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'Gewebtes poröses Band für Zigarettenmaschinen" = = = Die Erfindung
betrifft ein gewebtes poröses Band für Zigarettenmaschinen. In Maschinen zur Herstellung
von Zigaretten, in denen derartige Bänder verwendet werden, werden die Zigaretten
derart gebildet, daß Tabakfasern, die von einem senkrecht nach oben strömenden Luftstrom
getragen werden, auf das sich bewegende Band aufgegeben werden. Die Tiefe des so
hergestellten Bettes aus Tabakfasern wird kontinuierlich überwacht durch Messen
des Strömungswiderstandes, der beim Durchströmen des Luftstromes durch das Bett
und das Band vorhanden ist. Diese Information wird dazu verwendet, die Höhe eines
drehenden Messers zu steuern, das die Tabaklage abrichten, wenn sie von dem Band
auf eine Papierbahn überführt wird, in die sie eingerollt wird.
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Es sind bereits perforierte Metallbänder bekannt. Da diese Bänder
eine für die Herstellung von etwa lo bis 20 Mill. Zigaretten ausreichende Lebensdauer
haben, sind sie für eine moderne Zigarettenherstellung durchaus geeignet. Ihre tatsächliche
Lebensdauer ist aber nicht im voraus bestimmbar, und außerdem besteht die Gefahr,
daß die Zigaretten mit Metallteilchen verunreinigt werden. Aus diesem Grunde sind
Metallbänder bereits durch aus synthetischen Fasern, normalerweise Nylonfasern,
gewebtenBändern ersetzt worden. Diese Bänder weisen Bereiche mit verstärkter Dichte
entlang den Kanten und in der Mitte auf, wobei die dazwischen liegenden porösen
Bereiche austeinem glatten Vier-Faden-Köper-Gewebe bestehen, das schlitzartige oeffnungen
bildet,
deren Längsseite parallel zur Bewegungsrichtung des Bandes angeordnet sind.
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Diese Bänder haben sich in der Praxis als sehr verschleißfest herausgestellt
und weisen eine im voraus bestimmbare ausreichende Betriebszeit zwischen Reinigungen
oder Auswechslungen auf.
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Eine Verstopfung des Bandes wird teilweise durch Staub, aber hauptsächlich
durch Tabakpartikel und einige Kieselerdepartikel hervorgerufen, die sich in dem
Gewebe festsetzen. Wenn die Verstopfung ein bestimmtes Maß erreicht, bildet der
Strömungswiderstand des Bandes für den Luftstrom nicht nur einen größeren Anteil
am Gesamtströmungswiderstand, sondern wird auch veränderlich. Dies hat nachteilige
Auswirkungen auf die Steuerung des Abstreifmessersyund die Gleichmäßigkeit des Gewichtes
und die Fü1-lung der Zigaretten fällt merklich ab.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gewebtes,
poröses Band fUr Zigarettenmaschinen zu schaffen, das in geringerem Maße filr Verstopfungen
anfällig ist und bei dem kein progressives Ansteigen des Anteiles des Bandes am
Gesamtströmungswiderstand des Bandes einschließlich des Tabakbettes für den Luftstrom
auftritt.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Gewebe mindestens in porösen
Bereichen des Bandes etwa rechteckige oeffnungen mit Seitenlängen von'höchstens
o,8 mm und mindestens o,4 mm aufweist.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung sind die offnungen
etwa quadratisch und weisen eine Seitenlänge von ungefähr o,4 mm auf. Uffnungen
mit derartigen Abmaßen ergeben besonders gute Ergebnisse. Indessen treten auch bei
quadratischen offnungen mit einer Seitenlänge bis zu o,8 mm noch keine übermäßig
großen Tabakverluste auf.
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Derartige Bänder weisen eine von Verstopfungen freie Betriebsdauer
auf, die annähernd der physikalischen Lebensdauer der Bänder entspricht, wobei gleichzeitig
eine zufriedenstellende und gleichmäßige Gewichtssteuerung eingehalten wird und
wobei gleichzeitig nicht zu viel Tabakpartikel als Abfall staub durch das Band durchtreten.
Eine solche Steuerung beinhaltet eine tragbare Standardabweichung von ungefähr 2,5
cg bei Maschinen, die im Heizkanal getrocknete Mischungen von Virginia-Tabaken verarbeiten,
die mit 2,orbis 2,4 Schnitten pro Millimeter geschnitten sind, wobei eine Abweichung
von 3,o cg untragbar ist und eine Abweichung von 2,o cg als gut gilt. Bei solchen
Tabaken ist ein Staubanteil von 1,5 akzeptabel. Ein Staubanteil von 2,o% ist bereits
ungünstig, kann aber durch gewisse Umstände kommerziell tragbar sein, da er eine
lange Betriebsdauer des Bandes ergibt.
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Wenn die Oeffnungen rechteckigen Querschnitt aufweisen, soll vorteilhafterweise
das Verhältnis der Seitenlängen zueinander nicht größer sein als 2 : 1, wobei die
Breite nicht mehr als o,4 mm betragen sollte.
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Vorteilhafterweise besteht das Band aus einem glatten Gewebe, d.
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h. einem Gewebe, bei dem Kett- und Schußfäden bei etwa gleicher Größe
und Dichte abwechselnd über- und untereinander durchlaufen, wobei Uffnungen von
o,4 mm im Quadrat gebildet werden. Es können auch in vorteilhafter Weise Bänder
mit geändertem Webmuster verwendet werden, wie z.B. gerippte Gewebe, bei denen die
Kett- und Schußfäden verschieden dick sind, oder Gewebe, bei denen zwei oder mehr
Kett- oder Schußfäden über uder unter einem oder mehreren Schuß- oder Kettfäden
durchlaufen. Es kann auch ein einfaches Gazegewebe verwendet werden, um der offenen
Struktur zusätzliche Festigkeit zu geben. Bei diesem Gewebe kreuzen die Kettfäden
einander bei Jedem Schützenschlag, worunter der Zwischenraum zwischen den Schußfäden
verstanden wird, abwechselnd
nach links und rechts, so daß derselbe
Faden immer darunter oder darüber durchläuft.
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Zweckmäßigerweise werden Köpergewebe nicht verwendet, da diese dem
Band eine gerippte Oberfläche geben, dazu neigen, Tabalfasern festzuhalten, und
nachteilige Eigenschaften der früher verwendeten Nylonbänder aufweisen.
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In der Praxis können mit einem offenen Gewebe Bänder mit lauter quadratischen
Öffnungen nicht erhalten werden. Es muß dabei ein gewisser Anteil von rechteckigen
Öffnungen in Kauf genommen werden. Ihre Zahl sollte so klein wie möglich sein und
vorteilhafterweise nicht einen Anteil von 50 der Öffnungen übersteigen.
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Bei einem Gewebe, das quadratische Öffnungen aufweisen soll, können
bis zu 50 rechteckiger Öffnungen mit einem Längenverhältnis der Seiten von 2 : 1
in Kauf genommen werden, wobei aber rechteckige Öffnungen mit einem Längenverhältnis
von mehr als 2 : 1 nicht wünschenswert sind. Derartige Öffnungen neigen dazu, Tabakfasern
festzuhalten und sollten, wenn überhaupt, nur mit einem vernachlässigbaren Anteil
vorhanden sein. Daher sind bei einem Band> das von Haus aus mit quadratischen
Öffnungen von o,8 mm Seitenlänge gewebt wird, rechteckige Öffnungen von o,8 : o,4
mm Seitenlänge tragbar. Öffnungen mit einer Seitenlänge von 0r8 : 0,2 mm sind dagegen
nicht tragbar. Vorteilhafterweise weisen mindestens 75 der Offnungen etwa quadratischen
Querschnitt auf.
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Mit einem gut porösen Band ist eine wirksame Füllungs- und Gewichtssteuerung
durchführbar. "Gut" bedeutet in diesem Zusammenhang, daß die ursprüngliche Porösität
des Bandes hoch ist, so daß sein Strömungswiderstand für den Luftstrom nur einen
sehr geringen Anteil des Gesamtströmungswiderstandes ausmacht, der zur Steuerung
der Abstreifeinrichtung verwendet wird, und daß die Drdsität über die Lebensdauer
des Bandes auf demselben Wert gehalten wird, d.h. daß die Öffnungen nicht zum Verschleißen
und Verstopfen neigen.
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Diese Eigenschaften müssen mit der. wirtschaftlichen Forderung verbunden
werden, daß ein Maximum des in den auf das Band aufgegeben Tabakfasern enthaltenen
Tabakstaubes und Kieselerde durch die Öffnungen als Abfall hindurchtreten sollten
und ein Maximum von brauchbarem Tabak auf dem Band zurückçehalten werden sollte.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung
von fünf Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen, deren Zeichnungsfiguren 1
bis 5 fünf in den Jeweiligen Ausführungsbeispielen beschriebene Gewebe zeigen.
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Beispiel I Eine übliche Maschine zur Herstellung von Zigaretten,
bei der die Tabakfasern mittels eines senkrecht nach oben strömenden LuStstroms
einem porösen Sammelband zugeführt werden, war mit einem handelsüblichen gewebten
Band ausgerüstet. Dieses Band, wovon ein kurzer Abschnitt in Fig.l dargestellt ist,
war ein Band aus Nylon-Köper-Gewebe, wie es oben bereits beschrieben worden ist,
mit Kettfäden 1 aus Nylon mit einer Zusammensetzung, wie sie als Nylon 11 bekannt
ist und Schußfäden 2 aus Nylon, bekannt als 6:6, wobei beide Fäden einen Durchmesser
von o,15 mm hatten. Das Band hatte sehr dichte Verstärkungsbereiche 3,4 entlang
den Kanten und der Mitte, wobei die dazwischen liegenden Bereiche 5 aus einem Vier-Faden-Köper-Gewebe
bestanden, das schlitzartige, sich parallel zur Länge und Bewegungsrichtung des
Bandes erstreckende Öffnungen aufwies. Obwohl diese sohlitzartigen Öffnungen langgestreckt
waren, waren die Abmessungen der das Band tatsächlich durohsetzenden Öffnungen 6
ungefähr 0,2 : o,4 mm, was durch den Fadenabstand festgelegt war.
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Der ursprüngliche Strömungswiderstand für das Durchströmen des Luftstromes
durch das Band wurde gemessen. Anschließend wurden Zigaretten mit einem Ausstoß
von 2.500 pro Minute unter üblichen
Herstellungsbedtngungen hergestellt,
wobei kontinuierlich die Standardabweichung des Zigarettengewichtes überwacht und
periodisch das Maß des Staubentzuges gemessen wurde. Die nach lo Mill; Zigaretten-
erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle I dargestellt.
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Beispiel II Eine Maschine zur Herstellung von Zigaretten wurde mitneinem
Band desselben Typs und derselben Herstellung wie im Beispiel I ausgerüstet, ausgenommen
daß vier Kettfäden aus den Bereichen 5 entfernt wurden, wie in Fig.2 dargestellt
ist. Hierdurch wurde ein offeneres, poröseres Gewebe erhalten, das einen höheren
Anteil an Öffnungen 7 von o,4 mm im Quadrat aufwies. Die für dieses Ausführungsbeispiel
entfernten Fäden waren die Mittelfäder jeder der vier Gruppen von drei Fäden aus
denen jeder der Bereiche 5 bestand. Der anfängliche Strömungswiderstand wurde gemessen,
und anschließend wurden Zigaretten hergestellt und geprüft, wie es bereits in Beispiel
I beschrieben ist, bis lo Mill. Zigaretten hergestellt waren. Die erhaltenen Ergebnisse
verglichen mit den bei der Verwendung des Bandes gemäß Beispiel I sind in Tabelle
I dargestellt.
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Im Betrieb war die tatsächliche Betriebsdauer eines solchen Bandes
beinahe gleich der physikalischen Lebensdauer. Das Band war nicht nur poröser>
sondern die durch die Natur des Gewebes bedingte schlitzartige Struktur war verringert.
Es traten nur gerngfügige Verstopfungen entweder durch Staub oder durch Tabakpartikel
auf und die Staubabscheidung war nicht größer als die mit den bereits vorher erwähnten
Bändern, so daß nur wenige Tabakpartikel durchgetreten waren. Zusätzlich führte
die höhere Porösität zu einer sicheren Gewichts- und Füllungssteuerung.
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Dieses Ergebnis wurde über die gesamte physikalische Lebensdauer des
indes1 d.h. de Produktionszeit für lo Mill. Zigaretten oder mehr, eingehalten.
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Tabelle I Band 1 Abgeändertes Band Anfänglicher Strömungswiderstand
für den Luftstrom (mm H20) . 360-450 28o-38o Standardabweichung des Zigarettengewichtes
(cg) 1.8-2.o 1.5-1.8 -Staubentzug ( c£es der Maschine zugeführten Tabaks) 1.5-1.6
1.5-1.6 Zustand des Bandes nach lo Mill. Zigaretten beträchtliche nur geringfügige
Verstopfung der Verstopfung -der Gewebeöffnungen Gewebeöffnungen Beispiel III Eine
Maschine zur Herstellung von Zigaretten wurde wie in dem Ausführungsbeispiel I mit
einem Band aus dichterem Gewebe (Fig.5) ausgerüstet. Bei diesem Band handelt es
sich um ein einfach gewebtes Nylonband, bei dem Kette und Schuß aus Nylon der als
Nylon 6 bekannten Zusammensetzung bestanden und bei dem der Durchmesser von Kett-
und Schußfäden ungefähr o,2 mm betrug.
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Die Kettfäden hatten nur geringe Abstände zueinander, während die
Schußfäden in verhältnismäßig weiten Abständen angeordnet waren. Bei dem Versuch
unter Verwendung dieses Bandes Zigaretten herzustellen, erwies sich die Arbeitsweise
der Steuerungseinrichtung als sehr wenig zufriedenstellend, und die anfängliche
Standardabweichung des Zigarettengewichtes wurde mit mehr als 5,5 cg, einem untragbar
hohen Wert, festgestellt. Der Versuch wurde daraufhin abgebrochen.
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Beispiel IV Eine Maschine zur Herstellung von Zigaretten wurde mit
einem Band desselben Typs und derselben Herstellung wie im Beispiel III ausgerüstet
mit der Ausnahme, daß zwei Fäden von jeder der beiden Gruppen von vier Kettfäden
symmetrisch von jeder Seite des Bandes entfernt wurden, um dem Band Bereiche 8 offenen
Gewebes zwischen den äußeren und mittleren verstärkten Bereichen 9,lo zu geben.
Ein Teil dieses Bandes ist in Fig.4 dargestellt. In diesen Bereinhen 8 wurden Öffnungen
von o,4 : o,8 mm gelassen. Es zeigte sich aber eine dahingehende Reizung, daß Kettfäden
sich paarweise zusammenlegten, wodurch Öffnungen von o,8 mm im Quadrat entstanden.
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Das Band wurde, wie in Beispiel I beschrieben, zur Herstellung von
lo Mill. Zigaretten bei einem Ausstoß von 2.500 Zigaretten pro Minute verwendet.
Die folgenden Arbeitsergebnisse wurden erhalten: Standardabweichung des Zigarettengewichtes
(cg) 1.7-2.o Staubentzug ( des der Maschine zugeführten Tabaks) 1.8 Zustand des
Bandes nach lo Mill. nur geringfügige Ver-Zigaretten stopfung der Gewebeöffnungen
Derartige Bänder haben sich im Betrieb bewährt mit der Ausnahme, daß der Staubentzug
bis zu einem untragbaren Wert anstieg.
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Beispiel V Eine Anzahl Bänder wurden hergestellt, bei denen Kett-
und Schußfäden aus Nylon der als Nylon 6 bekannten Zusammensetzung und ungefähr
gleicher Fadenstärke von o>2 mm bestanden. Die Bänder bestanden
aus
einem einfachen Gewebe (Fig.5), bei dem der größere Teil der öffnungen 6 rechteckigen
Quersehnitt mit einer Seitenlänge von o>8 : o,4 mm aufwies. Die 3ränder wurden
einer Zerst0-rungsprüfung unter Herstellungsbedingungen unterworfen, wobei die Maschinen
mit einer Ausstoßrate von 2.ooo Zigaretten pro Minute arbeiteten. Das erste Band
fiel nach der Produktion von 45 Mill. Zigaretten aus. Für dieses Band wurden die
folgenden Arbeitsergebnisse erhalten: Standardabweichung des Zigarettengewichtes
(cg) 1.5-1.7 Staubentzug (% des der Maschine zugeführten Tabaks) 2.0 Zustand des
Bandes beim Ausfall einige Verstopfungen der Offnungen des Gewebes; noch in tragbarem
Zustand Bei dieser Art von Band wurde ein relativ hoher Staubanteil durch eine lange
störungsfreie Betriebszeit und eine gute Gewichtssteuerung ausgeglichen.
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- Ansprüche -