DE1632184B1

DE1632184B1 - Guide and adjustment device for a pair of rollers in a plant for the production of cigarette filter rods

Info

Publication number: DE1632184B1
Application number: DE19671632184
Authority: DE
Inventors: Donald D Grey
Original assignee: Celanese Corp
Current assignee: Celanese Corp
Priority date: 1966-09-12
Filing date: 1967-09-07
Publication date: 1971-07-01
Also published as: US3471901A; CS154577B2; BE703175A; IL28418A; YU36093B; GB1183987A; NL6712476A; CH497141A; YU177067A; DE6802028U; AT272172B; FI45618C; FI45618B

Description

Die Erfindung betrifft eine Führungs- und Einstellvorrichtung für ein Walzenpaar in einer Anlage zum Öffnen und Auflockern eines fortlaufenden Stranges für Zigarettenfilter od. dgl.The invention relates to a guiding and adjusting device for a pair of rollers in a plant for opening and loosening up a continuous strand for cigarette filters or the like.

Zigarettenfilter werden gewöhnlich aus endlosen Fäden hergestellt, die im allgemeinen durch Trockenspinnen einer Celluloseacetatlösung in eine verdampfende Atmosphäre als verhältnismäßig kleines Bündel einer Anzahl im wesentlichen paralleler Fäden gewonnen und dann mit anderen dieser kleineren Bündel zu einem Kabel oder Strang vereinigt werden, der beispielsweise etwa 5000 bis 30000 Fäden von etwa 1 bis 20 den pro Faden enthalten kann. Der Strang wird dann meist mechanisch bis zu dem gewünschten Ausmaß so gekräuselt, daß die Fäden in einem welligen Band mehr oder weniger aneinander haften, wobei die Gipfel und Täler der Kräuselung in benachbarten Fäden gleichlaufen.Cigarette filters are commonly made from continuous filaments, generally by dry spinning a cellulose acetate solution in a vaporizing atmosphere than relatively small Bundles of a number of substantially parallel threads obtained and then with others of these smaller ones Bundles are combined into a cable or strand, for example, about 5000 to 30000 threads of can contain about 1 to 20 den per thread. The strand is then mostly mechanical up to the desired one Extent so crimped that the threads in a wavy band more or less together adhere, the peaks and valleys of the crimp running the same in adjacent threads.

Bei der Herstellung von Zigarettenfiltern aus derartigen Celluloseacetatsträngen kann der Strang in einer mit Luftdüsen arbeitenden Breitstreckvorrichtung mittels Luftstrahlen zu einem flachen Band ausgebreitet und dann zu einem Stranggreifmechanismus geführt werden, dessen angetriebene Walzen im wesentlichen dazu dienen, den Gleichlauf der Kräuselungen der Fäden des Stranges zu beseitigen sowie den Strang durch die Breitstreckvorrichtung zu ziehen, bevor der geöffnete Strang dann in bekannter Weise weiter zu Filtersträngen verarbeitet wird.In the manufacture of cigarette filters from such cellulose acetate strands, the strand can be converted into a spreading device working with air nozzles is spread into a flat band by means of air jets and then fed to a strand gripping mechanism, the driven rollers of which in the essentially serve to eliminate the synchronism of the crimps of the threads of the strand as well to pull the strand through the spreader before the opened strand then in known Way is further processed into filter rods.

Es ist bereits bekannt, diesen Stranggreifmechanismus als glatte oder auch profilierte Walzenpaare auszubilden (USA.-Patentschriften 3 254 373 und 3 032 829) und hierbei Greifwalzen zu verwenden, von denen die obere Walze auf und ab und mit veränderlichem Druck auf die untere Walze bewegbar ist (USA-Patentschrift 3 258 823).It is already known to design this strand gripping mechanism as a smooth or profiled roller pair (U.S. Patents 3,254,373 and 3,032,829) and to use gripping rollers for this purpose, of which the upper roller can be moved up and down and with variable pressure on the lower roller (U.S. Patent 3,258,823).

Bei dem Versuch, Systeme dieser Art mit hoher Geschwindigkeit von mehr als 240 m/Min., beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von etwa 305 m/Min, entsprechend der Herstellung von etwa 3000 Filterstäben/Min, zu betreiben, hat sich gezeigt, daß die Stäbe nicht die gewünschte Gleichmäßigkeit aufweisen und beispielsweise im Gewicht und im Umfang in einem erheblich größeren Maße schwanken als Stäbe, die mit niedrigerer Geschwindigkeit hergestellt werden. Hieraus folgen entsprechend große Schwankungen im Verhalten der unter Verwendung dieser Filterstäbe hergestellten Filterzigaretten beim Rauchen.When trying to run systems of this type at high speeds in excess of 240 m / min., For example at a speed of about 305 m / min, corresponding to the production of about 3000 filter rods / min to operate has been shown to that the rods do not have the desired uniformity and, for example, in weight and in circumference fluctuate to a considerably greater extent than bars produced at a lower speed will. This results in correspondingly large fluctuations in the behavior of the using These filter rods produced filter cigarettes when smoking.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stranggreifmechanismus zu entwickeln, der wesentlich erhöhte Stranggeschwindigkeiten erlaubt.The invention is based on the object of developing a strand gripping mechanism that is essential increased strand speeds allowed.

Die Lösung dieser Aufgabe ist eine Führungs- und Einstellvorrichtung für ein Walzenpaar in einer Anlage zum Öffnen und Auflockern eines fortlaufenden Stranges für Zigarettenfilter od. dgl. aus gekräuselten Einzelfäden, wobei die eine glatte Oberfläche aufweisenden Walzen frei drehbar übereinander angeordnet sind und den Strang auf seinem Wege von der mit Luftdüsen arbeitenden Breitstreckvorrichtung zum Auflockerungsmechanismus zwischen sich einklemmen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß zum Andrücken der oberen Walze gegen die untere Walze eine druckluftbetätigte Membranvorrichtung vorgesehen ist und die Wellenstümpfe der Walzen in Rollenlagern gelagert sind, wobei die unteren Lager an einer feststehenden senkrechten Grundplatte und die oberen Lager an den Enden senkrechter Führungsstäbe befestigt sind, die mit einem starren Querhaupt in Verbindung stehen, das seinerseits mit der druckluftbetätigten Membranvorrichtung verbunden ist.
Vorzugsweise sind die Enden der Führungsstäbe über Kugellager, die im wesentlichen aus einer zylindrischen Muffe und darin umlaufenden Kugeln bestehen, mit der Grundplatte verbunden.
Es wurde festgestellt, daß bei Verwendung desThe solution to this problem is a guiding and adjusting device for a pair of rollers in a system for opening and loosening a continuous strand for cigarette filters or the like made of crimped individual threads, the rollers having a smooth surface being freely rotatable one above the other and the strand on its Ways from the spreading device working with air nozzles to the loosening mechanism clamp between them, which is characterized in that a compressed air-operated membrane device is provided for pressing the upper roller against the lower roller and the stub shafts of the rollers are mounted in roller bearings, the lower bearings on a stationary one vertical base plate and the upper bearings are attached to the ends of vertical guide rods which are connected to a rigid crosshead which in turn is connected to the air operated diaphragm device.
The ends of the guide rods are preferably connected to the base plate via ball bearings which essentially consist of a cylindrical sleeve and balls rotating therein.
It has been found that using the

ίο Strangmechanismus gemäß der Erfindung selbst bei sehr hohen Geschwindigkeiten der austretende Strang viel flacher, glatter und insbesondere von regellos verteilten Spalten erheblich freier ist als bisher mit bekannten Systemen transportierte Stränge.ίο strand mechanism according to the invention itself At very high speeds the emerging strand is much flatter, smoother and, in particular, of randomly distributed Splitting is considerably freer than the strands previously transported with known systems.

Eine Ausführungsform des Stranggreifmechanismus ist in den Zeichnungen dargestellt, wobeiAn embodiment of the strand gripping mechanism is shown in the drawings, wherein

Fig. 1 als Seitenansicht ein Fließschema des nicht zur Erfindung gehörenden Gesamtverfahrens der Filterstabherstellung wiedergibt, währendFig. 1 is a side view of a flow diagram of the overall process not belonging to the invention Filter rod manufacturing reproduces while

zo F i g. 2 den Stranggreifmechanismus, in Laufrichtung des Stranges gesehen, als Stirnansicht,
F i g. 3 als Seitenansicht und
F i g. 4 als Draufsicht,
F i g. 5 einen Querschnitt des Kugellagers, das im Stranggreif mechanismus verwendet wird, undzo F i g. 2 the strand gripping mechanism, seen in the running direction of the strand, as a front view,
F i g. 3 as a side view and
F i g. 4 as a top view,
F i g. 5 is a cross section of the ball bearing used in the rope gripping mechanism, and

F i g. 6 im Detail einen Kugelumlauf des in F i g. 5 dargestellten Kugellagers zeigt.F i g. 6 shows in detail a recirculating ball of the type shown in FIG. 5 shows the ball bearing shown.

Der bandförmige Strang wird vom Ballen 2 über einen feststehenden Führungsstab 3 durch eine mit Luftdüsen arbeitende Breitstreckvorrichtung 4 gezogen, wo ein oder mehrere Luftströme quer über die Breite des Stranges gerichtet sind und mit dazu beitragen, den Strang zu einem flachen Band auszubreiten. Der flache Strang läuft dann um feststehende Führungsstäbe 6 und 7 unter einem feststehenden Führungsstab 8 zum Stranggreifmechanismus 9 und von dort zu einer angetriebenen Differential-Greifvorrichtung 16, deren angetriebene Walzen den Strang durch den Stranggreifmechanismus 9 und die Breitstreckvorrichtung 4 ziehen und den Gleichlauf der Kräuselungen der Fäden des Stranges beseitigen. Der hierbei geöffnete Strang gelangt dann durch eine zweite mit Luftdüsen arbeitende Breitstreckvorrichtung 17 zu einer Weichmacher-Auftragsvorrichtung 18 und über Walzen 19,21 zu einem Formgeber 22 mit Einführungstrichter 23 und Einwickelvorrichtung 24.The band-shaped strand is from the bale 2 over a fixed guide rod 3 through a with Air nozzle working spreader 4 pulled, where one or more air streams across the Width of the strand are directed and help to spread the strand into a flat band. The flat strand then runs around stationary guide rods 6 and 7 under a stationary one Guide rod 8 to the strand gripping mechanism 9 and from there to a driven differential gripping device 16, whose driven rollers pull the strand through the strand gripping mechanism 9 and the spreader device 4 pull and eliminate the synchronism of the crimps of the threads of the strand. Of the The strand opened in this case then passes through a second spreader device that operates with air nozzles 17 to a plasticizer application device 18 and via rollers 19, 21 to a former 22 with feed funnel 23 and wrapping device 24.

Bei dem Stranggreifmechanismus 9 mit der Führungs- und Einstellvorrichtung für ein Walzenpaar aus langgestreckten, frei drehbaren, übereinander angeordneten Walzen 31 und 32 mit gleichmäßig glatter, zylindrischer Oberfläche wird die obere Walze 31 elastisch nachgiebig durch die Wirkung einer druckluftbetätigten, mit einem Bügel 79 an der Grundplatte 41 befestigten Membranvorrichtung 33 nach unten gegen die untere Walze 32 gedrückt. Die Wellenstümpfe 34, 36 der Walzen 31,32 sind in Rollenlagern 37 und 38 gelagert, wobei die beiden unteren Lager 38 mit Schrauben 39 an einer feststehenden senkrechten Grundplatte 41 und die beiden oberen Lager 37 jeweils an den Enden eines senkrechten Führungsstabes 42 befestigt sind. Diese Führungsstäbe 42 stehen mit einem starren Quersteg 43 in Verbindung, der seinerseits über einen Stößel 44 sowie Schraube und Mutter 48 mit der druckluftbetätigten Membranvorrichtung 33 verbunden ist. Die senkrechten Führungsstäbe 42 können am Quersteg 43 ebenfalls mit Muttern 46 befestigt sein, die aufIn the strand gripping mechanism 9 with the guiding and adjusting device for a pair of rollers of elongated, freely rotatable, superposed rollers 31 and 32 with evenly smooth, cylindrical surface, the upper roller 31 is elastically resilient by the action of a compressed air operated, with a bracket 79 attached to the base plate 41 membrane device 33 downwards pressed against the lower roller 32. The stub shafts 34, 36 of the rollers 31, 32 are in roller bearings 37 and 38 stored, the two lower bearings 38 with screws 39 on a stationary vertical base plate 41 and the two upper bearings 37 each at the ends of a vertical Guide rod 42 are attached. These guide rods 42 are with a rigid transverse web 43 in Connection, which in turn via a plunger 44 and screw and nut 48 with the compressed air Membrane device 33 is connected. The vertical guide rods 42 can be on the crosspiece 43 also be fastened with nuts 46, which on

Schraubgewinde 47 an den unteren Enden der Führungsstäbe aufgedreht sind.Screw threads 47 are unscrewed at the lower ends of the guide rods.

Γη F i g. 2 und 3 sind zum leichteren Verständnis weitere Teile des Stranggreifmechanismus dargestellt, und zwar die Grundplatte 41 mit einem langen Schlitz 51, der mit dem Spalt der Walzen 31, 32 für den Durchgang des Stranges durch die Platte fluchtet. Dieser Schlitz 51 ist an einem Ende 52 offen, um den bandförmigen Strang leicht durch das offene Ende 52 in die gewünschte Lage zwischen den Walzen 31, 32 einführen zu können. Die untere Walze 32 ist also praktisch an einem Arm 53 befestigt, der sich vom unteren Teil der Platte 41 aus erstreckt.Γη F i g. 2 and 3 are for easy understanding further parts of the strand gripping mechanism shown, namely the base plate 41 with a long Slot 51 which is aligned with the gap of the rollers 31, 32 for the passage of the strand through the plate. This slot 51 is open at one end 52 so that the band-shaped strand can be easily passed through the open To be able to introduce the end 52 into the desired position between the rollers 31, 32. The lower roller 32 is thus practically attached to an arm 53 which extends from the lower part of the plate 41.

Die glatten, runden oberen Teile der Führungsstäbe 42 werden mit Hilfe von Kugellagern 56, die an der Grundplatte 41 befestigt sind, seitlich gehalten und so ausgerichtet, daß diese Stäbe und die an ihnen befestigte obere Walze 31 sich in einem genau senkrechten Weg bewegen. Jedes dieser in F i g. 5 dargestellten Kugellager besteht aus einer zylindrischen Muffe 58 mit darin umlaufenden Kugeln 59, die sich in rollendem Kontakt mit der Innenwand der Muffe und mit der Außenseite des durch die Muffe geführten Führungsstabes 42 befinden. Ein Käfig 61 in den Muffen hält die Kugeln in ihrer Lage und trennt sie in drei oder mehr Gruppen unter Ausbildung einer entsprechenden Zahl von länglichen Umlaufbahnen für die Kugeln. Die Einzelheiten einer solchen Umlaufbahn sind in Fig. 6 dargestellt. Im belasteten Teil 62 einer Umlaufbahn rollen die Kugeln ungehindert auf einem geradlinigen Weg parallel zur Achse der Muffe und zur Achse des Führungsstabes. Im verbleibenden Rückführungsteil 63 einer Umlaufbahn berühren die Kugeln den Führungsstab nicht, sondern rollen ungehindert zwischen der Innenseite der Muffe und einer Laufbahn 64, die durch den Käfig 61 gebildet wird. Vorzugsweise wird ein verstellbares Kugellager verwendet. Bei einer Ausführungsform eines verstellbaren Lagers ist die Muffe 58 kein vollständiger Zylinder, sondern hat einen Schlitz 66, der sich über ihre volle Länge parallel zur Achse erstreckt, wobei die Muffe in einem gespaltenen Lagerbock 67 mit Stellschraube 68 untergebracht ist (F i g. 2 und 4), die im allgemeinen nur so leicht angezogen wird, daß die Kugeln gerade den Führungsstab 42 ergreifen oder sich mit leichtem Druck gegen den Führungsstab 42 legen.The smooth, round upper parts of the guide rods 42 are laterally held with the aid of ball bearings 56 which are fastened to the base plate 41 and aligned so that these rods and the upper roller 31 attached to them move in an exactly vertical path. Each of these in FIG. 5 consists of a cylindrical sleeve 58 with balls 59 rotating therein, which are in rolling contact with the inner wall of the sleeve and with the outside of the guide rod 42 guided through the sleeve. A cage 61 in the sleeves holds the balls in place and separates them into three or more groups to form a corresponding number of elongated orbits for the balls. The details of such an orbit are shown in FIG. In the loaded part 62 of an orbit, the balls roll unhindered on a straight path parallel to the axis of the sleeve and to the axis of the guide rod. In the remaining return part 63 of an orbit, the balls do not touch the guide rod, but roll freely between the inside of the sleeve and a raceway 64 which is formed by the cage 61. An adjustable ball bearing is preferably used. In one embodiment of an adjustable bearing, the sleeve 58 is not a complete cylinder, but has a slot 66 which extends its full length parallel to the axis, the sleeve being housed in a split bracket 67 with set screw 68 (FIG. 2 and 4), which is generally only tightened so lightly that the balls just grasp the guide rod 42 or lie against the guide rod 42 with light pressure.

Es können außerdem Schraubenfedern 71 zwischen Scheiben 72 am oberen Ende der Führungsstäbe 42 und Gegenlager 73, die auf den Kugelmuffen 56 aufliegen, vorgesehen sein, die die obere Rolle 31 in ihre obere Stellung zurückführen. Ist es beispielsweise erforderlich, den Strang in den Greifmechanismus während des Anfahrens einzuführen oder herauszuziehen, so kann die Luftzufuhr zur Membran 33 abgesperrt oder über ein Ventil 76 am Luftzufuhrrohr 77 abgeblasen werden, worauf der obere Stab unter dem Einfluß der Federn 71 nach oben in eine Stellung geführt wird, die freien Durchgang des Stranges zwischen den Walzen 31, 32 ermöglicht.It can also be provided between washers 72 at the upper end of the guide rods 42 and counter bearings 73, which rest on the ball sockets 56, which guide the upper roller 31 back into its upper position. If it is necessary, for example, to insert the strand into the gripping mechanism during start-up or to pull it out, the air supply to the membrane 33 can be shut off or blown off via a valve 76 on the air supply pipe 77, whereupon the upper rod under the influence of the springs 71 upwards into a Position is performed, the free passage of the strand between the rollers 31, 32 allows.

Im Betrieb wird der Strang in die Vorrichtung eingezogen, während die obere Walze 31 sich in ihrer oberen Ruhestellung befindet. Während alle angetriebenen Walzen laufen. wird der Druck in der Membrandose allmählich so erhöht, daß die obere Walze nach unten gegen den Strang gedrückt und auf diese Weise die Spannung im Strang, der zwischen dem Spalt der Walzen 31, 32 und der Differential-Greifvorrichtung 16 durchläuft, erhöht wird, bis diese Spannung gerade unter dem Wert liegt, bei dem die Einzelfäden reißen wurden. Unerwünscht hohe Spannungen, die durch Anwendung eines zu hohen Drucks am Walzenspalt entstehen können, sind daran erkennbar, daß Enden von gerissenen Fäden wie kleine Haare etwas vom Strang abstehen, so daß der aus der Vorspannvorrichtung austretende Strang ein rauhes, borstiges Aussehen hat. Wenn der Luftdruck auf den geeignetsten Wert für den jeweiligen Strang eingestellt wird, zeigt das aus dem Spalt der Walzen 31, 32 austretende Band keine sichtbaren gerissenen Fadenenden, und die Kräuselung in den Einzelfäden ist deutlich erkennbar.During operation, the strand is drawn into the device, while the upper roller 31 is in its upper rest position. While all powered Rollers run. the pressure in the diaphragm box is gradually increased so that the upper The roller is pressed down against the strand and in this way the tension in the strand that is between the gap of the rollers 31, 32 and the differential gripping device 16 passes through, is increased until this The tension is just below the value at which the individual threads would break. Unwanted high voltages, which can arise due to the application of too high a pressure at the nip can be recognized by that ends of torn threads stick out from the strand like small hairs, so that the strand exiting the pretensioner has a rough, bristle appearance. When the air pressure is on the most suitable value for the respective strand is set, is shown by the gap between the rollers 31, 32 emerging tape no visible torn thread ends, and the crimp in the individual threads is clearly visible.

Durch Verwendung der Kugellager-Gleitvorrichtung wird die Walze 31 zu jeder Zeit trotz der Erschütterungen und Beanspmchungen, die sich aus dem Betrieb mit hoher Geschwindigkeit ergeben, in paralleler Ausrichtung zur Walze 32 gehalten. Ihre Achse kann sich ungehindert in einem feststehenden Weg in dieser parallelen Ausrichtung gegen den Druck, der durch die Membrandose ausgeübt wird, als Reaktion auf die bei diesem Betrieb auftretenden Kräfte bewegen. Wenn diese Kugellager-Gleitvorrichtung mit Walzen von geringer Trägheit verwendet wird, die schnell auf Änderungen der Spannung des Stranges ansprechen, werden besonders gute Ergebnisse erhalten. By using the ball bearing slide device, the roller 31 is kept in place at all times in spite of the shocks and stresses resulting from high-speed operation in parallel Alignment with the roller 32 held. Its axis can move freely in a fixed path this parallel alignment against the pressure exerted by the diaphragm can, as a reaction move on the forces occurring during this operation. If this ball bearing sliding device with Rolling of low inertia is used, which reacts quickly to changes in the tension of the strand respond, particularly good results will be obtained.

Claims

Patent claims:

1. Guide and adjustment device for a pair of rollers in a system for opening and loosening a continuous strand for cigarette filters or the like made of crimped individual threads, wherein the rollers having a smooth surface are freely rotatably arranged one above the other and the strand on its way from the air jet spreader clamp between them for loosening mechanism, characterized in that for pressing the upper roller (31) against the lower roller (32) a compressed air operated membrane device (33) is provided and the Stub shafts (34, 36) of the rollers (31.32) are mounted in roller bearings (37.38), the lower bearing (38) on a fixed vertical base plate (41) and the upper bearing (37) are attached to the ends of vertical guide rods (42) with a rigid crosshead (43) are in communication, which in turn with the air-operated diaphragm device (33) is connected.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the ends of the guide rods (42) via ball bearings (56), which essentially consist of a cylindrical sleeve (58) and encircle it Balls (59) are connected to the base plate (41).

1 sheet of QOPY drawings