DE4009657C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung koaxialer Tabak- oder Filterstränge - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung koaxialer Tabak- oder FiltersträngeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung
zur Herstellung koaxialer Tabak- oder Filterstränge nach den
Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 13.
Ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Zigarette
ist aus der DE 36 02 846 A1 bekannt. Dabei wird zunächst ein
innerer Strang aus Füllmaterial und einer Hülle aus bahnarti
gem Material vorgeformt. Der vorgeformte Strang wird dem For
mat einer Zigarettenherstellungsmaschine zugeführt und dort
mit einer Bahn aus einem äußeren Umhüllungsmaterial und einem
Strom eines Rauchmaterials umhüllt. Sowohl der vorgeformte
Strang als auch der resultierende koaxiale Strang werden
in getrennten, unmittelbar hintereinander angeordneten
Strangmaschinen hergestellt.
Aus dem DE 79 04 002 U1 ist eine Zigarette bekannt, die mit Mitteln zur
Verbesserung der Abbrenneigenschaften, verbunden mit einer entsprechenden
Steuerung der Zuluft der beim Abbrennvorgang entstehenden, für den Raucher
unzuträglichen und auch den Geschmack beeinflussenden Rauchkomponenten
versehen ist. Zur Herstellung dieser bekannten Zigarette wird eine
gedrillte Papierschnur in einem tabakfreien Bereich innerhalb des Tabakstranges
der Zigaretten in Längsrichtung eingebaut. Dabei wird bereits vor
der Herstellung der bekannten Zigarette die einzubauende Papierschnur auf
eine Spule endlos ausgespult, um dann von dieser Spule in den endlos
gebildeten Tabakstrang, aus dem die bekannte Zigarette hergestellt wird,
eingefügt zu werden. Später wird dann der endlose Tabakstrang mit der darin
enthaltenen endlosen Papierschnur in einzelne Zigaretten aufgeteilt.
Beim oben aufgeführten Verfahren werden bei Störungen
an einer der Strangmaschinen immer jeweils beide Strang
maschinen stillgelegt. Dadurch wird der Gesamtwir
kungsgrad verringert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren sowie eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit denen
koaxiale Tabak- oder Filterstränge flexibler
hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird für ein Verfahren nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1
angegebenen Merkmale gelöst. Außerdem wird die Aufgabe für
eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13
durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 13 gelöst.
Zweckmäßige Verfahrensvarianten bzw. Ausgestaltungen
werden durch die Merkmale in den Unteransprüchen defi
niert.
Wird ein vorgeformter Strang, der von der ersten Herstel
lungsmaschine kommt, in einem Speicher abgelegt, um dann
zu gegebener Zeit wieder aus dem Speicher entleert und in
der zweiten Herstellungsmaschine weiter zu dem koaxialen
rauchbaren Artikel verarbeitet zu werden, so ist eine Ent
kopplung der beiden Herstellungsmaschinen möglich, die zu
einer entscheidenden Steigerung des Gesamtwirkungsgrades
der beiden Herstellungsmaschinen führen kann, die im folgenden
als Strangmaschinen bezeichnet werden sollen.
Der vorgeformte Strang wird lagenweise spiralförmig abge
legt, wodurch die spätere Entladung des vorgeformten
Stranges aus dem Speicher insofern wesentlich erleichtert wird,
als durch die Vermeidung von Verschlingungen oder kreuz
weise übereinander liegenden Strangwindungen einer Lage
Abrisse des vorgeformten Stranges verhindert und Eigen
schwingungen des Stranges gemindert werden.
Der
vorgeformte Strang kann selbständig, allein der Schwerkraft
folgend, in dem Speicher abgelegt werden, der um seine
Längsachse gedreht wird.
Um die geordnete Ablage des vorgeformten Stranges im Spei
cher zusätzlich sicherzustellen, ist es vorteilhaft, den
vorgeformten Strang über Fördereinrichtungen, insbesondere
Umlenkrollen und/oder Transportrollen derart anzuheben,
daß der vorgeformte Strang von oben in den Speicher abge
senkt werden kann.
Um die vom momentanen Ablageradius abhängige Ablagelänge
des vorgeformten Stranges pro Speicherdrehung an die Her
stellungsgeschwindigkeit der ersten Strangmaschine anzu
passen, ist es vorteilhaft, wenn eine Steuervorrichtung
vorhanden ist, mit der die Drehzahl des Spei
chers so gesteuert werden kann, daß bei der Ablage nahe
der Speicherachse der Speicher schneller dreht, während er
mit zunehmendem Ablageradius langsamer dreht und umge
kehrt.
Um unterschiedliche Durchmesser des vorgefertigten Stran
ges geordnet im Speicher ablegen zu können, ist es vor
teilhaft, wenn die Steuervorrichtung die vom Radius abhän
gige Änderung der Drehgeschwindigkeit des Speichers zu
sätzlich von dem Durchmesser des vorgefertigten Stranges
abhängig macht. Dies hat den Vorteil, daß das
Verfahren noch variabler anwendbar ist.
Der vorgeformte Strang läßt sich noch geordneter im Spei
cher ablegen, wenn er derart in den Speicher eingeführt
wird, daß der Ablagebereich im Speicher einem theoretisch
berechneten, momentan gültigen Punkt einer Spirale im
Speicher entspricht, wobei die Berechnungsparameter für
die Spiralen u.a. aus der Strangdicke, dem minimalen und
dem maximalen Durchmesser des Speichers sowie der Ablage
geschwindigkeit bestehen. Die Ablagevorrichtung kann dabei
einen mit einem Motor angetriebenen, längs des Radius des
Speichers verschiebbar gelagerten Arm aufweisen, der mit
einer Führungsschiene versehen ist. Der Motorantrieb des
Armes wird von einer Steuervorrichtung mit Steuerimpulsen
versorgt.
Bei der Beladung ist in dem Speicher ein Körper vorgese
hen, der dem Speicher später entnommen werden kann. Da
durch entsteht dann ein Hohlraum über den ein späterer
Entladevorgang leicht vorgenommen werden kann. Hierdurch
wird vermieden, daß der Strang mit einem zu engen Radius
ausgelegt wird, wodurch er einreißen oder brechen könnte.
Dieser Körper dient also als eine Art Spulenkern.
Bei der Entladung kann der Speicher im wesentlichen mit
konstanter Drehzahl betrieben werden, wobei na
türlich auch wechselnde Drehzahlen verwendbar
sind. Bei der Entladung auftretende Eigenschwingungen sind
nicht so relevant wie beim Beladen des Speichers, da diese
Eigenschwingungen größten Teils von der Transportvorrich
tung vor der zweiten Strangmaschine absorbiert werden.
Um die Eigenschwingungen des aus dem Speicher abgeführten,
vorgefertigten Stranges weiterhin zu eliminieren, wird der
Strang über eine oberhalb des Speichers angeordnete Füh
rung aus dem Speicher entnommen. Die Führung kann dabei
auf einem sich konisch zur Mitte hin verengenden und von
der Mitte aus wieder erweiternden Hohlzylinder bestehen,
der die Eigenschwingungen des hindurchgeführten, vorge
fertigten Stranges "abstreifen" kann.
Um die Zugbelastungen, die auf den vorgefertigten Strang
einwirken und diesen beschädigen oder sogar zerreißen kön
nen, zu minimieren, ist es vorteilhaft, die Drehzahl,
mit der der Speicher gedreht wird, zusätzlich
über die Zugkraft, die auf den vorgefertigten Strang ein
wirkt, zu steuern. Dabei kann der aus dem Speicher entnom
mene vorgefertigte Strang z. B. über eine Rolle umgelenkt
werden. Diese Rolle kann über eine gewichts- oder druck
empfindliche Meßeinrichtung gehaltert sein. Sobald sich
nun die Zugkraft, die auf den vorgefertigten Strang ein
wirkt, verstärkt, wird dies von der gewichts- bzw. druck
empfindlichen Meßeinrichtung angezeigt, die den gemessenen
Wert an eine Steuereinrichtung weitergibt. Die Steuerein
richtung führt nun dem Motor, der den Speicher dreht,
einen Steuerimpuls zu, der den Motor und damit den Spei
cher schneller drehen läßt, wodurch die den vorgefertigten
Strang belastende Zugkraft verringert wird. Umgekehrt kann
natürlich auch die Zugkraft verstärkt werden, falls die
Meßeinrichtung einen unzulässigen Abfall der auf den vor
gefertigten Strang einwirkenden Zugkraft feststellt. Eine
derartige Ausgestaltung hat den Vorteil, daß der vorgefer
tigte Strang, der unterschiedliche Transporteigenschaften,
wie z. B. Durchmesser, Gewicht pro Längeneinheit u.dgl.
aufweisen kann, immer unter gleichen Bedingungen in das
Format der zweiten Strangmaschine einlaufen kann. Diese
Maßnahme garantiert eine gleichmäßige Qualität des
Produktes.
Andererseits läßt sich die Zugkraft, die auf den Strang
wirkt, noch steuern, indem die Umlenkrolle mehr oder weni
ger stark auslenkt.
Außerdem läßt sich die Entladung des vorgefertigten Stran
ges zusätzlich dadurch gleichmäßiger gestalten, daß die
Entladevorrichtung entsprechend der Füllhöhe des Speichers
bzw. des Abstandes zwischen Führung und Abnahmepunkt in
nerhalb vorgegebener Grenzwerte nachgeführt wird. Hierzu
kann entweder die Führungsvorrichtung motorisch angehoben
bzw. abgesenkt werden oder aber der Boden des Speichers in
seiner Höhe verfahrbar sein. Zur sensorischen Erfassung
der Füllhöhe des vorgefertigten Stranges können am Spei
cher in bestimmten Höhen Sensoren vorgesehen sein, die den
momentanen Füllstand messen. Anhand der Meßwerte kann ein
geregelter Motor, der an die Entlade- bzw. Führungsvor
richtung angekoppelt ist, die notwendigen Anpassungen an
die Füllstandshöhe vornehmen.
Um den Speicher möglichst schnell austauschen zu können,
ist es von Vorteil, den Speicher mit einer Kupplung zu
versehen. Hierdurch wird es bei der Verwendung von
Schnellkupplungen möglich, die Zeiten zu verkürzen, die
notwendig sind, um die Strangmaschinen mit leeren bzw.
vollen Speichern zu bestücken.
Für den Drehantrieb eines Speichers bei der Be- bzw. Ent
ladung ist es vorteilhaft, jeweils mindestens einen Dreh
teller für beide Ladegänge vorzusehen. Jeder Drehteller
sollte die zur Kupplung am Speicher gehörige Gegenkupplung
aufweisen, um den vorgenannten Vorteil realisieren zu kön
nen.
Genausogut kann statt eines Drehtellers mit einer Kupplung
auch eine Antriebswelle vorgesehen sein, auf die der Spei
cher für die Be- bzw. Entladung aufgesetzt bzw. aufge
steckt wird, wobei die Antriebswelle auch ein Gegenstück
zur Kupplung am Speicher aufweisen sollte.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Vorrichtung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden nachstehend ebenso
wie das erfindungsgemäße Verfahren näher
erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine sehr vereinfachte Ansicht einer ersten
Strangmaschine, einer Beladevorrichtung und eines
Speichers;
Fig. 2 eine Ausführung der Vor
richtung mit einer radial zum Speicher verfahrba
ren Beladeeinrichtung;
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Ausführung,
bei der die Beladevorrichtung zusätzlich in der
Höhe verfahrbar ist;
Fig. 4 eine Ausführung, bei der ein zum Teil ge
füllter Speicher mit einer Entladevorrichtung und
einer zweiten Strangmaschine dargestellt ist;
Fig. 5 die Ausführung nach Fig. 4 mit einer Meßein
richtung zum Bestimmen der Zugkraft, die auf den
vorgeformten Strang einwirkt;
Fig. 6 die Ausführung nach Fig. 5, wobei die Entla
devorrichtung zusätzlich in der Höhe verfahrbar
und der Speicher mit Sensoren versehen ist; und
Fig. 7 eine perspektivische Teilschnittansicht eines
Tabak- oder Filterstrangs, der nach dem
Verfahren bzw. mit der
Vorrichtung hergestellt worden ist.
Aus der Darstellung gemäß Fig. 1 ist die Vorrichtung zur
Ausführung insbesondere des beschriebenen Verfahrens nur
zum Teil ersichtlich. Mit dem Bezugszeichen 20 ist eine
erste Strangmaschine gekennzeichnet, die einen vorgeform
ten Strang 12 aus einem Füllmaterial und einer ersten Umhül
lung herstellt. Fördereinrichtungen zum Transportieren, zum An
heben und zum Ablegen des vorgeformten Stranges 12 in
einen Speicher 10 sind durch die Bezugszeichen 22 und 14
angedeutet. Dabei handelt es sich im wesentlichen um För
derrollen sowie um Transportrollen bzw. Förderrollen
zum Anheben bzw. zum Ablegen des vorgeformten Stranges
12 in den Speicher 10.
Bei dem Speicher 10 handelt es sich um einen tonnenartigen
Behälter, dessen Lagervolumen zum Behälterinneren hin
durch eine Wand 44 bzw. durch einen Körper 45 und zum
Behälteräußeren hin durch eine Außenwand 46 gegeben ist.
Der Körper 45 läßt sich aus dem Speicher 10 entfernen. Die
im Speicher 10 ausgelegten, spiralförmigen Lagen des vor
geformten Stranges 12 sind durch das Bezugszeichen 12a an
gedeutet. Der Boden 48 des Speichers 10 ist in der Höhe
verfahrbar. Dadurch läßt sich während des Ablagevorganges
des vorgeformten Stranges 12 im Speicher 10 die Ablagehöhe
bzw. der Höhenunterschied zwischen der Fördereinrichtung
14 und der momentanen Lage des vorgeformten Stranges 12 kon
stant halten. Diese Möglichkeit läßt sich auch beim Entla
devorgang ausnutzen.
Ein von einer Steuereinrichtung 18 über eine Steuerleitung
26 gesteuerter Antriebsmotor 16 bewirkt die Drehbewegung des Spei
chers 10 um seine vertikale Achse. Die Drehzahl,
mit der der Speicher 10 vom Motor 16 aus gedreht wird, ist
variabel und hängt von den Herstellungsparametern der
Strangmaschine 20 ab, die zur Auswertung und zur Bestim
mung der notwendigen Drehzahl über eine Daten
leitung 24 an die Steuereinrichtung 18 übermittelt werden.
Die Daten, die zur Bestimmung der Drehgeschwindigkeit her
angezogen werden, bestehen z. B. aus der Fertigungsge
schwindigkeit, mit der der vorgeformte Strang 12 aus der
Strangmaschine 20 ausläuft bzw. mit der der vorgeformte
Strang 12 transportiert und abgelegt wird, und dem Durch
messer des vorgeformten Stranges 12. Außerdem gehen noch
die Abmessungen des Speichers 10 bei der Berechnung der
momentan gültigen Drehzahl ein.
Der Speicher 10 kann mit einer hier nicht dargestellten
Kupplung versehen sein, mit der er z. B. auf einem Dreh
teller abgesetzt wird, der mit dem Gegenstück zur Kupplung
des Speichers 10 versehen ist. Der Drehteller wird von dem
Motor 16 angetrieben. Es ist auch möglich, die mechanische
und motorische Verbindung zwischen dem Motor 16 und dem
Speicher 10 durch eine Verbindungswelle herzustellen, an
der das genannte Kupplungsteil vorgesehen ist. Derartige
Kupplungen werden bevorzugt als Schnellkupplungen ausge
bildet.
Im Betrieb läuft der vorgeformte Strang 12 aus der Strang
maschine 20 in Richtung des Pfeiles 50 aus der Strangma
schine heraus. Dabei geben entsprechende Meßeinrichtungen
in der Strangmaschine 20 permanent Daten über die Herstel
lungsgeschwindigkeit und Herstellungsparameter des vor
geformten Stranges über die Datenleitung 24 an die Steuer
einrichtung 18. Der vorgeformte Strang 12 wird über eine
bzw. mehrere Transport- bzw. Förderrollen in Richtung
des Pfeiles 50 zur Beladevorrichtung 14 gefördert. Dabei
kann der vorgeformte Strang 12 auch angehoben werden.
Der Strang 12 wird anschließend in den sich drehenden
Speicher 10 hinabgelassen. Im Speicher 10 wird der Strang
12 lagenweise spiralförmig von außen nach innen und an
schließend von innen nach außen usw. abgelegt. Die Drehzahl
des Speichers 10 wird dabei so angepaßt, daß
das Produkt aus der Drehzahl des Speichers 10 und dessen
momentanen Ablageumfang gleich der Herstellungsgeschwin
digkeit bzw. Fördergeschwindigkeit ist, mit der der vorge
formte Strang 12 von der Strangmaschine 20 hergestellt
bzw. von dieser zum Speicher 10 transportiert wird. Dabei
wird auch der Durchmesser des vorgeformten Stranges zur
Bestimmung des momentan gültigen Ablageradius verwen
det, was ganz einfach durch Addition bzw. Substraktion
geschehen kann. Es können auch noch zusätzliche Sicher
heitsabstände zwischen den einzelnen Strangwindungen einer
Lage berücksichtigt werden.
Die aus Fig. 2 ersichtliche Ausführung enthält alle
wesentlichen Merkmale der Ausführung nach Fig. 1. Zu
sätzlich ist hier ein Arm 28 vorgesehen, der mit einer
Führung 32 ausgestattet ist. Der Arm 28 ist in der radia
len Richtung des rotationssymmetrischen Speichers 10 über
einen Motor 16a verschiebbar. Die Verschiebung des Armes
28 und damit der Führung 32 wird so gesteuert, daß die Ab
lage des vorgeformten Stranges 12 senkrecht von oben nach
unten in den Speicher 10 erfolgen kann. Über eine Daten
leitung 24a erhält die Steuerung 18 Informationen über die
momentane Position der Führung 32 bzw. des Armes 28. Die
Steuereinrichtung 18 ist in der Lage, aus den Daten über
die Dicke des Stranges 12 und die Drahzahl so
wie die Abmessungen des Speichers 10 den zur Zeit theore
tisch gültigen Ablageradius im Speicher 10 zu errechnen.
Es ist hier besonders wichtig, daß der im Speicher 10 ab
gelegte vorgeformte Strang 12 einerseits möglichst dichte
Lagen 12a bildet, andererseits aber keine Überschneidungen
zwischen benachbarten Strangwindungen vorkommen. Dies ist
notwendig, um die Speicherkapazität des Speichers 10 mög
lichst vollständig auszunutzen und um Verwicklungen der
Spiralwindungen bzw. der Lagen 12a durch zu große Abstände
zwischen den Spiralwindungen bzw. Lagen 12a zu vermeiden. Hier
können fehlerhafte Beladeergebnisse zu einer Beschädigung
oder sogar zum Abriß des vorgeformten Stranges 12 bei der
späteren Entladung des Speichers 10 führen.
Die aus der Berechnung durch die Steuereinrichtung 18 re
sultierenden Steuerimpulse werden über eine Datenleitung
26a an den Motor 16a übermittelt, der die momentan erfor
derliche Lage des Armes 28 bzw. der Führung 32 einstellt.
Die Ausführung nach Fig. 3 zeigt alle wesentlichen
Merkmale der Ausführungen nach Fig. 2 bzw. nach Fig.
1. Zusätzlich ist bei dieser Ausführung die Möglich
keit vorhanden, die Führung 32 in ihrer Höhe zu verändern.
Diese Veränderung ist abhängig von der momentanen Füllhöhe
des vorgeformten Stranges 12 im Speicher 10. Sensoren 42
zur Bestimmung des momentanen Füllstands des Speichers 10
sind an der Außenwand 46 des Speichers 10 vorgesehen.
Hierbei kann es sich um Kontaktfühler, Feldsensoren,
Lichtschranken u. dgl. handeln. Die Sensoren 42 geben ihre
Meßsignale über Datenleitungen 24c an eine Steuereinrich
tung 18a (diese Funktion könnte auch die Steuereinrichtung
18 mit erfüllen) weiter. Die Steuereinrichtung 18a gibt
Steuerimpulse an einen Motor 16b, der die Führung 32 über
eine Halteeinrichtung 30, die am Arm 28 installiert ist,
auf- bzw. abbewegt. Durch diese Ausgestaltung ist es mög
lich, den vorgeformten Strang 12 im Speicher 10 noch ge
nauer zu plazieren. Es wäre auch denkbar, zwischen der
Fördereinrichtung 14 der Beladevorrichtung und der Führung 32 noch wei
tere Führungen oder gar ein längeres Führungsrohr vorzuse
hen.
Generell läßt sich sagen, daß der Speicher 10, nachdem er
vollständig gefüllt ist, gegen einen leeren Speicher 10
ausgetauscht werden kann. Die Speicher 10 können dann je
nach Bedarf gelagert werden oder aber auch gleich an eine
zweite Strangmaschine 40 bzw. eine damit verbundene Entla
devorrrichtung weitergegeben werden.
Der in Fig. 4 dargestellte Teil einer Vorrichtung zur Her
stellung koaxialer Tabak- oder Filterstränge enthält eine
zweite Strangmaschine 40, in der der vorgeformte Strang 12
mit Filter- oder rauchbarem Material und einer weiteren
Umhüllung versehen wird. Der vorgeformte Strang 12 wird
hierzu zunächst aus dem Speicher 10 entnommen. Die Dreh
zahl kann hierbei konstant oder variabel sein.
Die Führung 32′ der Entladevorrichtung ist so beschaffen,
daß sich Eigenschwingungen des vorgeformten Stranges 12
reduzieren lassen. Dies ist notwendig, da der Strang 12
die Drehbewegung des Speichers 10 innehat. Diese, von oben
gesehen, spiralförmige Eigenschwingung des Stranges 12
wird von einer entsprechend geformten Führung 32′ "abge
streift" und damit nahezu eliminiert. Zu diesem Zweck ist
die Führung 32′ mit einem sich in Transportrichtung konti
nuierlich verjüngenden Durchgang versehen und auf der ver
tikalen zentralen Achse 49 des Speichers 10 angeordnet. Der
Durchgang kann sich, nachdem er einen gewissen Verjün
gungsgrad erreicht hat, wieder erweitern. Das innere Pro
fil des Führungsteils 32′ kann auch eine hyperbolische
Form o. dgl. haben.
Soll ein vorgeformter Strang 12 in der Strangmaschine 40 wei
ter verarbeitet werden, so wird der Speicher 10 an den Mo
tor 16 angekoppelt, und das Ende des vorgeformten Stranges
12 wird in die Entladevorrichtung bzw. in die Strangma
schine 40 eingefädelt. Dabei verläuft der Einfädelweg
durch die Führung 32′, über die Transportrolle 14a, die Fördereinrichtung 22
und schließlich in die zweite Strangmaschine 40 hinein.
Die zweite Strangmaschine 40 regelt die Drehzahl
des Speichers 10 im wesentlichen über ihre Verarbei
tungsgeschwindigkeit mittels der Steuervorrichtung 18 und
des Motors 16. Ist der vorgeformte Strang 12 in seiner ge
samten Länge aus dem Speicher 10 entnommen, so wird der
Speicher 10 vom Motor 16 abgekoppelt, und es wird ein an
derer, gefüllter Speicher 10 an den Motor 16 zur Weiter
verarbeitung des darin gespeicherten vorgeformten Stranges
12 an die Entladevorrichtung angeschlossen,
um in der Strangmaschine 40 weiter verarbeitet zu werden.
Die in der Fig. 5 dargestellte Ausführung entspricht
im wesentlichen der Ausführung nach Fig. 4 und ist
mit Mitteln 34, einer Meßeinrichtung zur Erfassung der auf den vorge
formten Strang 12 einwirkenden Zugkraft, ausgestattet. Die
Meßeinrichtung weist eine bewegliche Laufrolle 34a auf,
die gegen ein federndes sensorisch wirkendes Meßteil 34b
drückt. Dieses Teil 34b kann die Druckkraft registrieren,
mit der der vorgeformte Strang 12 auf die Laufrolle 34a
einwirkt und über eine Datenleitung 24b
zur Steuereinrichtung 18 übertragen.
Da diese Druckkraft des Stranges 12 proportional
der Zugkraft ist, die auf den vorgeformten Strang 12 ein
wirkt, läßt sich die Zugkraft erfassen. Sobald nämlich die
Zugkraft auf den Strang 12 einen Grenzwert übersteigt, der
von Stabilitätsdaten des vorgeformten Stranges 12 abhängig
ist, gibt die Steuereinrichtung 18 Steuerimpulse an den
Antriebsmotor 16, woraufhin der Speicher 10 mit höherer
Geschwindigkeit gedreht und damit der vorgeformte Strang
12 entlastet wird.
Außerdem ist es möglich, das Meßteil 34b durch ein Aus
lenkteil zu ergänzen, das je nach der vertretbaren Zug
kraft die Rolle 34a entweder in senkrechter Richtung zur
Förderrichtung des Stranges 12 auslenkt, oder aber, falls
die Zugkraft zu gering wird, wodurch der Strang 12 durch
hängen könnte, die Zugkraft durch eine stärkere Auslenkung
der Rolle 34a vergrößert.
Die hierfür notwendigen Steuerdaten werden von der Steue
rung 18 bestimmt.
Die in Fig. 6 dargestellte Ausführung weist im we
sentlichen die gleichen Merkmale auf wie die in den Fig. 4
und 5 dargestellten Ausführungen. Zusätzlich ent
hält die Ausführung nach der Fig. 6 jedoch die Mög
lichkeit, die Führung 32′ in der Höhe zu verfahren, um
sicherzustellen, daß die Führungseigenschaften und damit
die auf den vorgeformten Strang 12 wirkenden Belastungen
unabhängig von der Füllhöhe des Speichers 10 unverändert
bleiben. Zur Bestimmung der Füllhöhe sind Sensoren 42 in
verschiedenen Höhen am Speicher 10 befestigt. Als Alterna
tive können am Speicher 10 auch Löcher vorhanden sein,
durch die die Sensoren 42 die Füllhöhe im Speicher 10 detek
tieren. Zu diesem Zweck können gegenüber den besagten Lö
chern an der gegenüberliegenden Wandung des Speichers 10
spiegelnde Flächen vorhanden sein, die den Meßstrahl der
Sensoren 42 reflektieren. Erhalten die Sensoren 42 ein Re
flexionssignal, gegebenenfalls von einer zusätzlichen
Lichtquelle, so geben sie ein entsprechendes Signal an die
Steuerung 18a ab, daß in der Höhe des bzw.
der entsprechenden Sensoren 42 keine spiralförmigen Lagen 12a
des Stranges 12 mehr vorhanden sind. Bei dieser Ausgestal
tung können die Sensoren 42 an einer fest, z. B. am Gehäuse
des Motors 16, installierten Leiste montiert sein, was den
Vorteil hat, daß nicht jeder einzelne Speicher 10 mit Sen
soren versehen werden muß und es damit auch keine Probleme
mit der Handhabung von Steuerleitungen, z. B. über Schleif
kontakte, gibt. Diese Funktion ließe sich auch mit einem
einzelnen entlang der Leiste verfahrbaren Sensor erfüllen.
Wie bereits gesagt, geben die Sensoren 42 aktuelle Meßwer
te über den momentanen Füllstand des Speichers 10 über die
Steuerleitung 24c an die Steuereinrichtung 18a weiter. In
der Steuereinrichtung 18a werden Steuerdaten erzeugt, die
einen Motor 16b dazu veranlassen, die Führung 32′ über
eine Halterung 30a, mit der die Führung 32′ am Motor 16b
gehalten ist, in ihrer Höhe zu verfahren.
Der aus Fig. 7 ersichtliche koaxiale Tabak- oder Filter
strang
ist
allgemein durch das Bezugszeichen 100 gekennzeichnet.
Dieser Tabak- oder Filterstrang 100 besteht aus einem
inneren, in der ersten Strangmaschine 20 hergestellten
Strang 110 aus einem Füllmaterial. Dieses Füllmaterial
ist von einer ersten Umhüllung 112, z. B. einem Papier,
umgeben. Der innere Strang 110 ist von Filter- oder rauch
barem Material 104 umgeben. Schließlich ist eine äußere
Umhüllung 102, z. B. Papier, vorhanden. Der innere Strang 110
ist koaxial im äußeren Strang angeordnet.
Abschließend sei angemerkt, daß sich der Wirkungsgrad
in
bemerkenswerter Weise steigern läßt. So errechnet sich der
Wirkungsgrad bei der bekannten direkten KoppIung der er
sten Strangmaschine 20 mit der zweiten Strangmaschine 40
mit 60%, wenn jede der beiden Strangmaschinen 20, 40 mit
einem Wirkungsgrad von 80% arbeitet.
Dagegen führt die indirekte Kopplung der
ersten Strangmaschine 20 mit der zweiten Strangmaschine 40
über Speicher 10 und Be- bzw. Entladevorrichtungen zu
einem Gesamtwirkungsgrad von 75%, obwohl bei dem hier an
gegebenen Beispiel der jeweilige Wirkungsgrad der beiden
Strangmaschinen nur 75% ausmacht.
Bei einer Versuchsanordnung hat der Speicher 10 einen Au
ßendurchmesser von 1,25 m, einen Innendurchmesser von
0,4 m und eine Höhe von 1,0 m gehabt. Hierbei ließ sich
bei einem Füllgrad (Volumenausnutzung) von ca. 55% eine
Stranglänge von 11000 m im Speicher 10 unterbringen. Die
ser Füllgrad ermöglichte bei einer Stranggeschwindigkeit
von 5 m/s (entsprechend 300 m/min) eine Herstellungszeit
in der Strangmaschine 40 von ca. 48 Minuten.
Für längere Herstellungszeiten sind selbstverständlich
größere Volumina für die Speicher 10 erforderlich. Dabei
erhöht sich jedoch gleichzeitig der Gewichtsdruck, den die
unteren Lagen der vorgeformten Stränge 12 auszuhalten ha
ben. Dem ließe sich entgegenwirken, indem Speicher 10 ver
wendet werden, die z. B. die Form eines auf der Spitze ste
henden, in einer gewissen Höhe abgeschnittenen Kegels ha
ben. Hierdurch ließe sich der Druck auf die unteren, spi
ralförmigen Lagen 12a des Stranges 12 wesentlich vermindern.
Gleichzeitig würde damit das Volumen des Speichers 10 erhöht
und die mögliche maximale Weiterverarbeitungszeit in der
Strangmaschine 40 verlängert werden. Alternativ ist es
auch möglich, den Zwischenspeicher in Form einer Spule aus
zugestalten und den vorgefertigten Strang 12 darauf aufzu
wickeln und anschließend wieder abzuwickeln.
Claims (25)
1. Verfahren zur Herstellung koaxialer Tabak- oder Filterstränge, bei
dem
eine erste Herstellungsmaschine aus einem bahnartigen ersten Umhüllungsmaterial und einem Strom aus Füllmaterial einen vorgeformten Strang bildet und
eine zweite Herstellungsmaschine aus dem vorgefertigten Strang, einem bahnartigen zweiten Umhüllungsmaterial und einem Strom aus Füllmaterial den koaxialen Tabak- oder Filterstrang bildet,
dadurch gekennzeichnet, daß
der vorgeformte Strang (12), von der ersten Herstellungsmaschine (Strangmaschine 20) kommend, in einem Speicher (10) zwischengespeichert wird, indem der vorgeformte Strang (12) im wesentlichen lagenweise spiralförmig vom Inneren des Speichers (10) bzw. vom Äußeren des Speichers (10) in radialer Richtung auswärts bzw. einwärts abgelegt wird, und daß
der vorgeformte Strang (12) anschließend wieder aus dem Speicher (10) entnommen und der zweiten Herstellungsmaschine (Strangmaschine 40) zugeführt wird.
eine erste Herstellungsmaschine aus einem bahnartigen ersten Umhüllungsmaterial und einem Strom aus Füllmaterial einen vorgeformten Strang bildet und
eine zweite Herstellungsmaschine aus dem vorgefertigten Strang, einem bahnartigen zweiten Umhüllungsmaterial und einem Strom aus Füllmaterial den koaxialen Tabak- oder Filterstrang bildet,
dadurch gekennzeichnet, daß
der vorgeformte Strang (12), von der ersten Herstellungsmaschine (Strangmaschine 20) kommend, in einem Speicher (10) zwischengespeichert wird, indem der vorgeformte Strang (12) im wesentlichen lagenweise spiralförmig vom Inneren des Speichers (10) bzw. vom Äußeren des Speichers (10) in radialer Richtung auswärts bzw. einwärts abgelegt wird, und daß
der vorgeformte Strang (12) anschließend wieder aus dem Speicher (10) entnommen und der zweiten Herstellungsmaschine (Strangmaschine 40) zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der vorgeformte Strang (12) in dem rotierenden
Speicher (10) abgelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der vorgeformte Strang (12) über
Fördereinrichtungen (14, 22), insbesondere Umlenkrollen und/oder Transportrollen,
angehoben wird, bevor er zu dem Speicher (10) gefördert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehzahl des Speichers (10) so
gesteuert wird, daß der mit konstanter Herstellungs- bzw. Fördergeschwindigkeit
von der ersten Herstellungsmaschine (Strangmaschine 20) in den Speicher (10)
einlaufende vorgeformte Strang (12) unabhängig von dem Radius, auf dem der
vorgeformte Strang (12) momentan im Speicher (10) abgelegt wird,
in Abhängigkeit vom Durchmesser des
vorgeformten Stranges (12), gleichmäßig
im Speicher (10) ausgelegt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der vorgeformte Strang
(12) so geführt wird, daß seine Ablagestelle im Speicher
(10) einem theoretisch berechneten, momentan gültigen
Punkt einer Spirale im Speicher (10) entspricht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der vorgeformte Strang
(12) in dem Speicher (10) der momentanen Füllhöhe ange
paßt geführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die jeweils oberste
Lage des ausgelegten vorgeform
ten Stranges (12) in einer bestimmten Höhe gehalten wird,
indem der Boden des Speichers (10) in seiner Höhe verfah
ren wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der vorgefertigte
Strang über eine Entladevorrichtung (Führung 32) aus dem Speicher
(10) entnommen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Speicher (10) bei der Entnahme mit einer im we
sentlichen konstanten Drehzahl gedreht wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß Eigenschwingungen des
aus dem Speicher (10) während des Entladevorganges abge
führten vorgefertigten Stranges (12) im wesentlichen ele
miniert werden, indem der Strang (12) über eine oberhalb
des Speichers vorgesehene Führung (32′, 14a) entnommen
wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 bzw. 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Drehzahl
des Speichers (10) während des Entladevorganges zu
sätzlich über die Zugkraft gesteuert wird, die auf den
vorgefertigten Strang (12) ausgeübt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Abstand zwischen der Führung
(32′) und dem Abnahmepunkt innerhalb vorgegebener Grenz
werte nachgeführt wird.
13. Vorrichtung zur Herstellung koaxialer Tabak-
oder Filterstränge, insbesondere zur Ausführung des Ver
fahrens nach Anspruch 1,
mit einer ersten Herstellungsmaschine zur Herstellung eines vor geformten Stranges aus einem bahnartigen ersten Umhüllungsma terial und einem Strom aus Füllmaterial und
mit einer zweiten Herstellungsmaschine zur Zusammenführung und Verarbeitung des vorgeformten Stranges mit einem bahn artigen zweiten Umhüllungsmaterial und einem Strom aus Füllmaterial zu dem koaxialen Tabak- oder Filterstrang,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Herstellungsmaschine (Strangmaschine 20) und der zweiten Herstellungsmaschine (Strangmaschine 40) ein im wesentlichen rotationssymmetrischer Speicher (10) für den vorgefertig ten Strang (12) angeordnet ist und daß eine Einrichtung zur im wesentlichen lagenweise spiralförmigen auswärts bzw. einwärts gerichteten Ablage des vorgeformten Stranges (12) in den Speicher (10) sowie eine Entladungseinrichtung vorgesehen sind.
mit einer ersten Herstellungsmaschine zur Herstellung eines vor geformten Stranges aus einem bahnartigen ersten Umhüllungsma terial und einem Strom aus Füllmaterial und
mit einer zweiten Herstellungsmaschine zur Zusammenführung und Verarbeitung des vorgeformten Stranges mit einem bahn artigen zweiten Umhüllungsmaterial und einem Strom aus Füllmaterial zu dem koaxialen Tabak- oder Filterstrang,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Herstellungsmaschine (Strangmaschine 20) und der zweiten Herstellungsmaschine (Strangmaschine 40) ein im wesentlichen rotationssymmetrischer Speicher (10) für den vorgefertig ten Strang (12) angeordnet ist und daß eine Einrichtung zur im wesentlichen lagenweise spiralförmigen auswärts bzw. einwärts gerichteten Ablage des vorgeformten Stranges (12) in den Speicher (10) sowie eine Entladungseinrichtung vorgesehen sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, da
durch gekennzeichnet, daß der Speicher
(10) um seine Längsachse drehbar gelagert ist und über
eine an der Längsachse angreifende Antriebs
welle drehbar ist, an der ein Antriebsmotor (16) angreift.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, da
durch gekennzeichnet, daß zwischen der
ersten Herstellungsmaschine (Strangmaschine 20) und dem Speicher (10)
eine Umlenk- bzw. eine Fördereinrichtung angeordnet sind, die
Umlenkrollen und/oder Transportrollen
sowie eine Antriebseinrichtung
aufweisen.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, da
durch gekennzeichnet, daß eine Steuer
einrichtung (18) vorhanden ist, die die Ablage des vorge
formten Stranges (12) im Speicher (10)
in Abhängigkeit vom Durchmesser
des Stranges (12) derart
steuert, daß die Strangherstellungsgeschwindigkeit unab
hängig vom momentanten Ablageort in dem Speicher (10) ist,
wozu der Speicher (10) schneller zu drehen ist, wenn die
Ablage nahe des Speicherzentrums ist, und langsamer im
äußeren Bereich des Speichers (10).
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, da
durch gekennzeichnet, daß der Speicher
(10) mit einem rotations-symmetrischen, ent
nehmbaren Körper (45) versehen ist, der auf der Längsachse
des Speichers (10) angeordnet ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, da
durch gekennzeichnet, daß die Ablage
einrichtung mit Mitteln (Motor 16a, Arm 28, Führung 32) versehen ist,
die es ihr ermöglichen, den vorgeformten Strang (12) auf einer
durch die Steuervorrichtung (18) vorbestimmten
spiralförmigen Bahn lagenweise
abzulegen.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, da
durch gekennzeichnet, daß die Ablage
einrichtung (Arm 28, Halteeinrichtung 30, Führung 32)
entsprechend der momentanen Füll
höhe im Speicher (10) verfahrbar gehaltert ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, da
durch gekennzeichnet, daß der Boden (48)
des Speichers (10) in seiner Höhe verfahrbar ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, da
durch gekennzeichnet, daß an der Entladungs
einrichtung eine Führung (32′) vorgesehen ist, die
Eigenschwingungen des vorgeformten Stranges (12) aufnimmt.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, da
durch gekennzeichnet, daß an der Entladungs
einrichtung Mittel (34) vorgesehen sind, mit denen die
auf den vorgeformten Strang ausgeübte Zugkraft gemessen
wird.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, da
durch gekennzeichnet, daß der Speicher
(10) mit einer Kupplung versehen ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 23, da
durch gekennzeichnet, daß antreibbare
Drehvorrichtungen, z. B. Drehteller, vorgesehen sind, auf
die der Speicher (10) zur Be- bzw. Entladung absetzbar
ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Drehvorrichtung mit Gegen
stücken zu der Kupplung an dem Speicher (10) versehen ist.
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