auf dem Kern 5 die Welle 29 die (nicht dargestellte) Betä­ tigungsvorrichtung für die Klinge 11 aktiviert, so daß der Streifen 3 durchgeschnitten wird.

Nach dem Durchtrennen des Streifens 3 geht der nachlaufende Abschnitt 63 am Fühler 55 vorbei, der folglich den Motor 42 in Gang setzt und die Betätigungsvorrichtung 45 akti­ viert.

Bei ihrem Tätigwerden hebt die Betätigungsvorrichtung 45 den Arm 46 an, um das gekrümmte Teil 53 der Platte 52 mit dem Einlauf der Führung 12 auszurichten, die Rolle 49 mit der Rolle 9 in Berührung zu bringen, den vorlaufenden Ab­ schnitt 62 des Streifens 33 zwischen den Rollen 49 sowie 9 zu erfassen und die vorlaufende Kante dieses Abschnitts 62 des Streifens 33 in den Einlauf der Führung 12 zu fördern.

Zur gleichen Zeit dreht der Motor 42 über die Rolle 35 die Spule 32 und fördert den Streifen 33 mittels der durch die Zahnräder 40, 51 sowie 50 gedrehten Rolle 49 vorwärts, so daß der vorlaufende Abschnitt 62 des Streifens 33 in die Führung 12 und längs dieser zur Verpackungsmaschine 2 hin gelangt.

Wie die Fig. 4 zeigt, sind die jeweils die Streifen 3 und 33 fördernden Motoren 61 und 42 mit zugeordneten Verschlüß­ lern 64 sowie 65 ausgestattet, die Signale ausgeben, welche jeweils der Laufgeschwindigkeit des nachlaufenden Abschnitts 63 des Streifens 3 und des vorlaufenden Abschnitts 62 des Streifens 33 längs der Führung 12 proportional sind. Diese Signale werden einem Computer 66 zugeführt, der bei Empfang eines Startsignals vom Fühler 55, das mit dem Durchlauf der nachlaufenden Kante des Abschnitts 63 des Streifens 3 über­ einstimmt, die von den Streifen 3 sowie 33 durchlaufene Strecke mißt und über einen geschlossenen Regelkreis die Geschwindigkeit des Motors 42 so regelt, daß der vorlaufende Abschnitt 62 des Streifens 33 den nachlaufenden Abschnitt 63 des Streifens 3 einholt und vor Erreichen der Zugeinheit 13 wenigstens teilweise überlappt. Beispielweise wird die Geschwindigkeit des Streifens 33 höher als diejenige des Streifens 3 gehalten, bis der erstgenannte den letztgenann­ ten überdeckt, worauf beide Geschwindigkeiten durch den Computer 66 gleich beibehalten werden.

In jedem Fall werden wie in Fig. 5 gezeigt ist, die beiden Geschwindigkeiten so geregelt, daß der vorlaufende Abschnitt 62 des Streifens 33 den nachlaufenden Abschnitt 63 des Strei­ fens 3 dann einholt, wenn dieser über den Bodenbereich des abwärts gerichteten Einlaufteils 18 im gebogenen Abschnitt 16 läuft. In dieser Position haftet tatsächlich die nachlau­ fende Kante des Abschnitts 63 in natürlicher Weise an der Fläche der Führung 12 auf Grund der relativen Steifigkeit des Streifens 3, während die vorlaufende Kante des Abschnitts 62 auf Grund der relativen Steifigkeit des Streifens 33 von der Fläche der Führung 12 losgelöst bleibt, wodurch ein ein­ wandfreies, fehlerloses Überlappen der Abschnitte 62 und 63 ermöglicht wird. In gleichartiger Weise gewährleistet, wie Fig. 6 zeigt, die Steifigkeit des Streifens 33, daß die vorlaufende Kante des überlappenden vorlaufenden Abschnitts 62 an der Führung 12 haftet, wenn der Abschnitt 62 sich längs des aufwärts gerichteten Auslaufteils 19 des gebogenen Ab­ schnitts 16 bewegt, wodurch ein fehlerfreies Einführen des Abschnitts unter die Klinge 21 sowie in die Zugeinheit 13 sichergestellt wird.

Wenn die sich überlappenden Abschnitte 62 und 63 am Fühler 56 vorbeilaufen, gibt dieser ein Signal aus, um den Motor 42 stillzusetzen, und gleichzeitig aktiviert er die Abführ­ vorrichtung 57, die den Saugnapf 52 mit dem unten liegenden nachlaufenden Abschnitt 63 in Berührung bringt, um diesen aus der Führung 25 herauszuziehen. Nach dem Herausziehen wird der Abschnitt 63 nach unten zum Saugförderer 60 geführt, durch den er, da er von der Zugeinheit 13 freigegeben ist, beseitigt wird.

Die Fig. 8 zeigt eine zweite Ausführungsform für eine Ab­ führvorrichtung 57′, wobei der Fühler 56 ein Signal zum Stillsetzen des Motors 42 abgibt und für ein Festhalten des nachlaufenden Abschnitts 63 mit Hilfe eines ortsfesten Saug­ napfes 67 gesorgt ist.

Wird das Ende des Abschnitts 63 festgehalten, so führt ein Drehen der Rollen der Zugeinheit 13 zur Bildung einer Schlau­ fe 68, die, wenn sie eine vorgegebene, von einer (nicht dar­ gestellten) Überwachungsvorrichtung ermittelte Größe erreicht, zwischen einer von einem Stellantrieb 70 betätigten Rolle 69 und einer im Uhrzeigersinn drehenden Rolle 23 erfaßt wird. Der Abschnitt 63 wird auf diese Weise aus der Führung 25 herausgezogen und zu einer darunter befindlichen Sammelstelle hin abgeführt.

Claims (9)

1. Verfahren zum Ersetzen von Streifenmaterial an einer Fertigungsmaschine, die eine das Streifenmaterial zu dieser Maschine hin fördernde Einziehvorrichtung und eine Führungseinrichtung, die das Streifenmaterial strom­ aufwärts der Einziehvorrichtung sowie längs einer vorbe­ stimmten Bahn führt, enthält, wobei das Streifenmaterial einen ersten sowie zweiten Streifen einschließt und der erste Streifen von der Einziehvorrichtung für eine Förde­ rung längs der erwähnten Bahn mit einer ersten vorbestimm­ ten Geschwindigkeit erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die Schritte umfaßt:

• - Schneiden des ersten Streifens,
• - Aktivieren von Schubeinrichtungen bei Ermitteln des Durchlaufens des nachlaufenden Abschnitts des ersten Streifens durch eine vorgegebene Stelle längs der er­ wähnten Bahn, wobei diese Schubeinrichtungen mit dem zweiten Streifen zusammenwirken, um diesen längs der genannten Führungseinrichtung mit einer zweiten vorbe­ stimmten Geschwindigkeit zu fördern,
• - Regeln dieser zweiten Geschwindigkeit als eine Funktion der ersten Geschwindigkeit, so daß der vorlaufende Ab­ schnitt des zweiten Streifens einen entsprechenden nach­ laufenden Abschnitt des ersten Streifens längs der ge­ nannten Führungseinrichtung überlappt, und
• - Deaktivieren der Schubeinrichtungen im Anschluß an das Erfassen des vorlaufenden Abschnitts des zweiten Streifens durch die Einziehvorrichtung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen weiteren Schritt des Zuführens mittels einer Führungsvor­ richtung des vorlaufenden Abschnitts des zweiten Strei­ fens zu der genannten Führung vor dem Aktivieren der Schubeinrichtungen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubeinrichtungen eine ortsfeste Leerlaufrolle am Einlauf der genannten Führung und eine Antriebsrolle an der Führungsvorrichtung umfassen, wobei die Führungsvor­ richtung zur Zufuhr des zweiten Streifens zu der genann­ ten Führung und zum Erfassen des zweiten Streifens zwi­ schen der Leerlaufrolle sowie der Antriebsrolle akti­ viert wird, um den zweiten Streifen zu den Schubeinrich­ tungen zu fördern.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen einleitenden Schritt, der im Zuführen des vorlau­ fenden Abschnitts des zweiten Streifens in eine Bereit­ schaftsposition, in der er mit der Führungseinrichtung in Berührung ist, besteht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Geschwindigkeit über wenig­ stens einen Teil der erwähnten Bahn höher als die erste Geschwindigkeit gehalten wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Geschwindigkeit über einen ersten Abschnitt der erwähnten Bahn höher als die erste und über den Rest der erwähnten Bahn im wesentli­ chen gleich der ersten Geschwindigkeit gehalten wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vorlaufende Abschnitt des zweiten Streifens dem nachlaufenden Abschnitt des ersten Streifens über einen ersten Abschnitt der erwähnten Bahn folgt, wobei der vor­ laufende und nachlaufende Abschnitt über einen zweiten Abschnitt der erwähnten Bahn überlappt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt der erwähnten Bahn ein gekrümmtes Teil umfaßt, dessen konkave Seite aufwärts gerichtet ist, wobei der vorlaufende Abschnitt allmählich den nachlau­ fenden Abschnitt überlappt, wenn die Abschnitte das ge­ krümmte Teil durchlaufen.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen weiteren Schritt, der im Lösen mittels einer Ab­ führvorrichtung des nachlaufenden Abschnitts des ersten Streifens von der Einziehvorrichtung, wenn der vorlaufen­ de Abschnitt des zweiten Streifens an der Einziehvorrich­ tung anlangt, besteht.