DE202015100671U1

DE202015100671U1 - Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung sowie Steuereinheit und Prozessoreinheit für eine Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung

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Publication number: DE202015100671U1
Application number: DE202015100671.3U
Authority: DE
Original assignee: Daicel Corp
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 2015-02-11
Filing date: 2015-02-11
Publication date: 2016-05-16
Anticipated expiration: 2025-02-12
Also published as: JP6018353B1; DE112015006142B4; WO2016129012A1; DE112015006142T5; JPWO2016129012A1

Abstract

Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung versehen mit mehreren Aufschlusswalzenpaaren, die entlang eines Transportwegs für ein gekräuseltes und befördertes Tow Band angebracht sind und auf das genannte Tow Band eine Spannung in der Transportrichtung ausüben, mit einem Transportwalzenpaar, das bezüglich der genannten Transportrichtung weiter unten als der genannten mehrfach vorhandenen Aufschlusswalzenpaare angebracht ist und sich mit einer kleineren Umfangsgeschwindigkeit als das Aufschlusswalzenpaar, das sich von den genannten mehrfach vorhandenen Aufschlusswalzenpaaren am weitesten unten befindet, dreht, so dass es die Spannung des von ihm beförderten Tow Band reduziert, mit einem Wickelteil, der bezüglich der genannten Transportrichtung weiter unten als das genannte Transportwalzenpaar angebracht ist und das genannte Tow Band formt und das geformte Tow Band weiter nach unten befördert, und mit einem Steuerteil, der die jeweiligen Umfangsgeschwindigkeiten der genannten mehrfach vorhandenen Aufschlusswalzenpaare und des genannten Transportwalzenpaars steuert, wobei, wenn die Restkräuselung des genannten Tow Band als das Verhältnis WT2/WT1 des Gewichts WT1 pro Länge einer Einheit des genannten Tow Band vor der Kräuselung und des Gewichts WT2 pro Länge einer Einheit des Tow Band an der Position, an der das genannten Tow Band das genannte Aufschlusswalzenpaar, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten oben befindet, berührt, definiert ist, der genannte Steuerteil auf Basis der genannten Restkräuselung des Tow Band sowie auf Basis der genannten Umfangsgeschwindigkeit V0 und der Auslassgeschwindigkeit des geformten Tow Band, das aus dem genannten Wickelteil heraus befördert wird, eine Toleranz M1 für das Geschwindigkeitsverhältnis V2/V0 der Umfangsgeschwindigkeit V0 des genannten Aufschlusswalzenpaars, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten oben befindet, und der Umfangsgeschwindigkeit V2 des genannten Aufschlusswalzenpaars, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten unten befindet, festlegt und das genannte Geschwindigkeitsverhältnis V2/V0 so steuert, dass die genannte Toleranz M1 eingehalten wird.

Description

[Technisches Gebiet]
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung sowie eine Steuereinheit und eine Prozessoreinheit für eine Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung.
[Hintergrundtechnik]
Als Material für Zigarettenfilter (auch ”Tip Filter” genannt) wird ein Tow Band (auch ”Filter-Tow” genannt) aus z. B. Celluloseacetat-Fasern verwendet.
In einer Vorrichtung zur Herstellung von Tow Bändern werden durch die Zusammenfassung mehrerer gesponnener Fasern Garne erzeugt. Durch die Bündelung mehrerer dieser Garne wird ein Tow Band hergestellt, das mit einer Kräuselungsmaschine gekräuselt wird. Das gekräuselte Tow Band wird zu einem Ballen gefaltet, gepresst und in einem dafür vorgesehenen Verpackungsbehälter gelagert.
In einer Filterfertigungsvorrichtung (auch ”Filterstabfertigungsvorrichtung” oder ”Rollmaschine” genannt) wird das Tow Band, aufgeschlossen, indem auf das aus dem Verpackungsbehälter abgezogene Tow Band wie z. B. im Patentdokument 1 gezeigt eine Spannung ausgeübt wird. Das aufgeschlossene Tow Band wird anschließend mit einem Weichmacher versehen und in Stabform gebracht. Um den Mantel dieses geformten Tow Bands wird ein Rollpapier gewickelt und so Plugs (auch ”Filterstäbe” oder ”Filter Plugs” genannt) hergestellt. Durch Zuschneiden der Plugs auf eine bestimmte Länge werden dann Zigarettenfilter gewonnen.
[Dokumente zum Stand der Technik]
[Patentdokumente]

[Patentdokument 1] Veröffentlichung der Patentoffenlegung Nr. 2000-83641

[Übersicht über die Erfindung]
[Aufgabe, die die Erfindung lösen soll]
Für die Herstellung von Zigarettenfiltern wird eine stabile Qualität gefordert, bei der der Zugwiderstand (PD) und die Härte der Zigarettenfilter der Spezifikation entsprechen. Die Qualität der Zigarettenfilter kann mit der Füllmenge des Tow Band im Zigarettenfilter und mit dem Zustand, wie das Tow Band aufgeschlossen ist, variieren.
Bei einer subjektiven Einstellung der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung durch die einzelnen Bediener können die eingestellten Größen und damit die Füllmenge des Tow Band im Zigarettenfilter und der Zustand, wie das Tow Band aufgeschlossen ist, variieren, so dass der Zugwiderstand (PD) und die Härte der Zigarettenfilter schwanken und es zu einer Qualitätsminderung kommen kann.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, zu verhindern, dass die Zigarettenfilterqualität aufgrund schwankender Einstellungen der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung gemindert wird.
[Mittel, mit denen die Aufgabe gelöst wird]
Zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabe ist eine einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäße Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung versehen mit mehreren Aufschlusswalzenpaaren, die entlang des Transportwegs des gekräuselten und beförderten Tow Band angebracht sind und auf das genannte Tow Band in Transportrichtung eine Spannung ausüben, mit einem Transportwalzenpaar, das bezüglich der genannten Transportrichtung weiter unten als die genannten mehrfach vorhandenen Aufschlusswalzenpaare angebracht ist und sich mit einer kleineren Umfangsgeschwindigkeit als das Aufschlusswalzenpaar dreht, das sich von den genannten mehrfach vorhandenen Aufschlusswalzenpaaren am weitesten unten befindet, so dass es die Spannung des von ihm beförderten Tow Band reduziert, mit einem Wickelteil, der bezüglich der genannten Transportrichtung weiter unten als das genannte Transportwalzenpaar angebracht ist und das genannte Tow Band formt und das geformte Tow Band weiter nach unten befördert, und mit einem Steuerteil, der die jeweiligen Umfangsgeschwindigkeiten der genannten mehrfach vorhandenen Aufschlusswalzenpaare und des genannten Transportwalzenpaars steuert, wobei, wenn die Restkräuselung des Tow Band als das Verhältnis WT2/WT1 des Gewichts WT1 pro Länge einer Einheit des genannten Tow Band vor der Kräuselung und des Gewichts WT2 pro Länge einer Einheit des genannten Tow Band an der Position, an der das genannte Tow Band das genannte Aufschlusswalzenpaar, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten oben befindet, berührt, definiert ist, der genannte Steuerteil auf Basis der genannten Restkräuselung des Tow Band sowie auf Basis der genannten Umfangsgeschwindigkeit V0 und der Auslassgeschwindigkeit des geformten Tow Band, das aus dem genannten Wickelteil heraus befördert wird, eine Toleranz M1 für das Geschwindigkeitsverhältnis V2/V0 der Umfangsgeschwindigkeit V0 des genannten Aufschlusswalzenpaars, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten oben befindet, und der Umfangsgeschwindigkeit V2 des genannten Aufschlusswalzenpaars, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten unten befindet, festlegt und das genannte Geschwindigkeitsverhältnis V2/V0 so steuert, dass die genannte Toleranz M1 eingehalten wird.
Bei dem oben genannten Aufbau wird eine Toleranz M1 auf Basis der Restkräuselung des Tow Band, der Umfangsgeschwindigkeit V0 des genannten Aufschlusswalzenpaars, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten oben befindet, der Auslassgeschwindigkeit des geformten Tow Band, das aus dem genannten Wickelteil heraus befördert wird, (auch Aufrollgeschwindigkeit genannt) festgelegt und das genannte Geschwindigkeitsverhältnis V2/V0 so gesteuert, dass die genannte Toleranz M1 eingehalten wird. Dadurch kann die Spannung, die das Tow Band durch die mehrfach vorhandenen Aufschlusswalzenpaare erfährt, mit Hilfe objektiver Indizes gesteuert werden. Dies bewirkt, dass der Aufschlusszustand des Tow Band gut und stabil abgestimmt werden kann, wenn das Tow Band mit Hilfe mehrerer Aufschlusswalzenpaare aufgeschlossen wird. Da dadurch, dass das Geschwindigkeitsverhältnis V2/V0 so gesteuert wird, dass die genannte Toleranz M1 eingehalten wird, verhindert wird, dass Einstellungen der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung abhängig von den jeweiligen Bedienern variieren, kann außerdem das Verhältnis der Geschwindigkeiten des Aufschlusswalzenpaars, das sich bezüglich der Transportrichtung am weitesten unten befindet, und des Transportwalzenpaars gesteuert werden. Dadurch lässt sich im Anschluss an die Aufschlussbehandlung des Tow Band mit Hilfe des Aufschlusswalzenpaars, das sich bezüglich der Transportrichtung am weitesten unten befindet, und des Transportwalzenpaars eine stabile Entspannungsbehandlung erreichen, bei der die Spannung des Tow Band vermindert wird. Auf diese Weise kann eine durch Schwankungen der Einstellungen der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung bedingte Abnahme der Zigarettenfilterqualität verhindert werden.
Ferner, wenn die genannte Restkräuselung des Tow Band RCR_(V0) ist, das Verhältnis WT3/WT1 aus dem genannten Gewicht WT1 und dem Gewicht WT3 des genannten Tow Band, das sich in einem genannten Plug befindet, die Restkräuselung RCR_(plug) in einem Plug ist und die Auslassgeschwindigkeit des genannten Tow Band, das aus dem genannten Wickelteil heraus befördert wird, V_KDF ist, dann kann der genannte Steuerteil mit einem ersten Prozessorteil ausgestattet werden, der die genannte Restkräuselung des Tow Band gemäß Formel 1 berechnet.
[Formel 1]

RCR_(V0) = RCR_(plug) × V_KDF/V0

Mit dem obigen Aufbau kann die Restkräuselung des Tow Band anhand der Restkräuselung im Plug, die sich aus der Spezifikation von Tow Band und Zigarettenfilter ergibt, sowie der Auslassgeschwindigkeit V_KDF und der Umfangsgeschwindigkeit V0, die leicht an der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung gemessen werden können, ermittelt werden, indem der erste Prozessorteil eine Berechnung gemäß Formel 1 durchführt.
Ferner, wenn der Gesamt-Denier des genannten Tow Band TD ist und die Länge des genannten Plug L ist, dann kann der genannte erste Prozessorteil das genannte Gewicht WT1 gemäß Formel 2 berechnen.
[Formel 2]

WT1 = TD × L/9000

Mit dem obigen Aufbau kann das Gewicht WT1 leicht anhand der Spezifikation des Tow Band ermittelt werden.
Ferner, wenn α eine reelle Zahl nicht kleiner als 0,05 und nicht größer als 0,25 ist, dann kann der genannte Steuerteil zusätzlich mit einem zweiten Prozessorteil ausgestattet werden, der anhand des vom genannten ersten Prozessorteil ermittelten Werts der genannten Restkräuselung des Tow Band gemäß Formel 3 die genannte Toleranz M1 des genannten Geschwindigkeitsverhältnisses V2/V0 berechnet.
[Formel 3]

M1 = RCR_(V0) + α

Mit dem obigen Aufbau kann die Toleranz M1 anhand von RCR_(V0) ermittelt werden, indem der zweite Prozessorteil eine Berechnung gemäß Formel 3 durchführt.
Ferner kann der genannte Steuerteil zusätzlich mit einer Breitennachweisvorrichtung, die die Breite des genannten Tow Band zwischen dem genannten Aufschlusswalzenpaar, das sich am weitesten unten befindet, und dem genannten Transportwalzenpaar nachweist, ausgestattet werden, so dass der genannte Steuerteil, wenn die Umfangsgeschwindigkeit des genannten Transportwalzenpaars V3 ist, anhand des Nachweiswerts der genannten Nachweisvorrichtung das Geschwindigkeitsverhältnis V3/V2 so steuern kann, dass dieses eine Toleranz M2 einhält, bei der die Breite des Tow Band zwischen dem genannten Aufschlusswalzenpaar, das sich am weitesten unten befindet, und dem genannten Transportwalzenpaar in einem Sollbereich liegt.
Mit dem obigen Aufbau kann dadurch, dass der Steuerteil das Geschwindigkeitsverhältnis steuert, der Aufwand eines Bedieners für die Steuerung des Geschwindigkeitsverhältnisses V3/V2 reduziert werden.
Ferner sollten die Werte des genannten Sollbereichs nicht kleiner als 21 cm, aber kleiner als 30 cm sein.
Eine Steuereinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine Steuereinheit für eine mit mehreren der genannten Aufschlusswalzenpaare, die entlang des Transportwegs des gekräuselten und beförderten Tow Band angebracht sind und auf das genannte Tow Band in Transportrichtung eine Spannung ausüben, mit einem Transportwalzenpaar, das bezüglich der Transportrichtung des genannten Tow Band weiter unten als die genannten mehrfach vorhandenen Aufschlusswalzenpaare angebracht ist und sich mit einer kleineren Umfangsgeschwindigkeit als das genannte Aufschlusswalzenpaar dreht, das sich von den genannten mehrfach vorhandenen Aufschlusswalzenpaaren am weitesten unten befindet, so dass es die Spannung des von ihm beförderten Tow Band reduziert, und mit einem Wickelteil, der bezüglich der genannten Transportrichtung weiter unten als das genannte Transportwalzenpaar angebracht ist und das genannte Tow Band formt und das geformte Tow Band weiter nach unten befördert, versehene Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung ist, wobei, wenn die Restkräuselung des genannten Tow Band als das Verhältnis WT2/WT1 des Gewichts WT1 pro Länge einer Einheit des genannten Tow Band vor der Kräuselung und des Gewichts WT2 pro Länge einer Einheit des Tow Band an der Position, an der das genannten Tow Band das genannte Aufschlusswalzenpaar, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten oben befindet, berührt, definiert ist, auf Basis der genannten Restkräuselung des Tow Band sowie auf Basis der genannten Umfangsgeschwindigkeit V0 und der Auslassgeschwindigkeit des geformten Tow Band, das aus dem genannten Wickelteil heraus befördert wird, eine Toleranz M1 für das Geschwindigkeitsverhältnis V2/V0 der Umfangsgeschwindigkeit V0 des genannten Aufschlusswalzenpaars, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten oben befindet, und der Umfangsgeschwindigkeit V2 des genannten Aufschlusswalzenpaars, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten unten befindet, fest und steuert das genannte Geschwindigkeitsverhältnis V2/V0 so, dass die genannte Toleranz M1 eingehalten wird.
Durch Einsatz einer Steuereinheit mit dem oben geschilderten Aufbau in einer Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung kann das Geschwindigkeitsverhältnis V2/V0 genauso wie bei den Zigarettenfilterfertigungsvorrichtungen der jeweiligen oben beschriebenen Ausführungen gesteuert werden. Dadurch kann der Zustand, wie das Tow Band aufgeschlossen ist, auch bei einer Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung mit einem existierenden Aufbau gut und stabil abgestimmt werden. Ferner können durch das so gesteuerte Geschwindigkeitsverhältnis V2/V0 bei der Einstellung des Verhältnisses der Geschwindigkeiten des Aufschlusswalzenpaars, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten unten befindet, und des Transportwalzenpaars Schwankungen der Einstellungen der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung, die durch die einzelnen Bediener bedingt sind, verhindert werden. Auf diese Weise kann eine durch Schwankungen der Einstellungen der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung bedingte Abnahme der Zigarettenfilterqualität verhindert werden.
Eine Prozessoreinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine Prozessoreinheit für eine mit mehreren der genannten Aufschlusswalzenpaare, die entlang des Transportwegs des gekräuselten und beförderten Tow Band angebracht sind und auf das genannte Tow Band in Transportrichtung eine Spannung ausüben, mit einem Transportwalzenpaar, das bezüglich der Transportrichtung des genannten Tow Band weiter unten als die genannten mehrfach vorhandenen Aufschlusswalzenpaare angebracht ist und sich mit einer kleineren Umfangsgeschwindigkeit als das Aufschlusswalzenpaar dreht, das sich von den genannten mehrfach vorhandenen Aufschlusswalzenpaaren am weitesten unten befindet, so dass es die Spannung des von ihm beförderten Tow Band reduziert, und mit einem Wickelteil, der bezüglich der genannten Transportrichtung weiter unten als das genannte Transportwalzenpaar angebracht ist und das genannte Tow Band formt und das geformte Tow Band weiter nach unten befördert, versehene Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung ist wobei, wenn die Restkräuselung des genannten Tow Band als das Verhältnis WT2/WT1 des Gewichts WT1 pro Länge einer Einheit des genannten Tow Band vor der Kräuselung und des Gewichts WT2 pro Länge einer Einheit des Tow Band an der Position, an der das genannten Tow Band das genannte Aufschlusswalzenpaar, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten oben befindet, berührt, definiert ist, auf Basis der genannten Restkräuselung des Tow Band sowie auf Basis der genannten Umfangsgeschwindigkeit V0 und der Auslassgeschwindigkeit des geformten Tow Band, das aus dem genannten Wickelteil heraus befördert wird, eine Toleranz M1 für das Geschwindigkeitsverhältnis V2/V0 der Umfangsgeschwindigkeit V0 des genannten Aufschlusswalzenpaars, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten oben befindet, und der Umfangsgeschwindigkeit V2 des genannten Aufschlusswalzenpaars, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten unten befindet.
Durch die Nutzung der Rechenergebnisse einer Prozessoreinheit mit dem oben geschilderten Aufbau bei der Steuerung einer Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung kann das Geschwindigkeitsverhältnis V2/V0 genauso wie bei den Zigarettenfilterfertigungsvorrichtungen der jeweiligen oben beschriebenen Ausführungen gesteuert werden. Dadurch kann der Zustand, wie das Tow Band aufgeschlossen ist, auch bei einer Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung mit einem existierenden Aufbau gut und stabil abgestimmt werden. Ferner können durch das so eingestellte Geschwindigkeitsverhältnis V2/V0 bei der Einstellung des Verhältnisses der Geschwindigkeiten des Aufschlusswalzenpaars, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten unten befindet, und des Transportwalzenpaars Schwankungen der Einstellungen der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung, die durch die einzelnen Bediener bedingt sind, verhindert werden. Auf diese Weise kann eine durch Schwankungen der Einstellungen der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung bedingte Abnahme der Zigarettenfilterqualität verhindert werden.
[Wirkung der Erfindung]
Mit den jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann eine durch Schwankungen der Einstellungen der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung bedingte Abnahme der Zigarettenfilterqualität verhindert werden.
[Vereinfachte Erläuterung der Figuren]
[1] ist die Seitenansicht einer Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
[2] ist ein Teilbereich der Seitenansicht der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung.
[3] ist ein Blockdiagramm für die Funktionen des Steuerteils.
[4] ist ein Flussdiagramm für den Steuerungsfluss des Steuerteils.
[5] ist die Seitenansicht einer Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung und einer Steuereinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform.
[6] ist die Frontansicht einer Prozessoreinheit gemäß einer dritten Ausführungsform.
[7] ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der Entspannungsrate V3/V2 und der Dehnungsrate V2/V0 zeigt.
[Ausführungsformen der Erfindung]
Im Folgenden werden der vorliegenden Erfindung gemäße Ausführungsformen anhand von entsprechenden Figuren erläutert. In den folgenden Darlegungen bedeutet ”Oberlaufseite” Oberlaufseite bezüglich der Transportrichtung des Tow Band und ”Unterlaufseite” Unterlaufseite bezüglich der Transportrichtung des Tow Band.
(Erste Ausführungsform)
[Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung]
1 ist die Seitenansicht einer Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. 2 ist ein Teilbereich der Seitenansicht der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 1. Wie 1 zeigt, ist die Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 1 vom Ober- zum Unterlauf mit einem Sammelring 2, einer ersten Aufschlusseinheit 3, einem Umlenkblech 4, einem Ausleger 5, einer zweiten Aufschlusseinheit 6, einem Vorspann(PT)-Walzenpaar 7, einem ersten Aufschlusswalzenpaar 8, einem zweiten Aufschlusswalzenpaar 9, einer dritten Aufschlusseinheit 10, einer Weichmacherauftragungsvorrichtung 11, einem Transportwalzenpaar 12, einer Transportdüse 13, einem Wickelteil 14, einem Formatband 15 und einer Schneidevorrichtung 16 ausgestattet. Außerdem besitzt die Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 1 einen Steuerteil 19 und ein Gehäuse 20, in dem der Steuerteil 19 untergebracht ist. In der Nähe der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 1 ist ein Verpackungsbehälter 50 angeordnet. In diesem Verpackungsbehälter 50 ist ein Tow Band 60, das zu einem Ballen gefaltet und gepresst worden ist, gelagert. 1 zeigt den Aufbau des Verpackungsbehälters 50 im Schnitt.
Der Sammelring 2 führt das Tow Band 60 zusammen, das aus dem Verpackungsbehälter 60 nach oben abgewickelt wird und durch ihn hindurch läuft. Die erste Aufschlusseinheit 3 besitzt ein Paar Platten 17 und 18, deren Flächen parallel zueinander angeordnet sind. Zwischen den beiden Platten 17 und 18 befindet sich ein Spalt, durch den das Tow Band hindurch läuft. An der Oberfläche einer der beiden Platten 17 und 18 ist eine nicht in der Figur gezeigte Auslassöffnung angebracht. Aus dieser Auslassöffnung wird ein Druckluftstrom auf das Tow Band 60, das durch den Spalt hindurch transportiert wird, abgegeben. Die genannte Auslassöffnung besteht z. B. aus Schlitzen und/oder Löchern. Der aus der genannten Auslassöffnung abgegebene Druckluftstrom trifft das Tow Band 60. Dadurch werden die Faser-Spalte erweitert und das Tow Band 60 wird aufgeschlossen.
Das Umlenkblech 4 ist ein Beispiel für eine Komponente zur Führung des Tow Band 60. Das Umlenkblech 4 wird durch Biegen einer Metallplatte erzeugt. Das Umlenkblech 4 führt das Tow Band 60, das aus dem Verpackungsbehälter 50 nach oben abgewickelt wird, entlang seiner Oberfläche zur zweiten Aufschlusseinheit 6. Der Ausleger 5 besteht aus einem langen Rohr. Am oberen Ende 5a des Auslegers 5 sind der Sammelring 2, die erste Aufschlusseinheit 3 und das Umlenkblech 4 montiert. Das untere Ende 5b des Auslegers 5 wird am Gehäuse 20 befestigt.
Die zweite Aufschlusseinheit 6 hat z. B. den gleichen Aufbau wie die erste Aufschlusseinheit 3. Die zweite Aufschlusseinheit 6 schliesst das von der ersten Aufschlusseinheit 3 aufgeschlossene Tow Band 60 weiter in Breitenrichtung auf. Die zweite Aufschlusseinheit 6 wird vom Gehäuse 20 getragen.
Das Vorspannwalzenpaar 7, das erste Aufschlusswalzenpaar 8 und das zweite Aufschlusswalzenpaar 9 sind entlang des Transportwegs des Tow Band 60 angebracht. Das Vorspannwalzenpaar 7 ist unterhalb der zweiten Aufschlusseinheit 6 auf ihrer Unterlaufseite angeordnet. Das Vorspannwalzenpaar 7 besteht aus einer oberen Walze 21 und einer unteren Walze 22, wobei die Mantelflächen der beiden Walzen einander gegenüber liegen. Bei dem Vorspannwalzenpaar 7 handelt es sich um Nachlaufwalzen. Dadurch, dass das erste Aufschlusswalzenpaar 8 und das zweite Aufschlusswalzenpaar 9 jeweils zum Drehen angetrieben werden, dreht sich das Vorspannwalzenpaar 7 mit einer Umfangsgeschwindigkeit V0.
Das erste Aufschlusswalzenpaar 8 ist auf der Unterlaufseite des Vorspannwalzenpaars 7 angeordnet. Das erste Aufschlusswalzenpaar 8 besteht aus einer oberen Walze 23 und einer unteren Walze 24, wobei die Mantelflächen der beiden Walzen einander gegenüber liegen. Das erste Aufschlusswalzenpaar 8 dreht sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit V1. Das erste Aufschlusswalzenpaar 8 wird auch als ”Beschickungswalze” bezeichnet.
Das zweite Aufschlusswalzenpaar 9 ist auf der Unterlaufseite des ersten Aufschlusswalzenpaars 8 angeordnet. Das zweite Aufschlusswalzenpaar 9 besteht aus einer oberen Walze 25 und einer unteren Walze 26, wobei die Mantelflächen der beiden Walzen einander gegenüber liegen. Das zweite Aufschlusswalzenpaar 9 hat in dem später beschriebenen Aufschlussbehandlungsteil 33 die am weitesten vorgerückte Unterlaufposition. Das zweite Aufschlusswalzenpaar 9 dreht sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit V2. Das zweite Aufschlusswalzenpaar 9 wird auch als ”Übersetzungswalze” bezeichnet.
Die Achsen der oberen Walzen 23 und 25, die jeweils in die Breitenrichtung des Tow Band 60 zeigen, werden vom Gehäuse 20 getragen. Die oberen Walzen 23 und 25 sind beide Antriebswalzen. Auf jede der oberen Walzen 23 und 25 wird von einem eigenen in der Figur nicht gezeigten im Gehäuse 20 untergebrachten Antriebsteil eine Drehantriebskraft übertragen. Die Umfangsgeschwindigkeit V1 der oberen Walze 23 und die Umfangsgeschwindigkeit V2 der oberen Walze 25 werden dadurch gesteuert, dass der Steuerteil 19 die genannten Antriebsteile entsprechend zu Informationen steuert, die der Bediener an einem in der Figur nicht gezeigten Bedienteil im Gehäuse 20 eingibt. Beispielsweise erfolgt die Steuerung so, dass die Umfangsgeschwindigkeit V2 größer als die Umfangsgeschwindigkeit V1 ist. Durch die Steuerung der Umfangsgeschwindigkeit V1 der oberen Walze 23 und der Umfangsgeschwindigkeit V2 der oberen Walze 25 wird eine indirekte Steuerung der Umfangsgeschwindigkeit V0 des Vorspannwalzenpaars 7 bewirkt.
Im Übrigen sind am Gehäuse 20 ein Geschwindigkeitsmesser 20a, der die Umfangsgeschwindigkeit V0 der oberen Walze 21 misst, ein Geschwindigkeitsmesser 20b, der die Umfangsgeschwindigkeit V1 der oberen Walze 23 misst, und ein Geschwindigkeitsmesser 20c, der die Umfangsgeschwindigkeit V2 der oberen Walze 25 misst, angebracht. Die Geschwindigkeitsmesser 20a, 20b und 20c sind mit dem Steuerteil 19 verbunden. Der Steuerteil 19 kontrolliert so die Umfangsgeschwindigkeiten V0, V1 und V2.
Die Achsen der unteren Walzen 24 und 26, die jeweils in die Breitenrichtung des Tow Band 60 zeigen, werden von einem in der Figur nicht gezeigten im Gehäuse 20 angebrachten Stützteil getragen. Der genannte Stützteil hat eine Liftvorrichtung. Die Abstände zwischen der oberen Walze 23 und der unteren Walze 24 sowie der oberen Walze 25 und der unteren Walze 26 werden von der genannten Liftvorrichtung geregelt. Das Tow Band 60 läuft durch die Zwischenräume zwischen der oberen Walze 23 und der unteren Walze 24 sowie der oberen Walze 25 und der unteren Walze 26 hindurch. Dadurch wird das Tow Band 60 mit einer bestimmten Transportgeschwindigkeit zum ersten Aufschlusswalzenpaar 8 und zum zweiten Aufschlusswalzenpaar 9 transportiert.
Wie 2 zeigt, befindet sich im Aufschlussbereich L1, der von der Berührungsposition P1, in der sich das Vorspannwalzenpaar 7 und das Tow Band 60 zum ersten Mal berühren, bis zur Walzenspaltposition (Berührungsstelle) N der oberen Walze 25 und der unteren Walze 26 des zweiten Aufschlusswalzenpaars 9 reicht, der Aufschlussbehandlungsteil 33 zum Aufschließen des Tow Band 60. Im Aufschlussbereich L1 wird das Tow Band 60 durch das Vorspannwalzenpaar 7, das erste Aufschlusswalzenpaar 8 und das zweite Aufschlusswalzenpaar 9 in Transport- wie in Breitenrichtung gespannt. Dadurch werden die vielen gekräuselten Fasern im Tow Band 60 voneinander getrennt und bewirkt, dass das Tow Band 60 voluminöser wird. Der Aufschlussgrad des Tow Band 60 wird durch das Geschwindigkeitsverhältnis (im Folgenden ”Dehnungsrate” genannt) V2/V0 der Umfangsgeschwindigkeit V0 des Vorspannwalzenpaars 7 und der Umfangsgeschwindigkeit V2 des zweiten Aufschlusswalzenpaars 9 bestimmt. Wenn eine Dehnungsrate V2/V0 unter 1 eingestellt wird, nimmt die auf das Tow Band 60 ausgeübte Spannung und damit der Aufschlussgrad ab. Wenn eine Dehnungsrate V2/V0 über 1 eingestellt wird, nimmt die auf das Tow Band 60 ausgeübte Spannung und damit der Aufschlussgrad zu. Wenn allerdings die auf das Tow Band 60 ausgeübte Spannung zu groß wird, erreicht das Tow Band 60 einen Kriechpunkt, wodurch es zu einer Flusen(Fussel)-Zunahme und im Extremfall zum Riss des Tow Band 60 kommen kann.
An einer der oberen Walzen 23 und 25 und einer der Unteren Walzen 24 und 26 kann eine Nut in Umfangsrichtung ausgebildet werden, die das Tow Band 60 in Breitenrichtung aufschließt. Die Walzen 23 bis 26 können sämtlich Metallwalzen sein. Außerdem können die unteren Walzen 24 und 25 z. B. Gummiwalzen sein. Als die genannten Gummiwalzen sind antielektrostatische Walzen gut geeignet. Das erste Aufschlusswalzenpaar 8 und das zweite Aufschlusswalzenpaar 9 sollten bezüglich des Tow Band 60 schlecht gleitend sein. Die Walzen 23 bis 26 sollten während der Drehung wenig Spiel in der jeweiligen Achsrichtung aufweisen.
Die dritte Aufschlusseinheit 10 hat z. B. den gleichen Aufbau wie die erste Aufschlusseinheit 3. Die dritte Aufschlusseinheit 10 schließt das im Aufschlussbehandlungsteil 33 aufgeschlossene Tow Band 60 weiter in Breitenrichtung auf. Dadurch erhält das Tow Band 60 eine geordnete Form, die es ermöglicht, dass der Weichmacher in der Weichmacherauftragungsvorrichtung 11 leichter an dem Tow Band 60 haftet. Die erste Aufschlusseinheit 3, die zweite Aufschlusseinheit 6 und die dritte Aufschlusseinheit 10 werden auch als ”Banding Jet” bezeichnet.
Die Weichmacherauftragungsvorrichtung 11 hat ein kastenförmiges Gehäuse 27. Im Gehäuse 27 wird ein flüssiger Weichmacher gelagert. Dieser Weichmacher enthält z. B. Triacetin. Das aus der dritten Aufschlusseinheit 10 heraus beförderte Tow Band 60 wird durch das Innere des Gehäuses 27 geführt. Die Weichmacherauftragungsvorrichtung 11 verwendet ein Sprühverfahren o. ä., um den Weichmacher auf dem Tow Band 60 haften zu lassen. Durch den auf dem Tow Band 60 haftenden Weichmacher schmilzt ein Teil der Fasern im Tow Band 60. Dadurch entsteht im Inneren des Tow Band 60 eine dreidimensionale Struktur, so dass die Form des Tow Band 60 besser eingehalten wird, wenn das Tow Band 60 im später beschriebenen Wickelteil 14 zu einem Stab geformt wird. Im Übrigen ist in der Nähe des Ausgangs 27a des Gehäuses 27 der Weichmacherauftragungsvorrichtung 11 eine Breitennachweisvorrichtung 20d angebracht, die die Breite des aus der Weichmacherauftragungsvorrichtung 11 heraus beförderten Tow Band 60 nachweist. Die Breitennachweisvorrichtung 20d enthält z. B. einen Zeilensensor, der Bilderfassungsbauelemente wie CCDs usw. verwendet. Die Breitennachweisvorrichtung 20d ist mit dem Steuerteil 19 verbunden, an den sie die Nachweissignale sendet.
Das Transportwalzenpaar 12 hat eine obere Walze 31 und eine untere Walze 32. Das Transportwalzenpaar 12 transportiert das aus der Weichmacherauftragungsvorrichtung 11 heraus beförderte Tow Band 60 durch den Spalt zwischen der oberen Walze 31 und der unteren Walze 32 zur Transportdüse 13. Die obere Walze 31 ist eine Antriebswalze. Das Transportwalzenpaar 12 dreht sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit V3. Die Umfangsgeschwindigkeit V3 wird vom Steuerteil 19 gesteuert. Beispielsweise wird die Umfangsgeschwindigkeit V3 der oberen Walze 31 so eingestellt, dass sie kleiner als die Umfangsgeschwindigkeit V2 der oberen Walze 25 des zweiten Aufschlusswalzenpaars 9 ist. Das Transportwalzenpaar 12 wird auch als ”Zuführungswalze” bezeichnet.
Wie 2 zeigt, befindet sich im Entspannungsbereich L2, der von der Walzenspaltposition N bis zur Berührungsposition P2, in der sich die obere Walze 31 des Transportwalzenpaars 12 und das Tow Band 60 zum ersten Mal berühren, reicht, der Entspannungsbehandlungsteil 34, in dem die auf das Tow Band 60 ausgeübte Spannung reduziert wird. Im Entspannungsbereich L2 wird der Entspannungsgrad, der die auf das Tow Band 60 ausgeübte Spannung betrifft, durch das Geschwindigkeitsverhältnis (im Folgenden ”Entspannungsrate” genannt) V3/V2 der Umfangsgeschwindigkeit V2 des zweiten Aufschlusswalzenpaars 9 und der Umfangsgeschwindigkeit V3 des Transportwalzenpaars 12 bestimmt. Wenn z. B. eine Entspannungsrate V3/V2 kleiner 1 eingestellt wird, nimmt der Entspannungsgrad zu. Wenn eine Entspannungsrate V3/V2 größer 1 eingestellt wird, wird die auf das Tow Band 60 ausgeübte Spannung aufrecht erhalten, so dass sich die auf das Tow Band 60 ausgeübte Spannung schlecht reduzieren lässt. Im Übrigen ist die dritte Aufschlusseinheit 10 im Entspannungsbereich L2 angeordnet (siehe 1), aber die Entspannung hinsichtlich der auf das Tow Band 60 ausgeübten Spannung findet im gesamten Entspannungsbereich L2 statt.
Die Transportdüse 13 transportiert das von dem Transportwalzenpaar 12 weiterbeförderte Tow Band 60 mit Hilfe eines Jet-Stroms zum Wickelteil 14. Der Wickelteil 14 hat einen Trichter 14a, eine Zange 14b und eine Formatgarnitur 14c. Im Wickelteil 14 wird das von der Transportdüse 13 transportierte Tow Band 60 im trichterförmigen Trichter 14a spiralförmig gewickelt und zu einem Stab mit einem bestimmten Durchmesser geformt. Mit der Zange 14b wird ein Rollpapier 40 in Richtung Tow Band 60 geführt. Das zu einem Stab geformte Tow Band 60 wird von dem Formatband 15 transportiert, das von der Antriebswalze 14c2 angetrieben wird. In der Formatgarnitur 14c wird um den Mantel des zu einem Stab geformten Tow Band 60 das Rollpapier 40 angebracht. Im Übrigen wird an der Transportposition P3 des Tow Band 60 in der Nähe des Ausgangs 14c1 der Formatgarnitur 14c ein Geschwindigkeitsmesser 20e angebracht, um die Geschwindigkeit V_KDF zu messen, mit der das zu einem Stab geformte Tow Band 60 aus dem Wickelteil 14 heraus befördert wird (auch ”Aufrollgeschwindigkeit” genannt, im Folgenden einfach als ”Auslassgeschwindigkeit” bezeichnet.). Konkret erfasst der Geschwindigkeitsmesser 20e die Umfangsgeschwindigkeit der Antriebswalze 14c2, die das Formatband 15 antreibt, und misst so indirekt die Auslassgeschwindigkeit V_KDF. Der Geschwindigkeitsmesser 20e ist mit dem Steuerteil 19 verbunden. Dadurch wird die Auslassgeschwindigkeit V_KDF vom Steuerteil 19 kontrolliert. Die Auslassgeschwindigkeit V_KDF ist im Allgemeinen proportional zu der Effizienz der Produktion des Plug 61 durch die Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 1.
Eine Schneidevorrichtung 16 schneidet das geformte Tow Band 60 auf eine bestimmte Länge (Länge z. B. nicht kürzer als etwa 88 mm und nicht länger als etwa 136 mm) zu. Damit werden die Plugs 61 hergestellt. Durch das weitere Zuschneiden der Plugs 61 auf eine bestimmte Länge werden die Zigarettenfilter gewonnen.
3 ist ein Blockdiagramm für die Funktionen des Steuerteils 19. Der Steuerteil 19 besitzt einen Prozessorteil 29 und einen an den Prozessorteil 29 angeschlossenen Speicherteil 30. Der Prozessorteil 29 besteht aus einem ersten Prozessorteil 29a und einem zweiten Prozessorteil 29b. Der Steuerteil 19 arbeitet nach einem bestimmten Steuerprogramm, das im Speicherteil 30 gespeichert ist. Dadurch steuert der Steuerteil 19 die Umfangsgeschwindigkeiten V1, V2 und V3, die Dehnungsrate V2/V0 und die Entspannungsrate V3/V2, um so für den spezifikationsgemäßen Aufschlusszustand des Tow Band 60 und die spezifikationsgemäße Füllmenge des Tow Band 60 im Plug 61 zu sorgen.
Der Steuerteil 19 verwendet die Tow-Band-Restkräuselung RCR_(V0) und die Auslassgeschwindigkeit V_KDF als Indizes für die Steuerung der Dehnungsrate V2/V0 und der Entspannungsrate V3/V2. Die Tow-Band-Restkräuselung RCR_(V0) ist das Verhältnis WT2/WT1 des Gewichts WT1 pro Länge einer Einheit des Tow Band 60 vor der Kräuselung und des Gewichts WT2 pro Länge einer Einheit des Tow Band 60 an der Position P1, an der sich das Vorspannwalzenpaar 7 und das Tow Band 60 berühren. Die Tow-Band-Restkräuselung RCR_(V0) gibt den Grad der an der Berührungsposition P1 noch vorhandenen Restkräuselung an. Je größer die verbliebene Menge der Kräuselung des Tow Band 60 ist, desto größer wird der Wert der Tow-Band-Restkräuselung RCR_(V0).
Der Steuerteil 19 führt auf Basis der Tow-Band-Restkräuselung RCR_(V0) sowie der Umfangsgeschwindigkeit V0 und der Auslassgeschwindigkeit V_KDF eine Operation zur Festlegung der Toleranz M1 der Dehnungsrate V2/V0 durch. Im Folgenden wird die Steuerung der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 1 mit dem Steuerteil 19 konkret erläutert.
[Steuerung der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung]
4 ist ein Flussdiagramm des Steuerteils 19. Für den Anlauf der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 1 gibt der Bediener zunächst über den genannten Bedienteil Informationen für eine provisorische Einstellung der Umfangsgeschwindigkeiten V1, V2 und V3 in die Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 1 ein. Dabei gibt der Bediener die Informationen zur Einstellung der Umfangsgeschwindigkeiten V1, V2 und V3 unter z. B. Berücksichtigung einer für die Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 1 geeigneten Umfangsgeschwindigkeit V0 des Vorspannwalzenpaars 7 ein, so dass dies ungefähr der Spezifikation des Zigarettenfilters entspricht.
Anschließend führt der Steuerteil 19 dem Steuerprogramm gemäß nacheinander die folgenden Schritte aus. Der Steuerteil 19 stellt anhand der vom Bediener eingegebenen Informationen provisorisch die Umfangsgeschwindigkeiten V1, V2 und V3 ein. Durch die so provisorisch eingestellten Umfangsgeschwindigkeiten V1, V2 und V3 wird indirekt die Umfangsgeschwindigkeit V0 provisorisch eingestellt. Der Steuerteil 19 startet den provisorischen Betrieb der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 1 (Schritt S1).
Als nächstes bestimmt der Steuerteil 19 das Gewicht der Plugs 61, die durch den provisorischen Betrieb hergestellt werden. Der Steuerteil 19 prüft, ob die Füllmenge des Tow Band im Plug 61 sich in dem Bereich befindet, den die Spezifikation des Zigarettenfilters zulässt (im Folgenden ”Toleranzbereich” genannt) (Schritt S2). Wenn der Steuerteil 19 im Schritt S2 feststellt, dass das Gewicht des Plug 61 außerhalb des Toleranzbereichs ist, prüft der Steuerteil 19, ob das Gewicht des Plug 61 kleiner als im Toleranzbereich ist (Schritt 3). Wenn der Steuerteil 19 im Schritt S3 feststellt, dass das Gewicht des Plug 61 kleiner als im Toleranzbereich ist, behält der Steuerteil 19 das Geschwindigkeitsverhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten V1, V2 und V3 bei, erhöht die Umfangsgeschwindigkeiten V1, V2 und V3 jeweils um einen bestimmten Wert (S4) und kehrt im Steuerungsfluss zum Schritt S2 zurück. Wenn der Steuerteil 19 im Schritt S3 andererseits feststellt, dass das Gewicht des Plug 61 größer als im Toleranzbereich ist, behält der Steuerteil 19 das Geschwindigkeitsverhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten V1, V2 und V3 bei und senkt die Umfangsgeschwindigkeiten V1, V2 und V3 jeweils um einen bestimmten Wert (S5) und kehrt im Steuerungsfluss zum Schritt S2 zurück.
Wenn der Steuerteil 19 im Schritt S2 feststellt, dass sich das Gewicht des Plug 61 im Toleranzbereich befindet, lässt der Steuerteil 19 vom ersten Prozessorteil 29a die Tow-Band-Restkräuselung RCR_(V0) berechnen (Schritt 6). Der erste Prozessorteil 29a berechnet die Tow-Band-Restkräuselung RCR_(V0) gemäß der folgenden Formel 1.
[Formel 1]

RCR_(V0) = RCR_(plug) × V_KDF/V0

Als Wert der Umfangsgeschwindigkeit V0 verwendet der Steuerteil 19 in der Formel 1 den Wert, den die Umfangsgeschwindigkeit V0 in dem Zeitpunkt hat, in dem der Steuerteil 19 den Schritt S6 ausführt. Für die Auslassgeschwindigkeit V_KDF verwendet der Steuerteil 19 den Wert, der mit dem Geschwindigkeitsmesser 20e gemessen wird. Ferner entnimmt der Steuerteil 19 die Umfangsgeschwindigkeit V0 dem Geschwindigkeitsmesser 20a. RCR_(plug) ist die Plug-Restkräuselung. Die Plug-Restkräuselung RCR_(plug) ist das Verhältnis WT3/WT1 des Gewichts WT1 des Tow Band 60 vor der Kräuselung und des Gewichts WT3 des Tow Band 60 im Plug 61. Die Plug-Restkräuselung RCR_(plug) gibt den Grad der Kräuselung an, die noch im Tow Band 60 vorhanden ist, wenn es in den Plug 61 gefüllt ist. Das Gewicht WT1 wird gemäß der folgenden Formel 2 berechnet, in der dieses mit dem TD des Tow Band 60 und der Plug-Länge L ausgedrückt ist.
[Formel 2]

WT1 = TD × L/9000

Das Gewicht WT1 ergibt sich aus der Spezifikation des Zigarettenfilters. Je mehr Tow Band 60 in den Plug 61 gefüllt ist, desto größer ist der Wert der Plug-Restkräuselung RCR_(plug). Weiter berechnet der erste Prozessorteil 29a die Plug-Restkräuselung RCR_(plug) gemäß der folgenden Formel 4, in der diese mit dem TD des Tow Band 60, der Menge des in die Plugs 61 gefüllten Tow Band 60 pro Plug (NTW = net tow weight) und der Plug-Länge L ausgedrückt ist.
[Formel 4]

RCR_(plug) = NTW/TD × 9000/L

Indem der erste Prozessorteil 29a die Operationen gemäß den Formeln 1, 2 und 4 ausführt, wird im Schritt S6 RCR_(V0) ermittelt, Als Nächstes lässt der Steuerteil 19 den zweiten Prozessorteil 29b auf Basis des Ergebnisses der Operationen des ersten Prozessorteils 29a die Toleranz M1 der Dehnungsrate V2/V0 ermitteln (Schritt S7). Konkret berechnet der zweite Prozessorteil 29b die Toleranz M1 der Dehnungsrate V2/V0 mit dem vom ersten Prozessorteil 29a ermittelten Wert der Tow-Band-Restkräuselung RCR_(V0) gemäß der folgenden Formel 3, in der diese mit der Tow Band-Restkräuselung RCR_(V0) ausgedrückt ist.
[Formel 3]

M1 = RCR_(V0) + α wobei α eine reelle Zahl ist, die nicht kleiner als 0,05 und nicht größer als 0,25 ist.

Auf diese Weise wird die Toleranz M1 als ein Wert ermittelt, der stets etwas größer als die Tow-Band-Restkräuselung RCR_(V0) ist.
Als Nächstes regelt der Steuerteil 19 die Dehnungsrate und zwar so, dass die Dehnungsrate V2/V0 gleich der Toleranz M1 wird (S8). Anschließend prüft der Steuerteil 19 anhand des Nachweissignals der Breitennachweisvorrichtung 20d, ob sich die Breite des Tow Band 60 in der Nähe des Ausgangs der Weichmacherauftragungsvorrichtung 11 in einem geeigneten Bereich befindet (im Folgenden einfach als ”Sollbereich” bezeichnet) (Schritt S9). Dieser Sollbereich kann in geeigneter Weise festgelegt werden. Dieser Sollbereich kann z. B. so eingestellt werden, dass seine Werte nicht kleiner als 21 cm, aber kleiner als 30 cm sind.
Wenn der Steuerteil 19 im Schritt S9 feststellt, dass die Breite des Tow Band 60 außerhalb des Sollbereichs ist, prüft der Steuerteil 19, ob die Breite des Tow Band 60 größer als im Sollbereich ist (Schritt 10). Wenn der Steuerteil 19 im Schritt S10 feststellt, dass die die Breite des Tow Band 60 größer als im Sollbereich ist, erhöht der Steuerteil 19 die Umfangsgeschwindigkeit V3 um einen bestimmte Wert (Schritt S11) und setzt den Steuerungsfluss auf Schritt S9 zurück. Wenn der Steuerteil 19 andererseits im Schritt S10 feststellt, dass die Breite des Tow Band 60 kleiner als im Sollbereich ist, verringert der Steuerteil 19 die Umfangsgeschwindigkeit V3 um einen bestimmten Wert (Schritt S12) und setzt den Steuerungsfluss auf Schritt S9 zurück.
Der Steuerteil 19 wiederholt die Schritte S9 bis S12 bis er im Schritt 9 feststellt, dass die Breite des Tow Band 60 im Sollbereich liegt. Dadurch steuert der Steuerteil 19 die Entspannungsrate V3/V2 zur Toleranz M2 hin, bei der die Breite des Tow Band 60 im Sollbereich liegt. Wenn der Steuerteil 19 im Schritt S8 feststellt, dass die Breite des Tow Band 60 im Sollbereich liegt, erfasst der Steuerteil 19 die momentanen Werte der Umfangsgeschwindigkeiten V1, V2 und V3 im jetzigen Zeitpunkt und übergibt sie als Einstellwerte (Schritt 13). Dadurch werden die Dehnungsrate V2/V0 und die Entspannungsrate V3/V2 der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 1 auf korrekte Weise eingestellt. Nach dem Schritt 13 beendet der Steuerteil 19 den Steuerungsfluss.
Auf diese Weise werden die Dehnungsrate V2/V0 und die Entspannungsrate V3/V2 in der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 1 anhand der als Indizes verwendeten Tow-Band-Restkräuselung RCR_(V0), Umfangsgeschwindigkeit V0 und Auslassgeschwindigkeit V_KDF gesteuert. Weil die Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 1 anhand objektiver Indizes gesteuert wird, kann die Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 1 stabil für einen Aufschlusszustand des Tow Band 60 eingestellt werden, der optimal der Spezifikation des Zigarettenfilters entspricht. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Einstellwerte auf Grund der subjektiven Einstellungen der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 1 durch die einzelnen Bediener schwanken und sich dadurch die Qualität der Zigarettenfilter verschlechtert.
Außerdem werden durch die stabile Einstellung der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 1 Schwankungen der Füllmenge des Tow Band 60 im Plug 61 verhindert. Dadurch können Schwankungen sowohl des Zugwiderstands als auch der Härte der Zigarettenfilter vermieden werden. Somit wird eine Zigarettenfilterfertigung mit einer stabilen Qualität ermöglicht.
Im Folgenden wird eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorwiegend unter dem Aspekt der Unterschiede zur ersten Ausführungsform beschrieben.
(Zweite Ausführungsform)
5 ist die Seitenansicht einer Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 100 und einer Steuereinheit 119 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Wie 5 zeigt, wird die Steuereinheit 119 von außen an die Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 100 angeschlossen. Die Steuereinheit 119 besitzt im Gehäuse 120 einen Prozessorteil 129 und einen an den Prozessorteil 129 angeschlossenen Speicherteil 130, in dem ein Steuerprogramm gespeichert ist. Der Prozessorteil 129 hat den gleichen Aufbau wie der Prozessorteil 29. Der Prozessorteil 129 besitzt einen ersten Prozessorteil 129a und einen zweiten Prozessorteil 129b. Die Steuereinheit 119 wird mittels eines Kabels 121 mit dem genannten Antriebsteil im Gehäuse 20 verbunden. An der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 100 werden die Geschwindigkeitsmesser 20a bis 20c und 20e sowie die Breitennachweisvorrichtung 20d montiert. Die Geschwindigkeitsmesser 20a bis 20c und 20e sowie die Breitennachweisvorrichtung 20d werden an die Steuereinheit 119 angeschlossen.
Mit Hilfe der Steuereinheit 119 werden die Dehnungsrate V2/V0 und die Entspannungsrate V3/V2 im Betrieb der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 100 anhand der als Indizes verwendeten Tow-Band-Restkräuselung RCR_(V0), Umfangsgeschwindigkeit V0 und Auslassgeschwindigkeit V_KDF stabil gesteuert. Dadurch können durch die einzelnen Bediener bedingte Schwankungen der Einstellung der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 100 verhindert werden. Auf diese Weise können die Dehnungsrate V2/V0 und die Entspannungsrate V3/V2 mit Hilfe der Steuereinheit 119 auch dann stabil gesteuert werden, wenn es sich bei der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 100 um eine existierende Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung handelt.
Im Übrigen kann die Steuereinheit 119 mit der Energie einer Stromversorgungseinheit betrieben werden, die im Gehäuse 120 bei der Steuereinheit 119 untergebracht wird. Oder die Steuereinheit 119 kann über ein Kabel 121 mit der elektrischen Energie der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 100 versorgt werden. Ferner kann die Steuereinheit 119 mit Hilfe eines Desktop- oder Laptop-PC aufgebaut werden.
(Dritte Ausführungsform)
6 ist die Frontansicht einer Prozessoreinheit 200 gemäß einer dritten Ausführungsform. Die in 6 gezeigte Prozessoreinheit 200 ist eine Prozessoreinheit für eine Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung. Die Prozessoreinheit 200 berechnet anhand der als Indizes verwendeten Tow-Band-Restkräuselung RCR_(V0) und Auslassgeschwindigkeit V_KDF die Umfangsgeschwindigkeit V2 und die Dehnungsrate V2/V0 der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung.
Die Prozessoreinheit 200 wird z. B. mit einem Tablet-PC realisiert. Die Prozessoreinheit 200 hat ein Gehäuse 201, einen Steuerteil 219 und einen nicht in der Figur gezeigten Anzeigeteil. Die Steuereinheit 219 hat einen Prozessorteil 229 und einen an dem Prozessorteil 229 angeschlossen Speicherteil 230, in dem ein Steuerprogramm gespeichert ist. Der Prozessorteil 229 hat einen ersten Prozessorteil 229a und einen zweiten Prozessorteil 229b. In dem genannten Anzeigenteil werden z. B. die Rechenergebnisse des ersten Prozessorteils 229a und des zweiten Prozessorteils 229b in geeigneter Weise angezeigt.
Um die Dehnungsrate V2/V0 und die Entspannungsrate V3/V2 zu steuern, stellt der Bediener unter Berücksichtigung einer geeigneten Umfangsgeschwindigkeit V0 des Vorspannwalzenpaars für die Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung provisorisch die Geschwindigkeiten V1, V2 und V3 ein und setzt die Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung in Gang. Wenn hierbei kein Geschwindigkeitsmesser, der die Umfangsgeschwindigkeit V0 des Vorspannwalzenpaars misst, in der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung installiert ist, kann der Bediener z. B. mit Hilfe eines berührungsfreien Drehzahlmessers oder eines Stroboskops die Umfangsgeschwindigkeit V0 messen und so die Information, die er in die Prozessoreinheit 200 eingeben soll, erhalten.
Als Nächstes regelt der Bediener die Umfangsgeschwindigkeiten V1, V2 und V3 unter Aufrechterhaltung des Verhältnisses von V1, V2 und V3 jeweils so, dass das Gewicht der aus dem Wickelteil 14 heraus beförderten Plugs der Spezifikation entspricht. Anschließend gibt der Bediener Informationen wie den TD des Tow Band, die Füllmenge NTW, die Plug-Länge, die Umfangsgeschwindigkeit V0 und die Auslassgeschwindigkeit V_KDF in die Prozessoreinheit 200 und lässt das im Speicherteil 230 gespeicherte Steuerprogramm in den Steuerteil 219 laden. Der Steuerteil 219 führt gemäß dem Steuerprogramm den Schritt S6 des in 4 gezeigten Steuerungsflusses aus. Damit lässt der Steuerteil 219 die Tow-Band-Restkräuselung RCR_(V0) vom ersten Prozessorteil 229a berechnen. Anschließend führt der Steuerteil 219 den Schritt 7 aus und lässt vom zweiten Prozessorteil 229b die Toleranz M1 berechnen. Die jeweiligen Rechenergebnisse des ersten Prozessorteils 229a und des zweiten Prozessorteils 229b lässt der Steuerteil 219 in dem genannten Anzeigeteil anzeigen.
Der Bediener nimmt die Informationen der jeweiligen in dem genannten Anzeigeteil der Prozessoreinheit 200 anzeigten Rechenergebnisse zur Kenntnis. Der Bediener steuert anhand der genannten Informationen manuell die Umfangsgeschwindigkeit V2 und die Dehnungsrate V2/V0 der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung so, dass die Dehnungsrate V2/V0 der Toleranz M1 entspricht.
Auf diese Weise kann der Bediener mit Hilfe der Prozessoreinheit 200 die Umfangsgeschwindigkeit V2 und die Dehnungsrate V2/V0 der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung einfach und stabil steuern. Außerdem kann der Bediener nach der Steuerung der Dehnungsrate V2/V0 einfach die Entspannungsrate V3/V2 steuern, indem er z. B. die Umfangsgeschwindigkeit V3 auf die Toleranz M2 einstellt, bei der die Breite des aus der Weichmacherauftragungsvorrichtung 11 heraus beförderten Tow Band 60 im Sollbereich liegt. Folglich können genauso wie bei der ersten Ausführungsform durch die einzelnen Bediener bedingte Schwankungen der Einstellung der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung verhindert werden und Zigarettenfilter mit einer stabilen Qualität hergestellt werden. Im Übrigen kann die Steuereinheit 200 mit Hilfe eines Desktop- oder Laptop-PC aufgebaut werden.
(Zur Entspannungs- und Dehnungsrate)
Wenn das Dehnungsrate V2/V0 zu groß ist, wird die Faserkriechgrenze überschritten und Fasern reißen. Dadurch können Flusen entstehen. Wenn viele solcher Flusen entstehen, sammeln sie sich in der Umgebung der Weichmacherauftragungsvorrichtung an. Wenn Flusen sich so ansammeln, steigt die Wahrscheinlichkeit, dass sich Flusen, die den Weichmacher aufgenommen haben, in die Zigarettenfilter mischen. Dadurch entsteht die Gefahr lokaler Erhöhungen der Weichmacherkonzentration im Inneren des Plug, durch die Fasern im Plug schmelzen und Schmelzlöcher entstehen.
Wenn auf der anderen Seite die Dehnungsrate V2/V0 zu klein ist, wird das Tow Band nicht ausreichend aufgeschlossen. Damit steigt die Wahrscheinlichkeit, dass die Manifestation des Zugwiderstands nachlässt. Um in diesem Fall eine bestimmte Manifestation des Zugwiderstands für das Zigarettenfilter zu erreichen, muss die Füllmenge NTW erhöht werden, wodurch es schwierig wird, mit den Zigarettenfiltern die Spezifikation einzuhalten. Außerdem kann der Zugwiderstand des Zigarettenfilters extrem sinken, wenn die Dehnungsrate V2/V0 zu klein ist. Dadurch ist es schwer, die Eigenschaft, den Rauch der Zigarette angemessen zu filtern, zu erhalten.
Ferner, wenn die Entspannungsrate V3/V2 zu klein ist, vibriert das Tow Band 60 beim Transport im Entspannungsbereich L2. Dadurch werden die Fasern im Tow Band 60 durch Reibung beschädigt und es kommt leichter zur Flusenbildung.
Ferner, wenn die Entspannungsrate V3/V2 groß wird, lässt die Manifestation des Zugwiderstands des Zigarettenfilters nach. Außerdem, wenn die Entspannungsrate V3/V2 zu groß wird, kann das Tow Band 60 nicht ausreichend entspannt werden. Dadurch kann Manifestation des Zugwiderstands des Zigarettenfilters extrem sinken.
Ferner, wenn sowohl die Dehnungsrate V2/V0 als auch die Entspannungsrate V3/V2 zu groß sind, bedeutet das, dass jede der Umfangsgeschwindigkeiten V1, V2 und V3 größer wird. In diesem Fall kann die Füllmenge NTW schließlich zunehmen. Unter dieser Bedingung wird es schwierig, mit den Zigarettenfilter die Spezifikation einzuhalten.
Wie oben beschrieben können verschiedene Schwierigkeiten bei nicht angemessener Dehnungsrate V2/V0 und nicht angemessener Entspannungsrate V3/V2 entstehen. Daher müssen die Dehnungsrate V2/V0 und die Entspannungsrate V3/V2 geeignet gesteuert werden. Außerdem muss für eine angemessene der Zigarettenfilterspezifikation entsprechende Regelung des Zugwiderstands und der Füllmenge NTW der Sollbereich der Tow-Band-Breite geeignet gesteuert werden.
7 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der Entspannungsrate V3/V2 und der Dehnungsrate V2/V0 zeigt. In 7 wird der wünschenswerte Bereich der Entspannungsrate V3/V2 und der Dehnungsrate V2/V0 der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung für den Fall dargestellt, dass mit einem Tow Band 60 mit einer Tow-Band-Restkräuselung RCR_(V0) von 1,50 ein Plug nach einer bestimmten Spezifikation hergestellt wird. Die Gerade a zeigt den Zusammenhang von Entspannungsrate V3/V2 und Dehnungsrate V2/V0, wenn die Werte im Sollbereich der Tow-Band-Breite nicht kleiner als 21 cm und nicht größer als 22 cm sind. Die Gerade b zeigt den Zusammenhang von Entspannungsrate V3/V2 und Dehnungsrate V2/V0, wenn die Werte im Sollbereich der Tow-Band-Breite nicht kleiner als 24 cm, aber kleiner als 26 cm sind. Die Gerade c zeigt den Zusammenhang von Entspannungsrate V3/V2 und Dehnungsrate V2/V0, wenn die Werte im Sollbereich der Tow-Band-Breite nicht kleiner als 26 cm und nicht größer als 30 cm sind. Die Gerade A1 zeigt die Tow-Band-Restkräuselung RCR_(V0) (1,50) an; die Tow-Band-Restkräuselung RCR_(V0) ist in den gleichen Dimensionen wie die Dehnungsrate V2/V0 dargestellt. Das Tow Band 60 wurde mit Fasern hergestellt, die einen Y-förmigen Querschnitt und ein Einzelfaser-Denier (FD) von 1,9 haben. Das Gesamtdenier (TD) des Tow Band 60 wurde auf 44200 eingestellt. Als Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung wurde eine Plug-Abzugsmaschine (KDF-3/AF-3) der Firma Hauni (Deutschland) verwendet. Die Auslassgeschwindigkeit V_KDF wurde auf 400 m/Minute, die Plug-Länge auf 120 mm, der Plug-Umfang auf 24,4 mm, das Plug-Gewicht auf 0,78 g und die Füllmenge NTW auf 0,694 g eingestellt.
In den Validierungsversuchen, die die Autoren mit den oben beschriebenen Bedingungen durchgeführt haben, hat sich gezeigt, dass, bei einem Sollbereich der Tow-Band-Breite, dessen Werte nicht kleiner als 24 cm und nicht größer als 30 cm und, die Dehnungsrate V2/V0 und die Entspannungsrate V3/V2 z. B. in einem Bereich, der zwischen der Gerade a und der Gerade c liegt, angemessen eingestellt werden können. Konkret ist es wünschenswert, dass die Dehnungsrate V2/V0 nicht kleiner als 1,55 und nicht größer als 1,75 und die Entspannungsrate V3/V2 nicht kleiner als 0,75 und nicht größer als 0,92 eingestellt werden. Dazu ist es noch besser wie im Bereich A gezeigt, die Dehnungsrate V2/V0 nicht kleiner als 1,55 und nicht größer als 1,65 und die Entspannungsrate V3/V2 nicht kleiner als 0,81 und nicht größer als 0,84 einzustellen. Es hat sich gezeigt, dass bei einer Einstellung der Dehnungsrate V2/V0 und der Entspannungsrate V3/V2 innerhalb des Bereichs A die Entstehung von Flusen angemessen verhindert, die Füllmenge NTW angemessen geregelt und die Zugwiderstandschwankung angemessen eingestellt werden können.
Im Übrigen wird aus der Position des Bereichs A im betreffenden Diagramm der Bereich des Werts α von Formel 3 abgeleitet. Wenn z. B. α auf 0,1 eingestellt wird, wird die Dehnungsrate V2/V0 auf 1,60 eingestellt. In diesem Fall kann die Entspannungsrate V3/V2 an einer Position auf der Gerade A2 für die Dehnungsrate V2/V0 1,60 und im Bereich zwischen den Geraden a und b so eingestellt werden, dass sie innerhalb des Bereichs A liegt.
Im Übrigen ändern sich die Dehnungsrate V2/V0, die Entspannungsrate V3/V2 sowie der Sollbereich der Tow-Band-Breite mit Bedingungen wie der Art des Tow Band, der Tow-Band-Restkräuselung RCR_(V0), der Auslassgeschwindigkeit V_KDF, den Abständen der benachbarten Walzen im Aufschlussbehandlungsteil 33, dem jeweiligen Materialien der oberen Walzen 23 und 25 und der unteren Walzen 24 und 26 des ersten Aufschlusswalzenpaars 8 und des zweiten Aufschlusswalzenpaars 9 usw. Es lässt sich aber vermuten, dass es einen im Wesentlichen gemeinsamen Zusammenhang zwischen der Dehnungsrate V2/V0, der Entspannungsrate V3/V2 sowie dem Sollbereich der Tow-Band-Breite gibt, auch wenn sich die oben beschriebenen Bedingungen etwas ändern. Es ist wünschenswert, die Dehnungsrate V2/V0, die Entspannungsrate V3/V2 sowie den Sollbereich der Tow-Band-Breite entsprechend den Eigenschaften der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung und der Spezifikation der herzustellenden Zigarettenfilter zusammengefasst zu regeln.
(Vergleichsversuche)
Es wurde untersucht, wie sich die physikalischen Eigenschaften der Zigarettenfilter ändern, wenn bei der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 1 die Dehnungsrate V2/V0 und die Entspannungsrate V3/V2 geändert werden.
Das Tow Band 60 wurde mit Fasern hergestellt, die einen Y-förmigen Querschnitt und ein Einzelfaser-Denier (FD) von 1,9 haben. Das Gesamtdenier (TD) des Tow Band 60 wurde auf 44200 eingestellt. Als Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 1 wurde eine Plug-Abzugsmaschine (KDF-3/AF-3) der Firma Hauni (Deutschland) verwendet, bei der das genannte Steuerprogramm in den Steuerteil importiert wurde. Die Auslassgeschwindigkeit V_KDF wurde auf 400 m/Minute, die Plug-Länge auf 120 mm, der Plug-Umfang auf 24,4 mm, das Plug-Gewicht auf 0,78 g und die Füllmenge NTW auf 0,694 g eingestellt. Der vom Steuerteil 19 gemäß dem Steuerprogramm ermittelte Wert der Plug-Restkräuselung RCR_(plug) war 1,19. α von Formal 3 wurde auf 0,1 eingestellt.
Durch Variation der Dehnungsrate V2/V0 und der Entspannungsrate V3/V2 wurden Muster-Plugs für Ausführungsbeispiele 1 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3 hergestellt. Bei den Ausführungsbeispielen wie den Vergleichsbeispielen wurden die Tow-Band-Restkräuselung RCR_(V0), die Breite des Tow Band am Ausgang der Weichmacherauftragungsvorrichtung 11, die Menge der entstandenen Flusen, die sich in 15 Minuten in der Weichmacherauftragungsvorrichtung 11 angesammelt hat, der Zugwiderstand (PD) der Plugs und der Schwankungswert der Standardabweichung des genannten Zugwiderstands der Plugs (PDCv) untersucht. PD wurde für ein einheitliches Tow-Gewicht und einen einheitlichen Umfang der Muster-Plugs korrigiert. Außerdem wurden für jedes Muster Gruppen von 15 Plugs gebildet und aus der Schwankung des Zugwiderstands der jeweiligen Gruppe der CV-Wert berechnet. Dann wurde der Mittelwert der CV-Werte von 10 Gruppen ermittelt und als PDCv benutzt. Das Ergebnis zeigt Tabelle 1.
[Tabelle 1]
Aus dem in der Tabelle 1 gezeigten Ergebnis lässt sich entnehmen, dass PD, PDCv und die Menge der entstandenen Flusen zunehmen, wenn die Dehnungsrate V2/V0 zu groß und die Entspannungsrate V3/V2 zu klein ist, wie es bei den Vergleichsbeispielen 1 und 2 der Fall ist.
Weiter wurde bei den Plugs von Vergleichsbeispiel 3 festgestellt, dass die Kräuselung der Fasern des Tow Band nicht ausreichend gelockert war und sich das Tow Band noch in einem nicht aufgeschlossenen Zustand (Zustand, in dem Kräuselung in erheblicher Menge übrig geblieben war) befand. Dies lässt sich darauf zurückführen, dass die Dehnungsrate V2/V0 zu klein war. Wie oben gezeigt besteht bei einem Tow Band, das sich noch in einem nicht aufgeschlossenen Zustand befindet, die Gefahr einer Verminderung des Zugwiderstands und der Härte der Plugs.
Im Übrigen wurde bei einem nicht in der Tabelle 1 aufgeführten Fall, bei dem die Dehnungsrate V2/V0 gleich wie beim Ausführungsbeispiel 1 und die Entspannungsrate V3/V2 niedriger als beim Ausführungsbeispiel 1 eingestellt worden war, das Fahrverhalten des Tow Band im Entspannungsbereich L2 so instabil, dass sich das Tow Band schließlich um das Transportwalzenpaar wickelte und die Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 1 gestoppt werden musste. Dieses Ergebnis lässt die Vorstellung zu, dass es schwierig ist, die Differenz der Dehnungsrate V2/V0 und der Entspannungsrate V3/V2 über einer bestimmten Schwelle festzusetzen.
Ferner wurde, wenn die Dehnungsrate V2/V0 gleich wie beim Ausführungsbeispiel 1 und die Entspannungsrate V3/V2 höher als beim Ausführungsbeispiel 1 eingestellt worden war, das Gewicht des Plugs zu groß und alle Umfangsgeschwindigkeiten V0 bis V3 mussten unweigerlich gesenkt werden. Dieses Ergebnis lässt die Vorstellung zu, dass es schwierig ist, sowohl die Dehnungsrate V2/V0 als auch die Entspannungsrate V3/V2 über einer bestimmten Schwelle festzusetzen.
Dagegen hat sich herausgestellt, dass bei den Ausführungsbeispielen 1 bis 5 die Menge der entstandenen Flusen verringert, PD stabilisiert und PDCv niedrig gehalten werden kann. Der Grund, auf den sich diese Ergebnisse zurückführen lassen, ist, dass durch angemessene Einstellungen der Dehnungsrate V2/V0 und der Entspannungsrate V3/V2 Plugs einer guten Beschaffenheit stabil hergestellt werden konnten.
(Sonstiges)
Im Übrigen ist die vorliegende Erfindung nicht auf die einzelnen oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt; ihr Aufbau kann geändert und Zusätze können hinzugefügt oder gestrichen werden, sofern nicht das Wesentliche der Erfindung betroffen ist. Die genannten Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden, z. B. kann ein Teil des Aufbaus einer Ausführungsform für eine andere Ausführungsform verwendet werden.
Im Entspannungsbereich L2 ist die Transportposition P3, an der die Breite des Tow Band 60 von der Breitennachweisvorrichtung 20d gemessen wird, nicht auf die Position am Ausgang der Weichmacherauftragungsvorrichtung 11 beschränkt, sie kann sich auch am Eingang der Weichmacherauftragungsvorrichtung 11 befinden.
In den Speicherteilen 30 und 230 können auch die Werte der Dehnungsrate V2/V0 und der Entspannungsrate V3/V2, die in der Vergangenheit berechnet wurden, im Zusammenhang mit der Spezifikation der jeweiligen Zigarettenfilter gespeichert werden. Dadurch können die jeweiligen in den Speicherteilen 30 und 230 gespeicherten Werte der Dehnungsrate V2/V0 und der Entspannungsrate V3/V2 für die Einstellung der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung benutzt werden, wenn ein Zigarettenfilter mit einer Spezifikation aus einer früheren Fertigung wieder in Produktion gehen soll.
Bei der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung 1 ist der Aufbau des Entspannungsbehandlungsteils 34 nicht darauf beschränkt, dass dieser mit einem Vorspannwalzenpaar 7, einem ersten Aufschlusswalzenpaar 8 und einem zweiten Aufschlusswalzenpaar 9, d. h. mit drei Paaren (insgesamt 6) Walzen versehen ist, sondern es ist auch eine andere Zahl von Walzen möglich. Der Steuerteil 19 im Entspannungsbehandlungsteil 34 kann dann die Dehnungsrate V2/V0 auf Basis der Umfangsgeschwindigkeit V0 der Walze, die sich am weitesten oben befindet, und der Umfangsgeschwindigkeit V2 der Walze, die sich am weitesten unten befindet, steuern.
Bei der ersten und der zweiten Ausführungsform steuern der dritte Prozessorteil 29c des Steuerteils 19 und der dritte Prozessorteil 229c des Steuerteils 119 die Entspannungsrate V3/V2 anhand der Nachweissignale der Breitennachweisvorrichtung 20d, aber dies ist keine Beschränkung. Die Entspannungsrate V3/V2 kann z. B. gesteuert werden, indem der Bediener die Breite des Tow Band feststellt und die Umfangsgeschwindigkeit V3 regelt, nachdem die Dehnungsrate V2/V0 gesteuert worden ist.
[Möglichkeiten der industriellen Nutzung]
Wie oben aufgeführt kann mit den jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die ausgezeichnete Wirkung erzielt werden, dass eine durch Schwankungen der Einstellung der Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung bedingte Abnahme der Zigarettenfilterqualität verhindert werden kann. Daher ist es nützlich, die Erfindung als Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung, als Steuereinheit für Zigarettenfilterfertigungsvorrichtungen sowie als Prozessoreinheit für Zigarettenfilterfertigungsvorrichtungen überall einzusetzen, wo die Bedeutung dieser Wirkung zur Geltung kommt.
Bezugszeichenliste

V0: Umfangsgeschwindigkeit des Vorspannwalzenpaars (Umfangsgeschwindigkeit des Aufschlusswalzenpaars, das sich bezüglich der Transportrichtung am weitesten oben befindet)
V2: Umfangsgeschwindigkeit des zweiten Aufschlusswalzenpaars (Umfangsgeschwindigkeit des Aufschlusswalzenpaars, das sich bezüglich der Transportrichtung am weitesten unten befindet)
V3: Umfangsgeschwindigkeit des Transportwalzenpaars
V_KDF: Auslassgeschwindigkeit des geformten Tow Band aus dem Wickelteil
RCR_(V0): Tow-Band-Restkräuselung
RCR_(plug): Plug-Restkräuselung.
1, 100: Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung
7: Vorspannwalzenpaar
8: das erste Aufschlusswalzenpaar
9: das zweite Aufschlusswalzenpaar
11: Transportwalzenpaar
14: Wickelteil
19, 219: Steuerteil
29a, 129a, 229a: erster Prozessorteil
29b, 129b, 229b: zweiter Prozessorteil
60: Tow Band
61: Plug
119: Steuereinheit
200: Prozessoreinheit

Claims

Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung versehen mit mehreren Aufschlusswalzenpaaren, die entlang eines Transportwegs für ein gekräuseltes und befördertes Tow Band angebracht sind und auf das genannte Tow Band eine Spannung in der Transportrichtung ausüben, mit einem Transportwalzenpaar, das bezüglich der genannten Transportrichtung weiter unten als der genannten mehrfach vorhandenen Aufschlusswalzenpaare angebracht ist und sich mit einer kleineren Umfangsgeschwindigkeit als das Aufschlusswalzenpaar, das sich von den genannten mehrfach vorhandenen Aufschlusswalzenpaaren am weitesten unten befindet, dreht, so dass es die Spannung des von ihm beförderten Tow Band reduziert, mit einem Wickelteil, der bezüglich der genannten Transportrichtung weiter unten als das genannte Transportwalzenpaar angebracht ist und das genannte Tow Band formt und das geformte Tow Band weiter nach unten befördert, und mit einem Steuerteil, der die jeweiligen Umfangsgeschwindigkeiten der genannten mehrfach vorhandenen Aufschlusswalzenpaare und des genannten Transportwalzenpaars steuert, wobei, wenn die Restkräuselung des genannten Tow Band als das Verhältnis WT2/WT1 des Gewichts WT1 pro Länge einer Einheit des genannten Tow Band vor der Kräuselung und des Gewichts WT2 pro Länge einer Einheit des Tow Band an der Position, an der das genannten Tow Band das genannte Aufschlusswalzenpaar, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten oben befindet, berührt, definiert ist, der genannte Steuerteil auf Basis der genannten Restkräuselung des Tow Band sowie auf Basis der genannten Umfangsgeschwindigkeit V0 und der Auslassgeschwindigkeit des geformten Tow Band, das aus dem genannten Wickelteil heraus befördert wird, eine Toleranz M1 für das Geschwindigkeitsverhältnis V2/V0 der Umfangsgeschwindigkeit V0 des genannten Aufschlusswalzenpaars, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten oben befindet, und der Umfangsgeschwindigkeit V2 des genannten Aufschlusswalzenpaars, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten unten befindet, festlegt und das genannte Geschwindigkeitsverhältnis V2/V0 so steuert, dass die genannte Toleranz M1 eingehalten wird.
Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der, wenn die genannte Restkräuselung des Tow Band RCR_(V0) ist, das Verhältnis WT3/WT1 aus dem genannten Gewicht WT1 und dem Gewicht WT3 des genannten Tow Band, das sich in einem genannten Plug befindet, die Restkräuselung RCR_(plug) in einem Plug ist und die Auslassgeschwindigkeit des genannten Tow Band, das aus dem genannten Wickelteil heraus befördert wird, V_KDF ist, der genannte Steuerteil einen ersten Prozessorteil besitzt, der die genannte Restkräuselung des Tow Band gemäß Formel 1 berechnet. [Formel 1] RCR_(V0) = RCR_(plug) × V_KDF/V0
Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der, wenn der Gesamt-Denier des genannten Tow Band TD ist und die Länge des genannten Plug L ist, der genannte erste Prozessorteil das genannte Gewicht WT1 gemäß Formel 2 berechnet. [Formel 2] WT1 = TD × L/9000
Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der, wenn α eine reelle Zahl nicht kleiner als 0,05 und nicht größer als 0,25 ist, der genannte Steuerteil zusätzlich einen zweiten Prozessorteil besitzt, der anhand des vom genannten ersten Prozessorteil ermittelten Werts der genannten Restkräuselung des Tow Band gemäß Formel 3 die genannte Toleranz M1 des genannten Geschwindigkeitsverhältnisses V2/V0 berechnet. [Formel 3] M1 = RCR_(V0) + α
Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der der genannte Steuerteil zusätzlich mit einer Breitennachweisvorrichtung, die die Breite des genannten Tow Band zwischen dem genannten Aufschlusswalzenpaar, das sich am weitesten unten befindet, und dem genannten Transportwalzenpaar nachweist, ausgestattet ist und, wenn die Umfangsgeschwindigkeit des genannten Transportwalzenpaars V3 ist, anhand des Nachweiswerts der genannten Nachweisvorrichtung das Geschwindigkeitsverhältnis V3/V2 so steuert, dass dieses eine Toleranz M2 einhält, bei der die Breite des Tow Band zwischen dem genannten Aufschlusswalzenpaar, das sich am weitesten unten befindet, und dem genannten Transportwalzenpaar in einem Sollbereich liegt.
Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung nach Anspruch 5, bei dem die Werte des genannten Sollbereichs nicht kleiner als 21 cm, aber kleiner als 30 cm sind.
Eine Steuereinheit, die eine Steuereinheit für eine mit mehreren der genannten Aufschlusswalzenpaare, die entlang des Transportwegs des gekräuselten und beförderten Tow Band angebracht sind und auf das genannte Tow Band in Transportrichtung eine Spannung ausüben, mit einem Transportwalzenpaar, das bezüglich der Transportrichtung des Tow Ban weiter unten als die genannten mehrfach vorhandenen Aufschlusswalzenpaare angebracht ist und sich mit einer kleineren Umfangsgeschwindigkeit als das genannte Aufschlusswalzenpaar dreht, das sich von den genannten mehrfach vorhandenen Aufschlusswalzenpaaren am weitesten unten befindet, so dass es die Spannung des von ihm beförderten Tow Band reduziert, und mit einem Wickelteil, der bezüglich der genannten Transportrichtung weiter unten als das genannte Transportwalzenpaar angebracht ist und das genannte Tow Band formt und das geformte Tow Band weiter nach unten befördert, versehene Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung ist und, wenn die Restkräuselung des genannten Tow Band als das Verhältnis WT2/WT1 des Gewichts WT1 pro Länge einer Einheit des genannten Tow Band vor der Kräuselung und des Gewichts WT2 pro. Länge einer Einheit des Tow Band an der Position, an der das genannten Tow Band das genannte Aufschlusswalzenpaar, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten oben befindet, berührt, definiert ist, auf Basis der genannten Restkräuselung des Tow Band sowie auf Basis der genannten Umfangsgeschwindigkeit V0 und der Auslassgeschwindigkeit des geformten Tow Band, das aus dem genannten Wickelteil heraus befördert wird, eine Toleranz M1 für das Geschwindigkeitsverhältnis V2/V0 der Umfangsgeschwindigkeit V0 des genannten Aufschlusswalzenpaars, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten oben befindet, und der Umfangsgeschwindigkeit V2 des genannten Aufschlusswalzenpaars, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten unten befindet, festlegt und das genannte Geschwindigkeitsverhältnis V2/V0 so steuert, dass die genannte Toleranz M1 eingehalten wird.
Eine Prozessoreinheit, die eine Prozessoreinheit für eine mit mehreren der genannten Aufschlusswalzenpaare, die entlang des Transportwegs des gekräuselten und beförderten Tow Band angebracht sind und auf das genannte Tow Band in Transportrichtung eine Spannung ausüben, mit einem Transportwalzenpaar, das bezüglich der Transportrichtung des genannten Tow Band weiter unten als die genannten mehrfach vorhandenen Aufschlusswalzenpaare angebracht ist und sich mit einer kleineren Umfangsgeschwindigkeit als das genannte Aufschlusswalzenpaar dreht, das sich von den genannten mehrfach vorhandenen Aufschlusswalzenpaaren am weitesten unten befindet, so dass es die Spannung des von ihm beförderten Tow Band reduziert, und mit einem Wickelteil, der bezüglich der genannten Transportrichtung weiter unten als das genannte Transportwalzenpaar angebracht ist und das genannte Tow Band formt und das geformte Tow Band weiter nach unten befördert, versehene Zigarettenfilterfertigungsvorrichtung ist, und, wenn die Restkräuselung des genannten Tow Band als das Verhältnis WT2/WT1 des Gewichts WT1 pro Länge einer Einheit des genannten Tow Band vor der Kräuselung und des Gewichts WT2 pro Länge einer Einheit des Tow Band an der Position, an der das genannten Tow Band das genannte Aufschlusswalzenpaar, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten oben befindet, berührt, definiert ist, auf Basis der genannten Restkräuselung des Tow Band sowie auf Basis der genannten Umfangsgeschwindigkeit V0 und der Auslassgeschwindigkeit des geformten Tow Band, das aus dem genannten Wickelteil heraus befördert wird, eine Toleranz M1 für das Geschwindigkeitsverhältnis V2/V0 der Umfangsgeschwindigkeit V0 des genannten Aufschlusswalzenpaars, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten oben befindet, und der Umfangsgeschwindigkeit V2 des genannten Aufschlusswalzenpaars, das sich bezüglich der genannten Transportrichtung am weitesten unten befindet, berechnet.