DE1632230A1 - Vorrichtung zum Steuern der Dichte eines Faserstranges fuer Zigarettenfilterstopfen od.dgl. - Google Patents

Description

Vorrichtung aura Steuern der Siebte eines Faserstranges für iSigarettenfilterstopfen od.dgl.

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Filterstopfen für die Herstellung von Mandat Uckzigaretten od.dgl.

Filterstopfen werden zunächst als ein fortlaufender Filterstrang hergestellt, indem ein fortlaufendes Filterstrangmaterial in eine fortlaufende Papierumhüllung eingehüllt wird und dann gleiche längen von diesem umhüllten Filter» strang abgeschnitten werden. Diese abgeschnittenen Längen sind normalerweise ein Vielfaches der Iiänge eines Filter- | Stopfens> der mit einer Zigarettenlänge vereinigt wird.

Der Filterstrang besteht aus einem Bündel paralleler Kunstfasern, die, bevor sie in die Filterstopfenberstellmaschine eintreten, durch eine Plastifizierungaeinrichtung laufen.

Der fortlaufende Filterstrang wird mit einem konstanten Noninalquersobnitt hergestellt; er sollte eine gleiche Masse je !Längeneinheit aufweisen und ebenso sollte der Widerstand gegen eine Luftströmung längs durch den Filterstrang konstant sein.

009849/0524 bad OSOlNAL

Die UlsgQ eines FilteretrangetUckes, das nit einer Zigaretten lttnge vereinigt wird, an eine Filteruundstiicksigarette au bilden» beträgt etwa 10 bis 20 mm. Deswegen iet es, von Standpunkt des Rauchers aus, wesentlich» dass die Zugcharakte xistik, d.h. der Widerstand gegen eine Luftströmung länge durch den filter, bei FilterstrangstUcken nit einer Länge dieser GrossenOrdnung etwa gleichförmig ist. Die Pakboren, die den Widerstand gegen eine Luftströmung lange durch den Filterstiang beeinflussen, sind erstens die Fasordlchte, wo-

™ runter die Aneahl von fasern je Einheit des Querachnittsbereiohs verstanden wird, zweitens der Denier der !Fasern, drittens der Grad der Kräuselung der Fasern und viertens der Grad der Faees~^Nöffnu»gⁿ. Einige dieser Faktoren beeinträchtigen die Masse je Längeneinheit des Filteretranges, so dass änderungen der Masse je Längeneinheit des Filterstranges bis ZLi eisern gewissen Grad« die Änderungen des Widerstandes gegen eine Luftströmung längs durch den Strang widerspiegeln, wobei, je höher die Masse je Längeneinheit

ft des Stranges ist, desto grosser der Widerstand gegen eine

Luftströmung längs durch diese Länge des Stranges sein wird.

Wenn der uneingehUllte Filterstrang von verhältnisaäseig konstantem Querschnitt ist, dann werden Variationen der Dichte entweder des uneingetalillttn Stranges oder des eingehüllten Filteretranges im allgemeinen Variationen in den Zugeigenechaften des Filterstranges andeuten.

009U 9/0524

Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist eine !Filterstopf enuer stelleinrichtung geschaffen« die SufUhralttel aufweist, die eine fortlaufende Länge you Filterstrangoaterial eufUbrt nod vorwärts fördert, ferner Prüfmittel, die Änderungen in der Siebte des fllterstranges feststellen und ein Signal abgeben» das diese itaderigngen wiedergibt , ferner Mittel au» Herumlegen und Vere@hH@se@n eines fortlaufenden Einbüllmaterlals um den Strang, uo so einen fortlaufenden eingehüllten Filterstrang zu erzeugen, ferner Mittel euo Aboebneiden von Filterstäben von dem fortlaufenden Strang und schliesslich Steuermittel, die das erwähnte Signal aufnehmen und dementsprechend die Zuführmittel steuern, um den Grad zu ändern, in dem der Strang gestreckt wird.

Sie PrUfmittel sind zweckmässig stromabwärts der Zuführmittel angeordnet und erzeugen ein Signal, das kurzzeitige Änderungen der Strangdichte wiedergibt; das Signal wird verwendet, um RUckweisaittel zu steuern, die solche Längen | des Pilterstranges butUckweisen, die besonders viel kurzzeitige Änderungen in der Strangdichte aufweisen. In diesem falle kann das Signal, bevor es den Steuermitteln für die Zuführmittel zugeleitet wird, vergleichmässigt werden, um die kurzzeitigen Variationen eu reduzieren. Pie Prüfmittel weisen vorteilhaft Mittel auf, die einen Luftstrom längs durch einen uneingehüllten Strang erzeugen und Mittel, die Änderungen la Druckabfall der Luft feststellen, die durch den Strang strömt, wobei diese Änderungen verursacht sind durch Variation in der Luftdurctalässigkeit zwischen einer Stelle und der nächsten entlang des Stranges. 009 8 49/0524 BAD OFHQiNAL

Alternativ oder susätslicn können die PrUfmittel Mittel sum Feststellen von Änderungen in der Durchlässigkeit des Stranges gegen Strahlung wie z.B. Beta-Strahlung aufweisen.

Wenn beide PrUfmittelarten angewandt werden, so kann der Grad der Streckung, de» der Strang unterworfen wird, von Signalen beider Prüfmittel abhängig gemacht werden. Die Zurttckweismittel können ebenfalls von beiden Prttfmitteln gesteuert werden.

Ein AusfUbrungsbeiepiel der Erfindung wird anhand der Zeiohnungen im einzelnen beschrieben, und ewar stellen dar:

Figur 1 eine schenatiscbe Seitenansicht einer Torrichtung nach der Erfindung und

Figur 2 eine Schnittanslcbt eines Details entlang der Linie XI-II in Figur 1.

Der fortlaufende Filterstrang ist bei FX gezeigt, nachdem er in der Plastifieierungeeinrichtung behandelt wurde, in der die Fasern des Stranges geöffnet oder gelockert werden. Der Strang wird gestreckt und in eine Filterherstollmaschine geleitet Bit Hilfe von Paaren angetriebener Rollen 11, 11 und 12, 12. Das Rollenpaar 12, 12 wird mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben; das Rollenpaar 11, 11 wird mit einer geringeren und steuerbaren Geschwindigkeit angetrieben, so dass der Strang zwischen den beiden Rollenpaaren gestreckt wird, und ewar in eine« veränderbaren, steuerbaren Hasse.

- 009849/0524 bad ommmai.

Die Pilterstopfenherstellmascbine 13 weist ein Garnitürband 14 auf, das das fortlaufende Einschlagpapiermaterial 15 in die Haschine einzieht. In einem Strangbildemechanismus 16 wird der fortlaufende Strang zusammengedrückt und in die fortlaufende Papierbahn eingehüllt und die Papierbahn verschlossen, um einen fortlaufenden Filterstrang PR von nominal konstantem Querschnitt zu bilden. Eine Abschneideinricbtung 17 zerschneidet den fortlaufenden Strang in gleiche Längen P. Die Geschwindigkeit des Stranges zwischen den Rollen 12, 12 1st die gleiche wie die Geschwindigkeit des Stranges, wenn er durch die Pilterstopfenberstelloascbine läuft.

Es hat sich herausgestellt, dass, wenn der Strang PX ohne eine Korrekturwirkung eingehüllt wird, sowohl kurzzeitige als auch langzeitige Änderungen sowohl der Masse je Längeneinheit als auch der Zugcharakteristik des eingehüllten Pllterstranges auftreten.

Um diese Variationen festzustellen, ist die folgende Anordnung getroffen. Ein Rad 13 weist eine luftdurchlässige Umfangeflache 19 von konkavem Querschnitt auf und eine ortsfeste Saugkammer 20 innerhalb des Rades steht in Verbindung mit einer kurzen Länge der luftdurchlässigen Umfangsflache 19. Eine Saugleitung 21 :!lihrt von der Saugkammer 20 zu einem Saugventilator 22, der also Luft durch den luftdurchlässigen Umfangsflächenteil 19 in die Saugkammer 20 zieht. Der Strang PX läuft in Berührung mit der Oberfläche 19 des Laufrades

009849/0524

über eine Länge der Uufangsflache, die geringfügig eröaser ist als die Saugkammer 20, so dass alle Luft, die is die Kammer eingesaugt wird, zunächst durch den Strang gegangen ist. Das Rad 18 ist mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, die der Lineargeschwindigkeit dea Stranges entspricht. Variationen in der Luftdurchlässigkeit des Stranges verursachen so Varie.tionen in der Menge des Luftflueses In die Kammer 20. Ein Luftstrumungsbegrenser 21a in der Leitung 21 sowie eine Leitung 23, die mit dem Rohr 21 stromaufwärts des Begrenzers 21a vorgesehen ist, erlaubt es, Änderungen im Luftdruck in der Kammer 20, die durch diese Strömungsänderung hervorgerufen sind, einem Umformer 24 SUEUfUhren, Der Umformer erzeugt ein elektrisches Signal, das einer Speichereinheit 25 mittels einer elektrischen Verbindung 26 zugeführt wird. Di^:. Luftdrucfevariationen in der Leitung 23 werden ferner einer Xntegxierungskamoer 27 durch einen Strömungsbegrenzer 28 zugeführt, so dass die kurzzeitigen änderungen im Luftdruck ausgeglichen werden.

P Die langzeitigen Luftdruckvariationen der Kammer 27 werden einem Balgen oder einem Stapel biegbarer Kapseln 29 zugeflihrt. Der Balgen oder die Kapseln 29 dehnen sich so aus oder ziehen sich zusammen zugleich mit den langzeitigen Änderungen des Luftdrucks und betätigen die Bingangakamoer eines hydraulischen Verstärkers 31. Der Verstärker 31 ist etwa so ausgebildet, wie dies in der deutschen Patentschrift (M 42 738 III/79b) offenbart ist. Der Verstärker weist ein Auegangsglied 32 auf,, das sich gesteuert von Eingangsglied bewegt, aber in verstärktem Masse.

BAD 009849/0524

Eise Seta-Str&blenprüfvorrichtung ist bei 35 geseigt. Biese β teilt <Jeu Betrag von Beta-Strahlung ans eis®* Quelle 34 fest, der durch den eingehüllten Filterstrang TR f binduxobtrttt und ereeugt ein elektrisches Signal, das den Variationen des Kasse je Längeneinheit des Stranges PR eatspslehtc In der Praxis würde noch eine Ausgleicheinheit TOSgeeehess sein, am ein elektrisches Signal εα ergeben, das d@r gewünschten Hasse je Längeneinheit des Stranges entspricht, so dase das resultierende erzeugte Signal "den Unterschied svlschen den beiden Signalen darstellt und den Variationen der Masse je Längeneinheit des Stranges PR einerseits und der gewünschten Masse je Längeneinheit andererseits entspräche. Sie Ausgleichseinbelt kann die Gestalt einer weiteren Prüfvorrichtung und einer Quelle alt einen dazwischen angeordneten Schirm aufweisen, üb so die Wirkung eines Fllterstranges ron gewünschter Masse je Längeneinheit eu sleulieren. Die Beta-Strablenprüfvorrichtung ist von hoher AnspzucheBpfindllcbkelt, so dass ihr Ausgangssignal sich sowohl nit kursceitigen als auch mit langseitigen Änderungen der Masse je Längeneinheit des Stranges FR ändert. Bas Signal wird über elektrische Leitungen 35 und 35a der Speichereinheit 25 angeführt. Sas Signal wird ferner Über die elektrische Leitung 35 einer Integriereinrichtung 36 sugefUbrt, üb die kursseitigen änderungen aussuglelcben und das Signal, das danach nur noch die langseitigen Änderungen enthält, wird über eine elektrische Leitung 37 einem umkehrbaren elektrischen Motor 38 sugeführt. Der Motor 38 dreht sich auf diese Weise in einer Richtung oder der anderen, abhängig davon, ob die mittlere Masse je Längen-

009849/0524 bad o«Q.nal

einheit dee Filterstrangea FR kleiner wird oder grosser wird als die gewünschte Kasse je Längeneinheit. Die Spindel 39 des Motors 38 ist mit einem Gewinde versehen und trägt eine Mutter 40, die bei Drehung des Motors 38 so angehoben oder abgesenkt wird.

Ein elektrischer Motor 4t treibt eine Welle 42, die, B.B. als Hauptwelle der Filterstopfenherstelleinrichtung, das Garniturband 14 antreibt. Das Rollenpaar 12, 12 wird unnlttelbar Über Kegelrttder 43, 44, 45 und 46 von der Welle 42 angetrieben und das Rollenpaar 11, 11 wird Über Kegelräder 47» 48 ▼on einen Geechwindigkeltsänderungs- und cedusiergetriebe 49 angetrieben, das wieder aas Über Kegelräder 50 und 31 von der Welle 42 angetrieben wird. Das Geschwindlgkeitsänderungs- und -reduBiergetriebe 49 entspricht den in der britischen Patentschrift 618 774 offenbarten. Das üoersetsungsverhält*· nie der Vorrichtung 49 wird Bitteis des Gliedes 32 geändert.

Das Ausgangsglied 32 des hydraulischen Verstärkers 31 und die Mutter 40 sind schwenkbar mit entgegengesetsten Enden eines Hebele 33 verbunden und ein Lenker 34 ist alt einen seiner Ende schwenkbar an einen Zwiscbenpunkt des Hebele 33 und nit seinen anderen Ende an Glied 52 angelenkt.

Die Rollen 11, 11 und 12, 12 sind alle von gleicher GrÖase und da das Geacbwindigkeitaänderungagetriebe 49 inner eine Gescbwindigkeitsverringerung bewirkt, läuft der Strang, der zwischen den Rollen 12 austritt, nit einer grosseren Ge-

BAD OFHQSNAL 009849/0524

schwindigkeit als derjenigen, nit der er mischen die Rollen 11, 11 eintritt. Saber wird der Strung wischen den beiden Rollenpaaren gestreckt. Diese Streckwirkung verringert den Grad der Kräuselung der fasern und hat das Bestreben, die Pasern zu spannen; die Gesamtwirkung ist daher die, die Hasse je Längeneinheit des Stranges su verringern und ebenso den Widerstand gegen eine Luftströmung längs durch den eingehüllten Strang beim eingehüllten JFiIt er strang. Langzeitiges Ansteigen der Hasse je Längeneinheit des eingehüllten Filter» stranges, wie es durch die Prüfvorrichtung 33 festgestellt wird, und langzeitiges Absinken äer Luftdurohlässigkeit, wie es sich aus langzeitigeo Absinken des Luftdruckes in der Saugkammer 20 ergibt, bewirken, dass das Glied 54 in gleicher Richtung bewegt wird. Auf diese Weise wird ein langzeitiges Ansteigen der Hasse je Längeneinheit bewirken, dass der Hotor in solcher Richtung gedreht wird, dass die Kutter 40 angehoben wird und entsprechendwird ein langzeitiges Absinken des Luftdrucks in der Saugkamaer 20 das Glied 32 aufwärtsbewegen. Beide diese Wirkungen bewegen das Glied 54 aufwärts I und dieses bewegt wiederum das Glied 52 in solcher Richtung, dass die Untersetzung der Vorrichtung 49 grosser wird. Auf diese Weise wird die Geschwindigkeit der Rollen 11, 11 verringert und die Streckung des Stranges wird vergrösaert; dies bat die Wirkung, dass die Hasse je Längeneinheit des eingehüllten Filterstranges herabgesetzt wird und seine Luftdurohlässigkeit dementsprechend veitfAutflll wird. Langseitiges Absinken der Hasse je Längeneinheit des eingehüllten Filterstranges und langzeitiges Ansteigen seiner Luftdurohlässigkeit

009849/0524

haben die umgekehrte Wirkung: das Glied 52 wird abgesenkt, bo dass die Rollen 11, 11 schnelles laufen. Auf diese Veiee werden langeeitige Änderungen der Masse Je Längeneinheit und der Zugeigenachalt des eingehüllten Filteratrangea verringert.

Ea können troteden noch erhebliche kuszseitige Änderungen auftreten, die nicht dadurch verhindert werden können, dass man den Grad des Streckens des Stranges ändert, weil, wie dargestellt, dies in wesentlichen eine langseitige Steuerung ist. üb Änderungen in entweder dex Luftduschlässigkeit oder des Masse je Längeneinheit su verhindern, die auf solchen kurzzeitigen Unregelmäßigkeiten grosses Amplitude beruhen, werden Stopfenlängen 1, die solche Änderungen enthalten, zurückgewiesen nittels eines Rlickweisnechanisnua 55- Der Rückweisoechanistttts, der von beliebiger bekannter Ast sein kann, wird von der Speicheseinheit 25 gesteuert, die Informationen Ubes den Ost von Stranglängen speichert, die solche kureseitigen Änderungen enthalten, und die Speiebereinheit betätigt den ZusttckweisneobanisauB 55« wenn ein Stopfen ?, des eine solche fehlerhafte Länge des Stranges enthält, sich in Wirkungsbereich des Rttckweisnechanisnus 55 befindet.

BAD 0RK31NAI·

009849/05 24

Claims (6)

163223Cn Patentansprüche

1./ Filterherstellmascbine nit ZufUhralttela bus Strecken einer fortlaufenden Ltnge tod Filterstrangaaterial usd sob ZafUhren derselben vorwärts, Mitteln can Herumlegeo and Ytr-Bchliessen einer fortlaufenden UnhUllung mc den Strang» ob einen fortlaufenden Filterstrang βα erhalten, und Mitteln EU» Abschneiden von Longen vom fortlaufenden Filterstrang, μ gekennzeichnet durch PrUfoittel, die änderungen in der Dichte des Filterstranges «essen und ein Signal abgeben, das die Änderungen darstellt, und durch Steuermittel, die in Abhängigkeit τοπ dieses Signal arbeiten und dl· ZufBarmittel steuern, um den Grad so ändern, in des der Strang gestreckt wird.

2. Torrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennBelohnet,fees die PrUfnittel stromabwärts der Zuführmittel angeordnet sind und Mittel aufweisen, die «in Signal erseogen, das kursieitige Änderungen in der Dichte darstellt und dass Rttckveisaittel, die in Abhängigkeit von dem Signal längen des illterstranges EurUckweisen, die zuviel kur«Eeitige Inderungen der Dichte aurwoisen, sowie Mittel sum Tergleichmässigen des Signals cwecke Anwendung des Signals an den Steueroltteln vorgesehen sind.

0098Λ.9/0524

3. yorriAttmg nach Anepruch 2, dadurch gekennzeichnet, dase die Prüfmittel Mittel aufweisen, die eine luftströmung durch eine Länge eines udeingehUliten Stranges erzeugen,und ferner Kittel EUO Prüfen der Variationen im Druckabfall der durch den Strang flieesenden Luft, die auf Unterschieden in der Luftdurchlässigkeit »wischen einer Stelle und einer anderen entlang des Stranges beruhen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfmittel ein drehbares Rad aufweisen, dessen U-förmiger

W Unfanpakanal, durch den der Strang tangential zn dem Had läuft, mit einem luftdurchlässigen Boden versehen ist und dass eine ortsfeste Saugkammer innerhalb des Rades angeordnet ist, um Luft durch die Länge des Stranges eu saugen, die sich jeweils im Kanal befindet.

5* Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfmittel bekannte Mittel aufweisen, die Änderungen der Masse je Längeneinheit des Filterstranges feststellen, indem sie . Änderungen in der Durchlässigkeit des Stranges für Beta-Strahlung feststellen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Rückweismlttel, die in Abhängigkeit von dem erwähnten Signal arbeiten und filterstranglangen zurück» eisen, die zuviel Variationen der Masse je Längeneinheit aufweisen*

BAD OFHGi^AL J309B49/0S24