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Die Erfindung betrifft eine Bobinenabrollvorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zur Abgabe einer zur Bildung von Belagpapier und/oder Zigarettenpapier für die Herstellung von stabförmigen Rauchartikeln, vorzugsweise Zigaretten, zu verwendenden Papierbahn, mit mindestens einer Bobinenhalterung zur Halterung einer Bobine, auf der eine Papierbahn aufgerollt ist, einer Schnittstelle zum Anschluss an eine nachgeordnete Produktionsmaschine für die Herstellung der stabförmigen Rauchartikel und zur Übergabe der von der Bobine abgezogenen Papierbahn an die Produktionsmaschine und einer Führungseinrichtung zur Führung der Papierbahn von der Bobine entlang eines Transportweges zur Schnittstelle.
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In der Tabak verarbeitenden Industrie wird für die Herstellung einer einen Filterabschnitt und einen Tabakabschnitt aufweisenden Filterzigarette in einem Filteransetzer, der Teil einer Produktionsmaschine für die Herstellung von Filterzigaretten ist, der Filterabschnitt mit einem Ende an ein Ende des Tabakabschnittes positioniert und die so gebildete Anordnung aus Filterabschnitt und Tabakabschnitt mit einem beide Abschnitte übergreifenden und beleimten Belagpapierabschnitt umhüllt und miteinander verbunden. Zur Bildung des Belagpapiers wird eine Papierbahn verwendet, die auf einer Papierbobine aufgewickelt ist und für den Herstellungsprozess von dieser abgezogen und der Produktionsmaschine zugeführt wird. Die Papierbahn kann im Übrigen auch als Zigarettenpapier zur Umhüllung von Tabakstücken verwendet werden. Zur Aufnahme und Halterung der Papierbobine dient die eingangs erwähnte Bobinenabrollvorrichtung, die außerdem auch zum Abziehen der Papierbahn von der Bobine verwendet wird, um die Papierbahn an die nachgeordnete Produktionsmaschine zu übergeben.
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Es besteht der Bedarf, das Rollverhalten der stabförmigen Rauchartikel im Massenstrom während des Produktionsprozesses zu verbessern. Außerdem besteht vonseiten der Hersteller von stabförmigen Rauchartikeln der Wunsch, den stabförmigen Rauchartikeln und insbesondere den Filterzigaretten eine auffälligere und wertvollere Erscheinungsform zu verleihen.
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Unter Berücksichtigung dieser Forderungen wird gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, eine Bobinenabrollvorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zur Abgabe einer zur Bildung von Belagpapier und/oder Zigarettenpapier für die Herstellung von stabförmigen Rauchartikeln, vorzugsweise Zigaretten, zu verwendenden Papierbahn, mit mindestens einer Bobinenhalterung zur Halterung einer Bobine, auf der eine Papierbahn aufgerollt ist, einer Schnittstelle zum Anschluss an eine nachgeordnete Produktionsmaschine für die Herstellung der stabförmigen Rauchartikel und zur Übergabe der von der Bobine abgezogenen Papierbahn an die Produktionsmaschine und einer Führungseinrichtung zur Führung der Papierbahn von der Bobine entlang eines Transportweges zur Schnittstelle, gekennzeichnet durch eine in der Führungseinrichtung vorgesehene Präge- und/oder Druckeinheit zum Prägen und/oder Bedrucken der Papierbahn.
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Mithilfe der Erfindung wird ein Präge- und/oder Druckprozess in eine Bobinenabrollvorrichtung integriert. Die für die erfindungsgemäße Bobinenabrollvorrichtung zu verwendenden Bobinen, die gewöhnlich von einem Papierhersteller angeliefert werden, brauchen lediglich herkömmliches Papier zu enthalten, also Papier, das weder bedruckt noch geprägt ist. Denn es hat sich herausgestellt, dass eine bereits bedruckte und/oder geprägte Papierbahn auf einem Wickel bzw. einer Bobine nicht gleichmäßig oder homogen aufgewickelt werden kann, so dass in der Regel Probleme beim Auf- und Abwickeln entstehen. Diese Probleme werden. mithilfe der erfindungsgemäßen Lösung vermieden, da ein Prägen und/oder Bedrucken der Papierbahn erst dann stattfindet, nachdem der zu prägende bzw. zu bedruckende Abschnitt der Papierbahn von der Bobine abgezogen worden ist. Demnach findet der Präge- und/oder Druckvorgang nach Abzug der Papierbahn von der Bobine statt und ermöglicht die Verwendung von herkömmlichem Papier. Dadurch, dass die hierfür zu verwendende Präge- und/oder Druckeinheit erfindungsgemäß in der Bobinenabrollvorrichtung installiert ist, bedarf es keiner umfangreichen Umrüstmaßnahmen oder konstruktiven Änderungen in der Produktionsmaschine für die Herstellung der stabförmigen Rauchartikel, sondern kann eine herkömmliche Produktionsmaschine verwendet werden.
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Da somit der Präge- und/oder Druckvorgang in einer Online-Betriebsweise im Rahmen der Produktion der stabförmigen Rauchartikel stattfindet, ist auch bei Bedarf ein schneller Wechsel des Präge- und/oder Druckbildes möglich, so dass die erfindungsgemäße Lösung eine hohe Flexibilität während des Produktionsprozesses bietet. Dies ist bei der Anlieferung von fertig geprägtem und/oder bedrucktem Papier dagegen nicht der Fall, da für einen Wechsel des Präge- und/oder Druckbildes stets ein Austausch der Bobine erforderlich sein würde, wodurch jedoch die Produktion unterbrochen werden müsste.
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Die Online-Betriebsweise gestattet außerdem eine einfache Synchronisation von Druck- und/oder Prägemarkierungen mit dem weiteren Produktionsprozess in der nachgeschalteten Produktionsmaschine.
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Demnach lässt sich mithilfe der erfindungsgemäßen Lösung in einer Online-Betriebsweise die Oberfläche einer von der Bobine zur Verfügung gestellten und insoweit unbearbeiteten Papierbahn mit hoher Produktionsleistung, hoher Flexibilität und anspruchsvoller Qualität prägen und/oder bedrucken.
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Zwar ist die Verwendung einer Prägeeinrichtung zum Prägen einer Papierbahn im Zusammenhang mit der Herstellung von stabförmigen Rauchartikeln bereits aus der
WO 2009/141217 A1 grundsätzlich bekannt, um daraus eine Filterzigarette mit einem geprägten Belagpapier herzustellen; jedoch offenbart dieser Stand der Technik die Anordnung dieser Prägeeinrichtung innerhalb einer Produktionsmaschine für die Herstellung der stabförmigen Rauchartikel. Demgegenüber gibt dieser Stand der Technik keine Anregung, eine Präge- und/oder Druckeinheit in eine separate Bobinen-Abrollvorrichtung zu integrieren, welche der erwähnten Produktionsmaschine vorgeschaltet wird.
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Die erfindungsgemäß in der Führungseinrichtung der Bobinenabrollvorrichtung vorgesehene Präge- und/oder Druckeinheit kann in Abhängigkeit vom jeweiligen Einsatzzweck so ausgestaltet sein, dass sie nur prägen oder nur drucken kann, oder sie kann so ausgestaltet sein, dass sie je nach Bedarf nur prägen oder nur drucken oder einen kombinierten Präge- und Druckvorgang ausführen kann.
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Für den Prägevorgang wird ein Prägewerkzeug mit einem gewöhnlich durch Vorsprünge und Vertiefungen gebildeten Prägemuster verwendet. Um mit einem einzigen Prägewerkzeug unterschiedliche Prägemuster erzielen zu können, kann das Prägewerkzeug in seinem Eingriffsbereich mit einer Vielzahl voneinander beabstandet angeordneter Prägemuster versehen sein. Zum Prägen kann dann beispielsweise das gewünschte Prägemuster durch ungleichmäßiges Beschleunigen und/oder Verzögern des das gewünschte Prägemuster aufweisenden Teil-Eingriffsbereiches mit der Papierbahn in Eingriff gebracht werden, während die Papierbahn an dem die nicht gewünschten Prägemuster enthaltenden übrigen Eingriffsbereich eingriffsfrei vorbeigeführt wird, und zwar beispielsweise indem ein Gegendruckwerkzeug mit einer entsprechend korrespondierenden Oberflächengestaltung verwendet oder das Prägewerkzeug mit dem die nicht gewünschten Prägemuster enthaltenden Abschnitt seines Eingriffsbereiches temporär in Abstand von der Papierbahn gebracht wird. Zum Prägen kann alternativ oder zusätzlich auch Ultraschall verwendet werden. Ferner ist beispielsweise auch der alternative oder zusätzliche Einsatz einer Lasereinrichtung möglich, insbesondere wenn mit dem Prägevorgang eine Perforation in der Papierbahn erzeugt werden soll.
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Für den Druckvorgang kann beispielsweise eine Tiefdruckvorrichtung verwendet werden. Als Druckwerkzeuge können bevorzugt Druckwalzen eingesetzt werden. Der Druckvorgang kann beispielsweise auch zur Applikation von Brandhemmern genutzt werden.
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Bevorzugte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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In der Regel weist die Bobinenabrollvorrichtung eine Verbindungseinheit zur Verbindung des ablaufenden Endes einer Papierbahn von einer leeren Bobine mit dem vorlaufenden Ende einer Papierbahn von einer neuen Bobine auf. Sofern die Verbindung durch einen Spleißvorgang stattfindet, wird die Verbindungseinheit auch als Spleißstation bezeichnet. Für einen schnellen und reibungslosen Wechsel ist in einem solchen Fall zweckmäßigerweise zusätzlich zu einer ersten Bobinenhalterung zur Halterung einer ersten Bobine, auf der die eine Papierbahn aufgerollt ist, mindestens eine zweite Bobinenhalterung zur Halterung einer zweiten Bobine vorgesehen, auf der eine andere Papierbahn aufgerollt ist. Durch die Anordnung der Präge- und/oder Druckeinheit stromabwärts von der Verbindungseinheit ist ein Umbau der Verbindungseinheit nicht erforderlich, so dass ein Nachrüsten auf einfache Weise möglich ist.
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im Falle der Verwendung der zuvor angesprochenen Verbindungseinheit liegt gemäß einem ersten alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung die Präge- und/oder Druckeinheit stromabwärts von der Verbindungseinheit. Durch die Integration in die Verbindungseinheit können der Transportweg. und die Führungseinrichtung außerhalb der Verbindungseinheit im Wesentlichen vollständig umbaufrei beibehalten werden, so dass ein Nachrüsten auf einfache Weise möglich ist.
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Gemäß einem zweiten alternativen Ausführungsbeispiel ist im Falle der Verwendung der zuvor erwähnten Verbindungseinheit die Präge- und/oder Druckeinheit in die Verbindungseinheit integriert. Dieses Konzept führt in vorteilhafter Weise zu einer besonders kompakten Bauform.
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Für den Fall, dass die Verbindungseinheit eine Führungsrolle zur Führung der Papierbahn enthält, ist bei einer ersten alternativen Weiterbildung des zweiten Ausführungsbeispiels die Führungsrolle gleichzeitig als Präge- und/oder Druckrolle und somit als ein einen Teil der Präge- und/oder Druckeinheit bildendes Präge- und/oder Druckelement ausgebildet. Somit wird die Führungsrolle bei dieser Weiterbildung durch die Präge und/oder Druckrolle ersetzt, welche zusätzlich zur Präge- und/oder Druckfunktion auch noch die Funktion einer Führungsrolle zur Führung der Papierbahn durch die Verbindungseinheit übernimmt. Da außerdem die Präge- und/oder Druckrolle gewöhnlich noch die Papierbahn in Bewegungsrichtung antreibt und somit einen Vorschub erzeugt, um den Präge- und/oder Druckvorgang mit der gebotenen Präzision durchzuführen, übernimmt. die Präge- und/oder Druckrolle ferner noch die Funktion einer die Vorschubgeschwindigkeit der Papierbahn beeinflussenden Zugrolle. Dadurch lässt sich die Anzahl der benötigten Bauteile entsprechend reduzieren und somit in besonders geschickter Weise die Bauform der gesamten Bobinenabrollvorrichtung gering halten.
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Für den Fall, dass die Verbindungseinheit eine Führungsrolle zur Führung der Papierbahn enthält, weist bei einer zweiten alternativen Weiterbildung des zweiten Ausführungsbeispiels die Präge- und/oder Druckeinheit mindestens ein Präge- und/oder Druckelement und eine benachbart hierzu angeordnete Gegenrolle zur Führung der Papierbahn an dem mindestens einen Präge- und/oder Druckelement vorbei auf und Ist als Gegenrolle die Führungsrolle vorgesehen. Vorzugsweise sollte das mindestens eine Präge- und/oder Druckelement eine Präge- und/oder Druckrolle sein, die so angeordnet ist, dass sie die Papierbahn gegen die als Gegenrolle vorgesehene Führungsrolle drückt. Bei dieser Weiterbildung wird die Führungsrolle durch die Gegenrolle ersetzt, die somit nicht nur als Stützrolle für den Präge- und/oder Druckvorgang verwendet wird, sondern gleichzeitig auch die Funktion einer Führungsrolle zur Führung der Papierbahn übernimmt. Dadurch lässt sich auch bei dieser Weiterbildung in besonders geschickter Weise die Anzahl der Bauteile reduzieren und somit die gesamte Bauform der Bobinenabrollvorrichtung gering halten.
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Beim zuvor erwähnten ersten. Ausführungsbeispiel, wonach die Präge- und/oder Druckeinheit stromabwärts von der Verbindungseinheit liegt, kann bevorzugt, in Bewegungsrichtung der Papierbahn von der Bobine zur Schnittstelle betrachtet, stromaufwärts vor der Präge- und/oder Druckeinheit ein Geschwindigkeits- und/oder Zugspannungsausgleichsmittel zum Ausgleich von Geschwindigkeits- und/oder Zugspannungsunterschieden in der Papierbahn vorgesehen sein. Dadurch werden die Einflüsse einer eventuell stromaufwärts vorgesehenen Verbindungseinheit bzw. Spleißstation und der Präge- und/oder Druckeinheit auf die Zugkraft entkoppelt und wird die Bahnspannung in der Papierbahn im Wesentlichen konstant gehalten.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist, in Bewegungsrichtung der Papierbahn von der Bobine zur Schnittstelle betrachtet, stromabwärts nach der Präge- und/oder Druckeinheit ein Geschwindigkeits- und/oder Zugspannungsausgleichsmittel zum Ausgleich von Geschwindigkeits- und/oder Zugspannungsunterschieden in der Papierbahn vorgesehen. Auch mit dieser Maßnahme sollen eventuelle Geschwindigkeits- und somit Zugspannungsunterschiede in der Papierbahn ausgeglichen werden, und zwar stromabwärts nach der Präge- und/oder Druckeinheit. insbesondere werden die Einflüsse der Präge- und/oder Druckeinheit und der nachgeordneten Produktionsmaschine auf die Zugkraft entkoppelt und wird die Bahnspannung im Wesentlichen konstant gehalten. Außerdem Ist es mit dieser Maßnahme ferner möglich, die Position der eingeprägten bzw. gedruckten Muster auf der Oberfläche der Papierbahn für den Folgeprozess in der nachgeordneten Produktionsmaschine entsprechend zu regeln.
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Die zuvor erwähnten Geschwindigkeits- und/oder Zugspannungsausgleichsmittel können bevorzugt eine bewegbar gelagerte Umlenkrolle zum Umlenken der Papierbahn aufweisen, wobei die Umlenkrolle zur Erzeugung einer gewünschten Zugspannung in der Papierbahn mit einer Auslenkkraft beaufschlagbar ist. Vorzugsweise wird ein entsprechend beaufschlagbarer, insbesondere federnd vorgespannter, Schwenkarm verwendet, an dessen freiem Ende die Umlenkrolle angeordnet ist.
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Vorzugsweise lässt sich die Präge- und/oder Druckeinheit wahlweise aktivieren oder deaktivieren. Mit einer solchen Maßnahme ist es möglich, stabförmige Rauchartikel, insbesondere Zigaretten, je nach Bedarf wahlweise mit einem geprägten und/oder gedruckten oder mit einem präge- bzw. druckfreien Belag- oder Zigarettenpapier herzustellen, ohne dass es umfangreicher Umrüstungsmaßnahmen bedarf.
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Eine Weiterbildung dieser Ausführung zeichnet sich dadurch aus, dass das Präge- und/oder Druckelement wahlweise in eine Arbeitsstellung zum Prägen und/oder Bedrucken der Papierbahn, in der somit die Präge- und/oder Druckeinheit aktiviert ist, oder in eine die Papierbahn präge- bzw. druckfrei passieren lassende Ruhestellung, in der somit die Präge- und/oder Druckeinheit deaktiviert ist, verbringbar ist. Das Verstellen zwischen der Arbeitsstellung und der Ruhestellung wird vorzugsweise durch einen Rotationsmechanismus und/oder einen Translationsmechanismus realisiert, der auf das Präge- und/oder Druckelement wirkt.
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Ferner kann bevorzugt an die Präge- und/oder Druckeinheit eine Absaugeinrichtung angeschlossen sein, um die Papierbahn vor dem Präge- und/oder Druckvorgang von eventuell vorhandenen Schmutzpartikeln zu beseitigen.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführung weist die Präge- und/oder Druckeinheit ein Gehäuse auf, durch das die Papierbahn geführt wird und das an eine Druckluftquelle angeschlossen ist. Das Gehäuse bildet eine Abschirmung des Raumes, in dem der Präge- und/oder Druckvorgang stattfindet, gegenüber der Umgebung und insbesondere den übrigen Komponenten der Vorrichtung und auch gegenüber der nachgeordneten Produktionsmaschine und wird durch die Druckluftquelle unter leichtem Überdruck gehalten, wodurch ein Eindringen von Tabakkrümeln, Schmutzteilchen und sonstigen Partikeln und somit eine negative Beeinflussung des Präge- und/oder Druckbildes durch derartige Partikel verhindert wird.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 schematisch in Seitenansicht eine Bobinenabrollvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 schematisch in Seitenansicht eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung der in der Bobinenabrollvorrichtung verwendeten Präge- und/oder Druckeinheit gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung; und
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3 schematisch in Seitenansicht eine Bobinenabrollvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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In 1 ist eine Bobinenabrollvorrichtung 2 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Bobinenabrollvorrichtung 2 weist eine Bobinenhalterung 4 auf, die im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer drehbar gelagerten Scheibe besteht und in verschiedene Drehstellungen verstellbar und in diesen fixierbar ist. Die Bobinenhalterung 4 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem ersten Lagerzapfen 6 versehen, der rechtwinklig zur scheibenförmigen Bobinenhalterung 4 angeordnet und zur drehbaren Lagerung einer ersten Bobine 8 vorgesehen ist. In ähnlicher Weise ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein zweiter Lagerzapfen 10 rechtwinklig an der scheibenförmigen Bobinenhalterung 4 angeordnet und dient zur drehbaren Lagerung einer zweiten Bobine 12. Die nicht dargestellten Mittel- bzw. Drehachsen der Lagerzapfen 6, 10 verlaufen parallel zueinander und parallel zur ebenfalls nicht dargestellten Drehachse der Bobinenhalterung 4. Auf der ersten Bobine 8 ist eine erste Papierbahn 14 und auf der zweiten Bobine 12 eine zweite Papierbahn 15 aufgewickelt.
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Wie 1 ferner erkennen lässt, wird die erste Papierbahn 14 nach Abziehen von der ersten Bobine 8 an einer an der Bobinenhalterung 4 drehbar gelagerten Führungsrolle 16 zu einer Doppelrollenanordnung 20 umgelenkt. Die zweite Papierbahn 15 läuft im dargestellten Ausführungsbeispiel nach Abziehen von der zweiten Bobine 12 direkt zur Doppelrollenanordnung 20. Sowohl die erste Papierbahn 14 als auch die zweite Papierbahn 15 laufen gemeinsam durch die Doppelrollenanordnung 20 zu einer Verbindungseinheit 22. Die Verbindungseinheit 22 ist dazu vorgesehen, das nachlaufende Ende einer Papierbahn von einer leeren Bobine mit dem vorlaufenden Ende einer Papierbahn von einer neuen Bobine zu verbinden. In der Regel findet die Verbindung durch Kleben oder Spleißen statt, so dass die Verbindungseinheit 22 auch als Spleißstation bezeichnet werden kann. Wie 1 ferner erkennen lässt, weist die Verbindungseinheit 22 eine Führungsrolle 24 auf, um zumindest die aktive Papierbahn durch die Verbindungseinheit 22 hindurch zu einer stromabwärts gelegenen weiteren Anordnung von Führungsrollen 16 zu führen. Die Führungsrolle 24 in der Verbindungseinheit 22 wird in der Regel angetrieben, um die aktive Papierbahn aus der Verbindungseinheit 22 heraus zu fördern.
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In der in 1 gezeigten Situation ist die erste Papierbahn 14 etwa zur Hälfte von der ersten Bobine 8 abgezogen worden. Die erste Bobine 8 ist somit etwa zur Hälfte geleert worden und wird über die in 1 gezeigte Momentaufnahme hinaus noch weiter benutzt, indem die erste Papierbahn 14 werter von der ersten Bobine 8 abgezogen wird, bis die erste Bobine 8 geleert worden ist. Somit handelt es sich in der in 1 gezeigten Situation bei der ersten Papierbahn 14 um die aktive Papierbahn, die in nachfolgend noch näher zu beschreibender Weise durch die Vorrichtung 2 bis zu deren Auslass geführt wird. Deshalb wird nachfolgend die erste Papierbahn nur noch als ”Papierbahn 14” bezeichnet. Demgegenüber handelt es sich bei der zweiten Bobine 12 um eine volle und noch unbenutzte Bobine, deren zweite Papierbahn 15 somit in der in 1 gezeigten Situation nach Führung durch die Doppelrollenanordnung 20 in der Verbindungseinheit 22 endet und somit unbenutzt und nicht aktiv ist. Demnach findet in dieser Situation auch keine Abzugbewegung der zweiten Papierbahn 15 von der zweiten Bobine 12 statt, sondern stehen die zweite Bobine 12 und die zweite Papierbahn 15 entsprechend still, wobei dieser Zustand natürlich nur so lange andauert, bis die erste Papierbahn 14 vollständig von der ersten Bobine 8 abgezogen worden ist. Dann nämlich wird in der Verbindungseinheit 22 das nachlaufende Ende der ersten Papierbahn 14 mit dem vorlaufenden Ende bzw. dem Anfang der zweiten Papierbahn 15 verbunden, so dass anschließend die zweite Papierbahn 15 die aktive Papierbahn bildet. Währenddessen wird am ersten Lagerzapfen 6 die dann leere Bobine gegen eine neue volle Bobine ausgetauscht.
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Nach Verlassen der Verbindungseinheit 22 und Austritt aus der stromabwärts gelegenen Führungsrollenanordnung 16 passiert die Papierbahn 14 im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 eine erste Zugspannungsausgleichseinrichtung 26, die eine stationär gelagerte erste Umlenkrolle 27, eine zweite Umlenkrolle 28, die am freien Ende eines um eine Schwenkachse 29 schwenkbar gelagerten Schwenkarmes 30 sitzt, und eine stromabwärts gelegene und stationär angeordnete zweite Umlenkrolle 31 aufweist. Durch die Umlenkrollen 27, 28 und 31 wird die Papierbahn 14 in Form einer Schlaufe geführt, wie 1 erkennen lässt. Diese Schlaufe lässt sich durch entsprechendes Verschwenken des Schwenkarmes 30 verlängern oder verkürzen, wodurch in bekannter Weise Geschwindigkeits- und somit Zugspannungsunterschiede in der Papierbahn 14 ausgeglichen werden. In der Regel ist der Schwenkarm 30 federnd vorgespannt. Mithilfe dieser Zugspannungsausgleichseinrichtung 26 werden die Einflüsse der Verbindungseinheit 22 und einer nachfolgend noch näher zu beschreibenden Präge- und/oder Druckeinheit 32 auf die auf die Papierbahn 14 wirkende Zugkraft entkoppelt und wird somit die Bahnspannung innerhalb der Papierbahn 14 im Wesentlichen konstant gehalten.
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Anschließend passiert die Papierbahn 14 die bereits zuvor kurz erwähnte Präge- und/oder Druckeinheit 32. Diese Präge- und/oder Druckeinheit 32 dient dazu, die bis dahin insoweit unbearbeitete Papierbahn 14 zu prägen und/oder zu bedrucken.
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Beispielhaft sind in 1 schematisch und in 2 in einer vergrößerten ausschnittsweisen Abbildung zwei Rollen 34a, 34b gezeigt, die in der Präge- und/oder Druckeinheit 32 enthalten sein können. Von den beiden beispielhaft gezeigten Rollen 34a, 34b, die die Papierbahn 14 zwischen sich führen und somit beidseitig an dieser für den Präge- und/oder Druckvorgang unter einem gewissen Anpressdruck anliegen, ist die eine Rolle als Präge- und/oder Druckrolle und die andere Rolle als Stütz- bzw. Gegenrolle vorgesehen. Die als Präge- und/oder Druckrolle dienende Rolle ist für den Prägevorgang mit einem gewöhnlich durch Vorsprünge oder Vertiefungen gebildeten Prägemuster versehen, was in den Figuren jedoch im Einzelnen nicht gezeigt ist. Außerdem wird die als Präge- und/oder Druckrolle vorgesehene Rolle in der Regel angetrieben und beaufschlagt somit die Papierbahn 14 mit einem Vorschub, um den Präge- und/oder Druckvorgang mit der gebotenen Präzision durchzuführen.
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Alternativ ist es aber auch denkbar, beide Rollen 34a, 34b als Präge- und/oder Druckrollen auszubilden.
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Unabhängig davon, ob nun eine oder beide Rollen 34a, 34b als Präge- und/oder Druckrolle ausgebildet ist bzw. sind, können auch beide Rollen 34a, 34b durch in den Zeichnungen nicht dargestellte entsprechende zugeordnete Antriebe oder durch einen gemeinsamen Antrieb gleichzeitig bzw. gemeinsam angetrieben werden.
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Wie 2 ferner erkennen lässt, ist die Rolle 34b wahlweise in eine Arbeitsstellung A oder eine Ruhestellung R verbringbar. In der Arbeitsstellung A befindet sich die Rolle 34b in Eingriff mit der Papierbahn 14, wodurch der Präge- und/oder Druckvorgang ausgelöst wird und somit die Präge- und/oder Druckeinheit 32 aktiviert ist. In der Ruhestellung R dagegen befindet sich die Rolle 34b in einem Abstand von der Papierbahn 14; unabhängig davon, ob es sich bei der Rolle 34b um die Präge- und/oder Druckrolle oder die Stütz- bzw. Gegenrolle handelt, findet in der Ruhestellung R durch den fehlenden Eingriff der Rolle 34b mit der einen Seite der Papierbahn 14 auch ein Eingriff der Rolle 34a mit der anderen Seite der Papierbahn 14 nicht statt, wodurch ein Präge- und/oder Druckvorgang nicht möglich und die Präge- und/oder Druckeinheit 32 deaktiviert ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß 2 sitzt die Rolle 34b am freien Ende eines Schwenkhebels 35, der in 2 nur durch einen Strich schematisch angedeutet ist. Der Schwenkhebel 35 ist um ein stationär angeordnetes Schwenklager 35a schwenkbar gelagert und mithilfe eines nicht gezeigten Antriebes wahlweise in die Arbeitsstellung A oder die Ruhestellung R verschwenkbar.
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Anstelle der in den 1 und 2 schematisch gezeigten Rollen 34a, 34b können für den Prägevorgang grundsätzlich auch andere Arten von Prägewerkzeugen mit einem gewöhnlich durch Vorsprünge und Vertiefungen gebildeten Prägemuster verwendet werden. Um beispielsweise mit einem einzigen Prägewerkzeug bzw. einer einzigen Prägerolle unterschiedliche Prägemuster erzielen zu können, kann das Prägewerkzeug in seinem Eingriffsbereich mit einer Vielzahl voneinander beabstandet angeordneter Prägemuster versehen sein. Zum Prägen kann dann beispielsweise das gewünschte Prägemuster durch ungleichmäßiges Beschleunigen und/oder Verzögern des das gewünschte Prägemuster aufweisenden Teil-Eingriffsbereiches mit der Papierbahn 14 in Eingriff gebracht werden, während die Papierbahn an dem die nicht gewünschten Prägemuster enthaltenden übrigen Eingriffsbereich eingriffsfrei vorbeigeführt wird, indem beispielsweise bei der in 2 gezeigten Ausführung die Rolle 34b zumindest temporär in ihre Ruhestellung R verbracht wird. Zum Prägen kann alternativ oder zusätzlich auch Ultraschall verwendet werden. Ferner ist beispielsweise auch der alternative oder zusätzliche Einsatz einer Lasereinrichtung möglich, insbesondere wenn mit dem Prägevorgang eine Perforation in der Papierbahn 14 erzeugt werden soll.
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Für den Druckvorgang kann beispielsweise eine Tiefdruckvorrichtung verwendet werden, die Teil der Präge- und/oder Druckeinheit ist. Der Druckvorgang kann beispielsweise auch zur Applikation von Brandhemmern genutzt werden.
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Die Präge- und/oder Druckeinheit 32 kann in Abhängigkeit von dem jeweils benötigten Einsatzzweck so ausgestaltet sein, dass sie nur prägen oder nur drucken kann, oder sie kann so ausgestaltet sein, dass sie je nach Bedarf nur prägen oder nur drucken oder einen kombinierten Präge- und Druckvorgang ausführen kann.
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Schließlich sollte die Präge- und/oder Druckeinheit so ausgeführt sein, dass sie bei Bedarf ein ungehindertes Einlegen oder Entnehmen der Papierbahn 14 ermöglicht, indem beispielsweise ein Schnellverschluss sowie eine fliegende Lagerung zumindest eines Teils der Komponenten der Präge- und/oder Druckeinheit 32 wie z. B. einer der in den 1 und 2 schematisch gezeigten Rollen 34a, 34b oder beider Relief 34a, 34b, vorgesehen ist.
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Eine in den Figuren nicht dargestellte Absaugeinrichtung kann stromaufwärts vor der Präge- und/oder Druckeinheit 32 oder in deren Einlassbereich angeordnet sein, um die Papierbahn 14 vor dem Präge- und/oder Druckvorgang von eventuell vorhandenen Schmutzpartikeln zu beseitigen. Außerdem kann die Präge- und/oder Druckeinheit 32 ein in den Figuren ebenfalls nicht dargestelltes Gehäuse enthalten, durch das die Papierbahn 14 geführt wird und das an eine ebenfalls in den Figuren nicht dargestellte Druckluftquelle angeschlossen ist. Das Gehäuse bildet eine Abschirmung des Raumes, in dem der Präge- und/oder Druckvorgang stattfindet, gegenüber der Umgebung und insbesondere gegenüber den übrigen Komponenten der Vorrichtung 2 und auch gegenüber der in den Figuren nicht dargestellten nachgeordneten Produktionsmaschine und wird durch die Druckluftquelle unter leichtem Überdruck gehalten, wodurch ein Eindringen von Tabakkrümeln, Schmutzteilchen und sonstigen Partikeln und somit eine negative Beeinflussung des Präge- und/oder Druckbildes durch derartige Partikel verhindert wird.
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Stromabwärts nach der Präge- und/oder Druckeinheit 32 wird die Papierbahn 14 um eine weitere Führungsrolle 16 umgelenkt und passiert dann eine zweite Zugspannungsausgleichseinrichtung 36, die im dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie die erste Zugspannungsausgleichseinrichtung 26 besitzt. So weist die zweite Zugspannungsausgleichseinrichtung 36 eine stationär gelagerte erste Umlenkrolle 37, eine zweite Umlenkrolle 38, die am freien Ende eines um eine Schwenkachse 39 schwenkbar gelagerten Schwenkarmes 40 sitzt, und eine stromabwärts gelegene und stationär angeordnete zweite Umlenkrolle 41 auf. Durch die Umlenkrollen 37, 38 und 41 wird die Papierbahn 14 in Form einer Schlaufe geführt, wie 1 ebenfalls erkennen lässt. Diese Schlaufe lässt sich durch entsprechendes Verschwenken des Schwenkarmes 40 verlängern oder verkürzen, wodurch in bekannter Weise Geschwindigkeits- und somit Zugspannungsunterschiede in der Papierbahn 14 ausgeglichen werden. In der Regel ist auch der Schwenkarm 40 federnd vorgespannt. Mit Hilfe dieser zweiten Zugspannungsausgleichseinrichtung 36 werden die Einflüsse der Präge- und/oder Druckeinheit 32 und einer im weiterführenden Bahnverlauf nachgeordneten und in den Figuren nicht dargestellten Produktionsmaschine auf die Zugkraft entkoppelt und wird somit die Bahnspannung in der Papierbahn 14 im Wesentlichen konstant gehalten. Mit dieser Einrichtung 36 lassen sich außerdem auch die Lage der auf die Oberfläche der Papierbahn 14 geprägten oder gedruckten Muster für den Folgeprozess in der Produktionsmaschine regeln.
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Nach Verlassen der zweiten Zugspannungsausgleichseinrichtung 36 passiert die Papierbahn 14 eine weitere Führungsrolle 16, die im dargestellten Ausführungsbeispiel die Papierbahn 14 wahlweise zu einem in einer oberen Position angeordneten Auslass 42 umlenkt oder zu einem alternativen Auslass 42a in einer unteren Position führt, wie in 1 durch eine mit dem Bezugszeichen ”14a” gekennzeichnete und gestrichelt gezeichnete Linie angedeutet ist. Bei dem Auslass 42 bzw. 42a handelt es sich um eine Schnittstelle zum Anschluss an eine in den Figuren nicht dargestellte nachgeordnete Produktionsmaschine, in der die Papierbahn 42 weiterverarbeitet wird, indem sie beispielsweise beleimt und in diskrete Abschnitte zur Bildung von Belagpapier oder Zigarettenpapier geschnitten wird. Außerdem enthält die Produktionsmaschine eine Filteransetzeinrichtung, in der ein Filterabschnitt mit einem Ende an ein Ende eines Tabakabschnittes positioniert und die so gebildete Anordnung aus Filterabschnitt und Tabakabschnitt mit einem aus der Papierbahn geschnittenen, beide Abschnitte übergreifenden und beleimten Belagpapier umhüllt und miteinander verbunden wird.
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Die Rollen 16, 20, 27, 28, 31, 37, 38 und 41 definieren demnach eine in den Figuren nicht näher gekennzeichnete Transportbahn und Führungseinrichtung für die Bewegung und Führung der Papierbahn von der zugehörigen Bobine 8 bzw. 12 zum Auslass 42 bzw. 42a.
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Während in dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel die Präge- und/oder Druckeinheit 42 stromabwärts von der Verbindungseinheit 22 liegt, ist bei dem in 3 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel die Präge- und/oder Druckeinheit 32 mit der Verbindungseinheit 22 baulich verbunden oder in diese integriert. Wie 3 ferner erkennen lässt, wird im zweiten Ausführungsbeispiel die Führungsrolle 24 der Verbindungseinheit 22 nicht nur zur Führung der Papierbahn 14, sondern gleichzeitig auch als Stütz- bzw. Gegenrolle für den durch die Präge- und/oder Druckeinheit 32 durchgeführten Präge- und/oder Druckvorgang verwendet. Hierzu wird im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel die Papierbahn 14 von der Führungsrolle 24 umgelenkt und in Eingriff mit zwei Rollen 33 gebracht, die Bestandteil der Präge- und/oder Druckeinheit 32 sind und von denen zumindest eine Rolle als Präge- und/oder Druckrolle ausgebildet ist. Während die Rollen 33 Bestandteil der Präge- und/oder Druckeinheit 32 sind, ist die Führungsrolle 24 aufgrund ihrer zuvor erwähnten Doppelfunktion sowohl Bestandteil der Verbindungseinheit 22 als auch zugleich Bestandteil der Druck- und/oder Prägeeinheit 32. Ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 ist auch die Präge- und/oder Druckeinheit 32 beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 3 wahlweise aktivierbar oder deaktivierbar, indem beispielsweise mindestens eine der beiden Rollen 33 in ähnlicher Weise wie die Rolle 34b gemäß 2 zwischen einer Arbeitsstellung und einer Ruhestellung verbringbar gelagert ist.
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Ferner unterscheidet sich das zweite Ausführungsbeispiel gemäß 3 vom ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 dadurch, dass die erste Zugspannungsausgleichseinrichtung 26 als separate Einrichtung dieser Art fehlt. Stattdessen kann in diesem Fall ein Geschwindigkeits- und Zugspannungsausgleich stromaufwärts vor der Präge- und/oder Druckeinheit 32 von dem Lagerzapfen 6 bzw. 10 der zugehörigen Bobine 8 bzw. 12 übernommen werden. Denn die Lagerzapfen 6, 10 werden von einem nicht dargestellten geregelten Antrieb in Rotation versetzt, wodurch die Abziehgeschwindigkeit der entsprechenden Papierbahn 14 bzw. 15 geregelt wird. Diese Regelung kann dann wiederum für einen Geschwindigkeits- und Zugspannungsausgleich in der Papierbahn stromaufwärts vor der Präge- und/oder Druckeinheit 32 verwendet werden.
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Hinsichtlich der übrigen Komponenten ist das zweite Ausführungsbeispiel gemäß 3 identisch mit dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1, so dass insoweit für gleiche Komponenten die gleichen Bezugszeichen vorgesehen sind und zur Vermeidung von Wiederholungen auf die zuvor erfolgte entsprechende Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels verwiesen wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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