DE102011006416A1 - Verfahren und System zum Herstellen eines Filterstrangs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen wenigstens eines Filterstrangs (24) der Tabak verarbeitenden Industrie aus wenigstens einem Filtertow (4), insbesondere aus einem Filtertow (4) aus Celluloseacetat, wobei dem Filtertow (4) ein Weichmacher zugesetzt wird und nach Zugabe des Weichmachers ein Filterstrang (24) aus dem Filtertow geformt wird, wobei aus dem Filterstrang (24) anschließend Filterstäbe (28) einfacher oder mehrfacher Gebrauchslänge abgelängt werden, wobei der Filterstrang (24) vor dem Ablängen von Filterstäben (28) eine HF-Messeinrichtung (81) und/oder eine Mikrowellenmesseinrichtung (37, 64) durchläuft, sowie ein entsprechendes System zum Herstellen eines Filterstrangs (24). Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass einzelne Filterstäbe (28) entnommen werden und einer Filterstabmessstation (50) zugeführt werden, in der wenigstens die Masse und der Zugwiderstand der Filterstäbe (28) gemessen werden, wobei aus den Messungen der Masse und des Zugwiderstands der Filterstäbe (28) und den Messungen mit der HF-Messeinrichtung (81) oder der Mikrowellenmesseinrichtung (37, 64) am Filterstrang (24) ein Gewichtsanteil an Weichmacher und/oder eine Feuchtigkeit im Filterstrang (24) ermittelt wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen wenigstens eines Filterstrangs der Tabak verarbeitenden Industrie aus wenigstens einem Filtertow, insbesondere aus einem Filtertow aus Celluloseacetat, wobei dem Filtertow ein Weichmacher zugesetzt wird und nach Zugabe des Weichmachers ein Filterstrang aus dem Filtertow geformt wird, wobei aus dem Filterstrang anschließend Filterstäbe einfacher oder mehrfacher Gebrauchslänge abgelängt werden, wobei der Filterstrang vor dem Ablängen von Filterstäben eine HF-Messeinrichtung und/oder eine Mikrowellenmesseinrichtung durchläuft. Die Erfindung betrifft weiter ein entsprechendes System zum Herstellen eines Filterstrangs.
• Bei der Herstellung von Filterstäben, die aus einem zuvor hergestellten Filterstrang abgelängt werden, ist die Konstanz der Materialeigenschaften und damit die Konstanz der Filtereigenschaften sehr wichtig. Bei der Herstellung des Filterstrangs wird daher auf gleichbleibende Qualität und Zusammensetzung des Strangmaterials Wert gelegt. Diese werden im laufenden Produktionsbetrieb geprüft. Messungen zur Qualitätssicherung werden dabei entweder online am Filterstrang in einer Filterstrangmaschine durchgeführt oder offline am abgelängten Filterstab, beispielsweise in so genannten Filterstabmessstationen.
• Filterstabmessstationen weisen üblicherweise eine Reihe von zwei oder mehr Messeinrichtungen auf, die von stichprobenartig oder systematisch aus dem Produktionsprozess ausgeschleusten Filterstäben nacheinander durchlaufen werden. Das Ausschleusen und der Transport zu einer Messstation geschieht dort im Wesentlichen manuell bzw. wird manuell angefordert.
• Filtermaterial besteht üblicherweise aus einem Gemisch von Inhaltsstoffen. So wird bei Filtern, die aus einem Filtertow aus Celluloseacetat (CA, auch Zelluloseazetat) hergestellt werden, ein Weichmacher zugesetzt, etwa Triacetin oder Triethylenglycoldiacetat. Damit werden die Celluloseacetatfasern angelöst und verklebt und somit das Filtermaterial verfestigt. Der Weichmacher wird in einer Dosiereinrichtung fein zerstäubt auf das ausgebreitete Filtertow ausgebreitet, bevor dieser zu einem zylindrischen Faserstrang geformt wird. Der Anteil des Weichmachers am Filterstrang beträgt etwa 6 Gew.-%. Des Weiteren nimmt der Filterstrang bei seiner Herstellung Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft auf, gegebenenfalls auch bei einer Klimatisierung in einer Klimakammer.
• Die Filtereigenschaften der fertigen Filterstäbe hängen empfindlich von den Gewichtsanteilen der verschiedenen Inhaltsstoffe des Filterstabes ab, insbesondere vom Anteil des Weichmachers. Bei der Herstellung des Filterstrangs ist daher ein möglichst gleichmäßiger Auftrag von Weichmacher in Relation zur Trockenmasse des Filtertows sicherzustellen.
• Es sind verschiedene Verfahren bekannt, den Mengenanteil des Weichmachers in einem Filterstrang oder in Filterstäben zu bestimmen. So offenbart EP 1 895 291 A1 eine Filterstabmessstation, in der der Anteil der Masse des Weichmachers in einer Filterstabmessstation, also offline, dadurch ermittelt wird, dass in einem Mikrowellenresonator eine Resonanzfrequenzverschiebung und eine Verbreiterung einer Resonanzkurve gemessen werden. Zusätzlich werden die Masse und der Zugwiderstand des Filterstabs gemessen. Aus diesen Messergebnissen wird anschließend der Anteil an Weichmacher im Filterstab errechnet. Diese Messungen finden an stichprobenweise entnommenen Filterstäben statt, so dass zeitlich schnell verlaufende Änderungen nicht immer erfasst werden.
• Online-Messungen werden üblicherweise so durchgeführt, dass eine Mikrowellenmessung mit einem Mikrowellenresonator am fertig geformten zylindrischen Filterstrang abwechselnd mit und ohne Weichmacher erfolgt. Die Differenz zwischen diesen Messungen gibt Aufschluss über den Anteil des Weichmachers am Filterstrang. Nachteilig ist hierbei die häufige Unterbrechung der Filterherstellung durch Ausschalten des Weichmacherauftrags zur Referenzbildung für die Differenzmessung.
• Ein anderes am Filterstrang, also online, durchgeführtes Messverfahren ist in EP 1 197 746 A1 offenbart. Dabei erfolgt eine Differenzbildung an zwei Mikrowellenmessungen, die vor Auftrag des Weichmachers am offenen Filtertow und nach Auftrag des Weichmachers am fertig geformten Filterstrang durchgeführt werden. Die Differenz gibt Aufschluss über den Anteil des Weichmachers. Eine weitere entsprechende Differenzmessung mittels Mikrowellen vor und nach einem Weichmacherauftrag ist aus EP 1 480 532 B1 bekannt.
• Diese Messverfahren, die auf einer Differenzmessung von Mikrowellenresonatormessungen vor und nach dem Weichmacherauftrag beruhen, erfordern eine aufwändige Kalibration. Sie sind mit einer großen Messungenauigkeit behaftet, da an der Messstelle vor dem Weichmacherauftrag ein unregelmäßiges Filtertow vorliegt. Dies hat zur Folge, dass die Materialdichte an dieser Stelle im Verlauf der Förderung des Filtertows schwankt und die Verteilung der Filtertowmasse in dem Resonatorraum dauernd wechselt. Die Schwankungen in der Materialdichte und Materialverteilung ist nach der Formung des Filterstrangs wesentlich geringer, so dass die Vergleichsbasis der Messungen vor und nach dem Auftrag von Weichmacher häufig schwankt.
• Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine fortlaufende Ermittlung von Gewichtsanteilen von mehreren Inhaltsstoffen in einem Filtermaterial in Form eines Filterstabes und/oder eines Filterstrangs, das insbesondere auf Celluloseacetat basiert, mit einem geringeren Kalibrationsaufwand als bisher und mit einer erhöhten Messgenauigkeit zu ermöglichen.
• Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen wenigstens eines Filterstrangs der Tabak verarbeitenden Industrie aus wenigstens einem Filtertow, insbesondere aus einem Filtertow aus Celluloseacetat, wobei dem Filtertow ein Weichmacher zugesetzt wird und nach Zugabe des Weichmachers ein Filterstrang aus dem Filtertow geformt wird, wobei aus dem Filterstrang anschließend Filterstäbe einfacher oder mehrfacher Gebrauchslänge abgelängt werden, wobei der Filterstrang vor dem Ablängen von Filterstäben eine HF-Messeinrichtung und/oder eine Mikrowellenmesseinrichtung durchläuft, die dadurch weitergebildet ist, dass einzelne Filterstäbe entnommen werden und einer Filterstabmessstation zugeführt werden, in der wenigstens die Masse und der Zugwiderstand der Filterstäbe gemessen werden, wobei aus den Messungen der Masse und des Zugwiderstands der Filterstäbe und den Messungen mit der HF-Messeinrichtung und/oder der Mikrowellenmesseinrichtung am Filterstrang ein Gewichtsanteil an Weichmacher und/oder eine Feuchtigkeit im Filterstrang ermittelt wird. Es kann im Rahmen auch eine laufende Mittelung über die Massen und Zugwiderstände der Filterstäbe erfolgen. Die Entnahme der Filterstäbe erfolgt insbesondere entsprechend einer vorgebbaren Systematik und die Zuführung zu der Filterstabmessstation automatisch, vorzugsweise mittels Druckluft.
• Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf dem Grundgedanken, dass die Online-Messung mit einer HF-Messeinrichtung (Hochfrequenz-Messeinrichtung) und/oder einer Mikrowellenmesseinrichtung am Filterstrang kombiniert wird mit einer Offline-Messung der Masse und der Zugwiderstände von ausgewählten Filterstäben. Die Masse an Weichmachern lässt sich aus diesen Messdaten mit einem einfachen funktionalen Zusammenhang ermitteln. Bei der Verwendung einer Mikrowellenmesseinrichtung seien beispielsweise eine Verschiebung der Resonanzfrequenz mit Δf₀ bezeichnet und eine Verbreiterung der Resonanzkurve mit Δf₁₂. Die Masse eines Filterstabs sei mit M bezeichnet und der gemessene Zugwiderstand mit PD (pressure drop). Die Masse an Triacetin pro Längeneinheit ergibt sich dann in guter Näherung als Linearkombination von Termen, die jeweils zu Δf₀, Δf₁₂, M und PD proportional sind. Auch der Feuchtegehalt lässt sich als Linearkombination von Termen bestimmen, die proportional zu Δf₀, Δf₁₂ sowie M sind. In beiden Fällen sind auch konstante Terme zu berücksichtigen.
• Im Falle der Feuchte kann auch ein Term proportional zu M/Δf₁₂ berücksichtigt werden.
• Für den Fall einer Messung mit einer HF-Messvorrichtung anstelle oder zusätzlich zu einer Mikrowellenmessvorrichtung treten beispielsweise eine Phasenverschiebung und eine Abschwächung an die Stelle der Resonanzfrequenzverschiebung und der Resonanzkurvenverbreiterung. Bei den Messungen in einer Mikrowellenmesseinrichtung und/oder einer HF-Messeinrichtung werden Größen gemessen, die von den Mengen und den Permittivitätszahlen der im Gemisch enthaltenen Inhaltsstoffe des Filtermaterials beeinflusst werden. Wenn Mikrowellen und HF-Wellen (Hochfrequenz-Wellen), also elektromagnetische Wellen im Bereich zwischen 100 kHz und 300 GHz, verwendet werden, ist es auch möglich, aufgrund der unterschiedlichen Frequenzabhängigkeiten der Permittivitätszahlen von Weichmachern, Wasser und Zelluloseacetat eine genaue Bestimmung der Gewichtsanteile der drei Komponenten des Filterstrangs zu erreichen.
• Die Permittivität oder dielektrische Leitfähigkeit ist eine komplexwertige Größe, die materialabhängig, frequenzabhängig und temperaturabhängig ist. Sie beschreibt die Durchlässigkeit eines Materials für elektromagnetische Wechselfelder. Sie bezeichnet die feldschwächenden Effekte der dielektrischen Polarisation des Mediums.
• Die vorliegende Erfindung nutzt den Effekt aus, dass mit einer Kombination von Messungen der Masse und des Zugwiderstands von Filterstäben und einer Messung von Größen, die durch die dielektrischen Eigenschaften des Filterstrangmaterials beeinflusst werden, eine schnelle und genaue Ermittlung des Weichmachergehalts und gegebenenfalls des Feuchtigkeitsgehalts eines Filterstrangmaterials möglich ist, wobei aufgrund der Online-Messung der dielektrisch beeinflussten Größen im Unterschied zum bekannten Stand der Technik eine fortlaufende Überwachung möglich ist. Auch wenn die Masse und der Zugwiderstand der Filterstäbe nur in vergleichsweise großen Zeitabständen von einigen Sekunden gemessen werden und somit für den Zeitraum bis zur nächsten Messung als näherungsweise konstant angenommen werden, zeigen sich Änderungen in der Zusammensetzung des Filterstrangmaterials, beispielsweise Änderungen im Weichmacherauftrag, in der Messung in der Mikrowellenmesseinrichtung oder der HF-Messeinrichtung augenblicklich. Eine solche online auftretende Änderung der Messdaten kann bei Überschreiten von vorbestimmten oder vorbestimmbaren Grenzwerten dazu führen, dass die Entnahme eines oder mehrerer Filterstäbe und die Messung von deren Masse und Zugwiderstand erzwungen wird, um eine genaue Ermittlung der Gewichtsanteile der Inhaltsstoffe des Filtermaterials zu erreichen und so eine solidere Ausgangsbasis dafür zu haben zu entscheiden, ob betroffene Filterstäbe aus dem weiteren Herstellungsprozess entfernt werden müssen. Auch die Überschreitung von den gleichen oder anders gewählten Grenzwerten für die Messwerte in der Mikrowellenmesseinrichtung bzw. der HF-Messeinrichtung kann für sich bereits eine Grundlage darstellen, dass betroffene Filterstäbe aus dem weiteren Herstellungsprozess entfernt werden. Diese Grenzwerte können abhängig von den zuletzt gemessenen Werten für Massen und Zugwiderstände von Filterstäben variieren.
• Da die funktionalen Zusammenhänge zwischen den Gewichtsanteilen der Inhaltsstoffe im Filtermaterial und den gemessenen Werten für die Masse, den Zugwiderstand und die dielektrisch beeinflussten Größen Δf₀ und Δf₁₂ bzw. die entsprechenden Größen in einer HF-Messeinrichtung bekannt sind und ihre Kreuzkorrelationen ebenfalls ermittelt werden können oder bekannt sind, können bei einer Änderung der online gemessenen Messdaten für Δf₀ und Δf₁₂ auch Hypothesen aufgestellt werden für die Änderung der Masse und des Zugwiderstandes, ohne dass diese unmittelbar gemessen werden. Auch damit können die Grenzwerte beispielsweise für Δf₀ und Δf₁₂, bei deren Überschreiten oder Unterschreiten weitere Maßnahmen eingeleitet werden müssen, angepasst werden.
• Vorteilhafterweise erfolgt eine Steuerung der Filterstrangherstellung, insbesondere eine Steuerung des Weichmacherauftrags oder einer Klimatisierung, wenn der ermittelte Wert des Gewichtsanteils an Weichmacher im Filterstrang und/oder eine Feuchte des Filterstrangs von einem voreinstellbaren oder voreingestellten Wert oder Wertebereich abweicht, insbesondere von diesem Wert oder Wertebereich um mehr als einen wählbaren oder vorbestimmten Betrag abweicht. Dazu werden sowohl die offline gemessenen Werte für Masse und Zugwiderstand der Filterstäbe als auch die online gemessenen Werte aus der Mikrowellenmesseinrichtung und/oder der HF-Messeinrichtung zusammengefasst und einer Auswerte- und Regelvorrichtung zugeführt, die die Filterstrangherstellung so stört, dass die gewünschten Werte für Filterstabmasse, Zugwiderstand und Gewichtsanteile der Inhaltsstoffe innerhalb der gewünschten Parameterbereiche bleiben. Diese Regelung stellt eine Closed-Loop-Regelung mit Anteilen von kontinuierlich online gemessenen Messdaten und diskontinuierlich offline gemessenen Messdaten dar.
• In der HF-Messeinrichtung wird vorzugsweise eine Phasenverschiebung und/oder eine Signalamplitudenveränderung gemessen. Unter einer Signalamplitudenveränderung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Amplitudenveränderung der Resonanzfrequenzspannung verstanden. In der Mikrowellenmesseinrichtung wird vorzugsweise eine Resonanzfrequenzverschiebung und/oder eine Resonanzkurvenverbreiterung und/oder eine Veränderung einer Steigung der Resonanzkurve und/oder eine Signalamplitudenveränderung gemessen. Dabei handelt es sich vorzugsweise um einen Mikrowellenresonator. Wenn sowohl eine HF-Messeinrichtung als auch eine Mikrowellenmesseinrichtung verwendet werden, weisen diese vorzugsweise eine gleichartige Feldgeometrie und/oder ein gleichgroßes Messvolumen auf. Dies erleichtert die gegenseitige Kalibration.
• Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise dadurch weiter verbessert, dass am Filterstrang unmittelbar vor, in oder unmittelbar hinter der HF-Messeinrichtung oder der Mikrowellenmesseinrichtung eine Temperatur des Filterstrangs gemessen wird, wobei insbesondere die Temperatur des Filterstrangs bei der Ermittlung des Gewichtsanteils an Weichmacher und/oder der Feuchtigkeit im Filterstrang berücksichtigt wird. Damit wird berücksichtigt, dass die Permittivitätszahlen der Inhaltsstoffe des Filterstrangs nicht nur frequenzabhängig, sondern auch temperaturabhängig sind. Durch die Berücksichtigung der Temperatur des Filterstrangmaterials bei der Messung der dielektrisch beeinflussten Messgrößen können Verschiebungseffekte aufgrund von Temperaturänderungen kompensiert werden. Dies ist insbesondere von Vorteil beim Anfahren einer Maschine, wobei die Maschine sich innerhalb der ersten Minuten des Betriebs deutlich erwärmt, was auch die Temperatur des Filterstrangs beeinflusst. Nach circa 10 Minuten sind die Betriebsbedingungen allerdings üblicherweise weitgehend konstant.
• Vorteilhafterweise werden anhand von rapiden Änderungen der Messwerte in der HF-Messeinrichtung und/oder der Mikrowellenmesseinrichtung Tropfen von Weichmachern und/oder Fremdkörper im Filterstrang erkannt. Insbesondere metallische Fremdkörper führen zu großen kurzzeitigen Veränderungen der dielektrischen Eigenschaften des Filterstrangs. Diese sehr deutlichen Signale werden in diesem Fall dafür benutzt, Filterstäbe mit entsprechenden Fremdkörpern auszuschleusen. Bei Tropfen von Weichmachern sind die kurzzeitigen Änderungen kleiner als bei metallischen Fremdkörpern. Dennoch lässt sich in einer Mikrowellenmesseinrichtung oder einer HF-Messeinrichtung auch der Effekt detektieren, dass das Weichmachermaterial, das in einer Auftragskammer üblicherweise in fein verteilter Form auf das Filtertow aufgebracht wird, sich beispielsweise an der Decke der Auftragskammer sammeln kann und größere Tropfen bildet, die anschließend auf das Filtertow fallen. Ein Teil des Filtertows, das einen solchen Weichmachertropfen aufgenommen hat, weist deutlich andere mechanische Eigenschaften auf, als das restliche fein bestäubte Filtertow, und ist zur Verwendung in Filterstäben nicht mehr geeignet. Auch solche Filterstäbe werden daher anschließend aus dem Produktionsprozess ausgeschleust.
• Vorzugsweise werden wenigstens zwei Filterstränge parallel hergestellt und jeder der wenigstens zwei Filterstränge durchläuft eine HF-Messeinrichtung und/oder eine Mikrowellenmesseinrichtung, wobei einzelne aus den wenigstens zwei Filtersträngen abgelängte Filterstäbe entnommen werden und einer Filterstabmessstation oder jeweils einer von mehreren Filterstabmessstationen zugeführt werden. So kann die Produktionsgeschwindigkeit erhöht werden.
• Ebenfalls vorzugsweise werden die Filterstäbe, die einer Filterstabmessstation zugeführt worden sind, nach den Messungen in der Filterstabmessstation der weiteren Produktion von stabförmigen mit Filtern versehenen Produkten der Tabak verarbeitenden Industrie zugeführt. Dies kann dadurch geschehen, dass die Filterstäbe, die eine Filtermessstation durchlaufen haben, in einen Vorrat für Filterstäbe eingeführt werden oder dadurch, dass sie, insbesondere zusammen mit den übrigen Filterstäben, in eine nachgeschaltete Filteransetzmaschine eingeführt werden.
• Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein System zum Herstellen wenigstens eines Filterstrangs der Tabak verarbeitenden Industrie aus wenigstens einem Filtertow, insbesondere aus einem Filtertow aus Celluloseacetat, mit einer Filterstrangherstellungsmaschine und wenigstens einer Filterstabmessstation, wobei die Filterstrangherstellungsmaschine eine Steuereinheit, eine Auftragseinrichtung für Weichmacher, eine Formatvorrichtung zur Formung eines Filterstrangs aus dem Filtertow, eine HF-Messeinrichtung und/oder eine Mikrowellenmesseinrichtung und eine Ablängvorrichtung zum Ablängen von Filterstäben aus dem Filterstrang umfasst, gelöst, das dadurch weitergebildet ist, dass eine Entnahmevorrichtung und eine Fördervorrichtung vorgesehen sind, mittels der einzelne Filterstäbe entnehmbar und zu der Filterstabmessstation förderbar sind, wobei die Filterstabmessstation Einrichtungen zum Messen einer Masse und eines Zugwiderstands der Filterstäbe aufweist, wobei eine Datenleitung zur Übermittlung von Messdaten der wenigstens einen Filterstabmessstation an die Steuereinheit der Filterstrangherstellungsmaschine vorgesehen ist, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, aus den Messdaten der Masse und des Zugwiderstands der Filterstäbe und den Messdaten der HF-Messeinrichtung und/oder der Mikrowellenmesseinrichtung am Filterstrang einen Gewichtsanteil an Weichmacher und/oder eine Feuchtigkeit im Filterstrang zu ermitteln. Unter einer Filterstabmessstation wird im Rahmen der Erfindung jede Einrichtung oder Anordnung verstanden, die eine Offline-Messung von Gewicht und Zugwiderstand von Filterstäben erlaubt.
• Bei einer Ablängvorrichtung kann es sich beispielsweise um einen Messerapparat handeln. Die Entnahmevorrichtung kann als mechanische oder pneumatische Vorrichtung ausgebildet sein. Die Fördervorrichtung kann ebenfalls mechanisch oder pneumatisch ausgebildet sein. Die Filterstrangherstellungsmaschine weist vorteilhafterweise auch eine Klimakammer oder eine Feuchtekammer für das Filtertow auf.
• In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Steuereinheit ausgebildet, anhand des ermittelten Gewichtsanteils an Weichmacher und/oder der Feuchtigkeit im Filterstrang die Filterstrangherstellung zu steuern, insbesondere einen Weichmacherauftrag und/oder eine Klimatisierung, insbesondere eine Feuchteregelung.
• Wenn vorzugsweise die Strangmaschine als Zweistrangmaschine oder als Mehrstrangmaschine ausgebildet ist, wobei entnommene Filterstäbe zu einer Filterstabmessstation oder jeweils einer von mehreren Filterstabmessstationen förderbar sind, ist eine Beschleunigung des Herstellungsverfahrens erreichbar.
• Das erfindungsgemäße System ist vorteilhafterweise ausgebildet, ein oben beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
• Die zu den einzelnen Erfindungsgegenständen, also dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem erfindungsgemäßen System genannten Vorteile, Eigenschaften und Merkmale gelten ohne Einschränkung auch für den jeweils anderen Erfindungsgegenstand.
• Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:
• 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems,
• 2 eine schematische Querschnittsdarstellung durch einen Mikrowellenresonator und
• 3 eine schematische Querschnittsdarstellung durch einen HF-Messkondensator.
• In den folgenden Figuren sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente bzw. entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer entsprechenden erneuten Vorstellung abgesehen wird.
• 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems zum Herstellen eines Filterstrangs 24, zum Beispiel für die Herstellung von Filterstäben 28 für Zigaretten und dergleichen rauchbarer Artikel. Bei der dargestellten Vorrichtung zur Herstellung von Filterstäben 28 kann es sich beispielsweise um ein Modell der von der Anmelderin vertriebenen Produktlinie AF/KDF handeln. Die Vorrichtung besteht aus zwei Einheiten, einer Filtertowaufbereitungseinheit 1, beispielsweise vom Typ AF der Anmelderin, für das Abziehen und Aufbereiten eines endlosen Filtertowstreifens 4 und einer Filterstrangformungseinheit 2, beispielsweise vom Typ KDF der Anmelderin, zur Herstellung von umhüllten Filterstäben 28.
• Die Filtertow-Aufbereitungseinheit 1 weist ein Walzenpaar 3 zum fortlaufenden Abziehen eines endlosen Filtertowstreifens 4 von einem Ballen 6 auf. Nach der Entnahme vom Ballen 6 passiert der Filtertowstreifen 4 auf seinem Weg zum Walzenpaar 3, auf dem er über eine Umlenkrolle 5 geführt ist, zwei Luftdüsen 7 und 8, die zur Ausbreitung und Auflockerung des Gewebes des Filtertowstreifens 4 dienen.
• In Bewegungsrichtung des Filtertowstreifens 4 nach der Luftdüse 8 und vor dem Vorreckwalzenpaar 13 befindet sich eine als Klimatisierungseinrichtung für den Filtertowstreifen 4 dienende Klimakammer 10, durch die der Filtertowstreifen 4 hindurchgeführt wird. In der Klimakammer 10 wird der Filtertowstreifen 4 mit Wasserdampf aus einer Wasserdampfquelle 10a oder mit trockener Warmluft aus einer Warmluftquelle 10b beaufschlagt. Zur Regelung der Feuchte des Filtertowstreifens 4 lässt sich die Luftfeuchtigkeit in der Klimakammer 10 regeln, indem sich die Zufuhr des Wasserdampfes mittels eines von einer Regeleinrichtung 43 und Steuerleitung 10e steuerbaren Regelventils 10c steuern lässt, während sich die Zufuhr der trockenen Warmluft mittels eines von einer Regeleinrichtung 43 und Steuerleitung 10f steuerbaren Regelventils 10d steuern lässt. Die Funktionsweise der Regeleinrichtung 43 wird weiter unten beschrieben.
• Nach der Klimakammer 10 ist ein mit einem von einer Steuerung 14 steuerbaren Antrieb versehenes Vorreckwalzenpaar 13 zur Vorreckung des Filtertowstreifens 4 angeordnet. Diese Vorreckung des Filtertowstreifens 4 zur Beseitigung des sogenannten Restkrimp in dem Filtertowstreifen 4 geschieht durch Auslenkung des Filtertowstreifens 4 aus seiner Bewegungsbahn durch eine Tänzerwalze 15. Die Tänzerwalze 15 wird über ein von der Steuerung 14 steuerbares Stellglied 16 mit einer definierten Kraft beaufschlagt, so dass die Zugspannung in dem Filtertowstreifen 4 zwischen den Vorreckwalzen 13 und dem Walzenpaar 3 einen gewünschten vorgegebenen Wert annimmt. Hierdurch wird der Restkrimp in dem Filtertowstreifen 4 glattgezogen. Dabei ergibt sich eine variable Verlängerung des Filtertowstreifens 4, wodurch sich die Lage der Tänzerwalze 15 ändert. Die Lage der Tänzerwalze 15 wird über das Stellglied 16 von der Steuerung 14 gemessen und durch Steuerung der Fördergeschwindigkeit der Vorreckwalzen 13 auf einen konstanten Wert geregelt. Ein entsprechendes Verfahren zur Regelung der Zugspannung eines Papierstreifens ist in der DE 101 52 162 A1 der Anmelderin beschrieben.
• Dem Vorreckwalzenpaar 13 folgen drei weitere Walzenpaare 3, 9 und 11. Die Walzenpaare 3, 9 und 11 werden einzeln angetrieben. Die Drehzahl des Walzenpaares 9 entspricht im Wesentlichen der Fördergeschwindigkeit der Filterstrangformungseinheit 2. Die Drehzahl des Walzenpaares 3 ist kleiner als diejenige des Walzenpaares 9, so dass die Walzenpaare 3 und 9 eine Reckeinrichtung für den Filtertowstreifen 4 bilden. Das Geschwindigkeits-Verhältnis zwischen den Walzenpaaren 3 und 9 gibt den Grad der Reckung des Filtertowstreifens 4 vor. Durch die Reckung wird die Menge des Filtertows pro fertigem Filterstab 28 bestimmt. Die Reckung bewirkt eine Verlängerung des Filtertowstreifens 4 und somit eine dichtemäßige Verdünnung des Filtertowstreifens 4. Das Maß der Verdünnung bestimmt somit letztendlich die Masse des Filtertows in den fertigen Filterstäben 8 und kann daher durch Steuerung der Fördergeschwindigkeit des ersten Walzenpaares 3 eingestellt werden. Die Drehzahl des Walzenpaares 3 ist hierfür veränderbar. Die Drehzahl des Walzenpaares 3 lässt sich über eine Steuerleitung 3a von einer Regeleinrichtung 43 steuern. Die Funktionsweise der Regeleinrichtung 43 wird weiter unten beschrieben.
• Zwischen den Walzenpaaren 3 und 9 befindet sich eine Auftragseinrichtung 12 zum Aufbringen eines Weichmachers, zum Beispiel Triacetin, auf den zwischen den Walzenpaaren 9 und 11 ausgebreitet geführten Filtertowstreifen 4. In der Auftragseinrichtung 12 wird auf den ausgebreiteten und gereckten Filtertowstreifen 4 in einer vorgegebenen Dosierung der flüssige Weichmacher aufgebracht. Die Zufuhr des Weichmachers zu der Auftragseinrichtung 12 erfolgt mittels einer Dosierpumpe 33 über eine Zuführleitung 34 aus einem Weichmachervorrat 36. Die Dosierpumpe 33 lässt sich über eine Steuerleitung 33a von der Regeleinrichtung 43 steuern.
• Der aufbereitete, mit Weichmacher besprühte Filtertowstreifen 4 gelangt über das Walzenpaar 11 von der Filtertowaufbereitungseinheit 1 in einen Einlauftrichter 17 der ein Gehäuse 2a aufweisenden Filterstrangformungseinheit 2, in welcher er zusammengefasst und auf einen von einer Bobine 18 abgezogenen und mittels einer eine Leimdüse aufweisenden Beleimvorrichtung 19 mit Leim versehenen Umhüllungsstreifen 21 aufgelegt wird. Der Umhüllungsstreifen 21 und ein durch Zusammenfassen des Filtertowstreifens 4 gebildeter Filtermaterialstrang 4a gelangen auf ein Formatband 22, das beide Komponenten durch ein Format 23 führt, das den Umhüllungsstreifen 21 um den Filtermaterialstrang 4a herumlegt und dabei einen endlosen Filterstrang 24 bildet. Die Geschwindigkeit des Formatbandes 22 wird von einer Hauptsteuerung 25 über eine Steuerleitung 25a gesteuert und auf die ebenfalls von der Hauptsteuerung 25 durch Steuerung der Antriebe der Walzenpaare 9 und 11 gemäß den Pfeilen 25b und 25c bestimmte Fördergeschwindigkeit des gereckten Filtertowstreifens 4 abgestimmt.
• Der Filterstrang 24 durchläuft eine Nahtplätte 26, in welcher die Klebenaht abgetrocknet wird. Anschließend werden von dem Filterstrang 24 mittels eines Messerapparates 27 fortlaufend Filterstäbe 28 abgeschnitten, die von einem Beschleuniger 29 in eine Ablegertrommel 31 überführt werden, in der sie in queraxialer Förderrichtung gefördert werden. Von der Ablegertrommel 31 gelangen die Filterstäbe 28 zu einem Ablegerband 32, von dem aus sie einer Weiterverarbeitung oder einer Zwischenlagerung zugeführt werden.
• Stromab der Nahtplätte 26 und stromauf des Messerapparates 27 ist eine Mikrowellenmesseinrichtung 37 angeordnet, welche die Anteile der Komponenten des Stranges 24, nämlich trockenes Filtertow, Weichmacher oder Wasser erfasst.
• Die Mikrowellenmesseinrichtung 37 umfasst ein Mikrowellenmesssystem mit einem Messaufnehmer mit einer Mikrowellenquelle und einem Mikrowellendetektor, welcher die von der Mikrowellenquelle ausgehenden, den Filterstrang 24 durchdringenden Mikrowellen zur Erzeugung und Abgabe zweier Messwerte an die Auswertanordnung 42 über eine Datenleitung 37a erfasst. Die Messwerte ermöglichen z. B. eine Aussage über den Wasseranteil und den gemeinsamen Anteil der chemisch ähnlichen Komponenten Weichmacher und Filtertow im Strang 24. Ein geeignetes Messverfahren und eine entsprechende Vorrichtung sind z. B. der EP 0 791 823 A2 der Anmelderin zu entnehmen.
• Es kann auch eine HF-Messeinrichtung 81 vorgesehen sein, deren Messfrequenz im Hochfrequenzbereich bis 300 MHz liegen kann, wobei die HF-Messeinrichtung 81 über eine Datenleitung 81a mit der Auswertanordnung 42 verbunden ist oder sein kann.
• Der Auswertanordnung 42 ist eine Regeleinrichtung 43 nachgeschaltet. In der Regeleinrichtung 43 werden mittels einer integrierten Vergleichseinrichtung die Signale der Auswertanordnung 42 über die Anteile der Komponenten trockenes Filtertow, Wasser, Weichmacher als Istwert mit vorgegebenen, gespeicherten Sollwerten verglichen. Bei einer Abweichung von einem Sollwert gibt die Regeleinrichtung 43 ein Steuersignal an ein zugeordnetes Steuermittel ab.
• Als Steuermittel ist vorgesehen die Dosierpumpe 33, die von der Regeleinrichtung 43 gemäß Pfeil 33a im Sinne der Aufbringung einer vorgegebenen Menge von Weichmacher auf den Filtermaterialstreifen 4 beeinflusst wird. Stellt die Vergleichseinrichtung fest, dass der von der Auswertanordnung 42 ermittelte Istwert des Weichmacheranteils in dem Filterstrang 24 im Vergleich zu dem gespeicherten Wert zu niedrig ist, so steuert die Regeleinrichtung 43 die Dosierpumpe 33 so, dass diese mehr Weichmacher abgibt. Stellt die Vergleichseinrichtung hingegen fest, dass der von der Auswertanordnung 42 ermittelte Istwert des Weichmacheranteils in dem Filterstrang 24 im Vergleich zu dem gespeicherten Wert zu hoch ist, so steuert die Regeleinrichtung 43 die Dosierpumpe 33 so, dass diese weniger Weichmacher abgibt.
• Als Steuermittel ist weiter das Walzenpaar 3 vorgesehen, das von der Regeleinrichtung 43 über die Steuerleitung 3a im Sinne der Einbringung einer vorgegebenen Menge von Filtertow in den Filterstrang 24 beeinflusst wird. Stellt die Vergleichseinrichtung fest, dass der von der Auswertanordnung 42 ermittelte Istwert des Anteils des trockenen Filtertows in dem Filterstrang 24 im Vergleich zu dem gespeicherten Wert zu niedrig ist, so erhöht die Regeleinrichtung 43 über die Steuerleitung 3a über den Antrieb die Fördergeschwindigkeit des Walzenpaares 3 so, dass dieses den Filtertowstreifen 4 weniger stark reckt, so dass mehr Filtertow in den Filterstrang 24 gelangt. Stellt die Vergleichseinrichtung hingegen fest, dass der von der Auswertanordnung 42 ermittelte Istwert des Filtertowanteils in dem Filterstrang 24 im Vergleich zu dem gespeicherten Wert zu hoch ist, so senkt die Regeleinrichtung 43 über den Antrieb die Fördergeschwindigkeit des Walzenpaares 3 so, dass dieses den Filtertowstreifen 4 stärker reckt, so dass weniger Filtertow in den Filterstrang 24 gelangt bzw. den Filterstrang 24 bildet.
• Schließlich ist die Klimakammer 10 als drittes Steuermittel vorgesehen, die von der Regeleinrichtung 43 gemäß den Pfeilen 10e und 10f im Sinne der Erhaltung einer vorgegebenen Feuchte des Filtertowstreifens 4 in dem Filterstrang 24 beeinflusst wird. Stellt die Vergleichseinrichtung fest, dass der von der Auswertanordnung 42 ermittelte Istwert des Anteils der Feuchte in dem Filterstrang 24 im Vergleich zu dem gespeicherten Wert zu niedrig ist, so verstärkt die Regeleinrichtung 43 über die Steuerleitung 10e über das Regelventil 10c die Zufuhr von Wasserdampf aus der Wasserdampfquelle 10a in die Klimakammer 10 und senkt die Zufuhr von trockener Warmluft aus der Warmluftquelle 10b so, dass die Klimakammer 10 den Filtertowstreifen 4 stärker befeuchtet, so dass mehr Feuchtigkeit in den Filterstrang 24 gelangt. Stellt die Vergleichseinrichtung hingegen fest, dass der von der Auswertanordnung 42 ermittelte Istwert der Feuchte in dem Filterstrang 24 im Vergleich zu dem gespeicherten Wert zu hoch ist, so senkt die Regeleinrichtung 43 mittels des Regelventils 10d die Zufuhr von Wasserdampf aus der Wasserdampfquelle 10a in die Klimakammer 10 und erhöht die Zufuhr von trockener Warmluft aus der Warmluftquelle 10b so, dass die Klimakammer 10 den Filtertowstreifen 4 trocknet, so dass weniger Feuchtigkeit in den Filterstrang 24 gelangt.
• Die Anteile von trockenem Filtertow, Wasser und Weichmacher in dem Filterstrang können unabhängig voneinander geregelt werden. Es ist auch nicht erforderlich, alle drei vorgenannten Anteile zu regeln. Auch die Regelung nur von einem oder zweien der Anteile in Abhängigkeit aller drei Anteile ist möglich und sinnvoll, wenn zum Beispiel zwei oder einer der Anteile sich als unkritisch oder als im Wesentlichen konstant herausstellt.
• Bis hierhin entspricht 1 im Wesentlichen einer herkömmlichen Filterherstellungsmaschine vom Typ AF/KDF der Anmelderin. Zusätzlich umfasst das Gesamtsystem in 1 noch eine Offline-Messeinrichtung bzw. eine Filterstabmessstation 50. Mit einer Entnahmevorrichtung und einer Fördervorrichtung werden regelmäßig oder stichprobenartig Filterstäbe automatisch aus der Produktion entnommen und, wie mit dem Bezugszeichen 51 angedeutet ist, der Filterstabmessstation 50 für eine Offline-Messung zugeführt. Darin werden nacheinander, mit den Bezugszeichen 52, 53 und 54 versehen, Gewicht, Zugwiderstand und optional weitere Größen, wie z. B. Durchmesser, gemessen. Anschließend können die Filterstäbe, wie mit dem Bezugszeichen 55 angedeutet, wieder in den Produktionsprozess zurückgebracht werden.
• Die Messwerte der Filterstabmessstation 50 werden in einer Signalübertragungseinheit 56 zusammengeführt und über eine Datenleitung 57 der Auswertanordnung 42 und Regeleinrichtung 43 zugeführt. Diese verwenden die Messwerte, um zusammen mit den Daten aus der Mikrowellenmesseinrichtung 37 Gewichtsanteile der Inhaltsstoffe des Filterstrangs 24 zu ermitteln und die Verfahrensbedingungen der Filterstrangmaschine so zu regeln, dass die gemessenen Werte innerhalb gewünschter Parameterbereiche verbleiben.
• In 2 ist ein in dem erfindungsgemäßen Verfahren und in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendbarer Mikrowellenresonator gemäß DE 198 54 550 B4 gezeigt. Ein teilweise aufgebrochener in Richtung des Pfeils 65 bewegter Filterstrang 24, bestehend aus einem Filtermaterial 62 und einer Umhüllung aus einem Umhüllungspapier 63, durchsetzt ein Resonatorgehäuse 64, dem Mikrowellen zwecks Erfassung der Masse und/oder der Feuchte und/oder eines Weichmacheranteils zugeführt werden.
• Das Resonatorgehäuse 64 weist einen Hohlkörper in Form eines Hohlzylinders 66 auf, dessen Innenraum 67 symmetrisch zu dem Filterstrang 24 angeordnet ist. An ihm ist ein Deckel 68 zum Verschließen angeschraubt. Der Hohlzylinder 66 und der Deckel 68 bestehen vorzugsweise aus einem Material mit einem sehr niedrigen Temperaturausdehnungskoeffizienten. Infolge der guten Konstanz der Geometrie des Resonatorgehäuses 64 lässt sich auch eine gute Konstanz der Messergebnisse erreichen. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Regelung der Temperatur des Resonatorgehäuses 64 vorgesehen sein, wobei die Temperatur des Resonatorgehäuses 64 durch einen Temperaturfühler 69 erfasst wird. Mittels des Temperaturfühlers 69 wird ein Heiztransistor 71 oder ein Heizwiderstand oder ein anderes geeignetes Heizmittel gesteuert. Damit wird die Temperatur des Gehäuses 64 weitgehend konstant gehalten.
• Der Innenraum 67 des Resonatorgehäuses 66 ist vorzugsweise mit einer dünnen Goldschicht bedampft, die eine die Messwertkonstanz beeinträchtigende Korrosionsbildung zuverlässig verhindert und gleichzeitig, da elektrisch gut leitend, das Auftreten eines Skin-Effekts verhindert.
• Zum mechanischen Abschluss des Innenraums 67 gegenüber dem Filterstrang 24 und von diesem eventuell angeförderten Schmutzteilchen, die das Messergebnis beeinträchtigen würden, dient ein Schutzrohr 73, das vorteilhaft aus einer Substanz der Polyaryletherketon-Gruppe (PAEK), z. B. aus Polyetheretherketon (PEEK) besteht. An einem seiner Enden 73a, an dem der Filterstrang 24 in das Resonatorgehäuse 66 einläuft, ist das Schutzrohr 73 trichterförmig aufgeweitet. Das Resonatorgehäuse 64 erstreckt sich außerhalb des Innenraums 67 rohrförmig (66a, 68a) auf beiden Seiten in Richtung des Filterstrangs 24 nach außen, um den Austritt von Mikrowellen aus der Resonatorkammer zu verhindern. Es kann sich auch rohrförmig (66b, 68b) etwas nach innen erstrecken.
• Zur Einkopplung der von einem Mikrowellengenerator erzeugten Mikrowellen dient eine durch einen Isolierring 74 vom Metallgehäuse 66 isolierte Antenne 76. Zum Auskoppeln von Mikrowellen, die einer nicht dargestellten Auswertschaltung zugeführt werden sollen, dient eine durch eine Isolierung 77 isolierte Antenne 78. Eine geeignete Auswertschaltung ist beispielsweise DE 197 34 978 A1 zu entnehmen.
• Eine bevorzugte Ausführungsform einer HF-Messeinrichtung 81 in Form eines HF-Messkondensators ist in 3 gezeigt. Der HF-Messkondensator ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch um die Längsachse, d. h. die zentrale Achse des Filterstrangs 24, aufgebaut. Durch eine mittige Durchgangsbohrung 82 des HF-Messkondensators wird in Transportrichtung 65, die mit der Längsrichtung zusammenfällt, der Filterstrang 24 geführt. Der HF-Messkondensator umfasst zwei rotationssymmetrische, scheibenförmige, senkrecht zur Längsrichtung orientierte Grundkörper 83, 84, die mittels eines äußeren, ringförmigen, nicht leitenden Begrenzungskörpers 85 voneinander beabstandet sind und die jeweils eine zentrale Durchgangsbohrung 82 für den Filterstrang 24 aufweisen.
• An den senkrecht der Längsrichtung orientierten Innenflächen der Grundkörper 83, 84 ist jeweils eine Elektrode 86, 87 des HF-Messkondensators in Form einer metallischen Oberfläche, etwa einer metallischen Beschichtung, beispielsweise durch Goldbedampfung, aufgebracht. Der HF-Messkondensator ist daher als Plattenkondensator mit plattenförmigen Elektroden 86, 87 aufgeführt, die kreisscheibenförmig und senkrecht zur Längsrichtung orientiert sind und eine zentrale Durchgangsöffnung für den Filterstrang 24 aufweisen. In dieser Anordnung verlaufen die Feldlinien im Wesentlichen parallel zur Transportrichtung.
• Zwischen den Grundkörpern 83, 84 ist ein felderfüllter Raum 88 gebildet, der von dem Begrenzungskörper 85 radial nach außen abgeschlossen wird. Das Hochfrequenzfeld erstreckt sich in den zentralen Produktraum 89 hinein und befindet sich dort mit dem Filterstrang 24 in Wechselwirkung. Die Platten 86, 87 weisen einen geringeren Radius als die Grundkörper 83, 84 auf, um einen Austritt des Hochfrequenzfeldes in die Umgebung zu verhindern. Sie können auch in einem geringen Abstand d voneinander angeordnet sein, um die Messauflösung in Längsrichtung zu verbessern. Der Abstand d kann insbesondere geringer sein als der Durchmesser des Filterstrangs 24 und beispielsweise weniger als 8 mm, vorzugsweise weniger als 4 mm.
• Es sind weiterhin leitende Verbindungen 90, 91 der Elektroden 86, 87 mit externen elektrischen Anschlüssen vorgesehen. Die Grundkörper 83, 84 weisen jeweils einen röhrenförmigen, sich axial nach außen erstreckenden, den Filterstrang umfassenden Fortsatz 92, 93 auf, die eine innenwandige metallische Oberfläche bzw. Beschichtung 95 aufweisen, die zweckmäßigerweise mit den Elektroden 86, 87 verbunden ist. Die metallische Beschichtung 95 bildet einen metallischen Kamin, um ein Herauslecken des Feldes aus den Durchführungsöffnungen des HF-Messkondensators zu verhindern.
• Weiterhin ist eine den Filterstrang 24 unmittelbar umgebende und diesen führende, sich über die gesamte Länge des Sensors erstreckende Röhre 94 aus nichtleitendem Material vorgesehen, die eine Verunreinigung des Sensorinneren durch Produktreste verhindert.
• Die Gehäuseteile des HF-Messkondensators bestehen vorzugsweise aus einem nicht leitenden Material mit geringen Temperaturausdehnungskoeffizienten, um eine erhöhte Formstabilität gegen Temperatureinflüsse zu erreichen. Zum selben Zweck ist vorzugsweise eine nicht gezeigte Regeleinrichtung zur Konstanthaltung der Sensorgehäusetemperatur vorgesehen.
• Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein.
• Bezugszeichenliste

1

Filtertowaufbereitungseinheit

2

Filterstrangformungseinheit

2a

Gehäuse

3

Walzenpaar

3a

Steuerleitung

4

Filtertowstreifen

4a

Filtermaterialstrang

5

Umlenkrolle

6

Ballen

7, 8

Luftdüsen

9

Walzenpaar

10

Klimakammer

10a

Wasserdampfquelle

10b

Warmluftquelle

10c, 10d

steuerbares Regelventil

10e, 10f

Steuerleitung für steuerbares Regelventil

11

Walzenpaar

12

Auftragseinrichtung

13

Vorreckwalzenpaar

14

Steuerung

15

Tänzerwalze

16

steuerbares Stellglied

17

Einlauftrichter

18

Bobine

19

Beleimvorrichtung

21

Umhüllungsstreifen

22

Formatband

23

Format

24

Filterstrang

25

Hauptsteuerung

25a–25c

Steuerleitung

26

Nahtplätte

27

Messerapparat

28

Filterstab

29

Beschleuniger

31

Ablegertrommel

32

Ablegerband

33

Dosierpumpe

33a

Steuerleitung

34

Zuführleitung

36

Weichmachervorrat

37

Mikrowellenmesseinrichtung

37a

Datenleitung

42

Auswertanordnung

43

Regeleinrichtung

50

Filterstabmessstation

51

Filterstabentnahme

52

Gewichtsmessung

53

Zugwiderstandsmessung

54

Messung des Durchmessers

55

Rückführung der Filterstäbe

56

Signalübertragungseinheit

57

Datenleitung

62

Filtermaterial

63

Umhüllungspapier

64

Resonatorgehäuse

65

Transportrichtung

66

Hohlkörper

66a, 66b

rohrförmige Erstreckung

67

Innenraum

68

Deckel

68a, 68b

rohrförmige Erstreckung

69

Temperaturfühler

71

Heiztransistor

73

Schutzrohr

73a

Ende des Schutzrohrs

74

Isolierung

76

Antenne

77

Isolierung

78

Antenne

81

HF-Messeinrichtung

81a

Datenleitung

82

Durchgangsbohrung

83, 84

scheibenförmiger Grundkörper

85

Begrenzungskörper

86, 87

Elektrode

88

felderfüllter Raum

89

zentraler Produktraum

90, 91

leitende Verbindung

92, 93

Fortsatz

94

Röhre

95

metallische Beschichtung

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• EP 1895291 A1 [0006]
• EP 1197746 A1 [0008]
• EP 1480532 B1 [0008]
• DE 10152162 A1 [0038]
• EP 0791823 A2 [0044]
• DE 19854550 B4 [0053]
• DE 19734978 A1 [0057]

Claims (12)

1. Verfahren zum Herstellen wenigstens eines Filterstrangs (24) der Tabak verarbeitenden Industrie aus wenigstens einem Filtertow (4), insbesondere aus einem Filtertow (4) aus Celluloseacetat, wobei dem Filtertow (4) ein Weichmacher zugesetzt wird und nach Zugabe des Weichmachers ein Filterstrang (24) aus dem Filtertow geformt wird, wobei aus dem Filterstrang (24) anschließend Filterstäbe (28) einfacher oder mehrfacher Gebrauchslänge abgelängt werden, wobei der Filterstrang (24) vor dem Ablängen von Filterstäben (28) eine HF-Messeinrichtung (81) und/oder eine Mikrowellenmesseinrichtung (37, 64) durchläuft, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Filterstäbe (28) entnommen werden und einer Filterstabmessstation (50) zugeführt werden, in der wenigstens die Masse und der Zugwiderstand der Filterstäbe (28) gemessen werden, wobei aus den Messungen der Masse und des Zugwiderstands der Filterstäbe (28) und den Messungen mit der HF-Messeinrichtung (81) und/oder der Mikrowellenmesseinrichtung (37, 64) am Filterstrang (24) ein Gewichtsanteil an Weichmacher und/oder eine Feuchtigkeit im Filterstrang (24) ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung der Filterstrangherstellung, insbesondere eine Steuerung des Weichmacherauftrags oder einer Klimatisierung, erfolgt, wenn der ermittelte Wert des Gewichtsanteils an Weichmacher im Filterstrang (24) und/oder eine Feuchte des Filterstrangs (24) von einem voreinstellbaren oder voreingestellten Wert oder Wertebereich abweicht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der HF-Messeinrichtung (81) eine Phasenverschiebung und/oder eine Signalamplitudenveränderung gemessen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mikrowellenmesseinrichtung (37, 64) eine Resonanzfrequenzverschiebung und/oder eine Resonanzkurvenverbreiterung und/oder eine Veränderung einer Steigung der Resonanzkurve und/oder eine Signalamplitudenveränderung gemessen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Filterstrang (24) unmittelbar vor, in oder unmittelbar hinter der HF-Messeinrichtung (81) oder der Mikrowellenmesseinrichtung (37, 64) eine Temperatur des Filterstrangs (24) gemessen wird, wobei insbesondere die Temperatur des Filterstrangs (24) bei der Ermittlung des Gewichtsanteils an Weichmacher und/oder der Feuchtigkeit im Filterstrang (24) berücksichtigt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass anhand von rapiden Änderungen der Messwerte in der HF-Messeinrichtung (81) und/oder der Mikrowellenmesseinrichtung (37, 64) Tropfen von Weichmacher und/oder Fremdkörper im Filterstrang (24) erkannt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Filterstränge (24) parallel hergestellt werden und jeder der wenigstens zwei Filterstränge (24) eine HF-Messeinrichtung (81) und/oder eine Mikrowellenmesseinrichtung (37, 64) durchläuft, wobei einzelne aus den wenigstens zwei Filtersträngen (24) abgelängte Filterstäbe (28) entnommen werden und einer Filterstabmessstation (50) oder jeweils einer von mehreren Filterstabmessstationen (50) zugeführt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterstäbe (28), die einer Filterstabmessstation (50) zugeführt worden sind, nach den Messungen in der Filterstabmessstation (50) der weiteren Produktion von stabförmigen mit Filtern versehenen Produkten der Tabak verarbeitenden Industrie zugeführt werden.
9. System zum Herstellen wenigstens eines Filterstrangs (24) der Tabak verarbeitenden Industrie aus wenigstens einem Filtertow (4), insbesondere aus einem Filtertow (4) aus Celluloseacetat, mit einer Filterstrangherstellungsmaschine (1, 2) und wenigstens einer Filterstabmessstation (50), wobei die Filterstrangherstellungsmaschine (1, 2) eine Steuereinheit (42, 43), eine Auftragseinrichtung (12) für Weichmacher, eine Formatvorrichtung (17, 22, 23) zur Formung eines Filterstrangs (24) aus dem Filtertow (4), eine HF-Messeinrichtung (81) und/oder eine Mikrowellenmesseinrichtung (37, 64) und eine Ablängvorrichtung (27) zum Ablängen von Filterstäben (28) aus dem Filterstrang (24) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entnahmevorrichtung und eine Fördervorrichtung vorgesehen ist, mittels der einzelne Filterstäbe (28) entnehmbar und zu der Filterstabmessstation (50) förderbar sind, wobei die Filterstabmessstation (50) Einrichtungen zum Messen einer Masse und eines Zugwiderstands der Filterstäbe aufweist, wobei eine Datenleitung (57) zur Übermittlung von Messdaten der wenigstens einen Filterstabmessstation (50) an die Steuereinheit (42, 43) der Filterstrangherstellungsmaschine (1, 2) vorgesehen ist, wobei die Steuereinheit (42, 43) ausgebildet ist, aus den Messdaten der Masse und des Zugwiderstands der Filterstäbe (28) und den Messdaten der HF-Messeinrichtung (81) und/oder der Mikrowellenmesseinrichtung (37, 64) am Filterstrang (24) einen Gewichtsanteil an Weichmacher und/oder eine Feuchtigkeit im Filterstrang (24) zu ermitteln.
10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (42, 43) ausgebildet ist, anhand des ermittelten Gewichtsanteils an Weichmacher und/oder der Feuchtigkeit im Filterstrang (24) die Filterstrangherstellung zu steuern, insbesondere einen Weichmacherauftrag und/oder eine Klimatisierung.
11. System nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangmaschine (1, 2) als Zweistrangmaschine oder als Mehrstrangmaschine ausgebildet ist, wobei entnommene Filterstäbe (28) zu einer Filterstabmessstation (50) oder jeweils einer von mehreren Filterstabmessstationen (50) förderbar sind.
12. System nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.

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