EP3757046A1 - Vorrichtung und verfahren zum verbinden von zwei jeweils von einer bobine ablaufenden materialbahnen - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum verbinden von zwei jeweils von einer bobine ablaufenden materialbahnen Download PDF

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EP3757046A1
EP3757046A1 EP20180319.4A EP20180319A EP3757046A1 EP 3757046 A1 EP3757046 A1 EP 3757046A1 EP 20180319 A EP20180319 A EP 20180319A EP 3757046 A1 EP3757046 A1 EP 3757046A1
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EP
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webs
cutting
material web
free ends
finite length
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EP20180319.4A
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English (en)
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Matthias Horn
Thomas Janthur
Karl Richard Busch
Frank Grothaus
Axel Henning
Marius Karger
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Koerber Technologies GmbH
Original Assignee
Hauni Maschinenbau GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a device designed and set up for connecting two webs of material each running off a reel, comprising a first receptacle for receiving a first reel with a first material web of finite length, a second receptacle for receiving a second reel with a material web of finite length, Transport means for transporting the material webs in the conveying direction T, as well as a connecting station with a cutting device for cutting a free, trailing end of the first material web and a free, leading end of the second material web, and with a connecting device for connecting the two cut, free ends of the material webs finer Length into an endless material web with the formation of an overlap area.
  • the invention relates to a method for connecting two material webs, each unwound from a reel, comprising the steps: providing the first and second material webs, transporting the two material webs in conveying direction T, aligning the two material webs lying one above the other, cutting the two material webs, see above that a trailing end of the first material web and a leading end of the second material web are created, joining the two cut, free ends of the material webs of finite length to form an endless material web with the formation of an overlap area.
  • Such devices and methods are used in the tobacco-processing industry, in particular also in the production of so-called "heat-not-burn” products, in order to provide endless webs of material for the uninterrupted maintenance of the production of endless strands.
  • the material webs are usually wound on bobbins and are of finite length. Before a first bobbin with a material web of finite length is completely unwound or runs empty by transporting the same in conveying direction T, a second reel with a material web of finite length is transported in conveying direction T and positioned to the first material web.
  • the two material webs more precisely the trailing end, i.e. the rear end of the first material web currently in production and the leading end, i.e.
  • the front end of the new, still fully wound material web are aligned and cut to each other and then connected to one another to form an endless material web will.
  • the second material web which is then in production, is transported in the conveying direction T in order to then be connected to another material web before it is completely empty, and so on.
  • the reels Due to the high production speed and the correspondingly high transport speed of the material web, the reels sometimes run empty every minute. Particularly in the production of "heat-not-burn" products, the film webs consisting at least partially of tobacco are thick and correspondingly heavy. Since the bobbins on which the film webs are wound only have a limited capacity, i.e. the size of the bobbin is limited, this leads to a particularly frequent change of the bobbins, with the result that material webs with connection points, which also have splice points, at short intervals must be transported through a format precisely dimensioned for a strand to be manufactured.
  • the previously known methods and devices for connecting two material webs each unwound from a reel have connecting stations with a cutting device by means of which either a right-angled cut (transverse to the conveying direction of the material webs) or a diagonal cut is made.
  • the known cutting devices are only designed to perform so-called complementary cuts. This means that the cut edges of the material webs produced by the cutting device fit into or onto one another according to the key-lock principle or - in addition to one another - can be fitted onto one another.
  • the free ends of the material webs cut transversely or diagonally or in some other complementary manner are placed one on top of the other and connected to form an endless material web to form an overlap area.
  • the endless material webs are guided through the aforementioned format in which and through which the endless material web is formed into an endless strand with an essentially round cross-section.
  • endless strands from film webs consisting at least partially of tobacco, these are e.g. cut into strips and formed into a continuous strand.
  • the material web / film web has a thickening in the overlapping area that is closed over the width of the material web, that must be transported through the format.
  • the overlap area is accordingly at least partially double-layered over the width of the material web and closed over the entire area.
  • the endless material web formed therefrom is at least partially double-layered.
  • rectangular free ends are created which, if they overlap, lead to an overlap area in which a uniform double layer is formed over the entire length of the overlap in conveying direction T, which leads to a considerable thickening that must be transported through the format.
  • 200% based on the areas outside the overlap area
  • a reduced overlap area is formed in which the double layer of material is distributed over a distance in the conveying direction T.
  • the endless material web is also continuously closed in the overlapping area, so that, viewed over the entire width of the material web, there is still a thickening in the overlapping area.
  • the double layer results in an accumulation of material compared to the material web outside the overlap area of up to approx. 150%.
  • This accumulation of material leads to an uneven run of the strand due to the format which is set up exactly to the desired diameter of the continuous strands to be formed.
  • the accumulation of material can lead to a jolt in the endless material web or the strand to be formed, which in turn can lead to the material web tearing.
  • the accumulations of material that must be "forced" by the format can continue to lead to damage to a format tape guided in the format and / or the material web and / or the strand to be formed.
  • the object on which the invention is based now consists in creating a device which ensures a connection of free ends of two material webs which reduces the thickening of the endless material web in the overlap region.
  • the task is also to propose an appropriate procedure.
  • the connecting station is designed and set up to form an overlap area which is provided with at least one opening over the width of the endless material web.
  • This design of the connecting station reduces the accumulation of material in the overlap area. Regardless of whether the or each breakthrough, i.e. a hole or the like separating both material webs in the overlap area, occurs before or after connecting the two free ends, the thickening of the endless material web is reduced, thereby reducing the disadvantages of the prior art described above to be overcome.
  • the connecting station With the design of the connecting station to produce at least one opening in the overlap area, a volume reduction of material in the overlap area and thus a more uniform distribution of material is achieved in a surprisingly simple and effective manner, which ensures that the endless material web is transported through the format that is gentle on the continuous material web and the format.
  • a breakthrough in the context of the invention is understood to mean in particular any opening or the like with an extension greater than 1 mm 2 .
  • the device for connecting two film webs consisting at least partially of tobacco is particularly preferably designed and set up as material webs.
  • the effect of the even material distribution over the length and width of the endless material web including the overlap area is particularly evident.
  • the connecting station advantageously comprises means for moistening at least one of the free ends of the film webs of finite length to be connected.
  • This means which is designed for moistening one or both free ends and is set up, ensures a particularly firm connection of the film webs to be spliced.
  • the supply of liquid, for example water, glycerine, propylene glycol or the like, to at least one of the free ends moisturizes and softens the material of the tobacco-containing or tobacco-made film webs, whereby the process of connecting the two film webs for a firm and secure connection is supported.
  • the connecting station particularly preferably comprises means for pressing at least the free ends of the film webs of finite length to be connected. As a result, a particularly firm and stable connection between the free ends of two film webs is achieved.
  • the connecting station preferably comprises means for heating at least the free ends of the film webs of finite length to be connected.
  • connection station is designed and set up to form an overlap area which has areas of overlap on the one hand and material-free areas on the other hand, the size of the areas of overlap to the size of the material-free areas in a ratio of 0, 8 to 1.2, preferably from 0.9 to 1.1 and particularly preferably from 0.95 to 1.05.
  • there are more / larger areas of the overlap viewed over the entire width of the overlap area than areas of the overlap for particularly good stability and in other embodiments there are more / larger areas of the overlap viewed over the entire width of the overlap area than areas of the overlap for one optimized material reduction in the overlap area.
  • a particularly preferred development is characterized in that the connecting station is designed and set up to form an overlap area which has areas of overlap on the one hand and material-free areas on the other hand, the areas of overlap and the material-free areas differing in size over the width of the endless material web essentially correspond in total.
  • the size corresponds to the respective area. This ensures an optimal material distribution across the width of the material web and also Reached over the distance of the overlap area in conveying direction T. This means that the material distribution in the overlap area corresponds to the material distribution outside the overlap area.
  • the thickening / accumulation of material produced by the double layers is completely compensated for by the holes, breakthroughs or the like, so that an amount of material that is identical in width / circumference is always transported through the format.
  • the volume of each infinitesimally small strip formed from the area of an infinitesimally small strip of material web running over the entire width multiplied by the (in each case local) thickness of the material web / film web is always 100% based on the volume of an infinitesimally small strip outside the Overlap area.
  • this constant material distribution is maintained despite the overlapping areas, since the additional volume is compensated for by the holes in the overlapping area / imperfections of material in the overlapping area, so that ideally no thickening occurs at all.
  • a first preferred development of the device according to the invention is characterized in that the connecting station comprises a punching tool and / or a cutting tool which, in the conveying direction T of the endless material web, is behind the cutting device for cutting the free ends of the material webs of finite length and the connecting device for connecting the cut, is arranged free ends of the material webs of finite length, and by means of which at least one hole can be produced in the overlap area.
  • the tool can be used to easily create a hole or several holes as a breakthrough in the overlap area, so that despite the thickening in the double layers, material is removed in order to achieve a total of reduced material accumulation and even material distribution.
  • the shape and / or size and / or positioning of the holes in the overlap area can be specifically selected in order to create a balanced material distribution over the entire overlap area and in particular also over the width of the material web in the overlap area, which ideally is 100%. This means that any thickening caused by the overlapping connection is compensated to the same extent by material recesses.
  • the cutting device of the connecting station is designed and set up to generate two different cutting courses, such that the to connecting free ends of the two material webs of finite length are not complementary, in particular inversely complementary. Due to the different and non-complementary cuts at the two free ends to be connected, there are flaws in the material across the width of the overlap area when the arrangement is offset in the conveying direction T, e.g. due to at least temporarily different transport speeds of the two material webs / film webs to be connected. The imperfections, that is to say areas in which there is no material web / film web, can be formed regularly or irregularly over the width and along the length of the overlap area in the conveying direction T.
  • the cutting device of the connecting station comprises at least one cutting tool which can be moved up and down vertically to the transport plane E of the material webs and has at least one cutting edge that is not linear.
  • a non-straight cutting edge within the meaning of the invention are wave-shaped, zigzag-shaped, tooth-shaped or meander-shaped courses.
  • Non-rectilinear refers to the cutting edge which, viewed in the conveying direction T, has elevations and depressions, which leads to undulating, zigzag, tooth-shaped or meandering free ends with reference to the material webs to be cut or cut in plan view.
  • the cutting tool is advantageously designed to be movable back and forth at least transversely to the conveying direction T and / or rotatable about a vertically directed axis of rotation D such that the cutting tool with the non-rectilinear cutting edge can be used to make different cuts.
  • a first material web or its free end can be cut with the cutting tool, while the second material web or its free end can be cut with the same cutting tool, for example by 180 ° around an axis of rotation D, which is vertical runs to the transport level E of the transported material webs / film webs, is rotated, is cut.
  • the cutting tool has two cutting edges, of which a first cutting edge is non-straight - in the sense of the invention - and the second cutting edge is straight or non-straight - in the sense of the invention - the cut of the second cutting edge is always independent of its design deviates from the cutting path of the first cutting edge. This applies primarily to the case that both cutting edges have a non-linear profile.
  • the non-linear cutting edges are then offset from one another with regard to their cutting path based on the width of the material web, so that with a cutting movement of the cutting tool having two cutting edges, two non-complementary cuts result which, with a corresponding arrangement of the free ends to one another, form a connection point with reduced thickening, namely lead to an overlapping area with at least one opening.
  • the cutting device of the connecting station comprises two cutting tools that can be moved up and down vertically to the transport plane E of the material webs, each of which has at least one cutting edge, the cutting edge of at least one cutting tool being non-linear - within the meaning of the invention.
  • Non-straight in the sense of the invention means, as already explained elsewhere, that the cut free ends in or against the conveying direction T have elevations and depressions (e.g. wave-shaped, zigzag-shaped, meander-shaped, tooth-shaped) so that if they overlap and a corresponding offset of the free ends to one another forms an overlap area interrupted over the width of the material web.
  • the cutting tools which are preferably separately controllable, lead to non-complementary cuts at the free ends of the material webs / film webs to be connected.
  • the object is also achieved by a method with the steps mentioned at the outset in that at least one opening is produced in the overlap area.
  • two film webs consisting at least partially of tobacco are connected to one another, at least the free ends of the film webs to be connected being moistened, pressed and / or heated for connecting.
  • the two material webs of finite length are preferably cut with different cutting profiles, so that the free ends to be connected of the two material webs of finite length are non-complementary, in particular inversely complementary.
  • the cut, free ends are aligned in the conveying direction T prior to joining so that the overlap area has areas of overlap on the one hand and material-free areas on the other across the width of the endless material web to be formed.
  • the free ends (19, 20) are advantageously connected when the overlapping area is stationary or moving in the conveying direction T. This means that the free ends to be connected, which form the overlap area, are optionally transported during and for connection or stand still or are stopped during connection.
  • the method is particularly preferably carried out with a device according to one or more of claims 1 to 13.
  • the device shown in the drawing serves to connect two film webs each running from a reel and consisting at least partially of tobacco.
  • the device according to the invention is also suitable for joining two material webs in the tobacco processing industry, e.g. for joining two filter or wrapping paper webs or the like, suitable.
  • the device 10 is designed and set up for connecting two material webs 13, 14 each running off a reel 11, 12 and comprises a first receptacle 15 for receiving a first reel 11 with a first material web 13 of finite length, a second receptacle 16 for receiving one second reel 12 with a material web 14 of finite length, transport means for transporting the material webs 13, 14 in the conveying direction T, as well as a Connection station 17 with a cutting device 18 for cutting a free, trailing end 19 (this means the rear end) of the first material web 13 and a free, leading end 20 (this means the front end) of the second material web 14, and with a connecting device 21 for connecting the two cut, free ends 19, 20 of the material webs 13, 14 of finite length to form an endless material web 22 with the formation of an overlap area UB.
  • the transport means can be designed for the joint or separate transport of the material webs 13, 14, 22.
  • the material webs 13, 14 of finite length or their drive means can be controlled separately in order to be able to position the free ends 19, 20 to be connected, e.g. in the area of a support surface 23, one above the other or one below the other and in particular offset from one another in the conveying direction T to form the overlap area Ü B .
  • the receptacles 15, 16 for the reels 11, 12 can be, for example, simple pins, mandrels or shafts that can be fixed or driven.
  • the material webs 13, 14, 22 can be guided around deflection and / or guide rollers 24 for deflecting and / or guiding the individual material webs 13, 14, 22.
  • the or each deflection and / or guide roller 24 can optionally also be designed as a transport roller.
  • the device 10 is characterized according to the invention in that the connecting station 17 is designed and set up to form an overlap area Ü B which is provided with at least one opening 25 over the width B of the endless material web 22.
  • each opening describes in particular an opening 26 which is larger than 1 mm 2 in terms of its surface area.
  • Figure 1a to c For a better understanding of the invention are in Figure 1a to c initially shown connected to an endless material web 22 free ends 19, 20, which were cut with a cutting device 18 of a conventional connecting station 17 of the prior art.
  • the complementary cuts of the known connecting station 17 result in the free ends 19, 20 being closed over the entire width B of the material web 22 when they are connected Form overlap area Ü B.
  • Figure 2 a and b are shown connected to an endless material web 22 free ends 19, 20, which are processed with a connecting station 17 according to the invention of the prior art.
  • a thickening / accumulation of material resulting from the overlap is at least partially, ideally completely compensated for by the openings / holes / breakthroughs / recesses (are used synonymously within the meaning of the invention) or the like, so that an accumulation of material resulting from the overlap and resulting material accumulation at least is greatly reduced or even completely balanced, so that there is no thickening / accumulation of material in the overlap area Ü B compared with areas outside the overlap area.
  • the side edges of the overlap area Ü B can be closed (see example according to Figure 2a ) or open (see example according to Figure 2b ) be.
  • the number of openings 25 / openings 26 / material-free areas 33 on the one hand and the areas 32 of the overlap / webs on the other hand can vary as desired.
  • the cutting edges can have any curve shape, for example continuously or continuously differentiable in sections.
  • the free ends 19, 20 can also be designed as desired with regard to their cutting edge.
  • the device 10 is particularly preferably designed and set up as material webs 13, 14 for connecting two film webs 13a, 14a consisting at least partially of tobacco.
  • these film webs 13a, 14a which are at least partially, but preferably completely, made of tobacco, particularly precise non-complementary cuts can be made at the free ends 19, 20 of the film webs 13a, 14a due to the density / mass / material thickness, so that a balanced distribution of material throughout the endless Material web 22 including all overlap areas Ü B is achieved.
  • the connecting station 17 can comprise, for example, an embossing device and / or an adhesive device.
  • the connecting station 17 preferably comprises means 27 for moistening at least one of the free ends 19, 20 of the film webs 13a, 14a of finite length to be connected.
  • the means 27 can be designed and set up for moistening a free end 19 or 20 or both free ends 19 and 20 and / or positioned and aligned accordingly.
  • a simple solution is, for example, a spray nozzle 28 or the like, by means of which the or each free end 19, 20 is moistened and thus softened.
  • the connecting station 17 preferably comprises means 29 for pressing at least the free ends 19, 20 of the film webs 13a, 14a of finite length to be connected.
  • the means 29, for example a pair of rollers 30 which press from above and below against the overlap area Ü B is arranged in the conveying direction T behind the means 27 for moistening.
  • the connecting station 17 also comprises means 31 for heating at least the free ends 19, 20 of the film webs 13a, 14a of finite length to be connected.
  • This means 31 can for example be a simple heat radiator or the like.
  • the means 31 is arranged in the conveying direction T behind the means 29 for connecting.
  • the or each opening 25 in the overlap area Ü B forms at least a partial compensation for the thickening / material accumulation formed by the overlap.
  • the connecting station 17 is preferably designed and set up to form an overlap area Ü B , which has areas 32 of overlap on the one hand and material-free areas 33 on the other hand over the width B of the endless material web 22, the size of the areas 32 of the overlap to the size of the material-free areas 33 in a ratio from 0.8 to 1.2 (80 to 120%), preferably from 0.9 to 1.1 (90 to 110%) and particularly preferably from 0.95 to 1.05 (95 to 105%) stands.
  • the size is synonymous with the respective area.
  • the connecting station 17 is particularly preferably designed and set up to form an overlap area Ü B , which over the width B of the endless material web 22 has areas 32 of the overlap on the one hand and material-free areas 33, i.e. openings 25, holes 26 or the like, on the other hand, the areas 32 essentially correspond to the overlap and the material-free areas 33 in terms of their size.
  • the connection station 17 is designed exactly so that each infinitesimally small
  • the strip over the entire width B of the material web 22 running in the overlap area Ü B has an identical amount of material / an identical volume (area of the strip x thickness of the strip) of 100%, 100% being the amount of a correspondingly infinitesimally small strip outside the overlap area Ü B relates.
  • the accumulations of material due to the overlapping areas 32 on the one hand and the material-free areas 33 on the other hand can also compensate for each other along the route / length of the overlapping area Ü B in the conveying direction T.
  • the at least one opening 25 or the at least one opening 26 going through both material webs can optionally be produced after connecting the free ends 19, 20 and before feeding the endless material web 22 into the area of a format (not shown) by the connecting station 17 comprises a punching tool and / or a cutting tool which, in the conveying direction T of the endless material web 22 behind the cutting device 18 for cutting the free ends 19, 20 of the material webs 13, 14 of finite length and the connecting device 21 for connecting the cut, free ends 19, 20 of the material webs 13, 14 of finite length is arranged, and by means of which at least one hole 26 can be produced in the overlap area Ü B.
  • a first option is created to partially or completely compensate for the accumulation of material in the overlap area Ü B.
  • a simple solution is, for example, a punch, by means of which a hole pattern can be punched in the overlap area Ü B transversely to the conveying direction T and / or along the path / length of the overlapping area Ü B in conveying direction T.
  • knives or knife arrangements can also be provided, by means of which individual or more holes 26 can be cut in the overlapping area Ü B.
  • the at least one breakthrough 25 or the at least one opening 26 extending through both material webs can optionally also be produced when connecting or connecting the free ends 19, 20 by designing and setting up the cutting device 18 of the connecting station 17, two different cutting courses to be generated in such a way that the free ends 19, 20 to be connected of the two material webs 13, 14 of finite length or of the two film webs 13a, 14a are not complementary.
  • the overlapping of the free ends 19, 20 with the non-complementary cuts on the one hand and the offsetting of the free ends 19, 20 to one another in the conveying direction T on the other hand results in a Overlap area Ü B in which openings 25, holes 26 or the like exist.
  • the cutting device 18 of the connecting station 17 comprises at least one cutting tool 34 which can be moved up and down vertically to the transport plane E of the material webs 13, 14 and has at least one cutting edge 35 that is not linear.
  • the cutting tool 34 is preferably designed to be movable back and forth at least transversely to the conveying direction T and / or rotatable about a vertically directed axis of rotation D, such that the cutting tool 34 with the non-straight cutting edge 35 can be used to cut different and, above all, non-complementary cuts are executable.
  • the material webs 13, 14 or film webs 13a, 14a or at least their free ends 19, 20 can be designed to be displaceable relative to the or each cutting tool 34.
  • the cutting tool 34 has two cutting edges 35, 36, of which a first cutting edge 35 is non-straight and the second cutting edge 36 is straight or non-straight, the cutting path of the second cutting edge 36 always deviating from the cutting path of the first cutting edge 35 regardless of its design.
  • the cutting device 18 of the connecting station 17 comprises two cutting tools 34, 37 which can be moved up and down vertically to the transport plane E of the material webs 13, 14 and each have at least one cutting edge 35, 38, the cutting edge 35 of at least one cutting tool 34 being non-straight.
  • the two cutting tools 34, 37 can preferably be controlled separately.
  • a standing knife with a zig-zag-shaped cutting edge can be provided.
  • a movable knife with a correspondingly designed cutting edge is designed to be linear or pivotable about an axis towards and away from the stationary knife.
  • the material web 13, 14 to be cut can be conveyed between the two knives, for example by means of a vertical conveyor.
  • This knife arrangement is, on the one hand, structurally identical for a first free end 19 of the first material web 13 and, on the other hand, not complementary, in particular inversely complementary (axially symmetrical mirrored with a mirror axis S aligned transversely to the conveying direction T) provided for a second free end 20 of the material web 14.
  • two knife arrangements with non-complementary cut profiles are provided for cutting the free ends 19, 20.
  • the endless material web 22 formed by means of the device 10 can be fed directly to the format for forming an endless strand.
  • the device 10 comprises in the conveying direction T, preferably behind the means 31 for heating, a storage unit (not shown) for receiving a finite amount of the endless material web 22.
  • the material web 22 is wound around several guide rollers, some of which can be moved up and down, around the transport path to shorten or lengthen the material web. Different transport speeds can be compensated for with the storage unit.
  • the storage unit also serves to shut down the overlap area U B briefly, for example for the connection process, without affecting the overall operating speed.
  • the method serves to connect two material webs 13, 14 each unwound from a reel 11, 12. These material webs 13, 14 are provided and transported in the conveying direction T. Before or during the transport of the material webs 13, 14, these two superposed webs are aligned with one another. When the two material webs 13, 14 are aligned with one another, the two material webs 13, 14 are cut so that a trailing end 19 of the first material web 13 and a leading end 20 of the second material web 14 are produced. Subsequently, the two cut free ends 19, 20 of the webs 13, 14 of finite length to an endless material web 22 to form an overlap region Ü B are joined together.
  • the overlap area Ü B can be generated, for example, by different transport speeds of the two material webs 13, 14, so that the free ends 19, 20 are offset from one another in the conveying direction T.
  • this method is characterized in that at least one opening 25 is produced in the overlap region U B.
  • the or each opening 25 in the overlap area Ü B can be produced when the free ends 19, 20 are connected or after the connection.
  • two film webs 13a, 14a consisting at least partially of tobacco are connected to one another, at least the free ends 19, 20 of the film webs 13a, 14a to be connected being moistened, pressed and / or heated for connecting.
  • the two material webs 13, 14 or film webs 13a, 14a of finite length are preferably cut with different cutting profiles, so that the free ends of the two material webs of finite length to be connected are not complementary, in particular inversely complementary.
  • the free ends 19, 20 cut in this way are aligned in the conveying direction T before joining so that the overlap area Ü B has areas 32 of overlap on the one hand and material-free areas 33 on the other over the width B of the endless material web 22 to be formed.
  • the free ends 19, 20 can optionally be connected with the overlapping area Ü B standing or moving in the conveying direction T.
  • the subsequent operation can be maintained by the material web 22 stored in the storage unit.
  • Figure 5 shows an embodiment of a bobbin provision device 100, which has a turntable 101 with two receptacles 15, 16, preferably designed as receiving mandrels, onto which the bobbins 11, 12 can be pushed at the front.
  • the reels can be provided with a reel lock, which is optionally designed in the form of a banderole or a sticker.
  • the reel lock can optionally be opened automatically and a free end 20 of the web of material wound on the reel can be loosened and unwound, preferably to at least the length of the radius of the reel. After this free end 20 of the material web 14 is released, the free end 20 hangs due to gravity downward.
  • a gripping arm 105 is arranged adjacent to the bobbin provision device 100, preferably adjacent to the turntable 101.
  • This gripping arm 105 is in Figure 6 shown.
  • the gripping arm 105 has an elongated base body 106, preferably rotatably mounted, with a holding profile 107 being arranged at one end of the base body 106 or at least in the end region of the base body 106, which can preferably be subjected to negative pressure.
  • the holding profile 107 is guided along the free ends 20 of the material web 14, and the free end 20 of the material web 14 is sucked in by the negative pressure on the holding profile 107 and fixed on the holding profile 107.
  • the force for peeling off or unwinding a material web 14 from a reel 11 can be between 5 N and 15 N, preferably essentially 10 N.
  • the holding profile 107 is preferably subjected to a negative pressure, which has a counterforce of 20 N to 30 N, preferably 25 N, withstands.
  • the holding force is particularly preferably greater than the tensile strength of the film.
  • the holding profile 107 is optionally rotatably mounted, can optionally be actively pneumatically aligned or optionally has a constant alignment.
  • Figure 7 and Figure 8 show a further embodiment of a device according to the invention with two separate cutting tools for cutting the free ends 19, 20 of the material webs 13, 14.
  • the free end 20 of the material web 14 is fed, for example, by a gripping arm 105 to the connection station 17 and by a vacuum device on corresponding holding plates 110 sucked in.
  • These holding plates 110 preferably have suction bores 111 for sucking the material web 13, 14.
  • the cutting device 18 has two cutting tools 112, 113, each of which has two cutting blades 114, 115, 116, 117.
  • the cutting blade 115 is preferably designed to be movable, foldable or pivotable and is arranged outside the conveying path of the material webs 13, 14, so that the threading of the material webs 13, 14 can take place smoothly. As soon as the material web 14 is threaded and is fixed to the holding surfaces 110 by the negative pressure, the cutting blade 115 moves, preferably swivels, into a working position and, by further movement in the direction of the second cutting blade 114, cuts the material web 14 to create the free end 20 through.
  • the free end 20 is provided with a special contour which corresponds to the design of the cutting blades 114, 115.
  • the cutting blade 115 After the first cut has been made, the The cutting blade 115 returns to the original working position and moves out of the conveying path of the material web 13, 14 so as not to hinder the further working process.
  • the cutting blade 116 of the second cutting tool 113 is in Figure 7 shown in the extended position. Furthermore, in Figure 7 the endless material web 22 is not shown, which passes the second cutting tool 113.
  • a moistening device 120 (not shown) moves out in order to moisten the free end 20 of the material web 14.
  • the moistening can optionally be carried out with water or a composite, for example glue or glue.
  • the endless material web 22, which in FIG Figure 7 is not shown, cut by the cutting tool 113 through the interaction of the cutting blades 116, 117 and the free end 19 of the finite material web 13 is produced.
  • the cutting blade 116 moves, preferably pivots, into a working position and moves in the direction of the cutting blade 117 in order to carry out the cut.
  • the cutting blade 116 moves back into the working position and moves, preferably swivels, out of the conveying path of the material web 13, 14, 22.
  • the two cutting tools 113, 114 are preferably offset from one another in the conveying direction T of the material web 13, 14, 22 so that by a movement of the free ends 19, 20 of the material web 13, 14 that is essentially orthogonal to the conveying direction T, an overlap region Ü B is formed.
  • connection station 17 shown on the right is designed to be movable in the horizontal direction, in particular orthogonally to the conveying direction T.
  • This part 120 of the connection station 17 preferably has a heating device with which the free ends 19, 20 of the material webs 13, 14 are to be pressed onto one another in the overlap area O B , to optionally under the action of the heat from the heat source a To produce connection of the material webs 13,14 in the overlap area Ü B.
  • the part 120 of the connection station 17 moves into the original position and the ends 19, 20 are connected to one another to form an endless material web 22.
  • an in Figure 9 shown hose storage 130 to use.
  • the material web 22 is guided in a meandering shape through the deflection bolts 134, 135 in order to generate a supply of the material web.
  • This tube storage 130 is arranged downstream of the connecting station 17 in the conveying direction T in order to unwind the formed supply from the material web when the connection of the material webs 13, 14 is produced in the connecting station 17.
  • the deflection bolts 134, 135 are divided into zero groups, an upper group of bolts 134 and a lower group of bolts 135.
  • These groups of bolts 134, 135 are preferably guided on guides 136 and 137, respectively, and are preferably orthogonal to the conveying direction T of the material web 22 designed to be movable.
  • the group of deflection bolts 134 can be moved upwards and the group of deflection bolts 135 can be moved downwards. If the groups of deflection bolts 134, 135 move away from one another, the supply of material web 22 in tube storage 130 increases. This process is carried out slowly before the running material web 13 has run down completely, so that when the material webs 13, 14 are connected, the Hose storage 130 is filled.
  • the material web is to be stopped in the connection station and the groups of deflection bolts 134, 135 in the hose store 130 slowly move towards one another into the original position.
  • the speed of the movable deflection bolts is controlled and / or regulated in such a way that the speed of the material web 22, which leaves the tube storage device 130 in the conveying direction T, is essentially constant over the entire connection process.

Landscapes

  • Replacement Of Web Rolls (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10), ausgebildet und eingerichtet zum Verbinden von zwei jeweils von einer Bobine (11, 12) ablaufenden Materialbahnen (13, 14), umfassend eine erste Aufnahme (15) zum Aufnehmen einer ersten Bobine (11) mit einer ersten Materialbahn (13) endlicher Länge, eine zweite Aufnahme (16) zum Aufnehmen einer zweiten Bobine (12) mit einer Materialbahn (14) endlicher Länge, Transportmittel zum Transportieren der Materialbahnen (13, 14) in Förderrichtung T, sowie eine Verbindungsstation (17) mit einer Schneidvorrichtung (18) zum Schneiden eines freien, nachlaufenden Endes (19) der ersten Materialbahn (13) und eines freien, vorauslaufenden Endes (20) der zweiten Materialbahn (14), und mit einer Verbindungsvorrichtung (21) zum Verbinden der beiden geschnittenen, freien Enden (19, 20) der Materialbahnen (13, 14) endlicher Länge zu einer endlosen Materialbahn (22) unter Bildung eines Überlappungsbereiches (Ü<sub>B</sub>), die sich dadurch auszeichnet, dass die Verbindungsstation (17) zur Bildung eines Überlappungsbereiches (Ü<sub>B</sub>) ausgebildet und eingerichtet ist, der über die Breite (B) der endlosen Materialbahn (22) mit mindestens einem Durchbruch (25) versehen ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein entsprechendes Verfahren.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, ausgebildet und eingerichtet zum Verbinden von zwei jeweils von einer Bobine ablaufenden Materialbahnen, umfassend eine erste Aufnahme zum Aufnehmen einer ersten Bobine mit einer ersten Materialbahn endlicher Länge, eine zweite Aufnahme zum Aufnehmen einer zweiten Bobine mit einer Materialbahn endlicher Länge, Transportmittel zum Transportieren der Materialbahnen in Förderrichtung T, sowie eine Verbindungsstation mit einer Schneidvorrichtung zum Schneiden eines freien, nachlaufenden Endes der ersten Materialbahn und eines freien, vorauslaufenden Endes der zweiten Materialbahn, und mit einer Verbindungsvorrichtung zum Verbinden der beiden geschnittenen, freien Enden der Materialbahnen endlicher Länge zu einer endlosen Materialbahn unter Bildung eines Überlappungsbereiches.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verbinden von zwei jeweils von einer Bobine abgespulten Materialbahnen, umfassend die Schritte: Bereitstellen der ersten und zweiten Materialbahn, Transportieren der beiden Materialbahnen in Förderrichtung T, Ausrichten der beiden übereinanderliegenden Materialbahnen zueinander, Schneiden der beiden Materialbahnen, so dass ein nachlaufendes Ende der ersten Materialbahn und ein vorauslaufendes Ende der zweiten Materialbahn entstehen, Verbinden der beiden geschnittenen, freien Enden der Materialbahnen endlicher Länge zu einer endlosen Materialbahn unter Bildung eines Überlappungsbereiches.
  • Solche Vorrichtungen und Verfahren kommen in der Tabak verarbeitenden Industrie zum Einsatz, insbesondere auch bei der Herstellung so genannter "heat-not-burn"-Produkte, um zur unterbrechungsfreien Aufrechterhaltung der Produktion von endlosen Strängen endlose Materialbahnen zur Verfügung zu stellen. Die Materialbahnen sind üblicherweise auf Bobinen aufgewickelt und endlicher Länge. Bevor eine erste Bobine mit einer Materialbahn endlicher Länge durch Transportieren derselben in Förderrichtung T vollständig abgewickelt ist bzw. leerläuft, wird eine zweite Bobine mit einer Materialbahn endlicher Länge in Förderrichtung T transportiert und zur ersten Materialbahn positioniert. Die beiden Materialbahnen, genauer das nachlaufende, also das hintere Ende der ersten, gerade in Produktion befindlichen Materialbahn und das vorauslaufende, also vordere Ende der neuen, noch vollständig aufgewickelten Materialbahn, werden zueinander ausgerichtet und geschnitten, um dann miteinander zu einer endlosen Materialbahn verbunden zu werden. Die zweite, dann in Produktion befindliche Materialbahn wird in Förderrichtung T transportiert, um dann vor dem vollständigen Leerlaufen mit einer weiteren Materialbahn verbunden zu werden und so weiter.
  • Aufgrund der hohen Produktionsgeschwindigkeit und der damit entsprechend hohen Transportgeschwindigkeit der Materialbahn laufen die Bobinen teilweise im Minutentakt leer. Gerade bei der Herstellung von "heat-not-burn"-Produkten sind die mindestens teilweise aus Tabak bestehenden Folienbahnen dick und entsprechend schwer. Da die Bobinen, auf denen die Folienbahnen aufgewickelt sind, nur eine begrenzte Aufnahmekapazität haben, die Größe der Bobine also begrenzt ist, führt dies zu einem besonders häufigen Wechsel der Bobinen, mit der Folge, dass in kurzen Abständen Materialbahnen mit Verbindungsstellen, die auch Splicestellen genannt werden, durch ein exakt auf einen zu fertigenden Strang dimensioniertes Format transportiert werden müssen.
  • Die bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Verbinden von zwei jeweils von einer Bobine abgespulten Materialbahnen weisen Verbindungsstationen mit einer Schneidvorrichtung auf, mittels der entweder ein rechtwinkliger Schnitt (quer zur Förderrichtung der Materialbahnen) oder ein diagonaler Schnitt ausgeführt wird. In jedem Fall sind die bekannten Schneidvorrichtungen nur zum Ausführen so genannter komplementärer Schnitte ausgebildet. Das bedeutet, dass die durch die Schneidvorrichtung erzeugten Schnittkanten der Materialbahnen nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip in- oder aneinanderpassen bzw. - sich ergänzend - passend aneinanderlegbar sind. Die quer oder diagonal oder anderweitig komplementär geschnittenen freien Enden der Materialbahnen werden übereinandergelegt und unter Bildung eines Überlappungsbereiches zu einer endlosen Materialbahn verbunden.
  • Die endlosen Materialbahnen werden zur Strangherstellung durch das bereits erwähnte Format geführt, in dem und durch das die endlose Materialbahn in einen endlosen Strang mit im Wesentlichen rundem Querschnitt geformt wird. Bei der Herstellung von endlosen Strängen aus mindestens teilweise aus Tabak bestehenden Folienbahnen werden diese z.B. in Streifen geschnitten und zu einem Endlosstrang geformt. Beim Formen eines Endlosstrangs aus der Materialbahn bzw. der Folienbahn, unabhängig davon, ob die Folienbahn als ebene Bahn oder als in geschnittenen Streifen in das Format transportiert wird, weist die Materialbahn/Folienbahn in dem über die Breite der Materialbahn geschlossenen Überlappungsbereich eine Verdickung auf, die durch das Format transportiert werden muss. Der Überlappungsbereich ist entsprechend über die Breite der Materialbahn mindestens teilweise doppellagig ausgebildet und vollflächig geschlossen.
  • Im Überlappungsbereich der beiden Materialbahnen endlicher Länge ist die daraus gebildete endlose Materialbahn mindestens abschnittsweise doppellagig ausgebildet. Bei Schnitten mit der Schneidvorrichtung in einem rechten Winkel quer zur Förderrichtung T entstehen rechteckförmige freie Enden, die bei einer Überlappung zu einem Überlappungsbereich führen, bei dem über die gesamte Strecke der Überlappung in Förderrichtung T eine einheitliche Doppellage ausgebildet ist, was zu einer erheblichen Verdickung führt, die durch das Format transportiert werden muss. Im Bereich der Verdickung sind entsprechend 200% (bezogen auf die Bereiche außerhalb des Überlappungsbereiches) des Materials durch das Format zu führen. Bei diagonalen Schnitten bildet sich aufgrund der dreieckförmigen freien Enden zwar ein reduzierter Überlappungsbereich, bei dem sich die doppelte Materiallage auf eine Strecke in Förderrichtung T verteilt. Dennoch ist die endlose Materialbahn auch im Überlappungsbereich durchgängig geschlossen, so dass weiterhin über die gesamte Breite der Materialbahn gesehen eine Verdickung im Überlappungsbereich existiert. Anders ausgedrückt kommt es im Überlappungsbereich durch die Doppellage zu einer Materialanhäufung gegenüber der Materialbahn außerhalb des Überlappungsbereiches von bis zu ca. 150%. Diese Materialanhäufung führt durch das exakt auf den gewünschten Durchmesser der zu bildenden Endlosstränge eingerichtete Format zu einem ungleichmäßigen Lauf des Stranges. Mit anderen Worten kann die Materialanhäufung zu einem Ruck bei der endlosen Materialbahn bzw. des zu bildenden Strangs führen, der wiederum zum Reißen der Materialbahn führen kann. Die Materialanhäufungen, die durch das Format "gezwängt" werden müssen, können weiterhin zu Beschädigungen eines in dem Format geführten Formatbandes und/oder der Materialbahn und/oder des zu bildenden Strangs führen.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nunmehr darin, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine die Verdickung der endlosen Materialbahn im Überlappungsbereich reduzierende Verbindung freier Enden zweier Materialbahnen gewährleistet. Die Aufgabe besteht des Weiteren darin, ein entsprechendes Verfahren vorzuschlagen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen dadurch gelöst, dass die Verbindungsstation zur Bildung eines Überlappungsbereiches ausgebildet und eingerichtet ist, der über die Breite der endlosen Materialbahn mit mindestens einem Durchbruch versehen ist. Durch diese Ausbildung der Verbindungsstation wird die Materialanhäufung im Überlappungsbereich reduziert. Unabhängig davon, ob der oder jeder Durchbruch, also ein beide Materialbahnen im Überlappungsbereich durchtrennendes Loch oder dergleichen, vor dem Verbinden oder nach dem Verbinden der beiden freien Enden erfolgt, reduziert sich die Verdickung der endlosen Materialbahn, wodurch die zuvor geschilderten Nachteile des Standes der Technik überwunden werden. Mit der Ausbildung der Verbindungsstation zur Erzeugung mindestens eines Durchbruches im Überlappungsbereich wird auf überraschend einfache und wirksame Weise eine Volumenreduzierung von Material im Überlappungsbereich und damit eine gleichmäßigere Materialverteilung erreicht, die einen die endlose Materialbahn und das Format schonenden Transport der endlosen Materialbahn durch das Format gewährleistet. Als Durchbruch im Sinne der Erfindung wird insbesondere jede Öffnung oder dergleichen mit einer Ausdehnung größer 1mm2 verstanden.
  • Besonders bevorzugt ist die Vorrichtung zum Verbinden von zwei mindestens teilweise aus Tabak bestehenden Folienbahnen als Materialbahnen ausgebildet und eingerichtet. Bei dieser Ausführung kommt der Effekt der gleichmäßigen Materialverteilung über die Länge und Breite der endlosen Materialbahn einschließlich des Überlappungsbereiches besonders zum Tragen.
  • Vorteilhafterweise umfasst die Verbindungsstation Mittel zum Befeuchten mindestens eines der zu verbindenden freien Enden der Folienbahnen endlicher Länge. Dieses Mittel, das zum Befeuchten eines freien Endes oder beider freien Enden ausgebildet und eingerichtet ist, stellt eine besonders feste Verbindung der zu splicenden Folienbahnen sicher. Das Zuführen von Flüssigkeit, also z.B. Wasser, Glycerin, Propylenglycol oder dergleichen, auf mindestens eines der freien Enden befeuchtet und erweicht das Material der Tabak enthaltenden oder der aus Tabak bestehenden Folienbahnen, wodurch der Prozess des Verbindens der beiden Folienbahnen für eine feste und sichere Verbindung unterstützt wird.
  • Besonders bevorzugt umfasst die Verbindungsstation Mittel zum Pressen mindestens der zu verbindenden freien Enden der Folienbahnen endlicher Länge. Dadurch wird eine besonders feste und stabile Verbindung zwischen den freien Enden zweier Folienbahnen erreicht.
  • Vorzugsweise umfasst die Verbindungsstation Mittel zum Erwärmen mindestens der zu verbindenden freien Enden der Folienbahnen endlicher Länge. Dadurch kann der befeuchtete Überlappungsbereich beim Verbinden getrocknet werden, wodurch eine schnelle Verfestigung der Verbindung sichergestellt wird.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Verbindungsstation zur Bildung eines Überlappungsbereiches ausgebildet und eingerichtet, der über die Breite der endlosen Materialbahn Bereiche der Überlappung einerseits und materialfreie Bereiche anderseits aufweist, wobei die Größe der Bereiche der Überlappung zur Größe der materialfreien Bereiche in einem Verhältnis von 0,8 bis 1,2, bevorzugt von 0,9 bis 1,1 und besonders bevorzugt von 0,95 bis 1,05 steht. In einigen Ausführungsformen gibt es über die gesamte Breite des Überlappungsbereiches gesehen mehr/größere Bereiche der Überlappung als materialfreie Bereiche für eine besonders gute Stabilität und in anderen Ausführungsformen gibt es über die gesamte Breite des Überlappungsbereiches gesehen mehr/größere materialfreie Bereiche als Bereiche der Überlappung für eine optimierte Materialreduktion im Überlappungsbereich.
  • Eine besonders bevorzugte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstation zur Bildung eines Überlappungsbereiches ausgebildet und eingerichtet ist, der über die Breite der endlosen Materialbahn Bereiche der Überlappung einerseits und materialfreie Bereiche anderseits aufweist, wobei sich die Bereiche der Überlappung und die materialfreien Bereiche hinsichtlich ihrer Größe in Summe im Wesentlichen entsprechen. Die Größe entspricht der jeweiligen Fläche. Damit wird eine optimale Materialverteilung über die Breite der Materialbahn und auch über die Strecke des Überlappungsbereiches in Förderrichtung T erreicht. Das bedeutet, dass die Materialverteilung im Überlappungsbereich der Materialverteilung außerhalb des Überlappungsbereiches entspricht. Die durch die Doppellagen erzeugte Verdickung/Materialanhäufung wird durch die Löcher, Durchbrüche oder dergleichen vollständig kompensiert, so dass durch das Format stets eine in der Breite/im Umfang identische Materialmenge transportiert wird. Anders ausgedrückt beträgt das aus einer Fläche eines infinitesimal kleinen, über die gesamte Breite verlaufenden Streifens der Materialbahn multipliziert mit der (jeweils lokalen) Dicke der Materialbahn/Folienbahn gebildete Volumen jedes infinitesimal kleinen Streifens stets 100% bezogen auf das Volumen eines infinitesimal kleinen Streifens außerhalb des Überlappungsbereiches. Im Bereich der Überlappung wird diese konstante Materialverteilung trotz der überlappenden Bereiche aufrechterhalten, da das zusätzliche Volumen durch die Löcher im Überlappungsbereich/Fehlstellen von Material im Überlappungsbereich kompensiert wird, so dass im Idealfall gar keine Verdickung auftritt.
  • Eine erste bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstation ein Stanzwerkzeug und/oder ein Schneidwerkzeug umfasst, das in Förderrichtung T der endlosen Materialbahn hinter der Schneidvorrichtung zum Schneiden der freien Enden der Materialbahnen endlicher Länge und der Verbindungsvorrichtung zum Verbinden der geschnittenen, freien Enden der Materialbahnen endlicher Länge angeordnet ist, und mittels dem im Überlappungsbereich mindestens ein Loch erzeugbar ist. Durch das Werkzeug lassen sich auf einfache Weise ein Loch oder mehrere Löcher als Durchbruch in dem Überlappungsbereich erzeugen, so dass trotzt der Verdickung in den Doppellagen Material entnommen ist, um insgesamt eine reduzierte Materialanhäufung bis hin zu einer ausgeglichenen Materialverteilung zu erreichen. Die Form und/oder Größe und/oder Positionierung der Löcher im Überlappungsbereich kann gezielt ausgewählt werden, um im Ergebnis über den gesamten Überlappungsbereich und insbesondere auch über die Breite der Materialbahn im Überlappungsbereich eine ausgeglichene Materialverteilung zu schaffen, die im Idealfall bei 100% liegt. Das bedeutet, dass jegliche durch die überlappende Verbindung entstehende Verdickung in gleichem Umfang durch Materialausnehmungen ausgeglichen wird.
  • Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidvorrichtung der Verbindungsstation ausgebildet und eingerichtet ist, zwei unterschiedliche Schnittverläufe zu erzeugen, derart, dass die zu verbindenden freien Enden der beiden Materialbahnen endlicher Länge nichtkomplementär, insbesondere invers-komplementär sind. Durch die unterschiedlichen und nichtkomplementären Schnittverläufe an beiden zu verbindenden freien Enden ergeben sich bei entsprechend in Förderrichtung T versetzter Anordnung, z.B. durch mindestens temporär unterschiedliche Transportgeschwindigkeiten der beiden zu verbindenden Materialbahnen/Folienbahnen, quer zur Förderrichtung T in der Breite des Überlappungsbereiches Fehlstellen im Material. Die Fehlstellen, also Bereiche, in denen kein Material der Materialbahn/Folienbahn existiert, können regelmäßig oder unregelmäßig über die Breite und entlang der Strecke des Überlappungsbereiches in Förderrichtung T ausgebildet sein.
  • In einer ersten Ausführungsform umfasst die Schneidvorrichtung der Verbindungsstation mindestens ein vertikal zur Transportebene E der Materialbahnen auf und ab bewegbares Schneidwerkzeug, das mindestens eine Schneidkante aufweist, die nichtgeradlinig ausgebildet ist. Beispiele für eine nichtgeradlinige Schneidkante im Sinne der Erfindung sind wellenförmige, zick-zack-förmige, zahnförmige oder meanderförmige Verläufe. Nichtgeradlinig bezieht sich auf die Schneidkante, die in Förderrichtung T gesehen Erhebungen und Vertiefungen aufweist, was mit Bezug auf die zu schneidenden bzw. geschnittenen Materialbahnen in Draufsicht zu wellenförmig, zick-zack-förmig, zahnförmig oder meanderförmig verlaufenden freien Enden führt.
  • Vorteilhafterweise ist das Schneidwerkzeug zusätzlich zur auf und ab Bewegbarkeit mindestens quer zur Förderrichtung T hin und her bewegbar und/oder um eine vertikal gerichtete Drehachse D drehbar ausgebildet, derart, dass mit dem Schneidwerkzeug mit der nichtgeradlinigen Schneidkante unterschiedliche Schnittverläufe ausführbar sind. Durch den Versatz und/oder das Verdrehen des Schneidwerkzeuges kann eine erste Materialbahn bzw. deren freies Ende mit dem Schneidwerkzeug geschnitten werden, während die zweite Materialbahn bzw. deren freies Ende mit demselben Schneidwerkzeug, dass z.B. um 180° um eine Drehachse D, die vertikal zur Transportebene E der transportierten Materialbahnen/Folienbahnen verläuft, gedreht ist, geschnitten wird. Durch die Verdrehung - in entsprechender Weise durch einen Querversatz des Schneidwerkzeugs -werden zwei nichtkomplementäre Schnitte erzeugt, die bei entsprechender Anordnung der freien Enden zueinander zu einer Verbindungsstelle mit reduzierter Verdickung, nämlich zu einem Überlappungsbereich mit mindestens einem Durchbruch, führen.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist das Schneidwerkzeug zwei Schneidkanten auf, von denen eine erste Schneidkante nichtgeradlinig - im Sinne der Erfindung - und die zweite Schneidkante geradlinig oder nichtgeradlinig - im Sinne der Erfindung - ausgebildet ist, wobei der Schnittverlauf der zweiten Schneidkante unabhängig von ihrer Ausbildung stets vom Schnittverlauf der ersten Schneidkante abweicht. Dies gilt in erster Linie für den Fall, dass beide Schneidkanten einen nichtlinearen Verlauf aufweisen. Die nichtlinearen Schneidkanten sind dann bezüglich ihres Schnittverlaufes bezogen auf die Breite der Materialbahn versetzt zueinander ausgebildet, so dass sich mit einer Schnittbewegung des zwei Schneidkanten aufweisenden Schneidwerkzeuges zwei nichtkomplementäre Schnitte ergeben, die bei entsprechender Anordnung der freien Enden zueinander zu einer Verbindungsstelle mit reduzierter Verdickung, nämlich zu einem Überlappungsbereich mit mindestens einem Durchbruch, führen.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Schneidvorrichtung der Verbindungsstation zwei vertikal zur Transportebene E der Materialbahnen auf und ab bewegbare Schneidwerkzeuge, die jeweils mindestens eine Schneidkante aufweisen, wobei die Schneidkante mindestens eines Schneidwerkzeugs nichtgeradlinig - im Sinne der Erfindung - ausgebildet ist. Nichtgeradlinig im Sinne der Erfindung bedeutet, wie an anderer Stelle bereits erläutert, dass die geschnittenen freien Enden in bzw. entgegen der Förderrichtung T Erhebungen und Vertiefungen (z.B. wellenförmig, zick-zack-förmig, meanderförmig, zahnförmig) aufweisen, so dass sich bei Überlappung und entsprechendem Versatz der freien Enden zueinander ein über die Breite der Materialbahn unterbrochener Überlappungsbereich bildet. Die vorzugsweise separat ansteuerbaren Schneidwerkzeuge führen zu nichtkomplementären Schnitten an den freien Enden der zu verbindenden Materialbahnen/Folienbahnen.
  • Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den eingangs genannten Schritten dadurch gelöst, dass in dem Überlappungsbereich mindestens ein Durchbruch erzeugt wird.
  • Vorzugsweise werden zwei mindestens teilweise aus Tabak bestehende Folienbahnen miteinander verbunden, wobei mindestens die zu verbindenden freien Enden der Folienbahnen zum Verbinden befeuchtet, verpresst und/oder erwärmt werden. Bevorzugt werden die beiden Materialbahnen endlicher Länge mit unterschiedlichen Schnittverläufen geschnitten, so dass die zu verbindenden freien Enden der beiden Materialbahnen endlicher Länge nichtkomplementär, insbesondere invers-komplementär sind.
  • Besonders bevorzugt werden die geschnittenen, freien Enden vor dem Verbinden in Förderrichtung T so ausgerichtet, dass der Überlappungsbereich über die Breite der zu bildenden endlosen Materialbahn Bereiche der Überlappung einerseits und materialfreie Bereiche andererseits aufweist.
  • Vorteilhafterweise erfolgt das Verbinden der freien Enden (19, 20) bei stehendem oder in Förderrichtung T bewegtem Überlappungsbereich. Das bedeutet, dass die zu verbindenden freien Enden, die den Überlappungsbereich bilden, beim und zum Verbinden wahlweise transportiert werden oder beim Verbinden stillstehen bzw. angehalten werden.
  • In einer anderen Ausführungsform wird nach dem Schneiden der beiden Materialbahnen endlicher Länge und nach dem Verbinden der beiden geschnittenen, freien Enden in dem Überlappungsbereich durch Stanzen und/oder Schneiden mindestens ein durch beide Materialbahnen führendes Loch erzeugt.
  • Besonders bevorzugt wird das Verfahren mit einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 ausgeführt wird.
  • Die sich daraus ergebenden Vorteile wurden bereits im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschrieben, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen wird.
  • Weitere zweckmäßige und/oder vorteilhafte Merkmale und Weiterbildungen zur Vorrichtung und zum Verfahren ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung sowie das Verfahren werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
    • Fig. 1 a bis c
    unterschiedliche Varianten miteinander verbundener Materialbahnen, bei denen die freien Enden gemäß dem Stand der Technik komplementär zueinander geschnitten sind,
    Fig. 2 a und b
    unterschiedliche Varianten miteinander verbundener Materialbahnen, bei denen die freien Enden erfindungsgemäß nichtkomplementär zueinander geschnitten sind,
    Fig. 3
    eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem zwei Schneidkanten aufweisenden Schneidwerkzeug,
    Fig. 4
    eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei separaten Schneidwerkzeugen,
    Fig. 5
    eine Ausführungsform einer Bobinenbereitstellungsvorrichtung,
    Fig. 6
    eine Ausführungsform eines Greifarmes zur Aufnahme eines freien Endes einer Materialbahn,
    Fig. 7 und 8
    eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei separaten Schneidwerkzeugen und
    Fig. 9
    eine Ausführungsform eines Schlauchspeichers.
  • Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung dient zum Verbinden von zwei jeweils von einer Bobine ablaufenden und mindestens teilweise aus Tabak bestehenden Folienbahnen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in gleicher Weise auch zum Verbinden von zwei Materialbahnen der Tabak verarbeitenden Industrie, z.B. zum Verbinden von zwei Filter- oder Umhüllungspapierbahnen oder dergleichen, geeignet.
  • Die Vorrichtung 10 ist zum Verbinden von zwei jeweils von einer Bobine 11, 12 ablaufenden Materialbahnen 13, 14 ausgebildet und eingerichtet und umfasst eine erste Aufnahme 15 zum Aufnehmen einer ersten Bobine 11 mit einer ersten Materialbahn 13 endlicher Länge, eine zweite Aufnahme 16 zum Aufnehmen einer zweiten Bobine 12 mit einer Materialbahn 14 endlicher Länge, Transportmittel zum Transportieren der Materialbahnen 13, 14 in Förderrichtung T, sowie eine Verbindungsstation 17 mit einer Schneidvorrichtung 18 zum Schneiden eines freien, nachlaufenden Endes 19 (damit ist das hintere Ende gemeint) der ersten Materialbahn 13 und eines freien, vorauslaufenden Endes 20 (damit ist das vordere Ende gemeint) der zweiten Materialbahn 14, und mit einer Verbindungsvorrichtung 21 zum Verbinden der beiden geschnittenen, freien Enden 19, 20 der Materialbahnen 13, 14 endlicher Länge zu einer endlosen Materialbahn 22 unter Bildung eines Überlappungsbereiches ÜB.
  • Die nicht dargestellten Transportmittel können zum gemeinsamen oder getrennten Transportieren der Materialbahnen 13, 14, 22 ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die Materialbahnen 13, 14 endlicher Länge bzw. deren Antriebsmittel separat ansteuerbar, um die zu verbindenden freien Enden 19, 20 z.B. im Bereich einer Stützfläche 23 übereinander oder untereinander und insbesondere in Förderrichtung T zur Bildung des Überlappungsbereichs ÜB versetzt zueinander positionieren zu können. Die Aufnahmen 15, 16 für die Bobinen 11, 12 können z.B. einfache Stifte, Dorne oder Wellen sein, die feststehend oder angetrieben ausgebildet sein können. Die Materialbahnen 13, 14, 22 können um Umlenk- und/oder Führungsrollen 24 zum Umlenken und/oder Führen der einzelnen Materialbahnen 13, 14, 22 geführt sein. Die oder jede Umlenk- und/oder Führungsrolle 24 kann optional auch als Transportrolle ausgebildet sein.
  • Die Vorrichtung 10 zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Verbindungsstation 17 zur Bildung eines Überlappungsbereiches ÜB ausgebildet und eingerichtet ist, der über die Breite B der endlosen Materialbahn 22 mit mindestens einem Durchbruch 25 versehen ist. Das bedeutet, dass der Überlappungsbereich ÜB materialreduziert ist, indem im Überlappungsbereich ÜB mindestens eine durch beide Materialbahnen 13, 14 durchgehende Öffnung 26 gebildet ist. In Abgrenzung zu einer Perforation beschreibt jeder Durchbruch insbesondere eine Öffnung 26, die in der flächenmäßigen Ausdehnung größer als 1mm2 ist.
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung sind in der Figur 1a bis c zunächst zu einer endlosen Materialbahn 22 verbundene freie Enden 19, 20 gezeigt, die mit einer Schneidvorrichtung 18 einer herkömmlichen Verbindungsstation 17 des Standes der Technik geschnitten wurden. Die komplementären Schnitte der bekannten Verbindungstation 17 führen dazu, dass die freien Enden 19, 20 beim Verbinden derselben einen über die gesamte Breite B der Materialbahn 22 geschlossenen Überlappungsbereich ÜB bilden. In der Figur 2 a und b sind zu einer endlosen Materialbahn 22 verbundene freie Enden 19, 20 gezeigt, die mit einer erfindungsgemäßen Verbindungsstation 17 des Standes der Technik bearbeitet sind. Eine durch die Überlappung entstehende Verdickung/Materialanhäufung wird durch die Öffnungen/Löcher/Durchbrüche/Ausnehmungen (werden im Sinne der Erfindung synonym verwendet) oder dergleichen mindestens teilweise, idealerweise vollständig kompensiert, so dass eine durch die beim Verbinden entstehende Überlappung und daraus resultierende Materialanhäufung mindestens stark reduziert oder sogar vollständig ausgeglichen ist, so dass im Überlappungsbereich ÜB gegenüber Bereichen außerhalb des Überlappungsbereich keine Verdickung/Materialanhäufung existiert. Die Seitenränder des Überlappungsbereiches ÜB können geschlossen (siehe im Beispiel gemäß Figur 2a) oder offen (siehe im Beispiel gemäß Figur 2b) sein. Die Anzahl der Durchbrüche 25/Öffnungen 26/ materialfreien Bereiche 33 einerseits und der Bereiche 32 der Überlappung/Stege andererseits kann beliebig variieren. Die Schnittkanten können beliebige Kurvenform haben, z.B. abschnittsweise stetig oder stetig differenzierbar. Die freien Enden 19, 20 können bezüglich ihrer Schnittkante auch beliebig ausgebildet sein.
  • Die im Folgenden beschriebenen Merkmale und Weiterbildungen stellen für sich betrachtet oder in Kombination miteinander bevorzugte Ausführungsformen dar. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass Merkmale, die in den Ansprüchen und/oder der Beschreibung und/oder der Zeichnung zusammengefasst oder in einer gemeinsamen Ausführungsform beschrieben sind, auch funktional eigenständig die weiter oben beschriebene Vorrichtung 10 weiterbilden können.
  • Besonders bevorzugt ist die Vorrichtung 10 zum Verbinden von zwei mindestens teilweise aus Tabak bestehenden Folienbahnen 13a, 14a als Materialbahnen 13, 14 ausgebildet und eingerichtet. Bei diesen mindestens teilweise, vorzugsweise jedoch vollständig aus Tabak bestehenden Folienbahnen13a, 14a lassen sich aufgrund der Dichte/Masse/Materialdicke besonders präzise nichtkomplementäre Schnitte an den freien Enden 19, 20 der Folienbahnen 13a, 14a ausüben, so dass eine ausgeglichene Materialverteilung in der gesamten endlosen Materialbahn 22 einschließlich sämtlicher Überlappungsbereiche ÜB erreicht wird.
  • Zum Verbinden der freien Enden 19, 20 kann die Verbindungsstation 17 z.B. eine Prägevorrichtung und/oder eine Klebevorrichtung umfassen. Bei der Verarbeitung von Tabak enthaltenden Folienbahnen 13a, 14a umfasst die Verbindungsstation 17 vorzugsweise Mittel 27 zum Befeuchten mindestens eines der zu verbindenden freien Enden 19, 20 der Folienbahnen 13a, 14a endlicher Länge. Das Mittel 27 kann zum Befeuchten eines freien Endes 19 oder 20 oder beider freien Enden 19 und 20 ausgebildet und eingerichtet und/oder entsprechend positioniert und ausgerichtet sein. Eine einfache Lösung ist zum Beispiel eine Sprühdüse 28 oder dergleichen, mittels der das oder jedes freie Ende 19, 20 befeuchtet und damit erweicht wird.
  • Vorzugsweise umfasst die Verbindungsstation 17 Mittel 29 zum Pressen mindestens der zu verbindenden freien Enden 19, 20 der Folienbahnen 13a, 14a endlicher Länge. Das Mittel 29, beispielsweise ein Rollenpaar 30, das von oben und unten gegen den Überlappungsbereich ÜB presst, ist in Förderrichtung T hinter dem Mittel 27 zum Befeuchten angeordnet. Weiter bevorzugt umfasst die Verbindungsstation 17 auch Mittel 31 zum Erwärmen mindestens der zu verbindenden freien Enden19, 20 der Folienbahnen 13a, 14a endlicher Länge. Dieses Mittel 31 kann z.B. ein einfacher Wärmestrahler oder dergleichen sein. Das Mittel 31 ist in Förderrichtung T hinter dem Mittel 29 zum Verbinden angeordnet.
  • Wie weiter oben bereits erwähnt, bildet der oder jeder Durchbruch 25 im Überlappungsbereich ÜB mindestens eine teilweise Kompensation der durch die Überlappung gebildeten Verdickung/Materialanhäufung. Bevorzugt ist die Verbindungsstation 17 zur Bildung eines Überlappungsbereiches ÜB ausgebildet und eingerichtet, der über die Breite B der endlosen Materialbahn 22 Bereiche 32 der Überlappung einerseits und materialfreie Bereiche 33 anderseits aufweist, wobei die Größe der Bereiche 32 der Überlappung zur Größe der materialfreien Bereiche 33 in einem Verhältnis von 0,8 bis 1,2 (80 bis 120%), bevorzugt von 0,9 bis 1,1 (90 bis 110%) und besonders bevorzugt von 0,95 bis 1,05 (95 bis 105%) steht. Die Größe steht synonym für die jeweilige Fläche.
  • Besonders bevorzugt ist die Verbindungsstation 17 zur Bildung eines Überlappungsbereiches ÜB ausgebildet und eingerichtet, der über die Breite B der endlosen Materialbahn 22 Bereiche 32 der Überlappung einerseits und materialfreie Bereiche 33, also Durchbrüche 25, Löcher 26 oder dergleichen anderseits aufweist, wobei sich die Bereiche 32 der Überlappung und die materialfreien Bereiche 33 hinsichtlich ihrer Größe in Summe im Wesentlichen entsprechen. Mit anderen Worten ist die Verbindungsstation 17 exakt so ausgebildet, dass jeder infinitesimal kleine Streifen über die gesamte Breite B der Materialbahn 22 verlaufend im Überlappungsbereich ÜB eine identische Materialmenge/ein identisches Volumen (Fläche des Streifens x Dicke des Streifens) von 100% aufweist, wobei sich 100% auf die Menge eines entsprechend infinitesimal kleinen Streifens außerhalb des Überlappungsbereiches ÜB bezieht. Die Materialanhäufungen durch die überlappenden Bereiche 32 einerseits und die materialfreien Bereiche 33 andererseits können sich aber auch entlang der Strecke/Länge des Überlappungsbereiches ÜB in Förderrichtung T kompensieren.
  • Der mindestens eine Durchbruch 25 bzw. die mindestens eine durch beide Materialbahnen gehende Öffnung 26 kann optional nach dem Verbinden der freien Ende 19, 20 und vor dem Zuführen der endlosen Materialbahn 22 in den Bereich eines (nicht dargestellten) Formats erzeugt werden, indem die Verbindungsstation 17 ein Stanzwerkzeug und/oder ein Schneidwerkzeug umfasst, das in Förderrichtung T der endlosen Materialbahn 22 hinter der Schneidvorrichtung 18 zum Schneiden der freien Enden 19, 20 der Materialbahnen 13, 14 endlicher Länge und der Verbindungsvorrichtung 21 zum Verbinden der geschnittenen, freien Enden 19, 20 der Materialbahnen 13, 14 endlicher Länge angeordnet ist, und mittels dem im Überlappungsbereich ÜB mindestens ein Loch 26 erzeugbar ist. Mit dieser Ausbildung der Verbindungstation 17 ist eine erste Option geschaffen, die Materialanhäufung im Überlappungsbereich ÜB teilweise oder vollständig zu kompensieren. Eine einfache Lösung bildet zum Beispiel ein Lochstempel, mittels dem quer zu Förderrichtung T und/oder entlang der Strecke/Länge des Überlappungsbereiches ÜB in Förderrichtung T ein Lochmuster in den Überlappungsbereich ÜB gestanzt werden kann. Es können aber auch Messer oder Messeranordnungen vorgesehen sein, mittels denen einzelne oder mehrere Löcher 26 in den Überlappungsbereich ÜB geschnitten werden können.
  • Der mindestens eine Durchbruch 25 bzw. die mindestens eine durch beide Materialbahnen gehende Öffnung 26 kann optional aber auch beim Verbinden oder durch das Verbinden der freien Enden 19, 20 erzeugt werden, indem die Schneidvorrichtung 18 der Verbindungsstation 17 ausgebildet und eingerichtet ist, zwei unterschiedliche Schnittverläufe zu erzeugen, derart, dass die zu verbindenden freien Enden 19, 20 der beiden Materialbahnen 13, 14 endlicher Länge oder auch der beiden Folienbahnen 13a, 14a nichtkomplementär sind. Das Überlappen der freien Enden 19, 20 mit den nichtkomplementären Schnitten einerseits und das Versetzen der freien Enden 19, 20 zueinander in Förderrichtung T andererseits führt zu einem Überlappungsbereich ÜB, in dem Durchbrüche 25, Löcher 26 oder dergleichen existieren.
  • In bevorzugten Ausführungsformen umfasst die Schneidvorrichtung 18 der Verbindungsstation 17 mindestens ein vertikal zur Transportebene E der Materialbahnen 13, 14 auf und ab bewegbares Schneidwerkzeug 34, das mindestens eine Schneidkante 35 aufweist, die nichtgeradlinig ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das Schneidwerkzeug 34 zusätzlich zur auf und ab Bewegbarkeit mindestens quer zur Förderrichtung T hin und her bewegbar und/oder um eine vertikal gerichtete Drehachse D drehbar ausgebildet, derart, dass mit dem Schneidwerkzeug 34 mit der nichtgeradlinigen Schneidkante 35 unterschiedliche und vor allem nichtkomplementäre Schnittverläufe ausführbar sind. Alternativ können auch die Materialbahnen 13, 14 bzw. Folienbahnen 13a, 14a oder zumindest deren freien Enden 19, 20 relativ zu dem oder jedem Schneidwerkzeug 34 versetzbar ausgebildet sein.
  • In der Ausführungsform gemäß Figur 3 weist das Schneidwerkzeug 34 zwei Schneidkanten 35, 36 auf, von denen eine erste Schneidkante 35 nichtgeradlinig und die zweite Schneidkante 36 geradlinig oder nichtgeradlinig ausgebildet ist, wobei der Schnittverlauf der zweiten Schneidkante 36 unabhängig von ihrer Ausbildung stets vom Schnittverlauf der ersten Schneidkante 35 abweicht. In der Ausführungsform gemäß Figur 4 umfasst die Schneidvorrichtung 18 der Verbindungsstation 17 zwei vertikal zur Transportebene E der Materialbahnen 13, 14 auf und ab bewegbare Schneidwerkzeuge 34, 37, die jeweils mindestens eine Schneidkante 35, 38 aufweisen, wobei die Schneidkante 35 mindestens eines Schneidwerkzeugs 34 nichtgeradlinig ausgebildet ist. Die beiden Schneidwerkzeuge 34, 37 sind vorzugsweise separat steuerbar.
  • Es können aber auch andere Messerarten und/oder Messeranordnungen eingesetzt werden. Beispielsweise kann ein stehendes Messer mit einer zick-zack-förmigen Schneidkante vorgesehen sein. Ein bewegbares Messer mit korrespondierend ausgebildeter Schneidkante ist linear oder um eine Achse schwenkbar auf das stehende Messer zu und von diesem weg bewegbar ausgebildet. Die zu schneidende Materialbahn 13, 14 ist zwischen den beiden Messern z.B. mittels eines Vertikalförderers förderbar. Diese Messer-Anordnung ist zum einen für ein erstes freies Ende 19 der ersten Materialbahn 13 und zum anderen baugleich aber nichtkomplementär, insbesondere invers-komplementär (achsensymmetrisch gespiegelt mit einer Spiegelachse S quer zur Förderrichtung T ausgerichtet) für ein zweites freies Ende 20 der Materialbahn 14 vorgesehen. Mit anderen Worten sind für das Schneiden der freien Enden 19, 20 zwei Messer-Anordnungen mit nichtkomplementären Schnittverläufen vorgesehen.
  • Die mittels der Vorrichtung 10 gebildete endlose Materialbahn 22 kann direkt dem Format zur Bildung eines endlosen Strangs zugeführt werden. Optional umfasst die Vorrichtung 10 in Förderrichtung T vorzugsweise hinter dem Mittel 31 zum Erwärmen eine (nicht dargestellte) Speichereinheit zum Aufnehmen einer endlichen Menge der endlosen Materialbahn 22. Dazu ist die Materialbahn 22 um mehrere zum Teil auf und ab bewegbare Führungsrollen gewunden, um die Transportstrecke der Materialbahn zu verkürzen oder zu verlängern. Mit der Speichereinheit können unterschiedliche Transportgeschwindigkeiten ausgeglichen werden. Insbesondere dient die Speichereinheit auch dazu, den Überlappungsbereich ÜB kurzzeitig, z.B. für den Verbindungsvorgang, stillzusetzen, ohne die Betriebsgeschwindigkeit insgesamt zu beeinflussen.
  • Im Folgenden wird das Verfahren anhand der Zeichnung näher erläutert.
    Das Verfahren dient zum Verbinden von zwei jeweils von einer Bobine 11, 12 abgespulten Materialbahnen 13, 14. Diese Materialbahnen 13, 14 werden bereitgestellt und in Förderrichtung T transportiert. Vor oder während des Transports der Materialbahnen 13, 14 werden diese beiden übereinanderliegenden Bahnen zueinander ausgerichtet. Wenn die die beiden Materialbahnen 13, 14 zueinander ausgerichtet sind, werden die beiden Materialbahnen 13, 14 geschnitten, so dass ein nachlaufendes Ende 19 der ersten Materialbahn 13 und ein vorauslaufendes Ende 20 der zweiten Materialbahn 14 entstehen. Anschließend werden die beiden geschnittenen, freien Enden 19, 20 der Materialbahnen 13, 14 endlicher Länge zu einer endlosen Materialbahn 22 unter Bildung eines Überlappungsbereiches ÜB miteinander verbunden. Der Überlappungsbereich ÜB kann z.B. durch unterschiedliche Transportgeschwindigkeiten der beiden Materialbahnen 13, 14 erzeugt werden, so dass die freien Enden 19, 20 in Förderrichtung T versetzt zueinander liegen.
  • Dieses Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass in dem Überlappungsbereich ÜB mindestens ein Durchbruch 25 erzeugt wird. Der oder jeder Durchbruch 25 im Überlappungsbereich ÜB kann beim Verbinden der freien Enden 19, 20 oder nach dem Verbinden erzeugt werden.
  • Besonders bevorzugt werden zwei mindestens teilweise aus Tabak bestehende Folienbahnen 13a, 14a miteinander verbunden, wobei mindestens die zu verbindenden freien Enden 19, 20 der Folienbahnen 13a, 14a zum Verbinden befeuchtet, verpresst und/oder erwärmt werden. Vorzugsweise werden die beiden Materialbahnen 13, 14 bzw. Folienbahnen 13a, 14a endlicher Länge mit unterschiedlichen Schnittverläufen geschnitten, so dass die zu verbindenden freien Enden der beiden Materialbahnen endlicher Länge nichtkomplementär, insbesondere invers-komplementär sind. Die derart geschnittenen, freien Enden 19, 20 werden vor dem Verbinden in Förderrichtung T so ausgerichtet, dass der Überlappungsbereich ÜB über die Breite B der zu bildenden endlosen Materialbahn 22 Bereiche 32 der Überlappung einerseits und materialfreie Bereiche 33 andererseits aufweist. Wahlweise kann das Verbinden der freien Enden 19, 20 bei stehendem oder in Förderrichtung T bewegtem Überlappungsbereich ÜB erfolgen. Für den Fall, dass der Überlappungsbereich ÜB beim Verbinden verlangsamt oder sogar ganz angehalten wird, kann der nachfolgende Betrieb durch die in der Speichereinheit gespeicherte Materialbahn 22 aufrechterhalten werden.
  • Alternativ oder kumulativ kann nach dem Schneiden der beiden Materialbahnen 13, 14 bzw. Folienbahnen 13a, 14a endlicher Länge und nach dem Verbinden der beiden geschnittenen, freien Enden 19, 20 in dem Überlappungsbereich ÜB durch Stanzen und/oder Schneiden mindestens ein durch beide Materialbahnen 13, 14 bzw. Folienbahnen 13a, 14a führendes Loch erzeugt werden.
  • Besonders bevorzugt wird das mit einer Vorrichtung 10 nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 ausgeführt.
  • Figur 5 zeigt eine Ausführungsform einer Bobinenbereitstellungsvorrichtung 100, welche einen Drehteller 101 mit zwei Aufnahmen 15, 16, bevorzugt als Aufnahmedornen ausgebildet, aufweist, auf welche die Bobinen 11, 12 vorderseitig aufschiebbar sind. Die Bobinen können mit einem Bobinenschloss versehen sein, welches wahlweise in Form einer Banderole oder eines Aufklebers ausgebildet ist. Das Öffnen des Bobinenschlosses kann wahlweise automatisiert erfolgen und ein freies Ende 20 der auf der Bobine aufgewickelten Materialbahn ist, bevorzugt um mindestens die Länge des Radius der Bobine, zu lösen und abzuwickeln. Nach dem Lösen dieses freien Endes 20 der Materialbahn 14 hängt das freie Ende 20 aufgrund der Schwerkraft nach unten. Benachbart zur Bobinen Bereitstellungsvorrichtung 100, bevorzugt benachbart zum Drehteller 101, ist ein Greifarm 105 angeordnet. Dieser Greifarm 105 ist in Figur 6 dargestellt. Der Greifarm 105 weist einen, bevorzugt drehbar gelagerten, länglich ausgebildeten Grundkörper 106 auf, wobei an einem Ende des Grundkörpers 106 oder zumindest in Endbereich des Grundkörpers 106 ein Halteprofil 107 angeordnet ist, welches bevorzugt mit Unterdruck beaufschlagbar ist. Durch die Drehbewegung des länglichen Grundkörpers 106 wird das Halteprofil 107 an dem freien Enden 20 der Materialbahn 14 entlang geführt, durch den Unterdruck am Halteprofil 107 das freie Ende 20 der Materialbahn 14 angesaugt und am Halteprofil 107 fixiert. Die Kraft zum Abschälen oder Abwickeln einer Materialbahn 14 von einer Bobine 11 kann zwischen 5 N und 15 N betragen, bevorzugt im Wesentlichen 10 N. Das Halteprofil 107 ist bevorzugt mit einem Unterdruck beaufschlagt, welcher einer Gegenkraft von 20 N bis 30 N, bevorzugt 25 N, standhält. Besonders bevorzugt ist die Haltekraft größer als die Folienzugfestigkeit. Das Halteprofil 107 ist wahlweise drehbar gelagert, kann wahlweise aktiv pneumatisch ausgerichtet werden oder weist wahlweise eine konstante Ausrichtung auf.
  • Figur 7 und Figur 8 zeigen eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei separaten Schneidwerkzeugen zum Schneiden der freien Enden 19, 20 der Materialbahnen 13, 14. Das freie Ende 20 der Materialbahn 14 wird beispielsweise durch einen Greifarm 105 der Verbindungstation 17 zugeführt und durch eine Unterdruckvorrichtung auf entsprechenden Halteplatten 110 angesaugt. Diese Halteplatten 110 weisen bevorzugt Saugbohrungen 111 zum Ansaugen der Materialbahn 13, 14 auf. Beim Einfädeln der Materialbahn 14 in die Verbindungstation 17 passiert die Materialbahn 14 die Schneidvorrichtung 18. Die Schneidvorrichtung 18 weist in dieser Ausführungsform zwei Schneidwerkzeuge 112, 113 auf, welche jeweils zwei Schneidklingen 114, 115, 116, 117 aufweisen. Die Schneidklinge 115 ist bevorzugt verfahrbar, einklappbar oder schwenkbar ausgebildet und außerhalb des Förderpfades der Materialbahnen 13, 14 angeordnet, sodass das Einfädeln der Materialbahnen 13,14 reibungslos erfolgen kann. Sobald die Materialbahn 14 eingefädelt ist und durch den Unterdruck an den Halteflächen 110 fixiert ist, verfährt, bevorzugt schwenkt, die Schneidklinge 115 in eine Arbeitsposition und führt durch eine weitere Bewegung in Richtung der zweiten Schneidklinge 114 einen Schnitt der Materialbahn 14 zur Erstellung des freien Endes 20 durch. Das freie Ende 20 ist mit einer speziellen Kontur versehen, welche der Ausgestaltung der Schneidklingen 114, 115 entspricht. Nachdem der erste Schnitt durchgeführt wurde, verfährt die Schneidklinge 115 zurück in die ursprüngliche Arbeitsposition und fährt aus dem Förderpfad der Materialbahn 13, 14, um den weiteren Arbeitsprozess nicht zu behindern. Die Schneidklinge 116 des zweiten Schneidwerkzeuges 113 ist in Figur 7 in ausgefahrener Position gezeigt. Des Weiteren ist in Figur 7 nicht die endlose Materialbahn 22 gezeigt, die das zweite Schneidwerkzeug 113 passiert. Nach dem Schneiden der Materialbahn 14 und dem Erzeugen eines freien Endes 20 der Materialbahn 14 fährt eine nicht dargestellt Befeuchtungseinrichtung 120 heraus, um das freie Ende 20 der Materialbahn 14 zu befeuchten. Das Befeuchten kann wahlweise mit Wasser oder einem Verbundstoff, beispielsweise Leim oder Kleber, durchgeführt werden.
  • In dem nachgelagerten Bearbeitungsprozess wird die endlose Materialbahn 22, welche in Figur 7 nicht dargestellt ist, von dem Schneidwerkzeug 113, durch das Zusammenwirken der Schneidklingen 116, 117 geschnitten und das freie Ende 19 der endlichen Materialbahn 13 erzeugt. Bevor dieser Schnitt durchführbar ist verfährt, bevorzugt schwenkt, die Schneidklinge 116 in eine Arbeitsposition und bewegt sich in Richtung der Schneidklinge 117, um den Schnitt durchzuführen. Nach dem Schneidprozess verfährt die Schneidklinge 116 zurück in Arbeitsposition und fährt, bevorzugt schwenkt, aus dem Förderpfad der Materialbahn 13, 14, 22. Die beiden Schneidwerkzeuge 113, 114 sind bevorzugt in Förderrichtung T der Materialbahn 13, 14, 22 zueinander versetzt angeordnet, sodass durch eine zur Förderrichtung T im wesentlichen orthogonalen Bewegung der freien Enden 19, 20 der Materialbahn 13, 14 ein Überlappungsbereich ÜB gebildet ist.
  • Bevor die endlose Materialbahn 22 von dem Schneidwerkzeug 113 geschnitten wird, ist die Materialbahn im Bereich der Verbindungsstation 17 anzuhalten, da der Schnitt und die Verbindung lediglich bei Stillstand der Materialbahnen 13, 14, 22 erfolgen kann. Dieser Stillstand der Materialbahn wird mithilfe eines Schlauchspeichers 130, der in Figur 9 gezeigt ist, umgesetzt.
  • Nach dem Erzeugen des freien Endes 19 der Materialbahn 13 ist ein Teil 120 der in Figur 8 rechts dargestellten Verbindungstation 17 in horizontaler Richtung verfahrbar ausgebildet, insbesondere orthogonal zur Förderrichtung T. Dieser Teil 120 der Verbindungstation 17 weist bevorzugt eine Heizvorrichtung auf, mit der die freien Enden 19, 20 der Materialbahnen 13, 14 im Überlappungsbereich ÜB aufeinander zu pressen sind, um wahlweise unter Einwirken der Wärme durch die Wärmequelle eine Verbindung der Materialbahnen 13,14 im Überlappungsbereich ÜB zu erzeugen. Nachdem die Verbindung im Überlappungsbereich ÜB erzeugt wurde, verfährt der Teil 120 der Verbindungstation 17 in die ursprüngliche Position und die Enden 19, 20 sind miteinander zu einer endlosen Materialbahn 22 verbunden.
  • Da der Verbindungsvorgang bei Stillstand der Materialbahn 13, 14, 22 zu erfolgen hat, ist beispielsweise ein in Figur 9 dargestellter Schlauchspeicher 130 zu verwenden. Die Materialbahn 22 ist mäandersförmig durch die Umlenkbolzen 134, 135 geführt, um einen Vorrat der Materialbahn zu erzeugen. Dieser Schlauchspeicher 130 ist in Förderrichtung T stromabwärts der Verbindungstation 17 angeordnet, um den gebildeten Vorrat von der Materialbahn abzuspulen, wenn die Verbindung der Materialbahnen 13, 14 in der Verbindungstation 17 erzeugt wird. Die Umlenkbolzen 134, 135 sind in zeri Gruppen unterteilt, eine obere Gruppe von Bolzen 134 und eine untere Gruppe von Bolzen 135. Diese Gruppen von Bolzen 134, 135 sind bevorzugt auf Führungen 136 bzw. 137 geführt und bevorzugt orthogonal zur Förderrichtung T der Materialbahn 22 verfahrbar ausgebildet. Die Gruppe von Umlenkbolzen 134 ist nach oben verfahrbar und die Gruppe von Umlenkbolzen 135 ist nach unten verfahrbar. Entfernen sich die Gruppen der Umlenkbolzen 134, 135 voneinander erhöht sich der Vorrat der Materialbahn 22 im Schlauchspeicher 130. Dieser Prozess wird langsam durchgeführt, bevor die ablaufende Materialbahn 13 vollständig abgelaufen ist, sodass, wenn eine Verbindung der Materialbahnen 13, 14 durchzuführen ist, der Schlauchspeicher 130 gefüllt ist. Vor dem Durchführen der Verbindung ist die Materialbahn in der Verbindungstation anzuhalten und die Gruppen von Umlenkbolzen 134, 135 im Schlauchspeicher 130 fahren langsam aufeinander zu in die ursprüngliche Position. Die Geschwindigkeit der verfahrbaren Umlenkbolzen ist derart gesteuert und/oder geregelt, dass die Geschwindigkeit der Materialbahn 22, die den Schlauchspeicher 130 in Förderrichtung T verlässt, über den gesamten Verbindungsprozess im Wesentlichen konstant ist.

Claims (15)

  1. Vorrichtung (10), ausgebildet und eingerichtet zum Verbinden von zwei jeweils von einer Bobine (11, 12) ablaufenden Materialbahnen (13, 14), umfassend eine erste Aufnahme (15) zum Aufnehmen einer ersten Bobine (11) mit einer ersten Materialbahn (13) endlicher Länge, eine zweite Aufnahme (16) zum Aufnehmen einer zweiten Bobine (12) mit einer Materialbahn (14) endlicher Länge, Transportmittel zum Transportieren der Materialbahnen (13, 14) in Förderrichtung T, sowie eine Verbindungsstation (17) mit einer Schneidvorrichtung (18) zum Schneiden eines freien, nachlaufenden Endes (19) der ersten Materialbahn (13) und eines freien, vorauslaufenden Endes (20) der zweiten Materialbahn (14), und mit einer Verbindungsvorrichtung (21) zum Verbinden der beiden geschnittenen, freien Enden (19, 20) der Materialbahnen (13, 14) endlicher Länge zu einer endlosen Materialbahn (22) unter Bildung eines Überlappungsbereiches (ÜB), dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstation (17) zur Bildung eines Überlappungsbereiches (ÜB) ausgebildet und eingerichtet ist, der über die Breite (B) der endlosen Materialbahn (22) mit mindestens einem Durchbruch (25) versehen ist.
  2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) zum Verbinden von zwei mindestens teilweise aus Tabak bestehenden Folienbahnen (13a, 14a) als Materialbahnen (13, 14) ausgebildet und eingerichtet ist.
  3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstation (17) Mittel (27) zum Befeuchten mindestens eines der zu verbindenden freien Enden (19, 20) der Folienbahnen (13a, 14a) endlicher Länge umfasst.
  4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstation (17) Mittel (29) zum Pressen mindestens der zu verbindenden freien Enden (19, 20) der Folienbahnen (13a, 14a) endlicher Länge umfasst.
  5. Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstation (17) Mittel (31) zum Erwärmen mindestens der zu verbindenden freien Enden (19, 20) der Folienbahnen (13a, 14a) endlicher Länge umfasst.
  6. Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstation (17) zur Bildung eines Überlappungsbereiches (ÜB) ausgebildet und eingerichtet ist, der über die Breite (B) der endlosen Materialbahn (22) Bereiche (32) der Überlappung einerseits und materialfreie Bereiche (33) anderseits aufweist, wobei die Größe der Bereiche (32) der Überlappung zur Größe der materialfreien Bereiche (33) in einem Verhältnis von 0,8 bis 1,2, bevorzugt von 0,9 bis 1,1 und besonders bevorzugt von 0,95 bis 1,05 steht.
  7. Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstation (17) zur Bildung eines Überlappungsbereiches (ÜB) ausgebildet und eingerichtet ist, der über die Breite (B) der endlosen Materialbahn (22) Bereiche (32) der Überlappung einerseits und materialfreie Bereiche (33) anderseits aufweist, wobei sich die Bereiche (32) der Überlappung und die materialfreien Bereiche (33) hinsichtlich ihrer Größe in Summe im Wesentlichen entsprechen.
  8. Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstation (17) ein Stanzwerkzeug und/oder ein Schneidwerkzeug umfasst, das in Förderrichtung T der endlosen Materialbahn (22) hinter der Schneidvorrichtung (18) zum Schneiden der freien Enden (19, 20) der Materialbahnen (13, 14) endlicher Länge und der Verbindungsvorrichtung (21) zum Verbinden der geschnittenen, freien Enden (19, 20) der Materialbahnen (13, 14) endlicher Länge angeordnet ist, und mittels dem im Überlappungsbereich (ÜB) mindestens ein Loch (26) erzeugbar ist.
  9. Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidvorrichtung (18) der Verbindungsstation (17) ausgebildet und eingerichtet ist, zwei unterschiedliche Schnittverläufe zu erzeugen, derart, dass die zu verbindenden freien Enden (19, 20) der beiden Materialbahnen (13, 14) endlicher Länge nichtkomplementär, insbesondere invers-komplementär sind.
  10. Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidvorrichtung (18) der Verbindungsstation (17) zwei vertikal zur Transportebene (E) der Materialbahnen (13, 14) auf und ab bewegbare Schneidwerkzeuge (34, 37) umfasst, die jeweils mindestens eine Schneidkante (35, 38) aufweisen, wobei die Schneidkante (35) mindestens eines Schneidwerkzeugs (34) nichtgeradlinig ausgebildet ist.
  11. Verfahren zum Verbinden von zwei jeweils von einer Bobine (11, 12) abgespulten Materialbahnen (13, 14), umfassend die Schritte:
    - Bereitstellen der ersten und zweiten Materialbahn (13, 14),
    - Transportieren der Materialbahnen (13, 14) in Förderrichtung T,
    - Ausrichten der beiden übereinanderliegenden Materialbahnen (13, 14) zueinander,
    - Schneiden der beiden Materialbahnen (13, 14), so dass ein nachlaufendes Ende (19) der ersten Materialbahn (13) und ein vorauslaufendes Ende (20) der zweiten Materialbahn (14) entstehen,
    - Verbinden der beiden geschnittenen, freien Enden (19, 20) der Materialbahnen (13, 14) endlicher Länge zu einer endlosen Materialbahn (22) unter Bildung eines Überlappungsbereiches (ÜB), dadurch gekennzeichnet, dass in dem Überlappungsbereich (ÜB) mindestens ein Durchbruch (25) erzeugt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwei mindestens teilweise aus Tabak bestehende Folienbahnen (13a, 14a) miteinander verbunden werden, wobei mindestens die zu verbindenden freien Enden (19, 20) der Folienbahnen (13a, 14a) zum Verbinden befeuchtet, verpresst und/oder erwärmt werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Materialbahnen (13, 14) endlicher Länge mit unterschiedlichen Schnittverläufen geschnitten werden, so dass die zu verbindenden freien Enden (19, 20) der beiden Materialbahnen (13, 14) endlicher Länge nichtkomplementär, insbesondere invers-komplementär sind.
  14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die geschnittenen, freien Enden (19, 20) vor dem Verbinden in Förderrichtung T so ausgerichtet werden, dass der Überlappungsbereich (ÜB) über die Breite (B) der zu bildenden endlosen Materialbahn (22) Bereiche (32) der Überlappung einerseits und materialfreie Bereiche (33) andererseits aufweist.
  15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schneiden der beiden Materialbahnen (13, 14) endlicher Länge und nach dem Verbinden der beiden geschnittenen, freien Enden (19, 20) in dem Überlappungsbereich (ÜB) durch Stanzen und/oder Schneiden mindestens ein durch beide Materialbahnen (13, 14) führendes Loch (26) erzeugt wird.
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