DE1902954C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Filterstäben - Google Patents

Description

über dem Verfahren gemäß der Erfindung unterschiedlichen Herstellverfahrens für Filterstäbe, bei dem das Filtertau weder gestreckt noch mit einem Umhüllungsstreifen umhüllt wird. Die Fasern des Filtertaues werden vielmehr allein mit Hilfe eines Verfestigers miteinander verbunden.

Eine andere Möglichkeit der Steuerung der Menge des Filtertaues im Filterstrang besteht darin, den Mengenfluß des zugeführten Filtertaustreifens konstant zu halten und die Umhüllungsgeschwindigkeit, mit der der Filtertaustreifen mit dem Umhüllungsstreifen umhüllt wird, in Abhängigkeit von dem Meßwert zu Steuer?..

Das Messen des Luftwiderstandes des Filtertaues, nach dem die Menge des Filtertaues in dem Filterstrang gesteuert wird, erfolgt wieder am günstigsten in längsaxialer Richtung der Filterstäbe, da eine derartige Messung die Verhältnisse, nach denen der Raucher den Filterstab oder einen Teil davon beurteilt, am besten nachbildet. Eine Methode zur selbsttätigen Messung, bei der sämtliche produzierten Filterstäbe während ihrer Förderung auf ihren Luftwiderstand in längsaxialer Richtung vermessen werden, besteht darin, die von dem Filterstrang abgeschnittenen Filterstäbe aus ihrer axialen Förderbahn in eine queraxiale Förderbahn zu überführen und den Luftwiderstand während des queraxialen Förderns zu messen. Der Luftwiderstand kann anstatt in längsaxialer Richtung in den fertigen Filterstäben natürlich auch in an sich bekannter Weise in queraxialer Richtung in dem noch unumhüllten Filtertau gemessen werden.

Die eingangs genannte Vorrichtung, die insbesondere zum Ausüben des vorbeschriebenen Verfahrens dient, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Streckvorrichtung den Filtertaustreifen mit zumindest annähernd konstanter Kraft bis zur Streckgrenze der Fasern streckend ausgebildet ist, d. h, daß sie den Filtertaustreifen so lange streckt, bis die Kräuselung der Fasern verschwunden ist Ein derartiges Strecken wird im folgenden mit »Recken« bezeichnet. Eine leicht zu realisierende Streckvorrichtung der vorstehend geschilderten Art weist eine Führungseinrichtung auf, die das Filtertau in Form einer Schleife führt. Die konstante Reckkraft kann dann sehr einfach ein Gewicht in der Schleife aufbringen, das z. B. die Form einer Rolle hat Ein Oberschreiten von bestimmten Grenzwerten durch die Filtertauschleife wird durch eine besondere Steueranordnung für die Schleifengröße vermieden.

Zur Regelung des Zugwiderstandes der hergestellten Filter ist gemäß eines weiteren Merkmales der Erfindung der Streckvorrichtung eine pneumatische Meßvorrichtung nachgeordnet und die Meßvorrichtung mit einer Steuervorrichtung zur Steuerung der Menge des Filtertaus im Umhüllungsstreifen verbunden.

Die vorstehend genannte pneumatische Meßvorrichtung kann vorteilhaft einen bewährten kontinuierlich umlaufenden Prüfförderer, vorzugsweise eine die Filterstäbe queraxial fördernde Prüftrommel, aufweisen, auf der jeweils ein Ende der Filterstäbe einem anderen Prüfdruck ausgesetzt ist als das andere Ende. Zur Verringerung des Aufwandes an Meßmitteln empfiehlt es sich, einen Meßwertgeber vorzusehen, mit dem die Filterstäbe nacheinander während ihrer Förderung auf dem Prüfförderer in Verbindung kommen. Um zu verhindern, daß sogenannte Ausreißer, also Filterstäbe mit von der Norm stark abweichenden Luftwiderständen, Störungen in der Steuerung verursachen, wird der Meßwertgeber und der Prüfförderer vorteilhaft so ausgebildet, daß jeweils mehrere Filterstäbe während ihrer Förderung mit dem Meßwertgeber verbunden sind. Ein an sich zur Messung von pneumatischen Größen bei Zigaretten bewährter Meßwertgeber weist

s einen Kondensator auf, bei dem mindestens eine vorzugsweise flächenhafte Elektrode unter dem Einfluß der Prüfluft relativ zu der anderen Elektrode verschiebbar ist. Der Kondensator bildet einen Teil einer Schaltung, deren Ausgangssignal von dem Elektrodenabstand abhängt. Eine andere pneumatische Meßvorrichtung, mit der eine Messung des Luftwiderstandes in Richtung quer zur Längsachse des Filterstranges mit geringem Aufwand möglich ist, weist eine Leitung an einer Seite des unumhüllten Filtertaustreifens für Prüfluft auf, die einen anderen Druck hat als die Luft auf der anderen Seite des Filtertaustreifens.

Die Steuervorrichtung zur Steuerung der Menge des Filtertaues in dem Umhüllungsstreifen besteht vorteilhaft aus einem einen Filtertaustreifen und einen Umhüllungsstreifen mit konstanter Geschwindigkeit fördernden Fördermittel. Mit der pneumatischen Meßvorrichtung ist dann eine Steuervorrichtung zur Steuerung der Zufuhr von Filtertau zu der Umhüllungsvorrichtung verbunden.

Eine andere Möglichkeit, die Menge des Filtertaues in dem Umhüllungsstreifen zu steuern, besteht in einem der Umhüllungsvorrichtung einen Filtertaustreifen mit konstanter Geschwindigkeit zu fördernden Förderer. Die Umhüllungsvorrichtung ist dann mit einer mit der Meßvorrichtung verbundenen Steuervorrichtung zur Steuerung der Zufuhr des Umhüllungsstreifens und des Umhüllungsvorganges verbunden.

Die Erfindung wird anhand der Ausführungsbeispiele aufweisenden Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Filterstrangmaschine mit vorgeschaltetem Tauaufbereitungsgerät, das eine in Abhängigkeit von dem in längsaxialer Richtung gemessenen Luftwiderstand der Filterstäbe gesteuerte Streckvorrichtung aufweist,

F i g. 2 einen Schnitt nach Linie I I-Il in F i g. 1,
F i g. 3 einen Schnitt nach Linie III-1II in F i g. 2,
Fig.4 eine Filterstrangmaschine mit vorgeschaltetem Tauaufbereitungsgerät, das eine in Abhängigkeit von dem in längsaxialer Richtung gemessenen Luftwiderstand der Filterstäbe beeinflußte Steuervorrichtung für die Zufuhr von Filtertau zu dem Format der Filterstrangmaschine aufweist,

Fig.5 eine Filterstrangmaschine mit vorgeschaltetem Tauaufbereitungsgerät, das eine in Abhängigkeit von dem in queraxialer Richtung gemessenen Luftwiderstand des Filtertaustreifens beeinflußte Steuervorrichtung für den Formatbandantrieb der Filterstrangmaschine aufweist
In F i g. 1 ist eine Filterstrangmaschine 1 mil vorgeordnetem Ffltertauaufbereitungsgerät 2 und nachgeordneter pneumatischer Meßvorrichtung 3 dargestellt Die Filterstrangmaschine, die an sich unter dei Bezeichnung KDF der Firma Haum-Werke Körber & Co. KG, 205 Hamburg-Bergedorf, bekannt ist weist folgende Hauptbaugruppen auf:

einen Einlauftrichter 4 zum Zusammenfassen eine! zugeführten aufbereiteten Filtertaustreifens 6,
eine Umhüllungsvorrichtung 7 (Format) zur Umhüllung des Filtertaustreifens 6 mit einem Umhül

lungsstreifen 8 aus Papier, die ein einen Umhül lungsstreifen 8 und den Filtertaustreifen 6 fördern des Formatband 9 aufweist,
eine Heizvorrichtung 11 für die Klebnaht de;

Filterstranges 12,

einen Messerapparat 13 zum Abschneiden von Filterstäben 14,

eine Ablegertrommel 16 zum Abbremsen der Filterstäbe 14 und zur Überführung der längsaxialen Förderbewegung in eine queraxiale Förderbewegung,

eine Führungsvorrichtung 17 für den von einer Bobine 18 abgezogenen Umhüllungsstreifen 8 und einen Leimapparat 19 zum Beleimen des Umhüllungsstreifens 8.

Das Filtertauaufbereitungsgerät 2 weist folgende Baugruppen auf:

eine Luftdüse 21 zum Vereinzeln der Fasern des von einem Ballen 22 abgezogenen unaufbereiteten Filtertaustreifens 6, eine Umlenkrolle 23, eine Luftdüse 24,

eine Streckvorrichtung 26, bestehend aus zwei Walzenpaaren 27 und 28,

ein Spreizwalzenpaar 29 zum Auseinanderziehen (»Ausbreiten«) der gestreckten Fasern senkrecht zur Zeichenebene,

eine Benetzvorrichtung 31 zur Benetzung der Fasern des Filtertaustreifens 6 mit einem Weichmaeher,

ein Umlenkrollenpaar 32 und einen Antriebsmotor 33, der die Walzenpaare 28 und 29 und 32 unmittelbar mittels Kettengetriebe 34 bzw. 36, Walzenpaar 32 mittels Riementriebes 37 und Walzenpaar 27 über ein in seiner Drehzahl verstellbares Getriebe 38 mittels eines Kettentriebes 39 antreibt Zur Verstellung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes 38 dient ein Elektromotor 40.

Die pneumatische Meßvorrichtung 3 weist einen der Ablegertrommel 16 nachgeordneten und von dieser die Filterstäbe 14 erhaltenden Prüfförderer in Form einer Prüftrommel 41 auf, von dem die F i g. 2 und 3 weitere Einzelheiten zeigen. Die Prüftrommel 41, die die Filterstäbe 14 queraxial fördert und sie an ein Förderband 42 abgibt, weist Aufnahmen 43 auf, in denen eine Axialbohrung 44 und Radialbohrung 46 münden. Ein feststehender Steuerring 47 weist Steuerschlitze 48 (nur in F i g. 2), 49 und 51 auf, die den Bohrungen 44 bzw. zugeordnet sind. Aus F i g. 2 ist die Erstreckung der Steuerschlitze 48, 49 und 51 in Förderrichtung der Filterstäbe (Pfeil 52) zu erkennen. Der Steuerschlitz 48, der an der Übernahmestelle A der Filterstäbe 14 beginnt, dient zum Positionieren der Filterstäbe in axialer Richtung. Steuerschlitz 49 dient zur Verbindung der Filterstäbe, und zwar mehrerer gleichzeitig, mit einem Meßwertgeber 53 und sorgt dafür, daß an den dem Steuerring 47 abgewandten Enden der Filterstäbe ein anderer Prüfluftdruck herrscht als an den dem Steuerring 47 zugewandten Enden. Der Steuerschlitz 51 dient zur Verbindung der Bohrungen 46 mit einer Saugluftquelle im Prüfbereich. Zwischen Übernahmesteile A und Abgabestelle B erstreckt sich fiber den Aufnahmen eine feststehende Abdeckung 55. Die Steuerschlitze 48, 49 und 51 stehen über Leitungen 54 bzw. 56 bzw. 57 mit einer Saugluftquelle in Form eines Ventilators 58 in Verbindung. Von der Leitung 56, durch die Steuerschlitze 49 mit der Saugluftquelle verbunden sind, führt eine Leitung 59 zu dem Meßwertgeber 53. Zwischen Leitung 59 und Saugluftquelle ist eine Luftdrossel 60 geschaltet Der Meßwertgeber 53 besteht aus einer Unterdruckkammer 61, in der eine Membran

62 angeordnet ist. Die Membran 62 trägt eine Elektrode

63 eines Meßkondensators 64, dessen andere Elektrode 66 fest angeordnet ist. Der Meßkondensator 64 ist Teil eines elektrischen Schwingkreises 67, dessen Frequenz sich mit dem Abstand der Elektroden 63 und 66 des Meßkondensators 64 ändert. Der Abstand ist abhängig von dem Unterdruck in der Druckkammer 61 und dieser von dem Luftwiderstand in längsaxialer Richtung der Filterstäbe 14. Einen Meßwertgeber, der im vorigen nur schematisch beschriebenen Art, zeigt in weiteren Einzelheiten die britische Patentschrift 10 83111, insbesondere Fig. 2 und 3. Der bekannte Meßwertgeber ist zwar für die Umhüllungsprüfung von Zigaretten ausgelegt und arbeitet anstatt mit Saugluft mit

iS Druckluft doch ist er im Prinzip ebenfalls für die Messung eines Unterdruckes geeignet, wie er bei der Erfindung auftritt Dem elektrischen Schwingkreis 67 ist ein Leistungsverstärker 68 nachgeschaltet, dessen Ausgang über Leitungen 69 mit dem als Stellmotor für die Streckvorrichtung 26 wirkenden Elektromotor 40 verbunden ist. Elektromotor 40 bildet zusammen mit dem Getriebe 38 eine Steuereinrichtung 45 für die

Streckvorrichtung 26. Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß den F i g. 1

bis 3:

Ein Filtertaustreifen 6 wird fortlaufend dem Ballen 22 entnommen, dessen Fasern mittels der Luftdüsen 21 und 24 voneinander getrennt werden. In der Streckvorrichtung 26, deren Walzenpaar 27 mit geringerer Drehzahl angetrieben ist als das Walzenpaar 28, wird das Filtertau gestreckt und damit Unterschiede in der Massenverteilung verringert Von dem Spreizwalzenpaar 29 wird der Filtertaustreifen in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene ausgebreitet, so daß der von der Besprühvorrichtung 31 gesprühte Weichmacher möglichst viele Fasern benetzen kann. Der von Weichmacher benetzte aufbereitete Filtertaustreifen 6 wird dem Einlauftrichter 4 zugeführt der ihn aus einer bandförmig ausgebreiteten Form wieder in Strangform überführt Der Filtertaustreifen 6 wird auf den von dem Leimapparat 19 mit Leim versehenen Umhüllungsstreifen 8 übergeben, der im Format 7 zur Umhüllung um den Filtertaustreifen 6 herumgelegt wird. Mittels der Heizvorrichtung 11 wird die Klebnaht erhitzt Der fertige Filterstrang 12 verläßt die Heizvorrichtung 11. Der Messerapparat 13 schneidet fortlaufend Filterstäbe 14 ab, die mittels der Ablegertrommel 16 aus der längsaxialen in eine queraxiale Förderbahn überführt und an der Übernahmestelle A in die Aufnahmen 43 der Prüftrommel 41 übergeben werden. Durch den nach der Übernahmestelle A beginnenden Steuerschlitz 48 wird Saugluft durch die Bohrungen 44 den Aufnahmen 43 zugeführt die die Filterstäbe zu den Bohrungen 44 hinzieht und damit bezüglich des Steuerringes 47 ausrichtet Nach Zurücklegen des Drehwinkels « von der Übernahmestelle A aus gelangt Saugluft über den Steuerschlitz 51 zu Bohrungen 46 der Aufnahmen 43, die die Filterstäbe 14 während der Messung ihres Luftwiderstandes in den Aufnahmen 43 festhält Nach Zurücklegen des Drehwinkels β von der Übernahmesteile A aus gelangt Saugluft über den Steuerschlitz 49 zu den Bohrungen 44 der Aufnahmen 43. Je nach dem Luftwiderstand der Filterstäbe 14, gemessen in längsaxialer Richtung, wird sich in der Druckkammer 61 ein größerer oder kleinerer Unterdruck einstellen, der die Membran 62 mehr oder weniger stark auslenkt Das entsprechende vom Schwingkreis 67 abgegebene elektrische Signal wird im Leistungsverstärker 68

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verstärkt und steuert den Elektromotor 40, der die Übersetzung des Getriebes 38 ändert. Ist der Luftwiderstand der Filterstäbe zu klein, so wird das Getriebe 38 so verstellt, daß die Drehzahl des Walzenpaares 27 zunimmt. Damit nimmt der Grad der Streckung des Filtertaustreifens 6 ab und seine Menge im Filterstrang und damit der Luftwiderstand in längsaxialer Richtung zu. Ist der Luftwiderstand der Filterstäbe 14 umgekehrt zu groß, so wird das Getriebe 38 in umgekehrtem Sinn verstellt, so daß der Grad der Streckung des Filtertaustreifens 6 zunimmt und die Menge des Filtertaues im Filterstrang 12 abnimmt Dadurch nimmt der Luftwiderstand in längsaxialer Richtung der Filterstäbe 14 wieder zu.

Obwohl das vorbeschriebene Filtertauaufbereitungsgerät gegenüber dem in der USA-Patentschrift 33 99 606 beschriebenen Tauaufbereitungsgerät wegen der realistischeren Meßmethode Vorteile hat, sind die in der Einleitung beschriebenen Probleme noch nicht voll ausgeschaltet.

Die F i g. 4 und 5 zeigen jeweils ein Filtertauaufbereitungsgerät gemäß der Erfindung, das nicht mehr mit den vorbeschriebenen Problemen behaftet ist.

In F i g. 4 werden nur die gegenüber den F i g. 1 bis 3 veränderten Teile beschrieben. Die mit gleichartigen Teilen früherer Figuren übereinstimmenden Teile sind mit gleichen Bezugszeichen, vermehrt um 100, bezeichnet und nicht mehr besonders erläutert. Insbesondere ist die pneumatische Meßvorrichtung 103 zum Messen des Luftwiderstandes der Filterstäbe 114 in längsaxialer Richtung ebenso ausgebildet wie die in den F i g. 1 bis 3 beschriebene pneumatische Meßvorrichtung 3.

Das Filtertauaufbereitungsgerät weist anstelle einer steuerbaicn Streckvorrichtung (26 in Fig. 1) eine Streckvorrichtung auf, die die Fasern des Filtertaustreifens 106 bis zum Verschwinden jeder Kräuselung streckt. Diese Streckvorrichtung ist im folgenden mit »Reckvorrichtung« 171 bezeichnet. Sie enthält eine Schleifenführungseinrichtung 172 für den Filtertaustreifen 106, bestehend aus den Walzenpaaren 173 und 174 und ein auf die Fasern des Filtertaustreifens eine konstante Kraft ausübendes Gewicht in Form einer gewichtsbelasteten Rolle 176. Eine Steueranordnung 177 für die Größe der Schleife 178 des Filtertaustreifens 106 weist e;n Potentiometer 179 mit einem Widerstand 181 und einem Abgriff 182 auf, dessen abgegriffene Spannung über einen Leistungsverstärker 183 einen elektrischen Stellmotor 184 eines in seinem Übersetzungsverhältnis verstellbaren Getriebes 186 aussteuert Anstelle einer Steuereinrichtung (45 in Fig. 1) für eine Streckvorrichtung (26 in Fig. 1) ist der pneumatischen Meßvorrichtung 103 eine Steuervorrichtung 187 zur Steuerung der Menge des Filtertaues in dem Umhüllungsstreifen 108 nachgeschaltet Die Steuervorrichtung 187 ist speziell als Steuervorrichtung zur Steuerung der Zufuhr von Filtertau zu dem Format 107 ausgebildet und umfaßt einen in seiner Drehzahl steuerbaren elektrischen Antriebsmotor 133 und die Kettentriebe 134, 136 und 139 sowie den Riementrieb 137. Das Formatband 109 ist ein Fördermittel zur Förderung von Filtertau (Filtertaustreifen 106) und des Umhüllungsstreifens 108 mit konstanter Geschwindigkeit durch die Umhüllungsvorrichtung (Format 107).

Wirkungsweise der Vorrichtung der F i g. 4:

Von dem Ballen 122 wird fortlaufend ein Filtertaustreifen 106 entnommen, dessen Fasern mittels der Luftdüsen 121 und 124 voneinander getrennt werden. Von der Reckvorrichtung 171 werden die Fasern des Filtertaustreifens 106 mit konstanter Kraft gereckt, d. h. die Fasern werden mit einer derartigen Kraft gestreckt, daß ihre Kräuselung vollkommen verschwindet und sie bis zur sogenannten Streckgrenze belastet sind. Bei dieser Reckung werden dann auch Ungleichmäßigkeiten in der Massenverteilung vollkommen beseitigt. Die Steueranordnung 177 sorgt dafür, daß die Schleife 178 ihre Länge nicht über bestimmte Werte hinaus ändert Wird die Schleife 178 nämlich zu lang, dann gibt der Abgriff 182 eine Spannung ab, die von dem elektrischen Leistungsverstärker 183 verstärkt wird und den Stellmotor 184 in einer Richtung aussteuert, bei der die Übersetzung des Getriebes 186 so verändert wird, daß das Walzenpaar 173 sich mit geringerer Drehzahl dreht. Die Schleife verringert sich dadruch. Wird die Schleife umgekehrt zu kurz, dann gibt der Abgriff 182 eine Spannung mit entgegengesetzter Polarität ab, die den Stellmotor 184 in der entgegengesetzten Drehrichtung aussteuert

Der Stellmotor 184 verstellt das Getriebe 186 in umgekehrter Richtung so, daß die Drehzahl des Walzenpaares 173 zunimmt und damit die Länge der Schleife 178 größer wird.

Nach dem Recken mit konstanter Kraft, das die Fasern vorteilhaft bis zu ihrer Streckgrenze reckt , werden die Fasern von dem Spreizwalzenpaar 129 ausgebreitet, von der Besprühvorrichtung 131 mit Weichmacher besprüht und dem Einlauftrichter 104 der Filterstrangmaschine 101 zugeleitet Der Filtertaustreifen 106 wird mit konstanter Geschwindigkeit im Format 107 von dem Umhüllungsstreifen 108 umhüllt Von dem entstehenden Filterstrang 112 werden von dem Messerapparat 113 Filterstäbe 114 abgeschnitten und über die Ablegertrommel 116 der Prüftrommel 141 zugeführt In dieser wird der Luftwiderstand der Filterstäbe 114 in längsaxialer Richtung in der bei den F i g. 1 bis 3 beschriebenen Art gemessen und in dem Meßwertgeber 153 ein entsprechendes Ausgangssignal gebildet Dieses Signal steuert nun den Mengenfluß (Menge je Zeiteinheit) des zugeführten Filtertaustreifens 106 in Abhängigkeit von dem Meßergebnis, d. h, daß bei zu geringem Luftwiderstand die Drehzahl des Antriebsmotors 135 erhöht und bei zu hohem Luftwiderstand erniedrigt wird.

Drehzahländerungen des Antriebsmotors 153 werden Ober die Kettentriebe 134,136,139 und Riementrieb 137 und das Getriebe 186 auf alle Walzenpaare 129,173,174 und 132 übertragen.

Die Variante der F i g. 5 unterscheidet sich von F i g. 4 insbesondere dadurch, daß eine pneumatische Meßvorrichtung 203 für die Messung des Luftwiderstandes des noch unumhüllten Filtertaustreifens 206 in queraxialer Richtung und ein der Umhüllungsvorrichtung (Format 207) Filtertau mit konstanter Geschwindigkeit zufördernder Förderer vorgesehen ist, der als ungesteuerter Antriebsmotor 233 ausgebildet ist Im übrigen sind mit übereinstimmenden Teilen der Fig.4 übereinstimmende Teile der Fig.5 mit gleichen Bezugszeichen, vermehrt um 200, bezeichnet und nicht mehr besonders erläutert

Bei der pneumatischen Meßvorrichtung 203 ist die Prüftrommel (141 in F i g. 4) ersetzt durch ein angetriebenes luftdurchlässiges, über Rollen 301 und 302 geführtes Förderband 303, das den noch unumhüllten Filtertaustreifen 206 fördernd ausgebildet ist Im Bereich des Förderbandes 303 befindet sich eine Meßkammer 304 mit einer Saugluftquelle in Form eines Ventilators 306. In der Leitung 307 zu dem Ventilator

306 befindet sich eine Luftdrossel 308. Die Meßkammer 304 ist so ausgebildet, daß an einer Seite des unumhüllten Filtertaustreifens 206 die Leitung 307 für die Prüfluft endet, die einen anderen, nämlich einen niedrigeren Druck hat als die Luft unter atmosphärisehen Bedingungen auf der anderen Seite des Filtertaustreifens 206. Zwischen Meßkammer 304 und Luftdrossel 308 ist über Leitung 259 der Meßwertgeber 253 angeschlossen, der ausgebildet ist wie der Meßwertgeber 153 in der Fig.4 und aus der Druckkammer 261, der Membran 262, den Elektroden 263 und 266 des Meßkondensators 264, dem Schwingkreis 267, einem zusätzlichen Integrationsglied 309 und dem Leistungsverstärker 268 besteht Der Leistungsverstärker 268 ist mit der Steuervorrichtung zur Steuerung der Menge des Filtertaues in dem Umhüllungsstreifen 208 verbunden. Diese Steuervorrichtung weist den steuerbaren Elektromotor 311 auf, der die Geschwindigkeit des Formatbandes 209 und damit die Zufuhr des Umhüllungsstreifens 206 und des Umhüllungsvorganges selbst steuert. Der Leistungsverstärker 268 kann ebenso wie der Leistungsverstärker 168 oder der Leistungsverstärker 68 als Thyristor-Verstärker ausgebildet sein, wie ihn zum Beispiel die Firma AEG unter der Bezeichnung MINISEMI (Typ 150/20) vertreibt. a₅

Wirkungsweise der Vorrichtung der F i g. 5:
Von dem Ballen 222 wird fortlaufend ein Filtertaustreifen 206 entnommen, dessen Fasern mittels der Luftdüsen 221 und 224 voneinander getrennt werden. In der Reckvorrichtung 271 werden die Fasern mit konstanter Kraft gereckt, so daß die Ungleichmäßigkeiten in der Massenverteilung und/oder Kräuselung restlos beseitigt werden. Die Steueranordnung 277 für die Größe der Schleife 278 sorgt in der in Fig.4 beschriebenen Weise für eine zumindest annähernd konstante Schleifenlänge. Nach dem Recken mit konstanter Kraft, das die Fasern vorteilhaft bis zu ihrer Streckgrenze reckt, werden die Fasern von dem Spreizrollenpaar 229 ausgebreitet, von der Besprühvorrichtung 231 mit Weichmacher besprüht und dem Einlauftrichter 204 der Filterstrangmaschine 201 zugeleitet Während der gesamten Aufbereitung des Filtertaues in dem Filtertauaufbereitungsgerät 202 wird der Filtertaustreifen 206 mit konstanter Geschwindigkeit dem Einlauftrichter 204 zugeführt.

Die von dem Meßwertgeber 253 abgegebenen elektrischen Signale, die dem Luftwiderstand des Filtertaustreifens 206 in der queraxialen Richtung entsprechen, werden von dem Integrationsglied 309 in ein geglättetes, d. h. von schnell veränderlichen Schwankungen bereinigtes Ausgangssignal umgewandelt. Dieses Ausgangssignal des Integrationsgliedes 309 wird von dem Leistungsverstärker 268 verstärkt und steuert den Elektromotor 311 und damit den Umhüllungsvorgang derart, daß der Luftwiderstand konstant bleibt. Nimmt also der Luftwiderstand in unerwünschter Weise zu, dann wird die Drehzahl des Elektromotors 311 erhöht, nimmt er ab, wird die Drehzahl erniedrigt. Auf diese Weise wird die Menge des Filtertaues in dem Umhüilungsstreifen 208 gesteuert. Hierbei wird davon ausgegangen, daß die kleinste Fördergeschwindigkeit des Formatbandes 209 nicht kleiner ist als die Zufuhrgeschwindigkeit des Filtertaus 206. Selbstverständlich kann der Elektromotor 311 der Fig.5 auch durch eine Meßvorrichtung gesteuert werden, die wie die Meßvorrichtung 103 in F i g, 4 den Luftwiderstand der Filterstäbe in längsaxialer Richtung mißt; ebenso kann umgekehrt der Antriebsmotor 133 in F i g. 4 durch eine den Luftwiderstand im Filtertaustreifen in queraxialer Richtung messende Meßvorrichtung gesteuert werden, wie sie bei Meßvorrichtung 203 in F i g. 5 dargestellt ist

Die Erfindung weist zahlreiche Vorteile auf:
Die Ausführungsform der F i g. 1 stellt sicher, daß allein der auch von dem Raucher beurteilte Zugwiderstand der fertigen Filterstäbe die Steuerung der Streckung des Filtertaues beeinflußt Die Ausführungsform der F i g. 4 und 5 gehen wegen der mit konstanter Kraft erfolgenden Reckung von einem völlig homogenen Filtertaustreifen aus. Die Filtertaumenge in dem Umhüllungsstreifen wird dann entweder in Abhängigkeit von dem Luftwiderstand in längsaxialer Richtung in dem fertigen Filterstab oder, wenn dies vielleicht aus Aufwandsgründen nicht opportun erscheint, in Abhängigkeit von dem mit weniger Aufwand zu ermittelnden Luftwiderstand in queraxialer Richtung in dem Filtertaustreifen gesteuert

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (21)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Filterstäben durch Bilden eines fortlaufenden Filterstranges aus einem Filtertaustreifen, der gestreckt und mit einem Umhüllungsstreifen umhüllt wird, und Abschneiden der Filterstäbe von dem Filterstrang, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtertaustreifen mit zumindest annähernd konstanter Kraft bis zur Streckgrenze gestreckt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtertaustreifen während der Zuförderung zu dem Umhüllungsstreifen in einer Schleife geführt wird, wobei eine konstante Streckkraft in Förderrichtung auf die Fasern ausgeübt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenczeichnet, daß der Luftwiderstand des Filtertaues nach dem Strecken gemessen und in Abhängigkeit von dem Meßwert die Menge des Filtertaues in dem Filterstrang gesteuert wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung des Filtertaustreifens mit dem Umhüllungsstreifen mit konstanter Geschwindigkeit erfolgt und daß der Mengenfluß (Menge je Zeiteinheit) des zugeführten Filtertaus in Abhängigkeit von dem Meßwert gesteuert wird (F i g. 4).

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mengenfluß (Menge je Zeiteinheit) des zugeführten Filtertaustreifens konstant ist und daß die Umhüllungsgeschwindigkeit, mit der der Filtertaustreifen mit dem Umhüllungsstreifen umhüllt wird, in Abhängigkeit von dem Meßwert gesteuert wird (F i g. 5).

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftwiderstand der Filterstäbe in längsaxialer Richtung gemessen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterstäbe von dem Filterstrang abgeschnitten werden, aus ihrer axialen Förderbahn in eine queraxiale Förderbahn überführt werden und daß der Luftwiderstand während des queraxialen Förderns gemessen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittelwert aus den Messungen mehrerer Filterstäbe gebildet wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftwiderstand in dem Filtertaustreifen in queraxialer Richtung gemessen wird, bevor dieses mit dem Umhüllungsstreifen umhüllt ist

10. Vorrichtung zum Herstellen von Filterstäben mit einer Streckvorrichtung zum Strecken eines Filtertaustreifens, mit einer Umhüllungsvorrichtung zum Umhüllen des gestreckten Filtertaustreifens mit einem Umhüllungsstreifen und mit einem Messerapparat zum Abschneiden fertiger Filterstäbe, dadurch gekennzechnet, daß zum Ausüben des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche die Streckvorrichtung (171, 271) den Filtertaustreifen (106,206) mit zumindest annähernd konstanter Kraft bis zur Streckgrenze der Fasern streckend ausgebildet ist (F i g. 4, F i g. 5).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Streckvorrichtung (171, 271) eine den Filtertaustreifen (106, 206) in Form einer Schleife (178,278) führenden Führungseinrichtung (172,272) aufweist

12 Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch ein auf den Filtertaustreifen (106,206) in der Schleife (178, 278) eine zumindest annähernd konstante Streckkraft ausübendes Gewicht, vorzugsweise in Form einer Rolle (276,176).

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 und/oder 12, gekennzeichnet durch eine Steueranordnung (177, 277) für die Größe der Schleife (178,278).

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Streckvorrichtung (171, 271) eine pneumatische Meßvorrichtung (103, 203) nachgeordnet und die Meßvorrichtung .mit einer Steuervorrichtung (187, 287) zur Steuerung der Menge des Filtertaues im Umhüllungsstreifen (108, 208) verbunden ist

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Meßvorrichtung (3, .103) einen kontinuierlich umlaufenden Prüfförderer, vorzugsweise eine die Filterstäbe (14, 114) queraxial fördernde Prüftrommel (41, 141) aufweist, auf der jeweils ein Ende der Filterstäbe einem anderen Prüfdruck ausgesetzt ist als das andere Ende.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßwertgeber (53, 153) vorgesehen ist, mit dem die Filterstäbe nacheinander während ihrer Förderung auf dem Prüfförderer (41, 141) in Verbindung kommen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mehrere Filterstäbe während ihrer Förderung mit dem Meßwertgeber verbunden sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Meßvorrichtung (203) an einer Seite des unumhüllten Filtertaustreifens (206) eine Leitung (307) für Prüfluft aufweist, die einen anderen Druck hat als die Luft auf der anderen Seite des Filtertaustreifens.

19. Vorrichtung nach Anspruch 16, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber (53, 153) einen Kondensator (64, 164) aufweist, bei dem mindestens eine vorzugsweise flächenhafte Elektrode (63, 163) unter dem Einfluß der Prüfluft relativ zu einer anderen Elektrode (66, 166) verschiebbar ist, und daß der Kondensator (64,164) einen Teil einer Schaltung (67, 167) bildet, dessen Ausgangssignal von dem Elektrodenabstand abhängt.

20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllungsvorrichtung (107) ein einen Filtertaustreifen (106) und einen Umhüllungsstreifen (108) mit konstanter Geschwindigkeit förderndes Fördermittel (109) aufweist und daß mit der pneumatischen Meßvorrichtung (103) eine Steuervorrichtung (187) zur Steuerung der Zufuhr von Filtertau zu der Umhüllungsvorrichtung verbunden ist (F i g. 4).

21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Umhüllungsvorrichtung (207) einen Filtertaustreifen (206) mit konstanter Geschwindigkeit

zufördernder Förderer (233) vorgesehen ist und daß die Umhüllungsvorrichtung eine mit der Meßvorrichtung (203) verbundene Steuervorrichtung (311) zur Steuerung der Zufuhr des Umhüllungsstreifens (208) und der Umhüllung aufweist (F i g. 5)

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Filterstäben durch Bilden eines fortlaufenden Filterstranges aus einem Filtertaustreifen, der gestreckt und mit einem Umhüllungsstreifen umhüllt wird, und Abschneiden der Filterstäbe von dem Filterstrang.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Herstellen von Filterstäben mit einer Streckvorrichtung zum Strecken eines Filtertaustreifens, mit einer Umhüllungsvorrichtung zum Umhüllen des gestreckten Filtertaustreifens mit einem Umhüllungsstreifen und mit einem Messerapparat zum Abschneiden fertiger Filterstäbe.

Durch die USA-Patentschrift 33 99 606 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Filterstäben bekanntgeworden, bei der einer Filterstrangmaschine Filtertau zugeführt wird, das in einem Formatteil mit einem Papierstreifen umhüllt wird. Vor dem Umhüllen wird der Luftwiderstand gemessen. Außerdem wird die Masse des Filtertaustreifens gemessen. In Abhängigkeit davon soll das Filtertau vor der Umhüllung mehr oder weniger gestreckt werden, so daß der Luftwiderstand und die Masse konstant bleiben. Zum Strecken wird das Filtertau durch zwei Walzenpaare geführt. Die Drehzahl eines Walzenpaares ist zur Änderung der Masse und des Luftwiderstandes des Filtertaus steuerbar. Die Messung des Luftwiderstandes erfolgt quer zur Längsachse des noch unumhüllten Filtertaus. Da aber für den Raucher der Luftwiderstand in längsaxialer Richtung entscheidend ist, der je nach Struktur und Lage der Taufasern von demjenigen in queraxialer Richtung abweichen kann, erfaßt die bekannte Prüfmethode nicht den entscheidenden Wert, sondern einen abgeleiteten Wert, so daß Fehlsteuerungen nicht auszuschließen sind. Da außerdem bei der bekannten Prüfmethode das Filtertau nur stellenweise nach seinem Luftwiderstand abgetastet werden kann, also Augenblickswerte gemessen werden, müssen die einzelnen Prüfwerte integriert werden, um einen zur Steuerung brauchbaren Summenwert zu erhalten. Durch die Bildung eines derartigen Summenwertes kann ein weiterer Fehler in die Steuerung gelangen.

Die bekannte Vorrichtung wird noch aus einem weiteren Grund den erhöhten Anforderungen an die Gleichmäßigkeit des Filtertaues in Filterstäben bezüglich des Luftwiderstandes nicht gerecht. Ein voi> einem Ballen abgenommener Filtertaustreifen ist nämlich auf seiner Länge völlig unterschiedlich gekräuselt, d. h. einem stark gekräuselten »dichten« Abschnitt mit einer verhältnismäßig großen Masse folgt ein weniger gekräuselter »dünner« Abschnitt mit weniger Masse. Die Massenunterschiede können sehr beträchtlich sein. Die Unterschiede in der Kräuselung müssen, wenn homogene Filterstäbe gefertigt werden sollen, möglichst vollständig beseitigt werden. Dieses Ziel kann bei der bekannten Vorrichtung der USA-Patentschrift 33 99 606 nicht vollständig erreicht werden, da die Steuerung der Streckung voraussetzt, daß die Kräuselung noch nicht gleichmäßig geworden ist. Nur dann kann überhaupt eine Steuerung der Streckung erfolgen.

Wären die Fäden des Taues bei der bekannten Vorrichtung nämlich vor Erreichen der Walzenpaare bereits bis zur Streckgrenze, d. h. bis zum vollständigen Verschwinden der Kräuselung, gestreckt worden, so könnte durch eine Steuerung der Streckung gemäß dem bekannten Verfahren der Fall eintreten, daß die Streckgrenze überschritten wird, das Filtertau also abreißt Die vorerwähnten Unterschiede in der Kräuselung können auch nicht durch eine Messung der Masse des Filtertaus ausgeglichen werden, da eine derartige Messung nur Langzeitschwankungen der mittleren Masse über eine sehr große Taulänge ausregeln kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Homogenität der Masse des Filtertaus in den fertigen

ι s Filterstäben zu verbessern und dadurch einen gleichmäßigen .Zugwiderstand über die Länge der Filterstäbe zu gewährleisten.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Filtertaustreifen mit zumindest annä hemd konstanter Kraft bis zur Streckgrenze gestreckt wird.

Durch die Streckung des Filtertaustreifens mit konstanter Kraft werden Unterschiede in der Mass^nverteilung des unaufbereiteten Filtertaus beseitigt und danach ausreichend gleichförmige Kräuselung und Massenverteilung in dem Filterstrang und den davon abgeschnittenen Filterstäben erreicht. Die Streckung mit konstanter Kraft bis zur Beseitigung der Kräuselung läßt sich besonders einfach und mit wenig Aufwand dadurch realisieren, daß der Filtertaustreifen während der Zuförderung zu dem Umhüllungsstreifen in einer

Schleife geführt wird, wobei eine konstante Streckkraft

in Förderrichtung auf die Fasern ausgeübt wird.

Infolge der mit konstanter Kraft erfolgenden

Reckung des Filtertaus kann nunmehr auch eine einwandfreie Regelung der Filtertaumenge im Umhüllungsstreifen erreicht werden, weil bei einer Regelung jetzt von einem völlig homogenen Filtertaustreifen ausgegangen wird. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird folglich der Luftwiderstand des Filtertaus nach dem Strecken gemessen und in Abhängigkeit von dem Meßwert die Menge des Filtertaus in dem Filterstrang gesteuert. Änderungen der relativen Zuführgeschwindigkeit von Filtertau zum Umhüllungsstreifen ergeben erst unter dieser Voraussetzung definierte Änderungen der Filtertaumenge im Umhüllungsstreifen. Es können nunmehr Filterstäbe mit homogener Filtertaumenge und auf einen vorgegebenen Wert konstant gehaltenem

Zugwiderstand hergestellt werden.

Betriebsmäßig vorteilhaft ist eine Steuerung der Menge des Filtertaues in dem Filterstrang, bei der die Umhüllung des Filtertaustreifens mit dem Umhüllungsstreifen bei konstanter Geschwindigkeit erfolgt und bei der der Mengenfluß (Menge je Zeiteinheit) des zugeführten Filtertaus in Abhängigkeit von dem Meßwert gesteuert wird. Eine derartige Steuerung kann in den Aufbereitungsbereich des Filtertaus verlegt werden, mithin brauchen an der eigentlichen Filterher- Stellmaschine keine Änderungen vorgenommen wer den.

Es ist durch die USA-Patentschrift 33 13 306 zwar eine Vorrichtung zum Aufbereiten von Filtertau bekanntgeworden, bei der der Luftwiderstand von Filtertau quer zur Förderrichtung des Filtertaues gemessen und in Abhängigkeit davon die Zufuhr des Filtertaues gesteuert wird. Die bekannte Vorrichtung dient jedoch zur Ausführung eines strukturell gegen-