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Stw.: Strangdurchmesser messen-Me,3düse-Strangführung
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getrennt-Zusammenfassung - Hauni-Akte 1769 Hamburg 80, den 17. Februar
1984 Verfahren und Vorrichtung zum Messen des Durchmessers von strang- oder stabförmigen
Erzeugnissen der tabakverarbeitenden Industrie Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Messen des Durchmessers von strang- odeWstabförmigen Erzeugnissen der tabakverarbeitenden
Industrie, vorzugsweise eines mit porösem Umhüllungsmaterial versehenen Filterstranges,
mit Hilfe eines gegen die Strangoberfläche gerichteten pneumatischen Prüfmittels.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Messen des Durchmessers
von strang- oder stabförmigen Erzeugnissen der tabakverarbeitenden Industrie, vorzugsweise
eines mit porösem Umhüllungsmaterial versehenen Filterstranges , mittels einer durch
ein pneumatisches Prüfsystem beaufschlagten Strangmeßdüse.
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Unter "stabförmigen Erzeugnissen" sind im hier vorliegenden Zusammenhang
Zigaretten, Filterstäbe, Filterzigaretten und ähnliche Gegenstände vorgegebenen
Durchmessers zu verstehen.
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In erster Linie befaßt sich die vorliegende Erfindung jedoch mit der
Durchmessermessung an strangförmigen Erzeugnissen, wie Zigaretten- und insbesondere
Filtersträngen, die kontinuierlich gefördert werden. Wenn im folgenden der Einfachheit
halber nur noch von strangförmigen Erzeugnissen die Rede ist, so sollen stabförmige
Artikel der obengenannten Art jedenfalls nicht ausgeschlossen sein.
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Bei der Herstellung von im Strangverfahren gefertigten Produkten,
wie z.B. Filterstäben, ist man bemüht, Durchmesserschwankungen so gering wie möglich
zu halten. Abweichungen bezüglich des Durchmessers eines Filterstranges sind insofern
besonders schädlich, als bei aus Filterstopfen und Zigaretten zusammengesetzten
Mundstückzigaretten Stopfen und Zigaretten den gleichen Durchmesser haben müssen,
damit ihre
Stw.: Strangdurchmesser messen-Meßdüse-Strangführung
getrennt-Zusammenfassung - Hauni-Akte 1769 Hamburg 80, den 17. Februar 1984 Vereinigung,
beispielsweise durch ein Verbindungsblättchen, erfolgen kann, ohne daß Lücken zwischen
dem Blättchen und dem Stopfen oder der Zigarette verbleiben, durch welche Nebenluft
eindringen und die Raucheigenschaften verschlechtern könnte.
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Herkömmliche Strangmeßdüsen (beispielsweise gemäß der britischen Patentschrift
1 521 116 der Anmelderin) zum Messen des Durchmessers eines mit einem praktisch
gasundurchlässigen Umhüllungsmaterial versehenen Filterstranges arbeiten seit langer
Zeit mit guten Ergebnissen hinsichtlich exakter Singal gewinnung.
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Die zunehmende Verwendung vorperforierten Belagpapiers zum Verbinden
von Filterstopfen und Zigaretten erfordert jedoch den Einsatz von mehr oderweniger
luftdurchlässigem, d. h.
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porösem Umhüllungsmaterial für die Filterkomponenten. Bei der Verwendung
derartigen Materials konnten auf Dauer keine sicheren Meßergebnisse mehr erhalten
werden, d. h. geringe Durchmesserschwankungen des Filterstranges nicht mehr erfaßt
und korrigiert werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßvorrichtung anzugeben,
die auch bei Verwendung hochporösen Umhüllungsmaterials des Filterstranges bzw.
bei Porositätsschwankungen derartigen Umhüllungsmaterials exakte, für Steuerungszwecke
besonders gut verwertbare Meßsignale liefert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Druck des
die Strangoberfläche beaufschlagenden Prüfmittels konstantgehalten wird und daß
die in Abhängigkeit von Durchmesserschwankungen des Stranges variierende Durchflußmenge
des Prüfmittels als Basis zur Gewinnung von Meßsignalen dient.
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Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung wird vorgeschlagen,
daß das Prüfmittel gegen einen schmalen, ringförmig
Stw.: Strangdurchmesser
messen-Meßdüse-Strangführung getrennt-Zusammenfassung - Hauni-Akte 1769 Hamburg
80, den 17. Februar 1984 geschlossenen Teil der Außenfläche des Stranges geleitet
wird, wobei der Druck des Prüfmittels so eingestellt ist, daß eine Verformung des
Stranges ausgeschlossen ist.
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Durch diese spezielle Beaufschlagung eines nur sehr schmalen ringförmigen
Prüfabschnitts des Stranges werden auch ganz geringe Durchmesserschwankungen des
Stranges in Form von differenzierten, weitgehend unverfälschten Meßsignalen erfaßt,
d. h. auch bei hohen und insbesondere bei schwankenden Porositäten des Umhüllungsmaterials
werden unerwünschte, diesen Schwankungen entsprechende überlagerte Signalanteile
der Prüfluft am Entstehen gehindert.
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Unter einem schmalen Teil der Außenfläche des Stranges ist im erfindungsgemäßen
Sinn ein Strangabschnitt in der Großenordnung von weniger als etwa 5mm Breite zu
verstehen, wobei sich für alle in der Praxis vorkommenden unterschiedlichen Porositäten
des verwendeten Umhüllungsmaterials besonders dann klare Meßergebnisse an beaufschlagten
Strangabschnitten erzielen lassen, wenn deren Breite etwa im Bereich eines Millimeters
liegt.
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Es ist zwar mit der US-PS 3 595 067 ebenfalls eine schmale Meßdüse
bekanntgeworden, welche jedoch zur Füllkraftmessung bestimmt ist, wobei Luft mit
einer derartigen Stärke gegen den Strang geleitet wird, daß sich dieser verformt
und die Verformung gemessen wird.
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Um eine Beeinflussung des Prüfdruckes außerhalb der eng begrenzten,
schmalen Prüfzone auszuschließen, wird nach einem weiteren Vorschlag das Prüfmittel
unmittelbar nach dem Auftreffen auf die Strangoberfläche schlagartig auf Atmosphärendruck
entspannt.
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Das geschilderte Verfahren nach der Erfindung führt zu völlig befriedigenden
Ergebnissen, solange die Porosität des Umhüllungsmaterials oder die auftretenden
Porositätsschwankungen nicht zu große Werte annehmen.
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Um auch bei extremen Porositätsschwankungen des Umhüllungs-
Stw.:
Strangdurchmesser messen-Meßdüse-Strangführung getrennt-Zusammenfassung - Hauni-Akte
1769 Hamburg 80, den 17. Februar 1984 materials, beispielsweise einer falschen,
aufgelegten Bobine, einwandfreie Meßsignale zu erhalten, oder um die Meßgenauigkeit
noch weiter zu erhöhen, wird gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgeschlagen,
daß vor dem Umhüllen des Stranges die Porosität des Umhüllungsmaterials pneumatisch
erfaßt wird, indem der den Umhüllungsstreifen beaufschlafende Prüfdruck konstantgehalten
wird, wobei die in Abhängigkeit von Porositätsschwankungen des Umhüllungsstreifens
variierende Durchflußmenge des Prüfmittels als Basis zur Gewinnung von Kompensationssignalen
dient, welche mit den den Durchmesserschwankungen des Stranges entsprechenden DurchfluBmengensignalen
des Prüfmittels verglichen werden.
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Zweckmäßigerweise werden nach einem weiteren Vorschlag beim Vergleich
der den Porositätsschwankungen und Durchmesserschwankungen entsprechenden Meßwerte
für die Durchflußmengen des Prüfmittels unter Berücksichtigung einer aus den gegebenen
Papierporositäten gebildeten Funktion Y=f (Q2) Meßsignale für den Durchmesser d
des Stranges nach der Funktion
gewonnen.
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Um die an verschiedenen, voneinander entfernten Meßstellen gewonnenen
Meßsignale jeweils bei der Auswertung gleichzeitig einem entsprechenden Strangabschnitt
zuordnen zu können, ist vorgesehen, daß die Kompensationssignale mit amplitudengetreuer
Verzögerung mit den Ql-Signalen zusammengeführt werden.
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Nach einem zusätzlichen Verfahrensschritt werden die der Porosität
des Umhüllungsstreifens entsprechenden Kompensationssignale mit vorgegebenen Maximum/Minimum-Signalen
für die Porosität verglichen, bei deren Ober- bzw. Unterschreitung Ausgangssignale
gewonnen werden. Diese Ausgangssignale geben
Stw.: Strangdurchmesser
messen-Meßdüse-Strangführung getrennt-Zusammenfassung - Hauni-Akte 1769 Hamburg
80, den 17. Februar 1984 beispielsweise Auskunft darüber, ob eine falsche Bobine
mit einem Umhüllungsstreifen zu großer oder zu kleiner Porosität aufgelegt ist.
wobei die entsprechenden Ausgangssignale als Stopp-Signale zum Anhalten der Maschine
verwandt werden können.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des eingangs bezeichneten Verfahrens
ist dadurch gekennzeichnet, daß das pneumatische Prüfsystem Mittel zum Konstanthalten
des Prüfdruckes sowie Meßmittel zum Erfassen der Durchflußmenge des Prüfmittels
in Abhängigkeit von Durchmesserschwankungen des Stranges aufweist.
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Eine insbesondere mit den vorstehend bezeichneten Meßmitteln mit Vorteil
einsetzbare Ausgestaltung besteht darin, daß die Strangmeßdüse eine schmale, den
Strang ringförmig umschlie-Bende Prüfkammer aufweist, welche an das auf einen eine
Verformung des Stranges ausschließenden Prüfdruck eingestellte Prüfsystem angeschlossen
ist. Auf diese Weise sind durch in tolerierbaren Grenzen erfolgende Porositätsschwankungen
des Umhüllungsstreifens bewirkte Durchflußmengenschwankungen des Prüfmittels praktisch
nicht feststellbar, so daß hochgenaue Meßsignale für den Durchmesser des Stranges
gewonnen werden.
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Um den Einfluß der Porosität des Umhüllungsmaterials auf den auf Konstanz
geregelten Prüfdruck so gering wie möglich zu halten, d. h. einen derartigen Einfluß
außerhalb der eigentlichen Prüfzone abzuwenden, ist vorschlagsgemäß die Prüfkammer
über einen durch eine schneidenförmige Kante begrenzten Prüfspalt mit der Atmosphäre
verbunden.
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Es wäre denkbar, die Strangmeßdüse unabhängig bzw. getrennt von der
Strangführungsvorrichtung anzuordnen. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, wenn vorschlagsgemäß
in die Strangmeßdüse eine ans ich bekannte Strangführung derart integriert ist,
daß zwischen der Prüfkammer bzw. dem Prüfspalt und einem
Stw.:
Strangdurchmesser messen-Meßdüse-Strangführung getrennt-Zusammenfassung - Hauni-Akte
1769 Hamburg 80, den 17. Februar 1984 sich parallel zum Strang erstreckenden, ringförmig
angeordneten Führungsspalt eine erweiterte Ringkammer vorgesehen ist. In dieser
Ringkammer kann sich das Prüfmittel, beispielsweise Prüfluft, schlagartig entspannen
und nach einem weiteren Vorschlag über die Ringkammer mit der Atmosphäre verbindende
Entlüftungsbohrungen entweichen, so daß die Prüfluft den Führungsspalt zum Führen
des Stranges umgeht.
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Darüber hinaus ist gemäß einer zusätzlichen Ausgestaltung der Durchmesser
des Führungsspaltes kleiner als der Durchmesser des Prüfspaltes, womit erreicht
wird, daß sich Ablagerungen in Form von Leimresten oder dergleichen nicht am Prüfspalt
sondern am Führungsspalt absetzen, womit eine Verfälschung der Meßsignale ausgeschlossen
ist.
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Hochporöses Umhüllungspapier weist in der Regel auch sehr große Porositätschwankungen
auf. Um auch bei der Verwendung derartigen Umhüllungspapiers Meßwertverfälschungen
bei der Durchmesserbestimmung des Stranges auszuschließen, kann nach einem weiteren
Vorschlag eine Anordnung getroffen werden, welche entweder alternativ zur vorgeschlagenen
Strangmeßdüse gemeinsam mit einer herkömmlichen Strangmeßdüse oder in bevorzugter
Anordnung gemeinsam mit der vorgeschlagenen Strangmeßdüse eingesetzt werden kann.
Diese Anordnung besteht aus einem pneumatischen Prüfsystem zur Beaufschlagung des
Umhüllungsstreifens vor der Umhüllung mit Prüfluft, welches ein Mittel zum Konstanthalten
des Prüfdruckes sowie Meßmittel zum Erfassen der Durchflußmenge der Prüfluft in
Abhängigkeit von Porositätsschwankungen des Umhüllungsstreifens aufweist.
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Vorschlagsgemäß weist das Prüfsystem einen Signalgeber zur Bildung
von den Porositätsschwankungen entsprechenden Kompensationssignalen auf, welcher
mit einer Rechnerschaltung verbunden ist, die außerdem mit einem Signalgeber zur
Bildung
Stw. Strangdurchmesser messen-Meßdüse-Strangführung getrennt-Zusammenfassung
- Hauni-Akte 1769 Hamburg 80, den 17. Februar 1984 von den Durchmesserschwankungen
des Stranges entsprechenden Durchflußmengensignalen in Verbindung steht.
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Aus der zu erwartenden Schwankungsbreite herausragende Porositätsschwankungen,
die auf eine falsche, aufgelegte Umhüllungsstreifenbobine schließen lassen, können
nach einem zusätzlichen Vorschlag mit einer Anordnung erfaßt werden, bei der der
Signalgeber für Porositätsschwankungen mit einem Funktionsgeber zur Hinterlegung
einer aus den gegebenen Papierporositäten gebildeten Funktion und der Signalgeber
für Durchmesserschwankungen mit einem an den Ausgang des Funktionsgebers angeschlossenen
Rechenglied verbunden ist.
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Um bei auf diese Weise erkannten extremen Porositätsschwankungen bzw.
mit einer falschen Bobine bestückter Maschine entsprechend reagieren, d. h. beispielsweise
die Maschine abschalten zu können, ist außerdem vorgesehen, daß der Signalgeber
mit auf Maximum/Minimum-Werte der die Porositäten des Umhüllungsstreifens repräsentierenden
Durchflußmengen der Prüfluft eingestellten, Ausgangssignale abgebenden Schwellwertgliedern
verbunden ist.
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Um aus den zu verschiedenen Zeiten an verschiedenen Stellen der Maschine
gewonnenen Meßsignalen ein jeweils einem bestimmten Strangabschnitt zugeordnetes
Ausgangssignal bilden zu können, ist der Signalgeber für Porositätsschwankungen
unter Zwischenschaltung eines durch einen Taktgeber gesteuerten Verzögerungsgliedes
mit dem Funktionsgeber verbunden, Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht
darin, daß vom sich ändernden Durchmesser linear abhängige Meßsignale gebildet werden,
welche besonders gut für Steuerungszwecke, d. h. zur Beeinflussung von die Abmessungen
des Stranges bestimmenden Arbeitsgängen verwendet werden können, Durch die Unempfindlichkeit
des Meßsystems gegenüber Porositätsschwankungen des Umhüllungspapiers können außerdem
selbst
Stw.: Strangdurchmesser messen-Meßdüse-Strangführung getrennt-Zusammenfassung
- Hauni-Akte 1769 Hamburg 80, den 17. Februar 1984 ganz geringe Durchmesserschwankungen
des Stranges in Form von differenzierten, unverfälschten Meßsignalen erfaßt werden
Stw.:
Strangdurchmesser messen-Meßdüse-Strangführung getrennt-Zusammenfassung - Hauni-Akte
1769 Hamburg 80, den 17. Februar 1984 Die Erfindung wird nachfolgend anhand von
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Hierbei zeigt: Figur 1 eine in ein schematisch angedeutetes Prüfsystem
integrierte Strangmeßdüse zum Oberwachen des Durchmessers eines Filterstranges,
Figur 2 eine mit dem Prüfsystem gemäß Figur 1 bei unterschiedlich porösem Umhüllungsmaterial
erhaltene Kennlinienschar von Meßsignalen, Figur 3 eine Variante eines Durchmesserprüfsystems
mit integriertem Prüfsystem zur Kompensation von Porositätsschwankungen des Umhüllungsmaterials
und Figur 4 eine auf den gesamten, theoretisch möglichen Durchmesserbereich eines
Prüflings bezogene Kennlinienschar von Meßsignalen für unterschiedliche Papierporositäten.
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Stw.: Strangdurchmesser messen-Meßdüse-Strangführung getrennt-Zusammenfassung
- Hauni-Akte 1769 Hamburg 80, den 17. Februar 1984 Die in Figur 1 dargestellte Strangmeßdüse
1 zur Oberwachung des Durchmessers bzw. Querschnittes eines mit porösem Umhüllungsmaterial
versehenen Filterstranges 2 ist Bestandteil einer nicht weiter dargestellten Filterherstellmaschine
und beispielsweise gemäß der GB-PS 1 521 116 einer derartigen Maschine auf bekannte
Weise zugeordnet. Die Strangmeßdüse 1 ist mit einer den Filterstrang 2 ringförmig
umschließenden schmalen Prüfkammer 3 versehen, welche eine Anschlußbohrung 4 zum
Zuführen von Prüfluft und eine Anschlußbohrung 6 zur Drucküberwachung aufweist.
Die Prüfkammer 3 ist beidseitig von Wandungen begrenzt, die in Richtung auf den
Filterstrang 2 zu in eine schneidenförmige Kante 7 auslaufen, welche den Filterstrang
2 mit Abstand umschließt, so daß zwischen dem Filterstrang 2 und der Kante 7 ein
Prüfspalt 8 gebildet wird. Der Prüfspalt 8 verbindet die Prüfkammer 3 zu beiden
Seiten mit einer erweiterten Ringkammer 9, die über Entlüftungsbohrungen 11 mit
der Atmosphäre in Verbindung steht. Darüber hinaus weist die Strangmeßdüse 1 beidseitig
an den der Prüfkammer 3 gegenüberliegenden Seiten der Ringkammer 9 einen ringförmig
um den Filterstrang 2 verlaufenden Führungsspalt 12 auf, dessen Durchmesser kleiner
ist als der Durchmesser des Prüfspaltes 8 im Bereich der Prüfkammer 3, so daß sich
evtl.
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Leimreste immer am Führungsspalt und nicht am Prüfspalt absetzen.
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Die Strangmeßdüse 1 ist an ein pneumatisches Prüfsystem angeschlossen,
das von einer Druckquelle 13 mit einem Vordruck in der Größenordnung von etwa 2
bis 5 bar gespeist wird.
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Das Prüfsystem enthält beispielsweise ein handelsübliches Gerät 15
des Typs FC 262 der Firma TYLAN, Carson, USA und umfaßt ein Meßmittel in Form eines
Durchflußmengenmessers 14, der über eine Speiseleitung 16 mit der Druckquelle 13
verbunden ist, sowie Mittel zum Konstanthalten des Prüfdruckes in der Strangmeßdüse
1 in Form eines eingangsseitig durch einen Leitungszweig 17 mit dem Durchflußmengenmesser
14 und
Stw.: Strangdurchmesser messen-Meßdüse-Strangführung getrennt-Zusammenfassung
- Hauni-Akte 1769 Hamburg 80, den 17. Februar 1984 ausgangsseitig durch einen Leitungszweig
18 der Speiseleitung 16 mit der Strangmeßdüse 1 verbundenen elektrischen Stellventils
19 und eines elektrischen Reglers 21, welcher ausgangsseitig mit dem Stellventil
19 und eingangsseitig mit einem Sollwertgeber 22 zur Vorgabe eines Solldruckes sowie
mit einem Druckspannungswandler 23 in Verbindung steht, welcher über eine Prüfleitung
24 den in der Strangmeßdüse 1 herrschenden Istwert des Prüfdruckes erhält, in einen
entsprechenden Spannungswert umwandelt und danach dem Regler 21 zuführt.
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Die Wirkungsweise des Prüfsystems ist wie folgt: Ausgehend von einem
bestimmten Standardquerschnitt bzw.
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Standarddurchmesser des Filterstranges 2 durchläuft der Filterstrang
die Strangmeßdüse 1, wobei eine diesem Standardquerschnitt entsprechende Prüfluftmenge
der Strangmeßdüse 1 von der Druckquelle 13 über den Durchflußmengenmesser 14 und
das Stellventil 19 zugeführt wird, wobei sich in der Prüfkammer 3 ein konstanter
Druck - im Ausführungsbeispiel in der Höhe von etwa lOmbar - einstellt. Die die
Strangmeßdüse 1 durchströmende Prüfluft beaufschlagt den Filterstrang 2 mit diesem
konstanten Prüfdruck lediglich auf einem schmalen, der Breite der Prüfkammer 3 entsprechenden
Ringstreifen, so daß auf diesem schmalen Ringstreifen selbst bei Porositätsänderungen
eines hochporösen Umhüllungsmaterials keine eine einwandfreie Meßsignalbildung störenden
Veränderungen der Durchflußmenge der Prüfluft auftreten. Nach dem Auftreffen auf
die Strangoberfläche strömt die Prüfluft parallel zum Strang aus der Prüfkammer
3 in die erweiterte Ringkammer 9, wobei sie sich nach Umströmen der schneidenförmigen
Kante 7 schlagartig auf Atmosphärendruck entspannt, d. h. es wird eine längerdauernde
Drucksenkungsphase verhindert, während welcher die Prüfluft sonst wie bei den bekannten
Prüfeinrichtungen unter Druck ebenfalls durch das poröse Umhüllungsmaterial hindurchtreten
und die Meßsignale
Stw.: Strangdurchmesser messen-Meßdüse-Strangführung
getrennt-Zusammenfassung - Hauni-Akte 1769 Hamburg 80, den 17. Februar 1984 nachträglich
noch verfälschen könnte. Die Beaufschlagung des Filterstranges 2 bleibt somit bei
konstantgehaltenem Prüfdruck scharf auf die durch die Prüfkammer 3 gebildete schmale
Zone der Strangoberfläche begrenzt. Die auf Atmosphärendruck entspannte Prüfluft
strömt aus der Ringkammer 9 über die Entlüftungsbohrungen 11 ins Freie.
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Der in der Prüfkammer 3 konstantgehaltene Prüfdruck wird auch bei
sich änderndem Strangdurchmesser des Filterstranges 2 auf Konstanz geregelt. Es
sei angenommen, daß sich der Querschnitt des Filterstranges 2 verringert, so daß
mehr Luft über den Prüfspalt 8 aus der Prüfkammer 3 in die Ringkammer 9 abströmen
kann. Der dabei auftretende kurzfristige Druckabfall wird durch den Druckspannungswandler
23 erfaßt und in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt, welches auf
den Regler 21 gegeben wird. Dieser vergleicht das Istsignal des Prüfdruckes mit
dem vom Sollwertgeber 22 anstehenden Sollsignal des Prüfdruckes, bildet daraus ein
Differenzsignal , welches als Stellsignal auf das Stellventil 19 gegeben wird. Das
Stellsignal veranlaßt das Stellventil 19 zu einer größeren Oeffnung seines Durchflußquerschnittes,
so daß eine größere Prüfluftmenge in die Prüfkammer 3 der Strangmeßdüse 1 einströmt,
bis der Prüfdruck wieder seine vorgesehene Höhe erreicht. Die in Abhängigkeit von
dem verminderten Strangdurchmesser vom Stellventil 19 durchgelassene größere Prüfluftmenge
wird vom Durchflußmengenmesser 14 als veränderte Durchflußmenge Q in Litern pro
Minute erfaßt und in einen entsprechenden Spannungswert (V) umgerechnet. Dieser
dem Strangdurchmesser entsprechende Spannungswert wird an den Anschlußklemmen 26,
27 des Durchflußmengenmessers 14 abgegriffen und auf bekannte Art beispielsweise
zu Steuerungszwecken weiterverwertet, indem z.B. eine Formatleiste der Filterstrangmaschine
in ihrer Stellung so verändert wird, daß der Strangdurchmesser wieder seinen vorbestimmten
Wert erreicht.
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Stw.: Strangdurchmesser messen-Meßdüse-Strangführung getrennt-Zusammenfassung
- Hauni-Akte 1769 Hamburg 80, den 17. Februar 1984 In Figur 2 sind beispielhaft
drei Kennlinien K1, K2, K3 für drei unterschiedlich poröse Umhüllungspapiere dargestellt,
wobei die höherliegenden Kennlinien jeweils einer höheren Porosität des Umhüllungspapiers
entsprechen und somit insgesamt auch jeweils eine höhere Prüfluftmenge Q im gesamten
Prüfbereich erfordern. Aus dem Diagramm ist eindeutig zu erkennen, daß für alle
im zehntel und hundertstel Millimeterbereich liegenden Strangunregelmäßigkeiten
des auf der Abszisse eingetragenen Strangdurchmessers d in Millimetern bei allen
Kennlinien K1 bis K3 die entsprechenden Durchflußmengen Q der Prüfluft eine lineare
Abhängigkeit vom Strangdurchmesser aufweisen und damit jeweils gerade Kennlinien
K1 bis K3 ergeben, diese Meßsignale sich somit besonders gut für die steuerungstechnische
Weiterverarbeitung eignen.
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Die in Figur 3 dargestellte Variante eines Prüfsystems zur Durchmesserbestimmung
des Stranges umfaßt zusätzlich zu dem bereits anhand der Figur1 beschriebenen Prüfsystem
weitere Oberwachungs- und Meßmittel zur Porositätsmessung des Umhüllungsstreifens,
wobei diejenigen Elemente, die denen der Figur 1 entsprechen, mit gleichen, um hundert
erhöhten Bezugszahlen versehen und nicht nochmal besonders beschrieben sind.
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Dieses Prüfsystem beinhaltet zusätzlich einen zylindrischen Führungskörper
28, um den der Umhüllungsstreifen 29 über einen Umschlingungswinkel von mehr als
90° herumgeführt ist.
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Der Umhüllungsstreifen 29 wird dabei über eine Prüfkammer 31 des FOhrungskörpers
28 hinwegbewegt,welche über eine Anschlußbohrung 32 mit dem Stellventil 119 und
über eine Anschlußbohrung 33 mit dem Druck-Spannungs-Wandler 123 verbunden ist.
Die Versorgung der Prüfkammer 31 mit Prüfluft erfolgt durch die zugleich mit der
Prüfkammer 3 der Strangmeßdüse 1 verbundenen Druckquelle 13. Die am Durchflußmengenmesser
14 für die Strangmeßdüse 1 gewonnenen, an den
Stw.: Strangdurchmesser
messen-Meßdüse-Strangfuhrung getrennt-Zusammenfassung - Hauni-Akte 1769 Hamburg
80, den 17. Februar 1984 Anschlußklemmen 26, 27 abgegriffenen Meßwerte für die Durchflußmenge
der Prüfluft werden von einem Signalgeber in Form eines Durchflußmengen-Spannungs-Wandlers
34 als Ql-Signal abgegeben. Entsprechend wird von den Meßmitteln für den Umhüllungsstreifen
ein Mengensignal Q2 von einem entsprechenden Signalgeber in Form eines Durchflußmengen-Spannungs-Wandlers
134 abgegeben. Das Mengensignal Q2 wird einem Verzögerungsglied 36 zugeführt, welches
außerdem Signale von einem Taktgeber 37 erhält. Die auf diese Weise amplitudengetreu
verzögerten Q2-Signale werden vom Verzögerungsglied 36 einem Funktionsgeber 38 zugeführt,
in dem eine empirisch ermittelte Funktion Y=f (Q2) hinterlegt ist. Diese Funktion
gibt die Steigung aller Kennlinien einer in Figur 4 dargestellten Kennl inienschar
von über den gesamten, theoretisch möglichen Durchmesserbereich eines Prüflings
gewonnenen Meßsignalen für unterschiedliche Papierporositäten wieder. Aus Figur
4 ist zu ersehen, daß die Gerade Q2 0 ein luftundurchlässiges Umhüllungsmaterial
betrifft, da bei der auf der Abszisse eingetragenen Markierung d=D, d. h. der Prüfspalt
8 wäre durch den Strang verschlossen, durch das Umhüllungspapier keine Prüfluft
Q20 entweicht. Die darüberliegenden Geraden Q2 1 bis Q2 3 geben eine steigende Porosität
des Umhüllungsmaterials wieder, was bedeutet, daß bei geschlossenem Prüfspalt 8
eine umso größere Luftmenge durch den Umhüllungsstreifen dringt, je poröser das
Umhüllungsmaterial ist. Weiterhin ist zu ersehen, daß bei kleiner werdendem Durchmesser
d des Stranges die die Q1-Signale verfälschenden porositätsbedingten Durchflußmengen
im Vergleich zueinander immer kleiner werdende Unterschiede aufweisen, bis sich
schließlich im Null-Punkt der Abszisse (bei einem Strangdurchmesser d=O)alle Geraden
in einem Punkt auf der Ordinate schneiden, d. h. Prüfluft nur noch axial durch den
Prüfspalt 8 entweicht. Aus den vom Funktionsgeber 38 abgegebenen Funktionswerten
Y (Q2) kann beispielsweise ersehen werden, ob
Stw.: Strangdurchmesser
messen-Mel3düse-Strangführung getrennt-Zusammenfassung - Hauni-Akte 1769 Hamburg
80, den 17. Februar 1984
eine Bobine mit Umhüllungspapier der vorbestimmten Porosität
aufgelegt ist oder nicht.
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Aus den einem Rechenglied 39 zugeführten, der Durchflußmenge Q1 entsprechenden
Signalen sowie den Signalen nach der empirisch ermittelten Funktion Y (Q2) werden
rechnerisch die jeweiligen Durchmesserwerte des Stranges nach der Formel
ermittelt, worin bedeuten: d Strangdurchmesser Q1 0 Durchflußmenge bei einem Strangdurchmesser
d=O Q1 die Durchflußmenge für Strangdurchmesser d 0 bis D Y(Q2) Werte für die Steigung
der Kennlinien für die von unterschiedlichen Papierporositäten abhängigen Durchflußmenge
Q2.
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Die von der Rechnerschaltung in Form des Funktionsgebers 38 bzw. des
Rechengliedes 39 durchgeführten Rechenoperationen können von einem handelsüblichen
Rechnerbaustein, beispielsweise des Typs AIM 65 der Firma Rockwell ausgeführt werden.
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Die auf diese Weise ermittelten Durchmesserwerte d werden einem PID-Regler
41 zugeführt, welcher außerdem ein Sollwertsignal von einem Sollwertgeber 42 erhält.
Der PID-Regler 41 gibt ein Ausgangssignal an einen Servomotor 43, welcher die Klebleiste
einer Klebkammer 44 entsprechend verstellt, um den Durchmesser des Stranges entweder
zu verkleinern oder zu vergrößern.
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Die Signale für die Durchflußmenge Q2 werden außerdem unverzögert
auf ein Schwellwertglied 46 gegeben, dem von einem Sollwertgeber 47 ein Sollwert
QMIN zugeführt wird, wobei im Fall einer Unterschreitung dieses Sollwertes durch
Q2 durch ein entsprechendes Ausgangssignal eine Schaltein-
Stw..
Strangdurchmesser messen-Meßdüse-Strangführung getrennt-Zusammenfassung - Hauni-Akte
1769 Hamburg 80, den 17. Februar 1984 richtung 48 aktiviert wird, um beispielsweise
ein Warnsignal auszulösen oder die gesamte Maschine stillzusetzen. Darüber hinaus
werden die Durchflußmengenwerte Q2 auf ein Schwellwertglied 49 gegeben, welches
von einem Sollwertgeber 51 einen Sollwert QMAX erhält. Bei Oberschreitung dieses
Sollwertes durch Q2 wird ebenfalls durch ein entsprechendes Ausgangssignal die Schalteinrichtung
48 zwecks Warnung bzw.
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Stillsetzung der Maschine aktiviert.
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Bei nur einmaliger Messung der Porosität des Umhüllungsstreifens nach
jedem Auflegen einer neuen Bobine kann auch ein einziges Prüfsystem der beschriebenen
Art vorgesehen sein, welches kurzzeitig zur Prüfung der Hüllstreifenporosität umgeschaltet
wird, und im übrigen der Durchmesserprüfung vorbehalten bleibt. Auf diese Weise
wird eine Bobine, deren Porosität von der jeweils geforderten Norm abweicht, automatisch
rechtzeitig erkannt.
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- Leerseite -