DE10349967A1

DE10349967A1 - Multifunktionsfördertrommel

Info

Publication number: DE10349967A1
Application number: DE10349967A
Authority: DE
Inventors: Manfred Folger; Dierk Wedekind; Sönke Horn
Original assignee: Hauni Maschinenbau GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2003-10-24
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2023-10-25
Also published as: JP2005124575A; CN1608529A; US20050139452A1; EP1525810A1; DE10349967B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fördertrommel (10) für Artikel der tabakverarbeitenden Industrie mit einem Hubmittel (20, 30, 40) für längs-axial zueinander ausgerichtete und in wenigstens einer Reihe quer-axial der Fördertrommel (10) zugeförderte Artikel (15). Die Fördertrommel (10) wird dadurch weitergebildet, dass als Hubmittel (20, 30, 40) ein elektrischer Antrieb (20, 30, 40) vorgesehen ist. DOLLAR A Darüber hinaus betrifft die Erfindung die Verwendung eines elektrischen Antriebs (20, 30, 40) in einer Fördertrommel (10) sowie eine Maschine der tabakverarbeitenden Industrie.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fördertrommel für Artikel der tabakverarbeitenden Industrie mit einem Hubmittel für längsaxial zueinander ausgerichtete und in wenigstens einer Reihe queraxial der Fördertrommel zugeförderte Artikel. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines elektrischen Antriebs in einer Fördertrommel sowie eine Maschine der tabakverarbeitenden Industrie.
Unter Artikeln der tabakverarbeitenden Industrie werden im vorliegenden Zusammenhang stabförmige Gegenstände verstanden, die in einer oder mehreren parallelen Folgen mittels Saugluft auf Förderern, wie z.B. auf Fördertrommeln, in Filter- oder Zigarettenherstellungsmaschinen gehalten und von diesen gefördert werden. Solche Artikel sind Filterzigaretten, Zigarren, Zigarillos sowie Filterstäbe, Filtersegmente usw. Wenn im Folgenden der Einfachheit halber nur noch von Zigaretten oder Filtern gesprochen wird, so gilt das Gesagte ganz entsprechend auch für andere zu fördernde Artikel der vorgenannten Art, wie z.B. Filtersegmente.

In Zigarettenmaschinen werden Zigaretten quer zu ihrer längsaxialen Ausrichtung auf Fördertrommeln, bei denen es sich in erster Linie um Trommeln von Zigarettenherstellungsmaschinen bzw. von Filteransetzmaschinen handelt, mit Saugluft gehalten. Auf den Fördertrommeln können nebeneinander in zwei im Wesentlichen parallelen Reihen Zigaretten angeordnet und auf den Fördertrommeln rechtwinkelig mit Bezug zu den Zigarettenachsen bewegt werden. Um z.B. einen Doppelfilter zwischen zwei axial zueinander ausgerichteten Zigaretten einzufügen, werden geschnittene doppelt lange Tabakstöcke auf der Fördertrommel längsaxial gespreizt und ein doppeltlanger Filterstab eingefügt.

Während der Spreizung der Tabakstöcke auf der Fördertrommel erfahren die Tabakstöcke einen vorbestimmten Hub, so dass die Tabakstöcke längsaxial beabstandet werden.

Darüber hinaus sind Schiebetrommeln bekannt, bei denen in parallelen Reihen versetzt zueinander angeordnete Filterstäbe auf den Schiebetrommeln zu einer Reihe von hintereinander angeordneten Filterstäben zusammengeschoben werden.

Bei den bekannten Spreiztrommeln und Schiebetrommeln erfahren die Artikel auf diesen Fördertrommeln einen vorbestimmten längsaxialen Hub. Hierbei ist der Hub bzw. die längsaxiale Verschiebung auf der Fördertrommel fest vorgegeben.

Beispielsweise ist aus dem Dokument DE-A-41 34 663 eine Vorrichtung zum axialen Versetzen einer Zigarettenreihe relativ zu einer parallelen, durchlaufenden Zigarettenreihe beschrieben. Die Aufnahmen für die zu versetzende Zigarettenreihe sind an den Enden gekröpfter Kurbelarme angeordnet, die in einem Parallelscheibenantrieb gelagert sind. Die Achsen des Parallelscheibenantriebs sind zu den Achsen einer eine durchlaufende Zigarettenreihe fördernden Trommel geneigt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fördertrommel bereitzustellen, bei der zu fördernde Artikel der tabakverarbeitenden Industrie während einer längsaxialen Verschiebung eine geringe mechanische Beanspruchung erfahren, wobei andere bestehende Einrichtungen einer Maschine der tabakverarbeitenden Industrie weiterhin genutzt werden.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Fördertrommel für Artikel der tabakverarbeitenden Industrie mit einem Hubmittel für längsaxial zueinander ausgerichtete und in wenigstens einer Reihe queraxial der Fördertrommel zugeförderte Artikel dadurch, dass als Hubmittel ein elektrischer Antrieb vorgesehen ist.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass zum längsaxialen Verschieben der Artikel auf der Fördertrommel elektrische Antriebe eingesetzt werden, um Zigaretten, Tabakstöcke oder Filter in ihrer axialen Lage zu staffeln oder zu spreizen. Im Gegensatz zu den mechanischen Hubmitteln für die geförderten Rauchartikel, die in der Regel aus einem Steuerkörper, einer Laufrolle und einer Schubstange für ein Hubsegment bestehend, werden die Hubsegmente, z.B. Schlitten, direkt durch den elektrischen Antrieb auf dem Förderorgan verschoben. Dadurch werden die Stangen, die zur mechanischen Führung der Schlitten bzw. Segmente bislang angetrieben werden mussten, fest in der Trommel montiert und haben daher ausschließlich die Funktion von Führungsstangen. Darüber hinaus hat die erfindungsgemäße Lösung den Vorteil, dass die Verschmutzung durch Öl zur Schmierung der Steuerkurve und/oder der Lauf rolle vermieden wird. Außerdem wird die Lärmbelästigung durch den elektrischen Antrieb deutlich herabgesetzt. Weiterhin ist es nicht mehr erforderlich, bei einem Formatumbau die Steuerkurve gegen eine andere Steuerkurve manuell auszutauschen. Dieser Austausch von Steuerkörpern bzw. Steuerkurven war bislang mit einem hohen Aufwand verbunden. Der Hub der Segmente bzw. des elektrischen Antriebs wird durch eine einfache Anpassung in der Ansteuerung und Einstellung in der, insbesondere softwareorientierten, Steuerung verwirklicht.

Dazu ist vorgesehen, dass der elektrische Antrieb eine Steuereinrichtung, insbesondere Steuerelektronik, aufweist.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der elektrische Antrieb als Linearantrieb oder Tauchspulenantrieb ausgebildet ist. Linearantriebe bzw. Linearmotoren führen unter Verwendung von Elektromagneten und rotatorischen Motoren kontinuierlich lineare Bewegungen mit einer hohen Präzision aus. Bei den linearen Direktantrieben sind keine mechanischen Bewegungsumformer, z.B. Steuerkurven, vorhanden, so dass der Betrieb eines Linearmotors geräuscharm und gering im Verschleiß ist. Darüber hinaus haben Linearantriebe eine hohe Lebensdauer. Weiterhin zeichnen sich lineare Direktantriebe durch geringe bewegte Massen, geringe Elastizitäten und Reibung aus. Darüber hinaus wird eine Bewegungsübertragung nahezu ohne Spiel ausgeführt. Aufgrund dieser Eigenschaften sind diese Linearmotoren für eine Anwendung in Fördertrommeln der tabakverarbeitenden Industrie geeignet, da die Linearantriebe eine hohe Dynamik und Positioniergenauigkeit bei der Ausführung von Hubbewegungen aufweisen.

Insbesondere ist der ausgeführte Hub des elektrischen Antriebs in Abhängigkeit der Lage, insbesondere der Winkellage, des Antriebs bzw. der Artikel auf der Fördertrommel steuerbar oder regelbar.

Bevorzugterweise ist hierfür eine Positionserfassungseinrichtung für den elektrischen Antrieb vorgesehen.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine Positionsregeleinrichtung oder Positionssteuereinrichtung für den elektrischen Antrieb vorgesehen.

Um den elektrischen Antrieb mit Energie zu versorgen, erfolgt vorteilhafterweise die Energieeinkopplung für den elektrischen Antrieb über Schleifringe oder berührungslos.

Außerdem ist vorteilhafterweise ein elektrischer Antrieb für mehrere Artikel auf einem Schlitten vorgesehen.

Bevorzugterweise ist die Fördertrommel als Schiebetrommel oder Spreiztrommel ausgebildet.

Eine weitere Lösung der Aufgabe besteht in der Verwendung eines elektrischen Antriebs in einer voranstehend beschriebenen Fördertrommel der tabakverarbeitenden Industrie, bei der der elektrische Antrieb als Hubmittel vorgesehen ist. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird ausdrücklich auf die voranstehenden Ausführungen verwiesen.

Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch eine Maschine der tabakverarbeitenden Industrie mit wenigstens einer erfindungsgemäßen, voranstehend beschriebenen Fördertrommel. Die Verwendung der Fördertrommel ist besonders in Zigarettenherstellungsmaschinen oder Filterherstellungsmaschinen geeignet, da in diesen Maschinen bevorzugt Spreiztrommeln und/oder Schiebe trommeln vorhanden sind.

Die Erfindung wird anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele exemplarisch und ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens beschrieben, wobei für alle im Text nicht näher beschriebenen erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:
1 im Ausschnitt einen Querschnitt durch eine Fördertrommel mit unterschiedlichen Antrieben und
2 einen Querschnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Fördertrommel.
In den nachfolgenden Zeichnungen sind gleiche oder gleichartige Elemente bzw. Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer entsprechenden erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.
In 1 ist ein ausschnittsweiser Querschnitt durch eine Fördertrommel 10 mit zwei unterschiedlichen Antrieben 20, 30 für die Schlitten 12, auf denen Zigaretten 15 längsaxial verschoben werden, dargestellt. Die Fördertrommel 10 verfügt über einen Trommelkörper 14, der um eine ortsfeste Welle 13 mit einer Rotationsachse 16 rotiert. Die Schlitten 12 verfügen über Aufnahmemulden zur Aufnahme von, vorzugsweise mehreren, Zigaretten 15. Die Zigaretten 15 werden mittels eines im Inneren der Fördertrommel 10 erzeugten und über Saugbohrungen 17 angelegten Unterdrucks in den Aufnahmen der Schlitten 12 gehalten.
Die Schlitten 12 sind zur Ausführung der Hubbewegungen verschiebbar auf einer starren Führungsstange 18 angeordnet.
Im rechten Teil von 1 wird der Hub eines Schlittens 12, auf dem Artikel der tabakverarbeitenden Industrie, z.B. Zigaretten 15, während ihrer Förderung auf der rotierenden Fördertrommel 10 längsaxial verschoben werden, mittels eines Tauchspulenantriebs 20 ausgeführt. Im linken Teil von 1 wird der linke Schlitten 12 mittels eines Linearantriebs 30 längsaxial während der Förderung, d.h. während der Rotation des Trommelkörpers 14, um die Rotationsachse 16 ausgeführt. Als Linearantrieb wird ein lineares Servosystem eingesetzt.
Da die elektrischen Antriebe 20, 30 auf dem Trommelkörper 14 während der Förderung der Artikel mitrotieren, ist es zur Ausführung von Hüben bzw. zur längsaxialen Bewegung der Schlitten 12 erforderlich, die Antriebe 20, 30 jeweils mit Energie zu versorgen.
Im linken Teil der Zeichnung ist ein berührungsloser Energiekoppler 32 dargestellt, der berührungslos Energie für den Linearantrieb 30 von einem feststehenden Teil 33 in ein rotierendes Teil 34 einkoppelt. Ein berührungsloser Energiekoppler ist beispielsweise von der Firma EAAT GmbH Chemnitz, bekannt.
Darüber hinaus ist für den Linearantrieb 30 eine Regeleinrichtung 35 auf der Fördertrommel 10 vorgesehen. Die Regeleinrichtung 35 ermittelt aus den Lagedaten des Schlittens 12 bzw. der Winkellage des Rotationskörpers 14 der Fördertrommel 10 die benötigte Energie für den Antrieb 30, so dass durch eine kontaktlose Energieeinkopplung der Schlitten 12 längsaxial verschoben wird.
Der Linearantrieb 30 setzt sich aus zwei Teilen zusammen: dem Stator 36 und dem Läufer 37. Hierbei besteht der Läufer 37 aus einem oder mehreren Magneten. Im Stator 36 befinden sich Wicklun gen sowie die Lagerung für den Läufer 37. Ferner ist eine Regeleinrichtung 35 für den Linearantrieb 30 vorgesehen.
Der Linearantrieb 30 mit der Regeleinrichtung 35 ermöglicht eine elektronische Vorgabe einer Bewegungskurve für die einzelnen Schlitten 12 in Abhängigkeit von der Winkellage der Fördertrommel 10 bzw. des Rotationskörpers. Ein formatabhängiger Hub der Schlitten 12 lässt sich durch eine einfache Änderung, z.B. von Parametern, in der Softwaresteuerung leicht anpassen, so dass ein Austausch von mechanischen Teilen auf der Fördertrommel 10 entfällt. Durch die Abstimmung und Einstellung der Hubparameter in der Steuerung kann der längsaxiale Hub der Schlitten 12 einzeln und unabhängig voneinander ausgeführt und außerdem an verschiedene Formate bei einem Formatwechsel leicht angepasst werden.
Der im rechten Teil von 1 dargestellte Tauchspulenantrieb 20 verfügt ebenfalls über eine Regeleinrichtung 25, die über eine Schleifringeinrichtung 22 mit Energie beaufschlagt wird. Beim Tauchspulenantrieb 20 ist ein Spulenteil 26 beweglich und reibungsfrei in einem feststehenden Magnetteil 27, z.B. mittels einer Gleitlagerung, angeordnet. Das Spulenteil 26 ist mit den zu verschiebenden Schlitten 12 gekoppelt.
In 2 ist ein Querschnitt durch eine weitere Fördertrommel 10 gezeigt, bei der die Schlitten 12 für die Zigaretten 15 mittels einer Ansteuerelektronik 41 für die Linearantriebe 40 längsaxial bewegt werden. Hierbei verfügt die Ansteuerelektronik 41 über einen Speicher, in dem hinterlegt ist, in welcher Position während ihrer Rotationsbewegung die entsprechenden Linearantriebe 40 für die Schlitten 12 positioniert, d.h. bewegt werden sollen. Die Linearantriebe 40, die die Schlitten 12 bzw. Mulden bzw. Muldengruben in eine entsprechende Position bewegen, können z.B. magnetisch oder nach dem Piezoprinzip ausgeführt werden.
Die Position der Schlitten 12 kann z.B. durch einen Inkrementalgeber erfasst werden, so dass die Position der Schlitten 12 von der Ansteuerelektronik 41 in der Fördertrommel 10 errechnet wird. Hierbei werden die Daten für die anzufahrenden Positionen der Schlitten 12 in Abhängigkeit der Winkelstellungen auf der Fördertrommel 10 nur einmal und bzw. oder bei Änderungen, z.B. bei einem Formatwechsel an die Ansteuerelektronik 41, übermittelt. Die Übermittlung der Hubsteuerungsdaten kann, insbesondere im Stillstand der Fördertrommel 10, mittels einer berührungslos arbeitenden Datenübertragungseinrichtung 42 ausgeführt werden. Die Energie für die Ansteuerelektronik 41 und die Linearantriebe 40 erfolgt über eine berührungslose Energieeinkopplung 43.
Die übermittelten Daten für die Positionen der Linearantriebe 40 bzw. der Schlitten 12 bei den entsprechenden Winkelpositionen sind als Kurvendaten im Speicher der Ansteuerelektronik 41 hinterlegt. Die in der Fördertrommel 10 integrierte Ansteuerelektronik 41 ermittelt mit Hilfe des Inkrementalgebers oder anderer Positionsgeber die Lage der Fördertrommel 10 und errechnet mit den im Speicher liegenden Kurvendaten die einzustellende Position der Linearantriebe 40, so dass die Ansteuerelektronik 41 die einzelnen Linearantriebe 40 für die Schlitten 12 entsprechend ansteuert.
Mittels des Gegenstandes der Erfindung können die Bewegungen der Schlitten 12 auf Spreiz- bzw. Schiebetrommeln in beliebiger Richtung erfolgen.
Der Vorteil der elektrischen Direktantriebe besteht darin, dass die linearen Hubbewegungen der Schlitten bzw. der Aufnahmen für die Artikel der tabakverarbeitenden Industrie ohne Zwischenschaltung von mechanischen Getrieben oder Teilen verschleißfrei und variabel mit einer genauen Präzision ausgeführt werden.

10: Fördertrommel
12: Schlitten
13: Welle
14: Trommelkörper
15: Zigaretten
16: Rotationsachse
17: Saugbohrung
18: Führungsstange
20: Tauchspulenantrieb
22: Schleifringeinrichtung
25: Regeleinrichtung
26: Spulenteil
27: Magnetteil
30: Linearantrieb
32: Energiekoppler
33: feststehendes Teil
34: rotierendes Teil
35: Regeleinrichtung
36: Stator
37: Läufer
40: Linearantrieb
41: Ansteuerelektronik
42: Datenübertragungseinrichtung
43: Energieeinkopplung

Claims

Fördertrommel (10) für Artikel der tabakverarbeitenden Industrie (15) mit einem Hubmittel (20, 30, 40) für längsaxial zueinander ausgerichtete und in wenigstens einer Reihe queraxial der Fördertrommel (10) zugeförderte Artikel (15), dadurch gekennzeichnet, dass als Hubmittel (20, 30, 40) ein elektrischer Antrieb (20, 30, 40) vorgesehen ist.
Fördertrommel (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (20, 30, 40) eine Steuereinrichtung, insbesondere Steuerelektronik, aufweist.
Fördertrommel (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (20, 30, 40) als Linearantrieb (30, 40) oder Tauchspulenantrieb (20) ausgebildet ist.
Fördertrommel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hub des elektrischen Antriebs (20, 30, 40) in Abhängigkeit der Lage, insbesondere der Winkellage, des Antriebs (20, 30, 40) bzw. der Artikel (15) auf der Fördertrommel (10) steuerbar oder regelbar ist.
Fördertrommel (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Positionserfassungseinrichtung für den elektrischen Antrieb (20, 30, 40) vorgesehen ist.
Fördertrommel (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Positionsregeleinrichtung oder Positionssteuereinrichtung für den elektrischen Antrieb (20, 30, 40) vorgesehen ist.
Fördertrommel (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieeinkopplung für den elektrischen Antrieb (20, 30, 40) über Schleifringe oder berührungslos erfolgt.
Fördertrommel (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Antrieb (20, 30, 40) für mehrere Artikel auf einem Schlitten (12) vorgesehen ist.
Fördertrommel (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördertrommel (10) als Schiebetrommel oder Spreiztrommel ausgebildet ist.
Verwendung eines elektrischen Abtriebs (20, 30, 40) in einer Fördertrommel (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9.
Maschine der tabakverarbeitenden Industrie mit wenigstens einer Fördertrommel (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9.