DE3428455C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Fördern von kontinuierlichem Filtermaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Fördern von kontinuier­ lichem Filtermaterial für die Tabakindustrie, wie sie sich aus den Merkmalen im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 15 ergeben.

Es ist bekannt, kontinuierliches Filtermaterial, z. B. ge­ kräuseltes Zelluloseazetat-Filterwerg aus einem Ballen oder einer anderen Quelle durch eine Konditioniervorrichtung, z. B. einer Wergaufweitvorrichtung, einer weiteren Verarbei­ tungsvorrichtung zuzuführen, z. B. einer Maschine zum Ver­ formen des Materials zu einem kontinuierlichen Filterstrang. In der Konditioniervorrichtung wird das Material durch mehrere Fördereinrichtungen bewegt, die mit unterschied­ lichen Geschwindigkeiten arbeiten. Die Fördereinrichtungen erfassen das Filtermaterial und sorgen aufgrund ihrer Ge­ schwindigkeitsunterschiede dafür, daß das Material gedehnt oder aufgrund seiner Eigenelastizität zusammengezogen wird. Solch eine Anordnung wird üblicherweise dazu verwendet, ge­ kräuseltes Filterwerg zu bauschen bzw. aufzuweiten. Die Konditioniervorrichtung kann ferner eine Kammer oder andere Einrichtung umfassen, mit der Plastifiziermittel auf das Filtermaterial aufgebracht wird.

Die Konditioniervorrichtung kann zwei Fördereinrichtungen umfassen, von denen die erste Fördereinrichtung mit einer bestimmten Geschwindigkeit angetrieben wird, um das Filter­ material aus seiner Quelle abzuziehen und zu bemessen, und von denen die zweite Fördereinrichtung mit einer geeigne­ ten Geschwindigkeit zur Abgabe des Materials an die Ver­ arbeitungsvorrichtung angetrieben wird. Die beiden Förder­ einrichtungen können mit unterschiedlichen Geschwindig­ keiten betrieben werden, und es kann eine Einrichtung vor­ gesehen werden, mit der sich diese Geschwindigkeiten ver­ stellen bzw. einstellen lassen. Bei einer herkömmlichen Anordnung (DE 31 49 670 A1) werden die beiden Fördereinrichtungen vom Haupt­ antrieb der Verarbeitungsvorrichtung über eine drehzahl­ veränderliche Transmission angetrieben. Die Transmission umfaßt eine erste Einrichtung zum Ändern der Drehzahl der ersten und zweiten Fördereinrichtung sowie eine zweite Einrichtung zum Ändern der Drehzahl der ersten Förderein­ richtung. Somit ist es möglich, die Gesamtgeschwindigkeit der Konditioniervorrichtung gegenüber der der Verarbei­ tungsvorrichtung zu ändern wie auch die Drehzahl der ersten Fördereinrichtung relativ zu der der zweiten Förder­ einrichtung.

Die vorbekannte Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß eine Verstellung der ersten Einrichtung zum Ändern der Ge­ schwindigkeit der zweiten Fördereinrichtung, die die Ab­ gabegeschwindigkeit der Verarbeitungsvorrichtung bestimmt, gleichzeitig die Geschwindigkeit der ersten Fördereinrich­ tung, die das Material in die Konditioniervorrichtung ein­ führt, ändert, so daß eine weitere Verstellung der zweiten Einrichtung erforderlich ist, wenn die Geschwindigkeit der ersten Fördereinrichtung aufrechterhalten werden soll.

Dies kann von Nachteil sein, insbesondere dann, wenn die Konditioniervorrichtung für eine neue Art Filtermaterial eingestellt wird. Ein weiterer Nachteil der vorbekannten Anordnung besteht darin, daß die Spannung des Filtermate­ rials zwischen der ersten und zweiten Fördereinrichtung nicht gesteuert werden kann, ohne daß die Geschwindigkeit der ersten Fördereinrichtung beeinflußt wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist darin zu sehen, eine Vorrichtung und ein Verfahren der angegebenen Gatten so auszubilden, daß sich die Spannung und Streckung des Filtermaterials in der Konditionierstation ändern läßt, ohne den Verbrauch des Filtermaterials zu ändern.

Die Erfindung ist in den Ansprüchen 1 und 15 gekennzeichnnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 14.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Steuereinrichtung kann so ausgebildet sein, daß sie das Verhältnis der Drehzahlen der ersten und zweiten Fördereinrichtung direkt ändert. Die Steuereinrichtung kann eine drehzahlveränderliche Einrich­ tung für eine oder beide Fördereinrichtungen enthalten. Die beiden Fördereinrichtungen können jeweils voneinander unabhängige Antriebe aufweisen, und die Steuereinrichtung kann so ausgebildet sein, daß sie ihre Drehzahlen unab­ hängig verstellt. Beispielsweise kann die Steuereinrich­ tung eine Drehzahlfühleinrichtung (z. B. einen Tachogenera­ tor) enthalten, der der ersten und zweiten Fördereinrich­ tung (oder ihren Antrieben) zugeordnet ist, sowie einen Vergleichskreis, der die Geschwindigkeit mit einem ver­ änderlichen, voreingestellten Wert vergleicht. Die Steuer­ einrichtung kann außerdem eine Einrichtung umfassen, die die Drehzahl des relevanten Antriebes so verstellt, daß ein von dem Vergleichskreis festgestellter Drehzahlunter­ schied zu Null wird.

Bei einer bevorzugten Anordnung werden die erste und zweite Fördereinrichtung mittels einer Transmission an einen ge­ meinsamen Antrieb angeschlossen. Der gemeinsame Antrieb kann ein Hauptmotor der Verarbeitungsvorrichtung sein. Die Steuereinrichtung kann in die Transmission eingearbei­ tet sein, die ein erstes Getriebe mit veränderlicher Übersetzung zum Ändern der Drehzahl der ersten Förderein­ richtung und ein zweites Getriebe veränderlicher Über­ setzung zum Ändern der Drehzahl der zweiten Fördereinrich­ tung umfassen kann. Das zweite Getriebe kann zu dem ersten Getriebe in Reihe oder parallel geschaltet sein.

Die Konditionierstation kann außerdem eine dritte Förder­ einrichtung aufweisen, die zwischen der ersten und zweiten Fördereinrichtung angeordnet ist. Die Steuereinrichtung umfaßt dann eine Einrichtung zum Ändern der Drehzahl der dritten Fördereinrichtung. Die Einrichtung zum Ändern der Drehzahl der dritten Fördereinrichtung kann in Reihe ge­ schaltet sein mit der ersten drehzahlveränderlichen Ein­ richtung zum Ändern der Drehzahl der ersten Fördereinrich­ tung.

Die Verarbeitungsvorrichtung kann eine Filterstrangherstel­ lungsmaschine sein. Die Konditionierstation kann eine Vor­ richtung zum Bauschen des Werges umfassen und außerdem mit Paaren von die erste und dritte Fördereinrichtung bil­ denden Gewinderollen sowie die dritte Fördereinrichtung bildenden Abgaberollen versehen sein. Das Filtermaterial verläuft durch eine Kammer, in der Plastifiermittel oder anderes flüssiges Additiv auf das Material aufgebracht wird; die Kammer ist zweckmäßigerweise zwischen der ersten und zweiten Fördereinrichtung angeordnet. Wenn eine dritte Fördereinrichtung vorgesehen ist, befindet sich die Kam­ mer vorzugsweise zwischen der dritten Fördereinrichtung und der zweiten Fördereinrichtung.

Aufgrund der Erfindung kann die Spannung des Filtermate­ rials zwischen der ersten und zweiten Fördereinrichtung gesteuert werden, ohne daß die Zumeßgeschwindigkeit des Materials, wie sie durch die Geschwindigkeit der ersten Fördereinrichtung festgelegt wird, beeinflußt wird. Ins­ besondere wenn das Filtermaterial gekräuseltes Filterwerg ist und die Plastifizierkammer zwischen der ersten und zweiten Fördereinrichtung angeordnet ist, erlaubt die Erfindung eine Optimierung des Aufbringens von Plastifi­ ziermittel, indem ohne zu großes Strecken gerade ausrei­ chend Spannung im Material aufrechterhalten wird.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.

Ein kontinuierliches Filterwerg 10 wird mittels eines ersten Paares angetriebener Rollen 14 von einem Ballen 12 abgezogen. Das Filterwerg 10 gelangt über eine Umlenkrolle 16 sowie durch Vorspannrollen 18 zu den Rollen 14. Die Rollen 14 sind vorzugsweise als Gewinderollen mit einer Reihe von schraubenförmigen Nuten kleiner Steigung ausge­ bildet. Ein zweites Paar angetriebener Rollen 20 ist stromab des ersten Rollenpaares 14 angeordnet und dient da­ zu, das Filterwerg 10 durch eine Plastifizierkammer 22, in der Plastifiziermittel auf das Filterwerg aufgebracht wird, zu fördern und von einem weiteren Paar angetriebener Rol­ len 24 abzuziehen. Die Rollen 24 sind in der gleichen Weise ausgebildet wie die Rollen 14. Von den Rollen 20 gelangt das Filterwerk zu einer konvergierenden Führung 26 sowie einer Strangformeinheit 27 einer Filterstrang-Herstellungs­ maschine 28.

Die Filterstrang-Herstellungsmaschine 28 umfaßt einen Hauptmotor 30, durch den das Filterwerg und andere Mate­ rialien (z. B. eine Papierumhüllung) durch die Einheit 27 gezogen werden, sowie eine Transmission 32 mit einer Ab­ triebsverbindung 34, die zu einem ersten stufenlos ver­ änderlichen Getriebe 36 (positively infinitely variable ratio device PIV) führt. Der Abtrieb des Getriebes 36 ist mit den ersten Rollen 14 und über eine Verbindung 39 mit einem zweiten stufenlos veränderlichen Getriebe 40 (PIV) verbunden, dessen Abtrieb mit den Rollen 20 verbunden ist. Ein weiteres stufenlos veränderliches Getriebe 38 (PIV) ist zwischen das erste Getriebe 36 und die Rollen 24 ge­ schaltet.

Die Rollen 14 führen das Filterwerg 10 von dem Ballen 12 in die Vorrichtung und sorgen hierbei für eine Dosierung des Filterwerges. Die Rollen 24 laufen mit einer höheren Drehzahl als die Rollen 14 und strecken bzw. bauschen das Filterwerg 10. Die Rollen 20 geben das Filterwerg an die Strangherstellungsmaschine 28 ab und, da sie langsamer laufen als die Rollen 24, ermöglichen ein Entspannen des Filterwerges, während sie jedoch ausreichend Spannung auf­ rechterhalten, um das Filterwerg durch die Plastifizier­ kammer 22 zu fördern. Wenn die Stranggeschwindigkeit der Strangherstellungsmaschine 28 V ist, sind typische Werte für die durch die Getriebe 36, 38 und 40 bestimmten Dreh­ zahlen der Rollen 14, 24 und 20:

Rollen 14: 0,9 V
Rollen 24: 1,4 V
Rollen 20: 1,05 V.

Im Betrieb ändern sich die Drehzahlen der Rollen 14, 24 und mit der Drehzahl des Hauptmotors 30. Die Zuführge­ schwindigkeit, mit der Filterwerg von dem Ballen 12 zuge­ führt wird, wird in erster Linie von der Drehzahl der ersten Rollen 14 bestimmt, und für eine vorgegebene Dreh­ zahl des Motors 30 wird diese von dem Getriebe 36 festge­ legt. Eine Änderung oder Verstellung des Übersetzungsver­ hältnisses des Getriebes 36 beeinflußt nicht die relativen Drehzahlen der Rollen 14, 24 und 20, so daß die Bearbeitung des Filterwerges stromauf der Strangherstellungsmaschine 28 von Änderungen der Drehzahl dieser Maschine weitgehend un­ beeinflußt bleiben. In der gleichen Weise ist es möglich, die Drehzahl der Rollen 24 (zum Ändern des Streckenver­ hältnisses) durch Verstellen des Getriebes 38 zu ändern und/oder die Drehzahl der Abgaberollen 20 durch Verstellen des Getriebes 40 zu ändern, ohne die Drehzahl und Zuführ­ geschwindigkeit der Rollen 14 zu beeinflussen.

Das Getriebe 40 kann durch den Abtrieb des Getriebes 38 oder unmittelbar von der Abtriebsverbindung 34 angetrieben werden, wie durch die Treibverbindungen 39A, 39B in der Zeichnung angedeutet ist. Beide dieser Ausführungsformen haben den Vorteil, daß die relative Drehzahlen der Abgabe­ rollen 20 und der Strangherstellungsmaschine 28 geändert werden können, um die Kräuselung im Filterwerg sich ent­ spannen zu lassen und/oder die richtige Zuführung in die Führung 26 beizubehalten, ohne die Dosierung des Filter­ werges durch die Rollen 14 zu beeinflussen. Die Spannung des Filterwergs im Bereich zwischen den Rollen 24 und 20 kann daher so gesteuert werden, daß die Aufbringung des Plastifiziermittels und das Verhalten des Filterwerges opti­ miert wird, ohne daß die Zumeßgeschwindigkeit der Rollen 14 beeinflußt wird. Die Spannung wird vorzugsweise auf einem Niveau aufrechterhalten, das gerade ausreicht, um eine ge­ wisse Festigkeit in der Plastifizierkammer 22 aufrechtzu­ erhalten, so daß ein möglichst geringer Verlust an Kräuse­ lung im Filterwerg verursacht wird.

Bei einer anderen Ausführungsform werden die Getriebe 36, 38 und 40 durch Einheiten 36, 38 und 40 ersetzt, die je­ weils einen Eigenantrieb und einen zugehörigen Steuerkreis unter der Steuerung einer Steuereinrichtung 42 umfassen. Die Steuereinrichtung 42 und die den Antrieben 36, 38 und 40 zugeordneten Steuerkreise können aus einem oder mehreren Mikroprozessoren bestehen. Die in den Einheiten 36, 38 und 40 enthaltenen Steuerkreise umfassen zweckmäßigerweise Fühleinrichtungen zum Messen der Drehzahl der entsprechen­ den Rollen 14, 24 und 20, und die Steuereinrichtung 42 um­ faßt dann eine Einrichtung, die die gemessenen Geschwindig­ keiten mit einem vorgegebenen Wert vergleicht. Dieser vor­ gegebene Wert kann nur durch eine Einrichtung 44 geändert werden. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Rollen 14, 24, 20 mit den gewünschten Geschwindigkeiten unter elek­ tronischer Steuerung statt über mechanische Verbindungen angetrieben werden. Eine Möglichkeit, die Drehzahlen ge­ trennter Motoren elektronisch zu steuern, ist in der GB-PS 2059245 offenbart. Auch in anderer Hinsicht werden das Verhalten und die Vorteile der Antriebsanordnung mit stu­ fenlos veränderlichen Getrieben (PIV) in gleicher Weise erreicht.

Bei einer weiteren Ausführungsform können die oben be­ schriebenen Anordnungen in Verbindung mit beliebigen steuer­ baren Fördereinrichtungen für das Filterwerg verwendet werden, die ein oder mehrere der Rollenpaare 14, 20 und 24 ersetzen. Insbesondere können eine oder mehrere Förderein­ heiten, die zumindest teilweise Druckluft zum Fördern des Filterwerges verwenden, die Rollen 14, 20 und/oder 24 er­ setzen, und die Einheiten 36, 38 und/oder 40 können zu­ mindest teilweise zur Steuerung der Druckluft herangezogen werden. Ein Beispiel einer Filterwerg-Fördereinheit, die Druckluft verwendet, ist in der US-PS 4435239 offenbart. Bei dieser Ausführungsform wie auch ganz allgemein sollte die Bezugnahme auf Drehzahl oder Geschwindigkeit einer Fördereinrichtung für Filtermaterial so verstanden werden, daß sie sich auf die Geschwindigkeit oder den Durchsatz des von der Fördereinrichtung geförderten Materials be­ zieht.

Claims (15)

1. Vorrichtung zum Fördern von kontinuierlichem Fil­ termaterial für die Tabakindustrie, insbesondere Zigaretten­ filterwerg, bei der das Filtermaterial an eine Verarbei­ tungsvorrichtung, insbesondere eine Filterstrang-Herstel­ lungsmaschine, abgegeben wird, mit einer ersten Förderein­ richtung, die Filtermaterial aus einer Quelle abzieht und es an eine Konditionierstation abgibt, einer zweiten Förderein­ richtung, die das Filtermaterial von der Konditionierstation empfängt und es der Verarbeitungsvorrichtung zuführt, einer Antriebseinrichtung, die die erste und zweite Fördereinrich­ tung mit zu der Geschwindigkeit der Verarbeitungsvorrichtung in Beziehung stehenden Geschwindigkeiten antreibt, und einer Steuereinrichtung, mit der sich die Geschwindigkeiten der ersten und zweiten Fördereinrichtung relativ zueinander än­ dern lassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrich­ tung (36-44) so ausgebildet ist, daß sie eine Änderung der Geschwindigkeit der zweiten Fördereinrichtung (20) unabhän­ gig von der der ersten Fördereinrichtung (14) erlaubt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereinrichtung (36-44) so ausgebildet ist, daß sie das Verhältnis der Geschwindigkeiten der ersten und zweiten Fördereinrichtung (14, 20) unmittelbar ändert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine geschwindig­ keitsveränderliche Einrichtung (36-44) für jede der beiden Fördereinrichtungen (14, 20) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung auf­ weist eine Geschwindigkeitsfühleinrichtung (40), die der zweiten Fördereinrichtung (20) zugeordnet ist, einen Ver­ gleichskreis (42), der die von der Fühleinrichtung gemessene Geschwindigkeit mit einem vorgegebenen Wert vergleicht, und eine Einrichtung (44), die den vorgegebenen Wert ändert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereinrichtung eine Einheit (42) aufweist, die die Geschwindigkeit der zweiten Fördereinrichtung (20) so verstellt, daß jeglicher von dem Vergleichskreis (42) ermittelte Geschwindigkeitsunterschied zu Null wird.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite För­ dereinrichtung (14, 20) getrennte Antriebe (36, 40) aufwei­ sen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ge­ kennzeichnet durch einen gemeinsamen Antrieb (30) und eine Transmission (32-40), die den gemeinsamen Antrieb mit der ersten und zweiten Fördereinrichtung (14, 20) verbindet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Transmission (32-40) die Steuereinrichtung (36-40) enthält.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Transmission (32-40) ein erstes Getriebe (36) mit veränderlicher Übersetzung zum Ändern der Geschwindig­ keit der ersten Fördereinrichtung (14) und ein zweites Ge­ triebe (38, 40) mit veränderlicher Übersetzung zum Ändern der Geschwindigkeit der zweiten Fördereinrichtung (20) auf­ weist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Getriebe (36, 38, 40) in Reihe geschal­ tet sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Konditionierstation (22, 24) eine Einrichtung (24) zum Aufbringen eines flüssi­ gen Additivs auf das Filtermaterial aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Konditionierstation (22, 24) eine dritte Fördereinrichtung (24) aufweist, die zwischen der ersten und zweiten Fördereinrichtung (14, 20) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereinrichtung (36-40) eine geschwindig­ keitsveränderliche Einrichtung (36, 38) zum Ändern der Ge­ schwindigkeit der dritten Fördereinrichtung (24) aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die geschwindigkeitsveränderliche Einrichtung (36, 38) für die dritte Fördereinrichtung (24) in Reihe geschal­ tet ist mit der geschwindigkeitsveränderlichen Einrichtung (32-36) für die erste Fördereinrichtung (14).

15. Verfahren zum Fördern von kontinuierlichem Filter­ material zwischen einer Quelle und einer Strangherstellungs­ einheit, wobei das Material mit einer ersten Geschwindigkeit zwischen der Quelle und einer Kondi­ tionierstation gefördert wird, das Material in der Kon­ ditionierstation einer Bearbeitung unterworfen wird, das Material zwischen der Konditionierstation und der Strangher­ stellungseinheit mit einer zweiten Geschwindigkeit gefördert wird und die erste und zweite Geschwindigkeit entsprechend dem Durchsatz der Strangherstellungseinheit geändert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Geschwindigkeit unabhängig von der ersten Geschwindigkeit geändert wird, derart, daß die Spannung des Materials in der Konditionierstation gesteuert wird, ohne daß die Geschwindigkeit, mit der das Material aus der Quel­ le abgezogen wird, beeinflußt wird.