專利名稱：連接材料條的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對輸出端與輸入端的新材料條通過滾花進(jìn)行連接的方法和裝置，特別是對從卷筒輸出的煙草工業(yè)的紙條滾花，其中要連接的條以基本同步的速度彼此平行地運(yùn)動，且在轉(zhuǎn)動的滾花表面和轉(zhuǎn)動的相對表面之間彼此連接。
背景技術(shù)：
材料條例如可以是煙草包封條如香煙紙條。通過滾花將材料條在壓合的作用下連接，也可以對材料條進(jìn)行接合，折合或壓合。
根據(jù)文獻(xiàn)DE693 00 282，DE-GM1995 937，DE-OS 1532 203和DE-OS1532 204為現(xiàn)有技術(shù)公開了對材料條滾花的方法和裝置。US3,089,661描述了上述類型的方法和裝置，其中將新材料條根據(jù)輸出材料條的速度加速，其中考慮了新材料條的品質(zhì)及新材料的抗拉性，并借助兩轉(zhuǎn)動的在材料旁邊相對設(shè)置的接合凸輪，使得輸出的材料條與新材料條彼此連接，用于接合的凸輪以與加工材料條同步的速度繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。接著，新材料條的條頭和老材料條的剩余部分通過由凸輪運(yùn)動激活的刀片分離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是改進(jìn)上述類型的方法和裝置。
上述的條通常從卷筒上拉出，在卷筒上卷繞該條。在對其條進(jìn)行機(jī)械加工時，卷筒空轉(zhuǎn)產(chǎn)生的問題是必須將輸出的條與新卷筒的條連接。為了不中斷加工，如果在沒有儲備下工作，其要在條運(yùn)行下進(jìn)行。這些條至少在規(guī)定的時間同步且彼此平行地運(yùn)行，以便通過滾花使它們可以連接，即輸送新條的速度應(yīng)至少為輸出條的加工速度。為了通過滾花可以連接材料條，重要的是滾花裝置的滾花表面盡可能地與條速度同步地運(yùn)動。對此，其滾花表面被加速到兩條的條速度。
有利的是，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，即其滾花表面被加速到與條速度同步是使?jié)L花表面在與滾花時的運(yùn)動方向相反的方向向后運(yùn)動進(jìn)行的。由于以最大可能的加速行程向后運(yùn)動，其滾花表面可以在不只一次的整個圓周約300度的行程范圍內(nèi)加速到條速度。此時，進(jìn)行的控制考慮了其質(zhì)量慣量。根據(jù)本發(fā)明，提供了比沒有向后運(yùn)動的情況更多的加速行程段，而不必經(jīng)多次圓周轉(zhuǎn)動預(yù)先加速滾花表面以達(dá)到通常的條速度。
優(yōu)先的是，其滾花表面的運(yùn)動速度與時間的關(guān)系、滾花表面的運(yùn)動加速度與時間的關(guān)系和/或滾花表面位置與時間的關(guān)系為基本由正弦函數(shù)表示的曲線。其函數(shù)以正弦波的兩初始非直線諧波為基礎(chǔ)。通過這種諧波曲線來特別地考慮滾花表面加速時的質(zhì)量慣量。
為了控制其滾花部分，采用由正弦導(dǎo)出的曲線控制。其滾花部分的質(zhì)量從穩(wěn)定的靜止?fàn)顟B(tài)并考慮所提供的行程最佳地被加速到當(dāng)時條速度的高圓周速度。在連接條時，其質(zhì)量無波動地與條速度同步運(yùn)動。接著，在考慮到所提供的行程情況下，它再以確定的位置處于靜止?fàn)顟B(tài)。對此，采用的行程控制方法為控制曲線呈諧波分布，并由此驅(qū)動其質(zhì)量使其可以進(jìn)行隨后的機(jī)械運(yùn)動，而無過多的要求。所采用的控制曲線由在-π/2至+π/2區(qū)域的正弦和兩初始較高的非直線諧波導(dǎo)出，其控制曲線可以由下列等式表示s＝a·sin(t)+b·sin(3t)+c·sin(5t)，其中t為時間，a，b，c為常數(shù)。
在本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例中，其滾花表面按下述方式運(yùn)動，即從確定的初始位置在與滾花時的滾花表面運(yùn)動方向相反的方向向后運(yùn)動，在一確定的第一轉(zhuǎn)向位置，在小于整個圓周的范圍內(nèi)其運(yùn)動方向反向以加速到同步速度，至少在條路徑的確定點(diǎn)以同步速度運(yùn)動以便對條滾花，然后，在小于整個圓周的范圍內(nèi)速度減小，并在確定的第二轉(zhuǎn)向位置，運(yùn)動方向反向，最后運(yùn)動到確定的最終位置。對此，優(yōu)選的是，選擇滾花表面與條最大距離的位置作為初始位置和/或最終位置。以這種方式，有利地形成距條的最大可靠距離。
另一優(yōu)選的是，選擇滾花表面與條最小距離的位置作為第一轉(zhuǎn)向位置和/或第二轉(zhuǎn)向位置，使得條不與滾花表面接觸。由此，提供加速和減速滾花表面的最大行程，而同時保證在連接過程中滾花表面與條接觸。
本發(fā)明優(yōu)選的裝置是，其滾花表面設(shè)置在繞第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動支撐的部分上。對此，以不復(fù)雜的方式，其滾花表面與相對表面共同作用完成滾花。在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一轉(zhuǎn)軸這樣設(shè)置，使得其部分在轉(zhuǎn)動時與相對表面作用接觸，在滾花表面與相對表面接觸時，對在滾花表面和相對表面之間穿過的要滾花的條進(jìn)行滾花。
優(yōu)選的是，其相對表面位于在繞第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動支承的相對輥表面上。該相對輥要在滾花之前被加速到條的同步速度。
在目前加工速度日益加快的情況下，在滾花時存在的問題是，在輸送新條時留下的向前運(yùn)行的剩余部分即所謂的條頭(Vorspann)以及在輸出老的條時向后輸送的剩余部分即剩余材料在條連接后必須被分離。
本發(fā)明的實(shí)施例是這樣有利的解決該問題的，即至少從條連接時，對剩余部分的速度和要繼續(xù)加工的條進(jìn)行不同的調(diào)節(jié)。以這種方式，根據(jù)在滾花位置通過不同的速度產(chǎn)生材料中的拉力，當(dāng)該拉力超過材料的抗拉性時，即將剩余部分撕下。
因此，不需要附加的部件如分離其條的刀或這一類的部件，也不會磨損和調(diào)節(jié)這種部件。
本發(fā)明的該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)還在于，實(shí)現(xiàn)起來簡單且需要的運(yùn)動部件少。
其它優(yōu)選的是，在滾花時和/或滾花后這樣分離新條的條頭，即向前運(yùn)行的新條的條頭通過加速裝置的作用比繼續(xù)要加工運(yùn)行的條運(yùn)動的快且其速度高于滾花裝置的圓周速度。對此，若連接或滾花裝置夾住兩條時，向前運(yùn)行的新條剩余部分中的條應(yīng)力增加，導(dǎo)致新條的條頭在夾持或連接位置被撕下。
在本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施例中，通過在連接或滾花裝置再解除兩條的夾緊略微之前的時刻，老的條的剩余材料被分離，其中輸出條的卷筒被制動。
參照附圖并借助實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。其中


圖1示出了本發(fā)明的一實(shí)施例；圖2a～2h示出了圖1其部分運(yùn)動的過程；圖3示出了位置，加速度及速度與時間的關(guān)系曲線；圖4和5a，5b和5c示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了本發(fā)明的一實(shí)施例。其中第一條2如香煙紙條從由電機(jī)M1驅(qū)動的卷筒4經(jīng)兩輥6和8在箭頭10的進(jìn)一步加工方向上拉出。由于卷筒4空轉(zhuǎn)，新的條18從另一新的卷筒19經(jīng)輥20由經(jīng)電機(jī)M2驅(qū)動的包括輥14和16的輥對12拉出。其卷筒19由電機(jī)M3驅(qū)動。
其輥20和輥對12這樣設(shè)置，即使得在輥20和8之間的兩條2和18在箭頭22方向平行分布。在該區(qū)域且在平行分布的條2和18的兩側(cè)設(shè)置輥24或26。兩輥24或26由彼此獨(dú)立的電機(jī)M4或M6驅(qū)動。其輥24繞轉(zhuǎn)軸25轉(zhuǎn)動。其輥26繞轉(zhuǎn)軸35轉(zhuǎn)動并在其圓周表面30上具有部分32，其外表面形成滾花表面34。輥24的圓周表面28用作在滾花時滾花表面34的相對表面。
所有電機(jī)M1，M2，M3，M4和M6由未示出的控制裝置控制。
在卷筒4完全空轉(zhuǎn)之前，其新的條18與老的條2連接。這通過滾花實(shí)現(xiàn)。為了給兩條2和18滾花，連接的條2和18以同樣的速度且互相平行地在輥20和8之間運(yùn)動。為此，新的條18由輥對12被加速到條2的速度。此外，輥24由電機(jī)M4被加速到條2的速度。為了滾花，滾花表面34還要被加速到條2的速度。
下面借助圖2a～2h詳細(xì)描述，其分別表示具有滾花表面34的輥26或部分32的各典型中間位置。其滾花表面34在與滾花時的滾花表面34的運(yùn)動方向22相反的方向向后運(yùn)動之后被加速到條2的所述速度。
根據(jù)圖示，其部分32在靜止時位于6點(diǎn)的位置(圖2a)，而可以形成最大的間隙36使得兩條2和18在兩輥24和26之間穿過。
為了連接，其部分32首先與條運(yùn)動方向22相反按箭頭38運(yùn)動到10點(diǎn)的位置(圖2b)。而后，使得部分32的運(yùn)動方向反向并使得部分32按箭頭40和42的條運(yùn)動方向22被加速到條的速度(圖2c和2d)，此時約為300度角。在滾花表面34與相對表面28接觸時(圖2e)，滾花表面34的速度與條速度相等直到滾花表面34與相對表面28再離開。接著，進(jìn)行延遲過程(圖2f)，此時同樣約為300度角。其部分32在被減速的最后階段處于2點(diǎn)的位置(圖2g)。由此，其部分32按前頭46與條運(yùn)動方向22相反的方向再運(yùn)動到6點(diǎn)的位置(圖2h)。
在圖3中示出了由控制裝置控制的隨著輥24，26的位置變化，時間與位置或行程S，滾花表面34的加速度a和速度v的諧波曲線。其曲線以包括兩初始非直線諧波的正弦波為基礎(chǔ)。為了控制其滾花部分32，采用由正弦導(dǎo)出的控制曲線。這種類型的控制考慮了加速滾花的質(zhì)量慣量，使得在工作時不宜磨損和產(chǎn)生噪音。其滾花部分32的質(zhì)量從穩(wěn)定的靜止?fàn)顟B(tài)并考慮所提供的行程最佳地被加速到對應(yīng)當(dāng)時條速度的高圓周速度。在連接條時，其質(zhì)量沒有波動地與條速度相等地運(yùn)動。接著，在考慮到所提供的行程情況下，它再以確定的位置處于靜止?fàn)顟B(tài)。對此，采用的控制方法為控制曲線呈諧波分布并由此驅(qū)動其質(zhì)量使其可以進(jìn)行隨后的機(jī)械運(yùn)動。所采用的控制曲線由在-π/2至+π/2區(qū)域的正弦和兩初始較高地非直線諧波導(dǎo)出，其曲線可以由下列等式表示s＝a·sin(t)+b·sin(3t)+c·sin(5t)，其中t為時間，a，b，c為常數(shù)。由此可得到速度v＝Δs/Δt，及加速度a＝Δv/Δt。
圖4示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例。與上述實(shí)施例對應(yīng)的部件以相同的附圖標(biāo)記表示。這些部件的作用與上述實(shí)施例的作用相同。輥24繞轉(zhuǎn)軸25轉(zhuǎn)動且在該實(shí)施例中其圓周表面28形成光滑的滾花表面27。輥26繞轉(zhuǎn)軸35轉(zhuǎn)動并在其圓周表面30上具有其部分32，它的外表面形成滾花表面34。其滾花表面34具有花紋(未示出)，其花紋在滾花表面27與滾花表面34接觸時壓印到紙條2和與其連接的新的紙條18上并由此形成紙條2和18之間的連接。其轉(zhuǎn)軸25和35的距離這樣選擇，即在部分23和32之間穿過的連接紙條2和18在表面27和34直接相對時通過在表面27和34之間的擠壓彼此連接。
所有電機(jī)M1，M2，M3，M4和M6由示意性示出的控制裝置55控制。其控制裝置55具有未示出的存儲器，在其中存儲所述的工作過程作為控制程序?？刂蒲b置55的微處理器(未示出)從存儲器中調(diào)出控制程序，借助電機(jī)M1，M2，M3，M4和M6和下面還要描述的由圖4中箭頭表示的傳輸線激活的制動器變換所述的控制過程。
兩輥24和26中的至少一個的速度這樣被控制，即使得表面27和34在接觸過程中至少基本同步運(yùn)動。
圖4示出了兩表面27和34還沒有對置的一時刻。在它們對置時，在由箭頭50表示的位置形成夾緊或接觸位置。在該位置滾花表面27和滾花表面34通過力的作用將條2和18夾緊，使得兩紙條2和18彼此連接。這還意味著形成了不再使用的老的條2的剩余部分52以及新條18的條頭54。剩余部分52和條頭54必須被分開，以便不干擾或中斷沿箭頭10的新條18的進(jìn)一步加工。
根據(jù)圖5a和5b，這樣實(shí)現(xiàn)新條18條頭54的分離，即在滾花表面27和相對表面34對置最后的時刻，其條頭54通過輥14和16作用的運(yùn)動比由具有滾花表面27或34的輥24和26作用的輸出條2的運(yùn)動要快。通過加速拉出以較小速度轉(zhuǎn)動的輥24和26夾緊的條18，當(dāng)由滾花表面27和滾花表面34構(gòu)成的連接或滾花裝置使得兩條2和18彼此連接時，增大了條頭54中的條張力。這導(dǎo)致在連接位置50的條頭54在其部分23和32之間被撕下。
通過在連接或滾花裝置再解除兩條2，18的夾緊略微之前的時刻，老的條2的剩余材料或退出的剩余部分52如圖5c被分離，其中輸出條2的卷筒4圖示由制動器制動。通過制動其輸出的條2，剩余部分52中的條張力或拉力增大，它大于條2可以承受的拉力。因此，剩余部分52也被撕下。
撕開線位于由滾花表面27和滾花表面34滾花的條2和18的區(qū)域，因?yàn)闂l2和18在該區(qū)域通過滾花被變薄。輥對12的加速以及卷筒4的制動通過控制裝置借助卷筒4的驅(qū)動裝置M1和輥對12的驅(qū)動裝置M2控制。
權(quán)利要求
1.一種對輸出端(2)與輸入端的新材料條(18)通過滾花進(jìn)行連接的方法，特別是對從卷筒(4，19)輸出的煙草工業(yè)的紙條(2，18)滾花，其中要連接的條(2，18)以基本同步的速度彼此平行地運(yùn)動，且在轉(zhuǎn)動的滾花表面(34)和轉(zhuǎn)動的相對表面(28)之間彼此連接，其特征在于，其滾花表面(34)在與滾花時的運(yùn)動方向(22)相反的方向(38)向后運(yùn)動之后被加速到進(jìn)行滾花的所述速度(v)。
2.如上述權(quán)利要求的方法，其特征在于，其滾花表面(34)的運(yùn)動速度(v)與時間的關(guān)系、滾花表面(34)的運(yùn)動加速度(a)與時間的關(guān)系和/或滾花表面(34)的位置(s)與時間的關(guān)系為基本由正弦函數(shù)表示的曲線。
3.如上述權(quán)利要求的方法，其特征在于其位置(s)曲線可以由下列等式表示s≈a·sin(t)+b·sin(3t)+c·sin(5t)，其中t為時間，a，b，c為常數(shù)。
4.如上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于其滾花表面(34)從向后的運(yùn)動至少在比整個圓周小的行程段內(nèi)被加速到速度(v)。
5.如上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于其滾花表面(34)以圓形軌跡運(yùn)動。
6.如上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于其滾花表面(34)這樣運(yùn)動，即它在滾花時與條(2，18)同步地運(yùn)動與相對表面(28)相遇，由此，在滾花表面(34)和相對表面(28)之間的條(2，18)彼此連接。
7.如上述權(quán)利要求的方法，其特征在于其相對表面(28)與滾花表面(34)無關(guān)地被加速到條(2，18)的速度(v)。
8.如上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于其滾花表面(34)按下述方式運(yùn)動，即從確定的初始位置(a)在與滾花時的滾花表面(34)運(yùn)動方向(22)相反的方向(38)運(yùn)動，在一確定的第一轉(zhuǎn)向位置(b)，其運(yùn)動方向反向以加速度(a)加速到同步速度(v)，至少在條(2，18)路徑的確定點(diǎn)(e)以同步速度(v)運(yùn)動以便對條(2，18)滾花，速度(v)減小，在確定的第二轉(zhuǎn)向位置(g)，運(yùn)動方向反向，運(yùn)動到確定的最終位置(h)。
9.如上述權(quán)利要求的方法，其特征在于選擇滾花表面(34)與條(2，18)最大距離的位置作為初始位置(a)和/或最終位置(h)。
10.如上述兩個權(quán)利要求之一的方法，其特征在于選擇滾花表面(34)與條(2，18)最小距離的位置作為第一轉(zhuǎn)向位置(b)和/或第二轉(zhuǎn)向位置(g)，使得條(2，18)不與滾花表面(34)接觸。
11.如上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于在連接兩條(2，18)的過程中，至少一不需要進(jìn)一步加工的兩條(2，18)的剩余部分(52，54)被分離，且不形成其它加工條部分的至少一個要連接的條(2，18)的剩余部分(52，54)從其條(2，18)連接時以與其它加工條不同的速度運(yùn)動。
12.如上述權(quán)利要求的方法，其特征在于第一條(2)剩余部分(52)相對于繼續(xù)加工的條在條(2，18)連接后以比要加工條低的速度運(yùn)動。
13.如上述權(quán)利要求的方法，其特征在于第一條(2)剩余部分(52)相對于繼續(xù)加工的條在條(2，18)連接后被減速。
14.如上述三個權(quán)利要求之一的方法，其特征在于第二條(18)剩余部分(54)在條連接時和/或后以比要加工條高的速度運(yùn)動。
15.借助滾花連接煙草加工工業(yè)的材料條(2，18)的裝置，包括一用于滾花要連接的條(2，18)的滾花表面(34)；一驅(qū)動裝置(M6)，用于使?jié)L花表面(34)運(yùn)動；一驅(qū)動裝置(M6)的控制裝置，根據(jù)條(2，18)的運(yùn)動這樣確定滾花表面(34)的運(yùn)動，為了對條(2，18)滾花，條(2，18)和至少在條(2，18)路徑的確定位置(e)的滾花表面(34)以約同步的速度(v)彼此平行地運(yùn)動，其特征在于其控制裝置這樣構(gòu)成，即其驅(qū)動裝置(M6)使得其滾花表面(34)在與滾花時滾花表面(34)的運(yùn)動方向(22)相反的方向(38)運(yùn)動之后被加速到所述速度(v)。
16.如上述權(quán)利要求的裝置，其特征在于其滾花表面(34)設(shè)置在繞第一轉(zhuǎn)軸(35)轉(zhuǎn)動支撐的部分(32)上。
17.如上述權(quán)利要求的裝置，其特征在于第一轉(zhuǎn)軸(35)這樣設(shè)置，使得其部分(32)在轉(zhuǎn)動時與相對表面(28)可以作用接觸，在滾花表面(34)與相對表面(28)接觸時，對在滾花表面(34)和相對表面(28)之間穿過的要滾花的條(2，18)進(jìn)行滾花。
18.如上述權(quán)利要求的裝置，其特征在于其相對表面(28)至少形成繞第二轉(zhuǎn)軸(25)轉(zhuǎn)動支承的輥(24)表面(28)的一部分。
19.如上述權(quán)利要求15-18之一的裝置，還包括一滾花裝置(27，34)，通過它使得要連接的條(2，18)與其它加工條連接；一速度控制裝置(55)，用于改變至少一個要連接的條(2，18)的不形成其它加工條部分的剩余部分(52，54)的速度，使得其剩余部分(52，54)至少從其條連接時通過滾花裝置(27，34)以與其他加工條不同的速度運(yùn)動。
20.如上述權(quán)利要求的裝置，其特征在于其滾花裝置(27，34)具有第一滾花表面(27)和第二滾花表面(34)。
21.如上述權(quán)利要求的裝置，其特征在于第一滾花表面(27)和第二滾花表面(34)分別設(shè)置在轉(zhuǎn)動的輥(24，26)上，其轉(zhuǎn)軸(25，35)彼此平行且在其圓周表面(28，30)之間穿過要連接的條(2，18)。
22.如上述權(quán)利要求的裝置，其特征在于第二滾花表面(34)通過設(shè)置在輥(26)上部分(32)的外表面形成。
23.如上述四項權(quán)利要求之一的裝置，其特征在于其速度控制裝置(55)這樣構(gòu)成，即可以控制用于第一要連接的條(2)制動裝置的可控驅(qū)動裝置(M1)和/或用于通過卷筒(19)確定牽伸速度牽引第二要連接的條(18)的牽引裝置(12)的可控驅(qū)動裝置(M2)。
24.如上述權(quán)利要求的裝置，其特征在于其速度控制裝置通過控制驅(qū)動裝置(M2)可以改變優(yōu)選可以增大牽引裝置(12)的牽引速度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對輸出端(2)與輸入端的新材料條(18)通過滾花進(jìn)行連接的方法和裝置，特別是對從卷筒(4，19)輸出的煙草工業(yè)的紙條(2，18)滾花，其中要連接的條(2，18)以基本同步的速度(v)彼此平行地運(yùn)動，且在轉(zhuǎn)動的滾花表面(34)和轉(zhuǎn)動的相對表面(28)之間彼此連接，本發(fā)明的特點(diǎn)在于，其滾花表面(34)在與滾花時的運(yùn)動方向(22)相反的方向(38)向后運(yùn)動之后被加速到進(jìn)行滾花的所述速度(v)。
文檔編號A24C5/14GK1488299SQ0315402
公開日2004年4月14日 申請日期2003年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月14日
發(fā)明者A·埃布勒, A 埃布勒, F·格羅特豪斯, 尢睪浪, F·哈特曼, 羋, J·科林 申請人:豪尼機(jī)械制造股份公司