DE102023103265A1 - Method for operating a stranding machine in the tobacco processing industry or a stranding machine for producing drinking straws and stranding machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Strangmaschine (2) der Tabak verarbeitenden Industrie oder einer Strangmaschine (2) zum Herstellen von Trinkhalmen, wobei zunächst ein Strang (11) der Tabak verarbeitenden Industrie oder Trinkhalmindustrie hergestellt wird und danach der Strang (11) in eine Mehrzahl von stabförmigen Artikeln (10) der Tabak verarbeitenden Industrie oder der Trinkhalmindustrie mittels einer Ablängvorrichtung (13) abgelängt wird, wobei der Strang (2) längsaxial mit einer Stranggeschwindigkeit gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Herstellen des Strangs (11) und dem Ablängen die Stranggeschwindigkeit unmittelbar gemessen wird und auf Basis wenigstens eines Messwerts der Stranggeschwindigkeit ein Betriebsparameter der Strangmaschine (2), der Einfluss auf die Länge der abgelängten stabförmigen Artikel (10) hat, gesteuert oder geregelt wird.The invention relates to a method for operating a strand machine (2) in the tobacco processing industry or a strand machine (2) for producing drinking straws, wherein first a strand (11) in the tobacco processing industry or drinking straw industry is produced and then the strand (11) is cut into a plurality of rod-shaped articles (10) in the tobacco processing industry or drinking straw industry by means of a cutting device (13), wherein the strand (2) is conveyed longitudinally axially at a strand speed, characterized in that between the production of the strand (11) and the cutting to length, the strand speed is measured directly and, on the basis of at least one measured value of the strand speed, an operating parameter of the strand machine (2) which influences the length of the cut-to-length rod-shaped articles (10) is controlled or regulated.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie oder einer Strangmaschine zur Herstellung von Trinkhalmen. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Strangmaschine zur Herstellung von stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie oder der Trinkhalmindustrie. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer gemessenen Stranggeschwindigkeit eines Strangs einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie oder einer Strangmaschine zur Herstellung von Trinkhalmen.The invention relates to a method for operating a strand machine in the tobacco processing industry or a strand machine for producing drinking straws. The invention also relates to a strand machine for producing rod-shaped articles in the tobacco processing industry or the drinking straw industry. The invention also relates to the use of a measured strand speed of a strand of a strand machine in the tobacco processing industry or a strand machine for producing drinking straws.
Bei der Herstellung von stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie oder der Trinkhalmindustrie, also beispielsweise Filterzigaretten, Filterstäben, Heat-not-burn-Produkten oder Trinkhalmen, ist es gewünscht, dass die hergestellten Artikel eine vorgebbare gleichmäßige, möglichst identische, Länge aufweisen. Es ist bekannt, dass es im laufenden Betrieb zu Schwankungen in der Länge der stabförmigen Artikel kommen kann. Stabförmige Artikel, welche eine signifikant abweichende Länge aufweisen, sind teilweise als Ausschussware auszusondern, was zusätzliche Verfahrensschritte und ineffizienten Ressourceneinsatz bedeutet.When manufacturing rod-shaped articles in the tobacco processing industry or the drinking straw industry, for example filter cigarettes, filter rods, heat-not-burn products or drinking straws, it is desired that the articles produced have a predeterminable, uniform, and as identical as possible, length. It is known that fluctuations in the length of rod-shaped articles can occur during operation. Rod-shaped articles that have a significantly different length must sometimes be sorted out as rejects, which means additional process steps and inefficient use of resources.
Aus
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung stabförmige Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie oder Trinkhalme von hoher Qualität und konstanter und vorbestimmter Länge, insbesondere auf ressourcenschonende Weise, herzustellen.It is an object of the present invention to produce rod-shaped articles of the tobacco processing industry or drinking straws of high quality and constant and predetermined length, in particular in a resource-saving manner.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie oder einer Strangmaschine zum Herstellen von Trinkhalmen, wobei zunächst ein Strang der Tabak verarbeitenden Industrie oder Trinkhalmindustrie hergestellt wird und danach der Strang in eine Mehrzahl von stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie oder der Trinkhalmindustrie mittels einer Ablängvorrichtung abgelängt wird, wobei der Strang längsaxial mit einer Stranggeschwindigkeit gefördert wird, welches dadurch weitergebildet ist, dass zwischen dem Herstellen des Strangs und dem Ablängen, insbesondere im laufenden Betrieb der Strangmaschine, die Stranggeschwindigkeit unmittelbar gemessen wird und auf Basis wenigstens eines Messwerts der Stranggeschwindigkeit ein Betriebsparameter der Strangmaschine, der Einfluss auf die Länge der abgelängten stabförmigen Artikel hat, gesteuert oder geregelt wird.The object is achieved by a method for operating a strand machine in the tobacco processing industry or a strand machine for producing drinking straws, wherein first a strand of the tobacco processing industry or drinking straw industry is produced and then the strand is cut to length into a plurality of rod-shaped articles of the tobacco processing industry or drinking straw industry by means of a cutting device, wherein the strand is conveyed longitudinally axially at a strand speed, which is further developed in that between the production of the strand and the cutting to length, in particular during ongoing operation of the strand machine, the strand speed is measured directly and on the basis of at least one measured value of the strand speed an operating parameter of the strand machine which influences the length of the cut-to-length rod-shaped articles is controlled or regulated.
Der Grundgedanke der Erfindung beruht darauf, unmittelbar die Stranggeschwindigkeit, d.h. die Geschwindigkeit, mit der sich der Strang tatsächlich bewegt, zu messen. Diese Geschwindigkeit ist neben einer Ablängfrequenz der Ablängvorrichtung, die vom Strang einen stabförmigen Artikel ablängt, ein entscheidender Parameter für die Länge der stabförmigen Artikel. In Abhängigkeit der unmittelbar gemessenen Stranggeschwindigkeit wird ein oder werden mehrere Betriebsparameter der Strangmaschine so angepasst, dass kontinuierlich stabförmige Artikel konstanter, vorbestimmter Länge hergestellt werden.The basic idea of the invention is to directly measure the strand speed, i.e. the speed at which the strand actually moves. This speed is a decisive parameter for the length of the rod-shaped articles, in addition to the cutting frequency of the cutting device that cuts a rod-shaped article from the strand. Depending on the directly measured strand speed, one or more operating parameters of the strand machine are adjusted so that rod-shaped articles of constant, predetermined length are continuously produced.
Die unmittelbare Messung der Stranggeschwindigkeit hat den Vorteil einer fehlenden Verfälschung einer mittelbaren Messung, in der zusätzliche Messfehler enthalten sein können. Beispielsweise wird üblicherweise die Fördergeschwindigkeit einer Fördervorrichtung, beispielsweise eines Formatbands einer Formatvorrichtung, gemessen und auf Basis der gemessenen Werte auf die Fördergeschwindigkeit des durch die Fördervorrichtung geförderten Strangs geschlossen. Diese entspricht allerdings aufgrund von Schlupf zwischen Strang und Fördervorrichtung nicht der tatsächlichen Stranggeschwindigkeit. Ein weiterer Vorteil, z.B. gegenüber einer Längenmessung von bereits geschnittenen Artikeln, ist es, dass bereits vor dem Ablängen die Geschwindigkeit gemessen und damit frühzeitig nachgeregelt/nachgesteuert werden kann, sodass ressourcenschonend weniger Ausschussware inakzeptabler Länge produziert wird. Ferner ermöglicht eine unmittelbare Geschwindigkeitsmessung eine häufige, sogar kontinuierliche, Überwachung der Stranggeschwindigkeit, sodass bei im Laufe der Zeit anwachsenden Fehlern in der Artikellänge bereits bei kleinen Abweichungen frühzeitig korrigiert werden kann. Eine zuverlässig sichergestellte konstante Artikellänge ermöglicht überdies einen kontinuierlichen Betrieb mit weniger Unterbrechungen des Betriebs aufgrund von technischen Fehlern in der Verarbeitung und somit eine hohe Kosteneffizienz mit wenig Reparatur- und Wartungsbedarf.The direct measurement of the strand speed has the advantage of not distorting an indirect measurement, which can contain additional measurement errors. For example, the conveying speed of a conveyor device, such as a format belt of a format device, is usually measured and the conveying speed of the strand conveyed by the conveyor device is determined on the basis of the measured values. However, due to slippage between the strand and the conveyor device, this does not correspond to the actual strand speed. Another advantage, e.g. compared to measuring the length of articles that have already been cut, is that the speed is measured before cutting and can therefore be adjusted/corrected at an early stage, so that fewer rejects of unacceptable lengths are produced in a way that conserves resources. Furthermore, a direct speed measurement enables frequent, even continuous, monitoring of the strand speed, so that errors in the article length that increase over time can be corrected early on even for small deviations. A reliably ensured constant article length also enables continuous operation with fewer interruptions to operation due to technical errors in processing and thus high cost efficiency with little need for repair and maintenance.
Unter einer unmittelbaren Messung der Stranggeschwindigkeit wird insbesondere auch eine direkte Messung der Stranggeschwindigkeit verstanden. Eine unmittelbare Messung der Stranggeschwindigkeit erfolgt insbesondere direkt an dem sich bewegenden Strang.An immediate measurement of the strand speed is also understood to mean a direct measurement of the strand speed. An immediate measurement of the strand speed is carried out directly on the moving strand.
Eine Strangmaschine ist eine im Kontext der Tabak verarbeitenden Industrie bekannte Maschine, die zum Herstellen eines Strangs der Tabak verarbeitenden Industrie sowie zum Herstellen von aus einem Strang abgelängten stabförmigen Artikeln verwendet wird. Ein Strang der Tabak verarbeitenden Industrie ist beispielsweise ein Tabakstrang, ein Zigarettenstrang oder ein Filterstrang. Strangmaschinen sind ebenfalls zum Einsatz in der Trinkhalmindustrie vorgesehen, wobei ein Strang der Trinkhalmindustrie beispielsweise ein Hohlrohr, insbesondere aus Papier oder anderen Materialien, ist. Beim Ablängen wird ein quasi unendlich langer Strang in Segmente oder Artikel bestimmter Länge geschnitten, beispielsweise ein Filterstrang in Filterstücke oder Filterstäbe zweifacher Länge, die im weiteren Verlauf der Zigarettenherstellung ein weiteres Mal geschnitten werden, oder Trinkhalme einfacher Länge, wobei jeder stabförmige Artikel eine vorbestimmte Länge aufweist.A rod making machine is a machine known in the context of the tobacco processing industry that is used to produce a rod in the tobacco processing industry and to produce rod-shaped articles cut to length from a rod. A rod in the tobacco processing industry is, for example, a tobacco rod, a cigarette rod or a filter rod. Rod making machines are also intended for use in the drinking straw industry, where a rod in the drinking straw industry is, for example, a hollow tube, in particular made of paper or other materials. During cutting, a virtually infinitely long rod is cut into segments or articles of a specific length, for example a filter rod into filter pieces or filter rods of twice the length, which are cut again during the further course of cigarette production, or drinking straws of a single length, where each rod-shaped article has a predetermined length.
In Ausführungsformen ist als Strangmaschine eine Einzelstrangmaschine oder eine Doppelstrangmaschine vorgesehen, wobei eine Doppelstrangmaschine dazu eingerichtet ist, gleichzeitig und auf einem parallelen Förderweg zwei Stränge der Tabak verarbeitenden Industrie oder Trinkhalmindustrie herzustellen.In embodiments, a single-strand machine or a double-strand machine is provided as the strand machine, wherein a double-strand machine is designed to produce two strands for the tobacco processing industry or drinking straw industry simultaneously and on a parallel conveyor path.
Erfindungsgemäß wird der Strang längsaxial mit einer Stranggeschwindigkeit gefördert. Insbesondere wird der Strang mittels eines Formatbands einer zum Formen eines längsaxial geförderten Strangs ausgebildeten Formatvorrichtung gefördert. In anderen Ausführungsformen wird der Strang mittels einer weiteren oder anderen Fördervorrichtung, wie beispielsweise einer Zugformatvorrichtung, gefördert.According to the invention, the strand is conveyed longitudinally axially at a strand speed. In particular, the strand is conveyed by means of a format belt of a format device designed to form a strand conveyed longitudinally axially. In other embodiments, the strand is conveyed by means of a further or different conveying device, such as a pulling format device.
Im Rahmen dieser Erfindung bezeichnet die Stranggeschwindigkeit, die unmittelbar gemessen wird, die tatsächliche Geschwindigkeit des Strangs. Die Stranggeschwindigkeit kann abhängig von einer Förderbandgeschwindigkeit sein, d.h. der Geschwindigkeit eines Förderbands mittels dessen der Strang längsaxial gefördert wird, beispielsweise einer Formatbandgeschwindigkeit, kann jedoch davon abweichen. Ein Unterschied zwischen Stranggeschwindigkeit und Förderbandgeschwindigkeit entsteht beispielsweise aufgrund von Schlupf zwischen dem Strang und dem Förderband.In the context of this invention, the strand speed, which is measured directly, refers to the actual speed of the strand. The strand speed can be dependent on a conveyor belt speed, i.e. the speed of a conveyor belt by means of which the strand is conveyed longitudinally axially, for example a format belt speed, but can deviate from this. A difference between the strand speed and the conveyor belt speed arises, for example, due to slippage between the strand and the conveyor belt.
Im Rahmen dieser Erfindung bedeutet „im laufenden Betrieb“, dass die Strangmaschine einen Strang herstellt, der sich in einer längsaxialen Richtung bewegt oder der in einer längsaxialen Richtung gefördert wird. Eine längsaxiale Richtung ist in der Längsachse des Strangs. Die Stranggeschwindigkeit wird unmittelbar oder direkt an dem sich in längsaxialer Richtung bewegenden Strang gemessen.In the context of this invention, "during operation" means that the strand machine produces a strand that moves in a longitudinal axial direction or that is conveyed in a longitudinal axial direction. A longitudinal axial direction is in the longitudinal axis of the strand. The strand speed is measured immediately or directly on the strand moving in the longitudinal axial direction.
Erfindungsgemäß wird die Stranggeschwindigkeit unmittelbar gemessen. Das heißt, dass die Stranggeschwindigkeit insbesondere direkt gemessen wird. Es handelt sich insbesondere nicht um eine unmittelbare Messung der Stranggeschwindigkeit, wenn aus mehreren Positionsmessungen und deren zeitlichem Abstand eine Stranggeschwindigkeit bestimmt wird. Insbesondere findet auch keine unmittelbare Messung statt, wenn auf dem Umhüllungsmaterial aufgebrachte Markierungen auf dem Umhüllungsmaterial detektiert werden und aufgrund dieser eine Geschwindigkeit bestimmt wird.According to the invention, the strand speed is measured directly. This means that the strand speed is measured directly. In particular, it is not a direct measurement of the strand speed if a strand speed is determined from several position measurements and their time intervals. In particular, no direct measurement takes place if markings applied to the wrapping material are detected on the wrapping material and a speed is determined on the basis of these.
Erfindungsgemäß wird auf Basis wenigstens eines Messwerts der Stranggeschwindigkeit ein Betriebsparameter der Strangmaschine, der Einfluss auf die Länge der abgelängten stabförmigen Artikel hat, gesteuert oder geregelt. Bevorzugterweise wird ein Mittelwert der Messwerte der Stranggeschwindigkeit zum Steuern oder Regeln verwendet. So werden Schwankungen im Messwert ausgeglichen. Bevorzugt ist ein gleitender Mittelwert der Messwerte mit einem vorbestimmten oder vorbestimmbaren Mittelungszeitraum, wobei der Mittelungszeitraum insbesondere zwischen 1 Sekunde und 60 Sekunden, insbesondere zwischen 3 Sekunden und 30 Sekunden, insbesondere zwischen 5 Sekunden und 20 Sekunden, insbesondere zwischen 8 Sekunden und 14 Sekunden liegt. In einer Ausführungsform wird ein Betriebsparameter der Strangmaschine mittels eines PID-Reglers geregelt.According to the invention, an operating parameter of the strand machine, which influences the length of the rod-shaped articles cut to length, is controlled or regulated on the basis of at least one measured value of the strand speed. Preferably, an average of the measured values of the strand speed is used for controlling or regulating. In this way, fluctuations in the measured value are compensated. A moving average of the measured values with a predetermined or predeterminable averaging period is preferred, the averaging period being in particular between 1 second and 60 seconds, in particular between 3 seconds and 30 seconds, in particular between 5 seconds and 20 seconds, in particular between 8 seconds and 14 seconds. In one embodiment, an operating parameter of the strand machine is regulated by means of a PID controller.
Vorzugsweise zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass die Stranggeschwindigkeit berührungslos, insbesondere mittels einer Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessvorrichtung, gemessen wird. Der Vorteil einer berührungslosen Messung liegt in einer präzisen und zuverlässigen Messung, welche aufgrund fehlender Verschleißteile langfristig wartungsfreier ist.The method is preferably characterized in that the strand speed is measured without contact, in particular by means of a laser Doppler speed measuring device. The advantage of a non-contact measurement is a precise and reliable measurement, which is less maintenance-intensive in the long term due to the lack of wearing parts.
Ein berührungsloses Messen ist insbesondere ein Messen der Stranggeschwindigkeit, bei der der Strang von der Messvorrichtung nicht berührt wird.A non-contact measurement is in particular a measurement of the strand speed at which the strand is not touched by the measuring device.
Eine Möglichkeit zum berührungslosen Messen der Stranggeschwindigkeit ist eine Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessvorrichtung. Eine Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessvorrichtung ist insbesondere ein Laser-Doppler-Velocimeter, welches auch als Laser-Doppler-Anenometer oder Laser-Oberflächen-Velocimeter oder Laser Surface Velocimeter bezeichnet wird. Ein Laser-Doppler-Velocimeter ist eine berührungslose, optische Messvorrichtung zur Bestimmung von Geschwindigkeiten von sich bewegenden Teilchen oder Oberflächen. Hierzu wird ein Messbereich, in diesem Fall ein Bereich des geförderten Strangs, mit zwei Laserstrahlen aus unterschiedlichen Richtungen bestrahlt und das reflektierte Licht zur Bestimmung der Geschwindigkeit ausgewertet. Die in der Intensität des reflektierten Lichts detektierte Schwebung, entstehend aus der Interferenz der beiden Laserstrahlen, ist ein Maß für die Geschwindigkeit des Teilchens oder der Oberfläche. Das Funktionsprinzip ist näher in
In einer Ausführungsform wird die Stranggeschwindigkeit mittels eines Zweistrahl-Laser-Doppler-Velocimeters gemessen. Insbesondere wird ein Laser-Doppler-Velocimeter in einem heterodynen Modus betrieben. Im heterodynen Modus wird eine Frequenz eines Lasers um einen Offset, beispielsweise einen Offset von 40 MHz, verschoben, wobei diese Offsetfrequenz in die Auswertung des Detektors zur Bestimmung der Stranggeschwindigkeit einbezogen wird. In einer anderen Ausführungsform wird ein Laser-Doppler-Velocimeter in einem homodynen Modus betrieben, d.h. ohne eine Verschiebung einer Laserfrequenz um einen vorbestimmten Offset.In one embodiment, the strand speed is measured using a two-beam laser Doppler velocimeter. In particular, a laser Doppler velocimeter is operated in a heterodyne mode. In the heterodyne mode, a frequency of a laser is shifted by an offset, for example an offset of 40 MHz, and this offset frequency is included in the evaluation of the detector for determining the strand speed. In another embodiment, a laser Doppler velocimeter is operated in a homodyne mode, i.e. without a shift of a laser frequency by a predetermined offset.
Bevorzugterweise weist die Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessvorrichtung einen Laser der Laserklasse 3B auf. So steht eine hohe Lichtintensität für die Messung zur Verfügung. Bevorzugterweise weist die Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessvorrichtung einen Laser mit der Wellenlänge 780 nm auf. Bevorzugterweise ist die Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessvorrichtung ein Gerät des Typs µSPEED-Smart/STD/S5/120/dt der Firma ELOVIS GmbH.The laser Doppler speed measuring device preferably has a laser of laser class 3B. This means that a high light intensity is available for the measurement. The laser Doppler speed measuring device preferably has a laser with a wavelength of 780 nm. The laser Doppler speed measuring device is preferably a device of the type µSPEED-Smart/STD/S5/120/dt from ELOVIS GmbH.
Alternativ kann die berührungslose Messung mittels einer Radar-Doppler-Geschwindigkeitsmessvorrichtung erfolgen. Hierzu wird der Radar-Doppler-Effekt genutzt, wobei von einem Radar-Doppler-Velocimeter ein Radarsignal ausgesendet wird, welches vom Strang als zu messendem Objekt reflektiert wird und anschließend vom Velocimeter detektiert und analysiert wird. Das reflektierte Radarsignal weist aufgrund der Bewegung des Strangs eine um eine Doppler-Frequenz verschobene Frequenz auf.Alternatively, the contactless measurement can be carried out using a radar Doppler speed measuring device. The radar Doppler effect is used for this, whereby a radar Doppler velocimeter sends out a radar signal which is reflected by the strand as the object to be measured and is then detected and analyzed by the velocimeter. Due to the movement of the strand, the reflected radar signal has a frequency shifted by one Doppler frequency.
Alternativ kann die berührungslose Messung mittels einer Ortsfilterprinzip-Geschwindigkeitsmessvorrichtung erfolgen, welche auf dem Ortsfilterprinzip basiert. Hierzu wird ein Messobjekt mit einer Lichtquelle, beispielsweise einer LED-Weißlichtquelle, beleuchtet, wobei das vom Messobjekt reflektierte Licht durch ein Objektiv auf eine CCD-Zelle abgebildet wird. Die CCD-Zelle arbeitet nicht wie häufig üblich für eine Bildaufnahme, sondern ist nutzbar als optisches Gitter. Ein sich bewegendes Messobjekt bewirkt eine Gittermodulation in der CCD-Zelle mit einer Signalfrequenz, aus der gemeinsam mit Systemparametern wie Abbildungsmaßstab und Gitterperiode die Geschwindigkeit des Messobjekts bestimmbar ist.Alternatively, the contactless measurement can be carried out using a spatial filter principle speed measuring device, which is based on the spatial filter principle. For this purpose, a measuring object is illuminated with a light source, for example an LED white light source, whereby the light reflected from the measuring object is imaged through a lens onto a CCD cell. The CCD cell does not work for image recording as is often the case, but can be used as an optical grating. A moving measuring object causes a grating modulation in the CCD cell with a signal frequency, from which the speed of the measuring object can be determined together with system parameters such as image scale and grating period.
Vorzugsweise wird die berührungslose Messung ohne auf dem Strang angebrachte Markierungen, wie beispielsweise Aufdrucke, durchgeführt.Preferably, the non-contact measurement is carried out without any markings on the strand, such as prints.
Vorzugsweise wird die Stranggeschwindigkeit mittels berührender Messung, insbesondere mittels eines Messrads, gemessen. Eine berührende Messung ermöglicht auf einfache Weise das Messen der Stranggeschwindigkeit ohne eine indirekte Messung über Positionen oder andere Sensoren. Aufgrund von Schlupf und/oder Verschleiß ist eine Messung mittels berührender Messung, insbesondere mittels eines Messrads, üblicherweise ungenauer als eine berührungslose Messung, dafür aber technologisch einfacher und kostengünstiger.Preferably, the strand speed is measured by means of contact measurement, in particular by means of a measuring wheel. A contact measurement enables the strand speed to be measured in a simple manner without an indirect measurement via positions or other sensors. Due to slippage and/or wear, a measurement by means of contact measurement, in particular by means of a measuring wheel, is usually less accurate than a non-contact measurement, but is technologically simpler and more cost-effective.
Vorzugsweise zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass der Betriebsparameter eine Fördergeschwindigkeit eines Formatbands einer zum Formen eines längsaxial geförderten Strangs ausgebildeten Formatvorrichtung der Strangmaschine und/oder eine Ablängfrequenz der Ablängvorrichtung ist. Durch diese Wahl des Betriebsparameters wird auf einfache Weise die Länge der stabförmigen Artikel beeinflusst und damit genau eingestellt oder geregelt.The method is preferably characterized in that the operating parameter is a conveying speed of a format belt of a format device of the strand machine designed to form a longitudinally axially conveyed strand and/or a cutting frequency of the cutting device. By choosing this operating parameter, the length of the rod-shaped articles is easily influenced and thus precisely adjusted or regulated.
Obwohl die Fördergeschwindigkeit eines Formatbands nicht identisch ist zur Stranggeschwindigkeit, ist die Fördergeschwindigkeit eines Formatbands besonders bevorzugt als Betriebsparameter. Vorteilhafterweise ist das Formatband die letzte Fördervorrichtung der Strangmaschine, die den Strang vor dem Ablängen mittels der Ablängvorrichtung längsaxial fördert. Dadurch hat die Fördergeschwindigkeit des Formatbands signifikanten Einfluss auf die Stranggeschwindigkeit an der Ablängvorrichtung und damit auf die Länge der stabförmigen Artikel.Although the conveying speed of a format belt is not identical to the strand speed, the conveying speed of a format belt is particularly preferred as an operating parameter. The format belt is advantageously the last conveying device of the strand machine, which conveys the strand longitudinally axially before it is cut to length using the cutting device. The conveying speed of the format belt therefore has a significant influence on the strand speed at the cutting device and thus on the length of the rod-shaped articles.
Die Fördergeschwindigkeit des Formatbands wird insbesondere mittels eines Formatbandantriebsmittels gesteuert. Insbesondere ist in einer Ausführungsform der Betriebsparameter eine Drehzahl eines Formatbandantriebsmittels, insbesondere einer Formatbandantriebsrolle, oder eine Umfangsgeschwindigkeit eines Formatbandantriebsmittels. Im Rahmen dieses Schutzrechts umfasst der Begriff Fördergeschwindigkeit eines Formatbandes auch eine Drehzahl eines Formatbandantriebsmittels oder eine Umfangsgeschwindigkeit eines Formatbandantriebsmittels.The conveying speed of the format belt is controlled in particular by means of a format belt drive means. In particular, in one embodiment, the operating parameter is a rotational speed of a format belt drive means, in particular a format belt drive roller, or a peripheral speed of a format belt drive means. Within the scope of this protective right, the term conveying speed of a format belt also includes a rotational speed of a format belt drive means or a peripheral speed of a format belt drive means.
Typischerweise ist die Stranggeschwindigkeit aufgrund von Schlupf etwas kleiner als die Fördergeschwindigkeit des Formatbands, folglich weist das Formatband eine Übergeschwindigkeit gegenüber dem Strang auf. Bevorzugterweise wird die Übergeschwindigkeit des Formatbands als, insbesondere weiterer, Betriebsparameter verwendet. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Übergeschwindigkeit des Formatbands überwacht wird. Dies ermöglicht eine stetige Überprüfung der Strangmaschine und gibt Aufschluss über mögliche Veränderungen und Abnutzungserscheinungen.Typically, the strand speed is slightly lower than the conveying speed of the format belt due to slippage, and the format belt is therefore overspeeding the strand. Preferably, the overspeed of the format belt is used as an operating parameter, in particular as a further operating parameter. In particular, it is preferred that the overspeed of the format belt is monitored. This enables the strand machine to be constantly checked and provides information about possible changes and signs of wear.
Ebenfalls bevorzugt als Betriebsparameter ist eine Ablängfrequenz der Ablängvorrichtung. Eine Ablängfrequenz ist beispielsweise ein Takt oder eine Geschwindigkeit der Ablängvorrichtung. In Ausführungsformen ist eine Ablängvorrichtung eine Schneidmessertrommel, d.h. eine mit mehreren Messern versehene Trommel, wobei bei einer Einzelstrangmaschine jedes Messer bei einem Umlauf der Schneidmessertrommel ein stabförmiges Produkt vom Strang ablängt, d.h. schneidet. Der Betriebsparameter Ablängfrequenz umfasst beispielsweise eine Drehzahl einer Antriebsvorrichtung der Ablängvorrichtung oder eine Ablängfrequenz, insbesondere mit Einheit Schnitte pro Minute.Another preferred operating parameter is a cutting frequency of the cutting device. A cutting frequency is, for example, a cycle or a speed of the cutting device. In embodiments, a cutting device is a cutting knife drum, i.e. a drum provided with several knives, whereby in a single-strand machine each knife cuts a rod-shaped product from the strand during one revolution of the cutting knife drum, i.e. cuts it. The operating parameter cutting frequency includes, for example, a speed of a drive device of the cutting device or a cutting frequency, in particular with a unit of cuts per minute.
Es ist bevorzugt, wenn auf Basis wenigstens eines Messwerts der Stranggeschwindigkeit ein Betriebsparameter der Strangmaschine oder mehrere Betriebsparameter der Strangmaschine, die Einfluss auf die Länge der abgelängten stabförmigen Artikel haben, gesteuert oder geregelt werden.It is preferred if, on the basis of at least one measured value of the strand speed, one operating parameter of the strand machine or several operating parameters of the strand machine which influence the length of the cut rod-shaped articles are controlled or regulated.
Vorteilhafterweise zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass nach dem Ablängen die stabförmigen Artikel, insbesondere mittels einer Übergabevorrichtung oder einer Einstoßtrommel, in eine queraxiale Förderung weitergegeben werden. Mittels einer queraxialen Förderung der stabförmigen Artikel ist eine effiziente Weiterverarbeitung möglich.The method is advantageously characterized in that after cutting to length, the rod-shaped articles are passed on to a transverse axial conveyor, in particular by means of a transfer device or a push-in drum. Efficient further processing is possible by means of a transverse axial conveyor of the rod-shaped articles.
Eine Übergabevorrichtung ist beispielsweise eine Vorrichtung wie die aus der
Vorzugsweise wird die Stranggeschwindigkeit unmittelbar stromabwärts einer zum Formen eines längsaxial geförderten Strangs ausgebildeten Formatvorrichtung der Strangmaschine gemessen und/oder unmittelbar stromaufwärts einer Ablängvorrichtung gemessen. Beim Messen unmittelbar stromaufwärts einer Ablängvorrichtung wird vorteilhafterweise präzise jene Stranggeschwindigkeit gemessen, die ebenfalls die Stranggeschwindigkeit an der Ablängvorrichtung ist, so dass besonders präzise die vorbestimmte Länge der stabförmigen Artikel erreicht werden kann. Beim Messen der Stranggeschwindigkeit unmittelbar stromabwärts einer Formatvorrichtung besteht die größte Abhängigkeit von der Fördergeschwindigkeit eines Formatbands der Fördervorrichtung, so dass eine Steuerung oder Regelung besonders einfach und direkt möglich ist. In Ausführungsformen wird die Stranggeschwindigkeit dort gemessen, wo der Strang baulich in der Strangmaschine einfach für die Geschwindigkeitsmessvorrichtung oder die Stranggeschwindigkeitsmessung zugänglich ist.Preferably, the strand speed is measured immediately downstream of a formatting device of the strand machine designed to form a strand conveyed longitudinally axially and/or immediately upstream of a cutting device. When measuring immediately upstream of a cutting device, the strand speed that is also the strand speed on the cutting device is advantageously measured precisely, so that the predetermined length of the rod-shaped articles can be achieved particularly precisely. When measuring the strand speed immediately downstream of a formatting device, the greatest dependence is on the conveying speed of a formatting belt of the conveying device, so that control or regulation is particularly simple and direct. In embodiments, the strand speed is measured where the strand is structurally easily accessible in the strand machine for the speed measuring device or the strand speed measurement.
Die Bezeichnung unmittelbar stromabwärts oder unmittelbar stromaufwärts ist insbesondere eine Distanz von 50 cm oder weniger, insbesondere 30 cm oder weniger, insbesondere 20 cm oder weniger, insbesondere 15 cm oder weniger, insbesondere 10 cm oder weniger, von der anderen Vorrichtung entfernt. Zudem bedeutet „unmittelbar stromaufwärts“ oder „unmittelbar stromabwärts“, dass zwischen der Formatvorrichtung oder der Ablängvorrichtung und dem Ort der Messung der Stranggeschwindigkeit vorzugsweise keine andere funktionale Komponente der Strangmaschine angeordnet ist. Eine solche funktionale Komponente ist beispielsweise ein Dichtesensor oder ein Feuchtigkeitssensor.The term immediately downstream or immediately upstream is in particular a distance of 50 cm or less, in particular 30 cm or less, in particular 20 cm or less, in particular 15 cm or less, in particular 10 cm or less, from the other device. In addition, “immediately upstream” or “immediately downstream” means that preferably no other functional component of the strand machine is arranged between the format device or the cutting device and the location of the measurement of the strand speed. Such a functional component is, for example, a density sensor or a moisture sensor.
Vorteilhafterweise ist der Strang ein umhüllungsfreier Strang, insbesondere ein umhüllungsfreier Filtertowstrang. Durch die fehlende Umhüllung ist die Geschwindigkeitsmessung, insbesondere bei berührungsloser Messung, umso präziser. Zudem sind gerade für stabförmige Artikel, die umhüllungslos sind, weil sie aus einem umhüllungsfreien Strang hergestellt wurden, die Anforderungen für gleiche Längen besonders hoch, da diese häufig zahlreiche weitere Verarbeitungsschritte durchlaufen. Außerdem können gerade bei umhüllungsfreien Filtertowsträngen aufgrund des Fehlens einer die Länge der stabförmigen Artikel stabilisierenden Umhüllung die Längen stärker variieren, weswegen gerade bei umhüllungsfreien Filtertowsträngen eine genaue Steuerung oder Regelung der Geschwindigkeit des Filterstrangs zu geringen Längendifferenzen der aus dem Strang abgelängten stabförmigen Artikeln führt.The strand is advantageously a sheath-free strand, in particular a sheath-free filter tow strand. The lack of sheathing makes the speed measurement all the more precise, especially with non-contact measurement. In addition, the requirements for equal lengths are particularly high for rod-shaped articles that are sheath-free because they were made from a sheath-free strand, as these often undergo numerous further processing steps. In addition, the lengths of sheath-free filter tow strands in particular can vary more significantly due to the lack of a sheath to stabilize the length of the rod-shaped articles, which is why, in the case of sheath-free filter tow strands in particular, precise control or regulation of the speed of the filter strand leads to small differences in the length of the rod-shaped articles cut from the strand.
Ferner zeichnet sich vorteilhafterweise das Verfahren dadurch aus, dass zwei parallel geförderte Stränge hergestellt werden und die zwei parallel geförderten Stränge in eine Mehrzahl von stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie oder Trinkhalmindustrie abgelängt werden, wobei die Stränge längsaxial mit jeweils einer Stranggeschwindigkeit gefördert werden, wobei beide Stranggeschwindigkeiten gemessen werden und auf Basis wenigstens eines Messwerts der Stranggeschwindigkeiten der Betriebsparameter der Strangmaschine gesteuert oder geregelt wird. Die Verarbeitung zweier parallel geförderter Stränge ermöglicht es, sehr effizient die Produktionsmenge zu erhöhen.Furthermore, the method is advantageously characterized in that two strands conveyed in parallel are produced and the two strands conveyed in parallel are cut to length into a plurality of rod-shaped articles for the tobacco processing industry or drinking straw industry, wherein the strands are conveyed longitudinally axially at one strand speed each, wherein both strand speeds are measured and the operating parameters of the strand machine are controlled or regulated on the basis of at least one measured value of the strand speeds. The processing of two strands conveyed in parallel makes it possible to increase the production quantity very efficiently.
In einer anderen Ausführungsform eines Verfahrens für eine Doppelstrangmaschine mit zwei parallel geförderten Strängen wird die Stranggeschwindigkeit genau eines Strangs gemessen und ein Betriebsparameter, der Einfluss auf die Länge der abgelängten stabförmigen Artikel beider Stränge hat, gesteuert oder geregelt. Als Betriebsparameter eignet sich hierzu besonders die Ablängfrequenz der beiden Stränge.In another embodiment of a method for a double-strand machine with two strands conveyed in parallel, the strand speed of exactly one strand is measured and an operating parameter that influences the length of the cut rod-shaped articles of both strands is controlled or regulated. The cutting frequency of the two strands is particularly suitable as an operating parameter for this purpose.
Beispielsweise wird auf Basis von Messwerten der Stranggeschwindigkeit eines Strangs ein Betriebsparameter für beide Stränge der Strangmaschine gesteuert oder geregelt.For example, an operating parameter for both strands of the stranding machine is controlled or regulated based on measured values of the strand speed of one strand.
In einer anderen Ausführungsform werden jeweils wenigstens ein Messwert von den Stranggeschwindigkeiten jedes Strangs miteinander verglichen oder verrechnet, so dass Unterschiede zwischen den Stranggeschwindigkeiten identifiziert werden können. Vorteilhafterweise werden Messwerte der Stranggeschwindigkeiten miteinander als Mittelwert verrechnet, wobei dies insbesondere bei einer Doppelstrangmaschine vorteilhaft ist, wenn als Betriebsparameter die Ablängfrequenz einer Ablängvorrichtung dient, die beide Stränge ablängt.In another embodiment, at least one measured value of the strand speeds of each strand is compared or offset against each other so that differences between the strand speeds can be identified. Advantageously, measured values of the strand speeds are offset against each other as an average value, whereby this is particularly advantageous in a double-strand machine if the cutting frequency of a cutting device that cuts both strands serves as the operating parameter.
Vorteilhaft ist weiterhin ein Verfahren, dass sich dadurch auszeichnet, dass die zwei parallel geförderten Stränge ein erster Strang und ein zweiter Strang sind, wobei der erste Strang mit einer ersten Stranggeschwindigkeit gefördert wird und der zweite Strang mit einer zweiten Stranggeschwindigkeit gefördert wird, wobei auf Basis wenigstens eines Messwerts der ersten Stranggeschwindigkeit ein erster Betriebsparameter der Strangmaschine, der Einfluss auf die Länge der vom ersten Strang abgelängten stabförmigen Artikel hat, und auf Basis wenigstens eines Messwerts der zweiten Stranggeschwindigkeit ein zweiter Betriebsparameter der Strangmaschine, der Einfluss auf die Länge der vom zweiten Strang abgelängten stabförmigen Artikel hat, gesteuert oder geregelt werden. Dies ist vorteilhaft, da für jeden Strang separat die Stranggeschwindigkeit gemessen und separat durch Steuern oder Regeln für jeden Strang eine optimale Länge der stabförmigen Artikel erreicht werden kann.A method is also advantageous which is characterized in that the two strands conveyed in parallel are a first strand and a second strand, the first strand being conveyed at a first strand speed and the second strand being conveyed at a second strand speed, a first operating parameter of the stranding machine which influences the length of the rod-shaped articles cut from the first strand being controlled or regulated on the basis of at least one measured value of the first strand speed, and a second operating parameter of the stranding machine which influences the length of the rod-shaped articles cut from the second strand being controlled or regulated on the basis of at least one measured value of the second strand speed. This is advantageous because the strand speed can be measured separately for each strand and an optimal length of the rod-shaped articles can be achieved separately for each strand by controlling or regulating.
Bevorzugterweise zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass das Messen der Stranggeschwindigkeit oder Stranggeschwindigkeiten, insbesondere nur, in einem vorbestimmten Startzeitraum durchgeführt wird, wobei der Startzeitraum beim Anfahren der Strangmaschine beginnt. Dieses Verfahren ist besonders energie- und kosteneffizient, denn insbesondere in einem Startzeitraum, das heißt in einem Zeitraum nach dem Anfahren der Strangmaschine, ist die Strangmaschine noch nicht warmgelaufen und ist noch nicht in einem Gleichgewichtszustand, so dass ein Regeln und/oder Steuern eines Betriebsparameters eine besonders große Qualitätssteigerung bewirkt.Preferably, the method is characterized in that the strand speed or strand speeds are measured, in particular only, in a predetermined starting period, wherein the starting period begins when the strand machine is started up. This method is particularly energy and cost efficient, because in particular in a starting period, i.e. in a period after the strand machine has been started up, the strand machine has not yet warmed up and is not yet in a state of equilibrium, so that regulating and/or controlling an operating parameter brings about a particularly large increase in quality.
Ein Startzeitraum ist beispielsweise 45 Minuten oder weniger, 20 Minuten oder weniger, 10 Minuten oder weniger, oder 5 Minuten oder weniger, wobei der Startzeitraum beim Anfahren der Strangmaschine beginnt. Das Anfahren der Strangmaschine bezeichnet beispielsweise den Zeitpunkt, bei dem mittels der Strangmaschine nach einem Stillstand erstmalig Artikel, die eine ausreichende Qualität zur Verwendung aufweisen, herstellbar sind.A start period is, for example, 45 minutes or less, 20 minutes or less, 10 minutes or less, or 5 minutes or less, whereby the start period begins when the strand machine starts up. The start-up of the strand machine refers, for example, to the point in time at which articles of sufficient quality for use can be produced for the first time using the strand machine after a standstill.
In einer anderen Ausführungsform zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass das Messen und/oder das Steuern oder Regeln während des Startzeitraums mit einer höheren Frequenz und nach dem Startzeitraum mit einer niedrigeren Frequenz ausgeführt wird. In einer anderen Ausführungsform sind die Regelparameter des Regelns des Betriebsparameters oder einer Regelungsvorrichtung für den Betriebsparameter zeitabhängig, das heißt die Regelparameter werden zeitabhängig auf vorbestimmte oder vorbestimmbare Weise, insbesondere ab dem Zeitpunkt des Anfahrens der Strangmaschine, angepasst. Beispielsweise kann bei einem PID-Regler als Regelvorrichtung beim Anfahren der Strangmaschine der Integralanteil kleiner sein oder auf Null gesetzt werden und nach einer vorbestimmten oder vorbestimmbaren Zeit erhöht werden. Der Proportionalteil kann am Anfang größer sein und nach einer vorbestimmten oder vorbestimmbaren Zeit verkleinert werden.In another embodiment, the method is characterized in that the measuring and/or the controlling or regulating is carried out at a higher frequency during the start period and at a lower frequency after the start period. In another embodiment, the control parameters of the control of the operating parameter or of a control device for the operating parameter are time-dependent, i.e. the control parameters are adjusted time-dependently in a predetermined or predeterminable manner, in particular from the time the strand machine is started up. For example, with a PID controller as the control device, the integral component can be smaller or set to zero when the strand machine is started up and increased after a predetermined or predeterminable time. The proportional component can be larger at the beginning and reduced after a predetermined or predeterminable time.
Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Strangmaschine zur Herstellung von stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie oder der Trinkhalmindustrie, wobei mittels der Strangmaschine ein Strang der Tabak verarbeitenden Industrie oder der Trinkhalmindustrie herstellbar ist, wobei die Strangmaschine eine Formatvorrichtung zum Formen eines mit einer Stranggeschwindigkeit längsaxial geförderten Strangs und eine Ablängvorrichtung, mittels der die stabförmigen Artikel von dem Strang ablängbar sind, umfasst, wobei die Strangmaschine dadurch weitergebildet ist, dass die Strangmaschine eine Messvorrichtung zur unmittelbaren Messung der Stranggeschwindigkeit umfasst.The object is also achieved by a strand machine for producing rod-shaped articles of the tobacco processing industry or the drinking straw industry, whereby a strand of the tobacco processing industry or the drinking straw industry can be produced by means of the strand machine, whereby the strand machine comprises a format device for forming a strand conveyed longitudinally axially at a strand speed and a cutting device by means of which the rod-shaped articles can be cut to length from the strand, whereby the strand machine is further developed in that the strand machine comprises a measuring device for directly measuring the strand speed.
Eine Messvorrichtung zur unmittelbaren Messung der Stranggeschwindigkeit ist vorteilhaft, da auf diese Weise stabförmige Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie oder Trinkhalme von hoher Qualität und konstanter, vorbestimmter Länge auf ressourcenschonende Weise hergestellt werden können.A measuring device for the direct measurement of the rod speed is advantageous because it enables rod-shaped articles for the tobacco processing industry or drinking straws of high quality and constant, predetermined length to be produced in a resource-saving manner.
Für die Eigenschaften und weitere Ausführungsformen der Strangmaschine sowie ihrer Bestandteile wird ausdrücklich auf die Ausführungen des obenstehend beschriebenen Verfahrens verwiesen.For the properties and further embodiments of the strand machine and its components, express reference is made to the details of the process described above.
Bevorzugterweise ist die Strangmaschine dadurch weitergebildet, dass die Messvorrichtung für eine berührungslose Messung der Stranggeschwindigkeit eingerichtet ist, wobei insbesondere die Messvorrichtung eine Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessvorrichtung umfasst, und/oder die Messvorrichtung für eine berührende Messung der Stranggeschwindigkeit eingerichtet ist, wobei insbesondere die Messvorrichtung ein Messrad umfasst. Mittels einer berührungslosen Messung ist eine Messung ohne Beschädigung oder Beeinflussung des Strangs möglich und eine berührende Messung der Stranggeschwindigkeit ist vorteilhaft aufgrund von geringen Kosten.Preferably, the strand machine is further developed in that the measuring device is set up for a contactless measurement of the strand speed, wherein in particular the measuring device comprises a laser Doppler speed measuring device, and/or the measuring device is set up for a contact measurement of the strand speed, wherein in particular the measuring device comprises a measuring wheel. By means of a contactless measurement, a measurement is possible without damaging or influencing the strand and a contact measurement of the strand speed is advantageous due to low costs.
Die Messvorrichtung für eine berührungslose Messung ist insbesondere eine Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessvorrichtung, insbesondere ein Laser-Doppler-Anenometer, Laser-Doppler-Velocimeter oder Laser-Surface-Velocimeter. In anderen Ausführungsformen weist die Messvorrichtung eine Radar-Doppler-Geschwindigkeitsmessvorrichtung auf oder weist eine Ortsfilterprinzip-Geschwindigkeitsmessvorrichtung auf. Für eine berührende Messung umfasst vorzugsweise die Messvorrichtung ein Messrad. In Ausführungsformen umfasst die Messvorrichtung eine Messvorrichtung für eine berührungslose Messung sowie eine Messvorrichtung für eine berührende Messung. In einer Ausführungsform ist eine die Messwerte auswertende Auswertevorrichtung derart eingerichtet, die Messwerte einer berührungslosen Messung und die Messwerte einer berührenden Messung miteinander zu vergleichen.The measuring device for a contactless measurement is in particular a laser Doppler speed measuring device, in particular a laser Doppler anenometer, laser Doppler velocimeter or laser surface velocimeter. In other embodiments, the measuring device has a radar Doppler speed measuring device or has a spatial filter principle speed measuring device. For a contact measurement, the measuring device preferably comprises a measuring wheel. In embodiments, the measuring device comprises a measuring device for a contactless measurement and a measuring device for a contact measurement. In one embodiment, an evaluation device evaluating the measured values is set up in such a way that the measured values of a contactless measurement and the measured values of a contact measurement are compared with one another.
Vorteilhafterweise ist die Messvorrichtung unmittelbar stromabwärts der Formatvorrichtung und/oder unmittelbar stromaufwärts der Ablängvorrichtung angeordnet. Eine entsprechende Positionierung bewirkt eine optimale Messung der Stranggeschwindigkeit und somit höchstmögliche Qualität der stabförmigen Artikel.The measuring device is advantageously arranged directly downstream of the formatting device and/or directly upstream of the cutting device. Appropriate positioning ensures optimal measurement of the strand speed and thus the highest possible quality of the rod-shaped articles.
Bevorzugterweise umfasst die Strangmaschine eine Auswertevorrichtung zum Verarbeiten der Messwerte der Stranggeschwindigkeit, wobei die Auswertevorrichtung eingerichtet ist, wenigstens einen Messwert der Stranggeschwindigkeit von der Messvorrichtung zu erhalten und auf Basis des wenigstens einen Messwerts der Stranggeschwindigkeit einen Betriebsparameter der Strangmaschine, der Einfluss auf die Länge der von der Ablängvorrichtung ablängbaren oder abgelängten stabförmigen Artikel hat, zu steuern oder zu regeln. Eine zum Steuern oder zum Regeln eingerichtete Auswertevorrichtung ermöglicht ein Anpassen der Stranggeschwindigkeit und somit eine Korrektur der Länge der stabförmigen Artikel im laufenden Betrieb.The strand machine preferably comprises an evaluation device for processing the measured values of the strand speed, wherein the evaluation device is set up to receive at least one measured value of the strand speed from the measuring device and, on the basis of the at least one measured value of the strand speed, to control or regulate an operating parameter of the strand machine that influences the length of the rod-shaped articles that can be cut or are cut by the cutting device. An evaluation device set up for controlling or regulating enables the strand speed to be adjusted and thus the length of the rod-shaped articles to be corrected during operation.
In einer Ausführungsform weist die Auswertevorrichtung einen PID-Regler auf. In einer anderen Ausführungsform ist die Auswertevorrichtung ausgebildet, als Eingangsgröße eines Reglers einen gleitenden Mittelwert aus Messwerten der Stranggeschwindigkeit zu errechnen. Bevorzugt ist als Eingangsgröße eines Reglers ein gleitender Mittelwert der Messwerte mit einem vorbestimmten oder vorbestimmbaren Mittelungszeitraum, wobei der Mittelungszeitraum insbesondere zwischen 1 Sekunde und 60 Sekunden, insbesondere zwischen 3 Sekunden und 30 Sekunden, insbesondere zwischen 5 Sekunden und 20 Sekunden, insbesondere zwischen 8 Sekunden und 14 Sekunden liegt.In one embodiment, the evaluation device has a PID controller. In another embodiment, the evaluation device is designed to calculate a moving average from measured values of the strand speed as the input variable of a controller. Preferably, the input variable of a controller is a moving average of the measured values with a predetermined or predeterminable averaging period, the averaging period being in particular between 1 second and 60 seconds, in particular between 3 seconds and 30 seconds, in particular between 5 seconds and 20 seconds, in particular between 8 seconds and 14 seconds.
Vorteilhafterweise ist die Auswertevorrichtung eingerichtet, ein Steuersignal zum Steuern eines Betriebsparameters der Strangmaschine an eine Maschinensteuerung der Strangmaschine auszugeben. Das Steuersignal ist hierbei entweder Ergebnis der Auswertevorrichtung zum Steuern oder Ergebnis der Auswertevorrichtung zum Regeln der Strangmaschine. Beispielsweise wird ein Steuersignal an eine Antriebsvorrichtung eines Formatbands oder an eine Antriebsvorrichtung einer Ablängvorrichtung ausgegeben.The evaluation device is advantageously set up to output a control signal for controlling an operating parameter of the strand machine to a machine control of the strand machine. The control signal is either the result of the evaluation device for controlling or the result of the evaluation device for regulating the strand machine. For example, a control signal is output to a drive device of a format belt or to a drive device of a cutting device.
Ferner wird die Aufgabe gelöst durch eine Strangmaschine zur Herstellung von stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie oder der Trinkhalmindustrie, wobei mittels der Strangmaschine ein Strang der Tabak verarbeitenden Industrie oder der Trinkhalmindustrie herstellbar ist, wobei die Strangmaschine eine Ablängvorrichtung, mittels der die stabförmigen Artikel von dem Strang ablängbar sind, umfasst, wobei die Strangmaschine zum Betrieb mittels eines oben beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist.Furthermore, the object is achieved by a strand machine for producing rod-shaped articles of the tobacco processing industry or the drinking straw industry, wherein a strand of the tobacco processing industry or the drinking straw industry can be produced by means of the strand machine, wherein the strand machine comprises a cutting device by means of which the rod-shaped articles can be cut to length from the strand, wherein the strand machine is set up for operation by means of a method described above.
Ferner wird die Aufgabe gelöst durch eine Verwendung einer gemessenen Stranggeschwindigkeit eines Strangs einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie oder einer Strangmaschine zur Herstellung von Trinkhalmen, wobei die Stranggeschwindigkeit unmittelbar gemessen wird und zur Steuerung oder Regelung einer Ablängvorrichtung, mittels der aus dem Strang stabförmige Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie oder Trinkhalmindustrie ablängbar sind oder abgelängt werden, und/oder zur Steuerung oder Regelung einer Fördervorrichtung, mittels der der Strang zu einer für das Ablängen von stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie oder Trinkhalmindustrie von dem Strang eingerichteten Ablängvorrichtung längsaxial förderbar ist oder gefördert wird, dient. Eine solche Verwendung ermöglicht eine hochpräzise Messung und damit eine effiziente und ressourcenschonende Herstellung von stabförmigen Artikeln, ohne mögliche Fehler einer mittelbaren, das heißt indirekten, Messung berücksichtigen zu müssen.Furthermore, the object is achieved by using a measured strand speed of a strand of a strand machine of the tobacco processing industry or a strand machine for the production of drinking straws, wherein the strand speed is measured directly and is used to control or regulate a cutting device by means of which rod-shaped articles of the tobacco processing industry or drinking straw industry can be or are cut to length from the strand, and/or to control or regulate a conveying device by means of which the strand can be or is conveyed longitudinally axially to a cutting device set up for cutting rod-shaped articles of the tobacco processing industry or drinking straw industry to length. Such use enables highly precise measurement and thus efficient and resource-saving production of rod-shaped articles, without having to take possible errors of an indirect measurement into account.
Das beschriebene Verfahren sowie die beschriebenen Strangmaschinen sowie ihre Bestandteile beinhalten unterschiedliche Aspekte der Erfindung. Die Strangmaschine ist in Ausführungsformen dazu vorgesehen, das Verfahren in allen beschriebenen Ausführungsformen zu verwirklichen, und das Verfahren kann unter Verwendung einer oben beschriebenen Strangmaschine angewendet werden.The method described and the stranding machines described and their components include different aspects of the invention. The stranding machine is intended in embodiments to implement the method in all described embodiments and the method can be applied using a stranding machine described above.
Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.Further features of the invention will become apparent from the description of embodiments of the invention together with the claims and the accompanying drawings. Embodiments of the invention may fulfill individual features or a combination of several features.
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 Seitenansicht eines Teils einer ersten erfindungsgemäßen Strangmaschine, -
2 eine schematische Seitenansicht eines Teils einer zweiten erfindungsgemäßen Strangmaschine, -
3 eine schematische Skizze des Funktionsprinzips einer Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessvorrichtung.
-
1 a schematic side view of a part of a first strand machine according to the invention, -
2 a schematic side view of a part of a second strand machine according to the invention, -
3 a schematic sketch of the operating principle of a laser Doppler velocity measuring device.
Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.Within the scope of the invention, features marked with “in particular” or “preferably” are to be understood as optional features.
In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.In the drawings, identical or similar elements and/or parts are provided with the same reference numbers, so that a repeated presentation is dispensed with in each case.
Der Strang 11 wird von der Ablängvorrichtung 13, die beispielsweise eine rotierende, mit Messern versehene Trommel darstellt, in einzelne stabförmige Artikel 10 abgelängt. In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um Filterstäbe doppelter Gebrauchslänge. Die stabförmigen Artikel 10 werden mittels einer Förderbahn 41 weitergefördert bis auf eine Einstoßtrommel 50, die die stabförmigen Artikel 10 von einer längsaxialen Förderrichtung 16 zu einer queraxialen Förderrichtung 15 umsetzt. Nicht gezeigt ist eine Übertragungs- und Beschleunigungsvorrichtung, welche die stabförmigen Artikel von der Förderbahn 41 in die Einstoßtrommel 50 überträgt.The
Zwischen dem Formatband 12 und der Ablängvorrichtung 13 ist eine Sensorvorrichtung 42 zur Untersuchung des Strangs 11 vorgesehen, die einer üblichen Sensorvorrichtung entsprechen kann und beispielsweise eingerichtet ist, die Dichte des Strangs 11 zu messen.Between the
Stromabwärts der Sensorvorrichtung 42 ist eine Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessvorrichtung 60 angeordnet. Die Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessvorrichtung 60 ist in dieser Strangmaschine 2 ein Laser-Doppler-Velocimeter. Es ist berührungslos mit dem Strang 11, d.h. zum Strang beabstandet, in der Strangmaschine 2 angeordnet. Die Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessvorrichtung 60 sendet zwei Laserstrahlen 61 aus unterschiedlicher Richtung auf den Strang 11. Der Strang 11 reflektiert das Laserlicht zurück zur Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessvorrichtung 60, welche das rückgestreute Licht detektiert und in eine Stranggeschwindigkeit umrechnet.A laser Doppler
Eine Auswertevorrichtung 40 ruft die Messwerte der Stranggeschwindigkeit des Strangs 11 von der Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessvorrichtung 60 ab. Die Auswertevorrichtung 40 ist eingerichtet, die Messwerte der Stranggeschwindigkeit zu analysieren, sie einem Regelkreis zu übergeben und anschließend mindestens einen Betriebsparameter der Strangmaschine zu regeln oder zu steuern. In dieser Ausführungsform ist die Auswertevorrichtung 40 eingerichtet, die Messwerte der Stranggeschwindigkeit jeweils über die zuletzt vergangenen 10 Sekunden zu mitteln und als Eingangsgröße an den Regelkreis zu senden. Mittels einer Proportionalregelung ermittelt dieser einen neuen Wert für die Drehgeschwindigkeit der Antriebsrolle 43 des Formatbands 12. Die Auswertevorrichtung 40 sendet ein entsprechendes Steuersignal an die Antriebsrolle 43 oder die zugehörige Maschinensteuerung. Ist beispielsweise die Stranggeschwindigkeit des Strangs 11 langsamer als ein voreingestellter Sollwert, wird die Drehgeschwindigkeit der Antriebsrolle 43 erhöht.An
In einer anderen Ausführungsform ist die Auswertevorrichtung 40 dazu ausgebildet, ein Steuersignal an die Antriebsvorrichtung der Ablängvorrichtung 13 zu senden. Ist beispielsweise die gemessene Stranggeschwindigkeit größer als eine vorbestimmte Soll-Stranggeschwindigkeit, wird in dieser Ausführungsform die Drehgeschwindigkeit der Ablängvorrichtung 13 ebenfalls erhöht, sodass die resultierenden Längen der stabförmigen Artikel 10 ihren Sollwert erreichen.In another embodiment, the
In dem in
Die Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessvorrichtung 60 weist eine Laserlichtquelle, insbesondere eine Laserdiode auf, die beispielsweise Laserlicht mit einer Wellenlänge von 780 nm ausstrahlt. Der Laserstrahl der Laserdiode wird beispielsweise mittels eines Strahlteilers in zwei Laserstrahlen aufgeteilt. Diese Laserstrahlen werden so innerhalb der Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessvorrichtung geführt, so dass aus einem ersten Laserfenster 301 ein erster Laserstrahl 305 und einem zweiten Laserfenster 302 ein zweiter Laserstrahl 306 auf das Teilchen P gerichtet ist. Die beiden Laserstrahlen 305, 306 weisen bevorzugt einen gleichen Winkel zur Senkrechten zur Bewegungsrichtung des Teilchens P auf.The laser Doppler
Das Laserlicht wird am Teilchen P reflektiert und von der Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessvorrichtung im Detektor 303 detektiert. Beispielsweise ist der Detektor 303 ein Photodetektor, der das detektierte Licht in ein elektrisches Signal umwandelt, über einen Analog/Digital-Konverter übersetzt und in einem integrierten Schaltkreis auswertet.The laser light is reflected from the particle P and detected by the laser Doppler velocity measuring device in the
Aufgrund der unterschiedlichen Ausbreitungsrichtungen des ersten Laserstrahls 305 und des zweiten Laserstrahls 306 werden die beiden Laserstrahlen 305, 306 bei der Reflektion von Teilchen P unterschiedlich dopplerverschoben, d.h. sie verändern ihre Frequenz um einen verschiedenen Betrag, der von der Geschwindigkeit des Teilchens P abhängt. Die unterschiedliche Frequenz der reflektierten Laserstrahlen bewirkt eine Schwebung des Signals im Detektor 303. Diese Schwebung hat eine deutlich geringere Frequenz als das Laserlicht und wird in der Intensität des gestreuten Lichts detektiert. Aus der Schwebungsfrequenz kann die Dopplerverschiebung und damit die Geschwindigkeit des Teilchens P bestimmt werden.Due to the different propagation directions of the
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.All of the features mentioned, including those that can be taken from the drawings alone and also individual features that are disclosed in combination with other features, are considered essential to the invention alone and in combination. Embodiments according to the invention can be fulfilled by individual features or a combination of several features.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 22
- StrangmaschineStrand machine
- 1010
- stabförmiger Artikelrod-shaped article
- 1111
- Strangstrand
- 1212
- FormatbandFormat tape
- 1313
- AblängvorrichtungCutting device
- 1515
- queraxiale Förderrichtungtransverse axial conveying direction
- 1616
- längsaxiale Förderrichtunglongitudinal axial conveying direction
- 4040
- AuswertevorrichtungEvaluation device
- 4141
- FörderbahnConveyor track
- 4242
- SensorvorrichtungSensor device
- 4343
- AntriebsrolleDrive roller
- 4444
- UmlenkrollePulley
- 5050
- EinstoßtrommelPush-in drum
- 6060
- Laser-Doppler-VelocimeterLaser Doppler Velocimeter
- 6161
- LaserstrahlenLaser beams
- 100100
- FormatvorrichtungFormatting device
- 301301
- erstes Laserfensterfirst laser window
- 302302
- zweites Laserfenstersecond laser window
- 303303
- Detektordetector
- 305305
- erster Laserstrahlfirst laser beam
- 306306
- zweiter Laserstrahl second laser beam
- PP
- TeilchenParticles
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 3682749 A1 [0003]EP 3682749 A1 [0003]
- WO 03055338 A2 [0004]WO 03055338 A2 [0004]
- EP 1164878 B1 [0033]EP 1164878 B1 [0033]
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