DE4306388A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Ventilationsgrades von Tabakartikeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Venti­ lationsgrades von stabförmigen Artikeln der tabakverarbeiten­ den Industrie, welche durch Herumwickeln von beleimtem und vorperforiertem Umhüllungspapier um die Stoßstellen von aus Tabakstöcken und Filterstopfen gebildeten Gruppen konfektio­ niert werden und deren Ventilationsgrad im Bereich der Perfo­ rierung gemessen wird.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Regelung des Ventilationsgrades von mittels einer bewegten Rollfläche und einer stationären, anstellbaren Gegenrollfläche aus beleimtem, vorperforiertem Umhüllungspapier, Tabakstöcken und Filterstopfen zusammengesetzten sowie im Bereich der Perfo­ rierung durch eine Ventilationsmeßeinrichtung überwachten stabförmigen Artikeln der tabakverarbeitenden Industrie.

Das Versehen von Rauchartikeln mit Klimazonen (Perforierung der Umhüllung im Bereich des Mundstückendes), durch die dem Rauch kühle Luft aus der Atmosphäre beigemischt wird, gewinnt immer mehr an Bedeutung. Mit Hilfe der durch die Klimazone beim Rauchen angesaugten Nebenluft können die Anteile von Nikotin und Kondensat im Rauch beeinflußt werden. Um einmal vorgegebene Werte für Nikotin und Kondensat im Rauch eines Rauchartikels mit Klimazone einhalten zu können, ist es erforderlich, den Anteil der durch die Klimazone beim Rauchen angesaugten Nebenluft im Verhältnis zum Rauch für Artikel einer Sorte möglichst konstantzuhalten.

Bei einer auf einer Maschine zum Konfektionieren von Filter­ zigaretten hergestellten Perforierung können Ventilations­ schwankungen durch unmittelbaren Eingriff in den Perforierungs­ prozeß kompensiert werden. Eine derartige Eingriffsmöglichkeit besteht nicht bei der Verwendung vorperforierten Umhüllungs­ papiers, dessen Luftdurchlässigkeit als gegeben hingenommen werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch bei der Verwen­ dung vorperforierten Umhüllungspapiers Möglichkeiten einer Einflußnahme auf die Steuerung der Nebenluft an den konfektio­ nierten Artikeln zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Abhängigkeit von Ventilationsgradschwankungen der beim Herum­ wickeln des Umhüllungspapiers ausgeübte Druck verändert wird.

Das Umhüllungspapier wird üblicherweise mit einer mehr oder weniger dicken bzw. gleichmäßigen Klebemittelbeschichtung versehen, welche nach der Konfektionierung der Artikel mehr oder weniger stark aufträgt. Dieser Effekt wird gemäß einer Weiterbildung nutzbar gemacht, indem bei zu hoher Luftdurchlässigkeit des Umhüllungspapiers der Wickeldruck erhöht und bei zu niedriger Luftdurchlässigkeit des Umhüllungspapiers der Wickeldruck vermindert wird. Auf diese Weise kommt es zu einer mehr oder weniger starken Quetschung bzw. Verdrängung der aufgetragenen Leimschicht.

Die Vorrichtung zur Durchführung des eingangs bezeichneten Verfahrens besteht darin, daß die Ventilationsmeßeinrichtung eine Auswertanordnung zum Erfassen einer von einem Standard abweichenden Luftdurchlässigkeit der Perforierung aufweist und daß ein Steuermittel zur Veränderung des Abstands zwischen der Gegenrollfläche und der Rollfläche vorgesehen ist, welches mit der Auswertanordnung in Wirkverbindung steht.

Zweckmäßigerweise ist gemäß einer Ausgestaltung das Steuer­ mittel der Gegenrollfläche zugeordnet und steht derart über ein Stellglied mit der Auswertanordnung der Ventilationsmeß­ einrichtung in Wirkverbindung, daß bei einer durch die Aus­ wertanordnung ermittelten, vom Standard nach oben abweichenden Luftdurchlässigkeit das Stellglied das Steuermittel zur Ver­ ringerung des Abstands und bei einer vom Standard nach unten abweichenden Luftdurchlässigkeit das Steuermittel zur Ver­ größerung des Abstands der Gegenrollfläche von der Rollfläche aktivierend ausgebildet ist. Überraschenderweise kommt hier ein Effekt zum Tragen, der sich aus einer mehr oder weniger starken Leimschicht des Umhüllungspapiers ergibt, welche bei der Umrollung des Umhüllungsstreifens mehr oder weniger zusam­ mengedrückt wird und somit die Spaltbreite unterhalb der Perforierung zwischen dem Umhüllungsstreifen und dem Filter­ stopfen bestimmt.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung weist das Steuermittel eine Gewindespindel auf, welche die Hebelenden eines geteilten Anstellhebels für die Gegenrollfläche relativ bewegbar mitein­ ander verbindet.

Durch den über den Andruck des Umhüllungspapiers veränderbaren Luftspalt unterhalb der Perforierung wird offenbar die Strö­ mungsintensität der Nebenluft so beeinflußt, daß Unregelmäßig­ keiten der Perforationszone äußerst feinfühlig kompensiert werden können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in den beigefügten Abb. dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Hierbei zeigt

Fig. 1 eine Filterzigaretten herstellende Produktions­ maschine mit integrierter Ventilationsmeßeinrich­ tung sowie Hüllstreifenrolleinrichtung,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine Prüftrommel der Ventilationsmeßeinrichtung mit zugeordneter Aus­ wertanordnung und Steueranordnung für die Hüll­ streifenrolleinrichtung nach der Linie A-A gemäß Fig. 1,

Fig. 3a und 3b vergrößerte Ausschnitte A, B gemäß Fig. 2 im Bereich der Prüfzone der Ventilationsmeßeinrich­ tung und

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung der Umhüllungsein­ richtung mit zugeordneten Steuermitteln.

Zur Verdeutlichung des Einsatzortes der Erfindung wird in Fig. 1 eine Maschine zum Herstellen von Filterzigaretten näher beschrieben.

Eine Einlauftrommel 1 übergibt die auf einer Zigarettenher­ stellmaschine produzierten Zigaretten an zwei Staffeltrommeln 2, welche die gestaffelt zugeführten Zigaretten entstaffeln und in Reihen zu je zwei Stück mit einem Zwischenraum zwischen den Zigaretten an eine Zusammenstelltrommel 3 abgeben.

Filterstäbe 5 gelangen aus einem Magazin 4 auf eine Schneid­ trommel 6, werden von zwei Kreismessern 7 zu Filterstopfen doppelter Gebrauchslänge geschnitten, auf einer Staffeltrommel 8 gestaffelt, von einer Schiebetrommel 9 zu einer Reihe hin­ tereinanderliegender Stopfen ausgerichtet und von einer Beschleunigertrommel 11 in die Zwischenträume der Zigaretten­ reihen auf der Zusammenstelltrommel 3 abgelegt. Die Zigarette- Filter-Zigarette-Gruppen werden zusammengeschoben, so daß sie axial dicht an dicht liegen. Anschließend werden sie von einer Übergabetrommel 12 übernommen. Vorperforiertes Umhüllungs­ papier in Form eines Belagpapierstreifens 13 wird von einer Belagpapierbobine 14 mittels eines Abzugswalzenpaares 16 abgezogen. Der Belagpapierstreifen 13 wird um einen eine scharfe Kante aufweisenden Vorbrecher 17 herumgelenkt, von einer Beleimvorrichtung 18 beleimt und auf einer Belagwalze 19 von einer Messertrommel 21 geschnitten. Die geschnittenen Belagblättchen werden an die Zigaretten-Filter-Gruppen auf der Übergabetrommel 12 angeheftet und auf einer Umhülleinrichtung in Form einer Rolltrommel 22 mittels einer Überrolleinrichtung in Form einer eine Rollfläche aufweisenden, stationären, anstellbaren Rollhand 23 um die Zigaretten-Filter-Gruppen herumgerollt. Die fertigen Gruppen Doppelfilterzigaretten werden über eine weitere Fördertrommel 24 einer Schneidtrommel 26 zugeführt und auf dieser durch mittiges Schneiden durch die Filterstopfen hindurch zu Einzelfilterzigaretten konfektioniert, wobei gleichzeitig fehlerhafte Filterzigaretten ausgeworfen werden. Eine mit einer Übergabetrommel 27 und einer Sammel­ trommel 28 zusammenwirkende Wendeeinrichtung 29 wendet eine Filterzigarettenreihe und überführt sie gleichzeitig in die über die Übergabetrommel 27 und die Sammeltrommel 28 durch­ laufende ungewendete Filterzigarettenreihe. Über eine pneuma­ tische Ventilationsmeßeinrichtung in Form einer Prüftrommel 31 gelangen die Filterzigaretten zu einer Auswerftrommel 32, auf welcher vor dem Auswerfvorgang außerdem eine Kopfabtastung der Filterzigaretten erfolgt. Eine mit einer Bremstrommel 33 zusammenwirkende Ablegertrommel 34 legt die Filterzigaretten auf ein Ablegerband 36 ab.

Fig. 2 zeigt Einzelheiten der Prüftrommel 31 im Schnitt im Bereich einer Aufnahme für aus einem Filterstopfen F und einem Tabakstock T zusammengesetzte Filterzigaretten Z. Eine Aufnahme 37 der Prüftrommel 31 weist zwei Stege 38 auf, in denen Saug­ luftbohrungen 39 zum Halten der Zigaretten über einen nicht sichtbaren stationären Steuerring zu einer Saugluftquelle geführt sind. Über Steuerschlitze 41a und 41b in stationären Steuerringen 42a bzw. 42b und Abdichttuben 43, die von einem an sich bekannten und daher nicht gezeigten mechanischen Steuerelement (z. B. eine Kurvenführung) an die Filterenden F der Filterzigaretten Z gegen die Wirkung von Federn 44 heran­ geschoben werden können, sind die Filterzigaretten Z mit Prüf­ luft beaufschlagbar, die in Leitungen 46a bzw. 46b (schema­ tisch dargestellt) von einer Prüfluftquelle 47 (Druckluft­ quelle) über ein Stellventil 48 und eine Drossel 49 zuführbar ist. Eine Drossel 50 in der Leitung 46b sorgt dafür, daß die höchste Empfindlichkeit des Prüfsystems, bezogen auf die Filterzigarette Z im Bereich vor deren Perforierung (Klima­ zone) P liegt.

51 ist ein Meßgerät für den Prüfluftdruck, das vorteilhaft als pneumatisch/elektrischer Meßwandler in Form einer von der Prüfluft beaufschlagten Prüfmembrane ausgebildet ist, deren Stellung kapazitiv abgetastet wird. Das Meßgerät kann ausgebildet sein wie in der US-PS 3 412 856 der Anmelderin beschrieben. Das Meßgerät 51 gibt für jede Filterzigarette Z ein Meßsignal an eine Integrieranordnung 52 ab, deren Aus­ gangssignal im wesentlichen jeweils die Luftdurchlässigkeit der Umhüllung im Bereich der Perforierung P einer bestimmten Anzahl Filterzigaretten Z wiedergibt.

In dem in den Fig. 3a, 3b dargestellten, im Bereich der Perforierung P der Ventilationsmessung unterworfenen Abschnitt der Filterzigarette Z ist das Filterende F mit Filterumhül­ lungspapier 53 versehen. Ein gemäß Fig. 1 vom Belagpapier­ streifen 13 abgetrenntes Belagpapierblättchen 54, welches Tabakstock T und Filterende F miteinander verbindet, ist mit einer die Verbindung zu den genannten Elementen herstellenden Leimschicht 56 versehen. Entsprechend der unterschiedlichen Dicke der Leimschicht 56 ergibt sich ein mehr oder weniger großer Ringspalt 57 zwischen dem Belagpapierblättchen 54 und dem Filterumhüllungspapier 53. Bei gleicher Lochgröße der Perforierung P ergibt sich bei einem größeren Ringspalt 57 gemäß Fig. 3a eine größere Ventilation und bei einem kleineren Ringspalt 57 gemäß Fig. 3b eine kleinere Ventilation.

Entsprechend können unterschiedliche Lochgrößen der Perforie­ rung P im Belagpapier 54 auf später beschriebene Weise durch größere oder kleinere Spaltbreiten des Ringspaltes 57 kompen­ siert werden.

Eine Vergleichsanordnung 58 ist einerseits mit der Integrier­ anordnung 52 und andererseits mit einem Sollwertgeber 59 ver­ bunden, wobei die Vergleichsanordnung 58 außerdem mit einer Steuereinheit 61 verbunden ist. Die Steuereinheit 61 steht mit einem Stellglied in Form eines Elektromotors 62 in Verbindung, der von der Steuereinheit 61 entsprechend dem Eingangssignal von der Vergleichsanordnung 58 (Regelabweichung) gesteuert wird. Integrieranordnung 52, Vergleichsanordnung 58 und Soll­ wertgeber 59 bilden eine Auswertanordnung 63.

Bei der in Fig. 4 näher dargestellten Rolleinrichtung ist der Abstand zwischen der Rollfläche der Rolltrommel 22 und der Rollfläche der stationären Rollhand 23 gesteuert einstellbar. Hierzu ist der für die normale Anstellung der Rollhand 23 mittels eines Betätigungszylinders 64 vorgesehene Anstellhebel 66 zweigeteilt und beide Hebelenden 67 und 68 über eine Gewindespindel 69 miteinander verbunden. Die Gewindespindel 69 bildet ein Steuermittel zum Einstellen des Anschlages der Rollhand 23 bzw. zum Einstellen des Abstands zwischen den Rollflächen der Rollhand 23 und der Rolltrommel 22 unabhängig von der normalen Anstellbewegung der Rollhand 23 über den Anstellhebel 66, einen Parallelhebel 71 und den Betätigungs­ zylinder 64.

Die Zusammenwirkung der Ventilationsmeßeinrichtung auf der Prüftrommel 31 und der Rolleinrichtung 22, 23 nach der Erfindung ist wie folgt:

Die mit einem bestimmten Anstelldruck der an die Rolltrommel 22 angestellten Rollhand 23 überrollten und dabei durch die beleimten und vorperforierten Belagpapierblättchen 54 ver­ bundenen Filterzigarettengruppen werden auf der Schneidtrommel 26 in Einzelfilterzigaretten Z durchtrennt. Nach dem Passieren der Wendeeinrichtung 29 werden alle Filterzigaretten Z einzeln auf der Prüftrommel 31 pneumatisch geprüft, wobei mittels der Integrieranordnung 52 ein Mittelwert für die Luftdurchlässig­ keit im Bereich der Perforierung P einer bestimmten Anzahl Filterzigaretten Z gebildet wird. Ergibt der Vergleich in der Vergleichsanordnung 58 zwischen Soll- und Istwert eine Abweichung, so wird entsprechend dieser Abweichung von der Steuereinheit 61 der Elektromotor 62 aktiviert, wodurch die Gewindespindel 69 gedreht und das Hebelende 67 relativ zum Hebelende 68 des Anstellhebels 66 um die Achse 70 bei zu geringer Luftdurchlässigkeit in der Perforierungszone P (Fig. 3b) unter Mitnahme der Rollhand 23 von der Rolltrommel 22 weg und bei zu großer Luftdurchlässigkeit (Fig. 3a) auf die Rolltrommel zubewegt wird. Auf diese Weise werden von einem Standard abweichende unterschiedliche Ventilationswerte der Perforierung P durch Veränderung der Spaltbreite des Ring­ spaltes 57 kompensiert, indem die Leimschicht 56 bei der Überrollung mehr oder weniger stark gequetscht wird.

Claims (5)

1. Verfahren zur Regelung des Ventilationsgrades von stab­ förmigen Artikeln der tabakverarbeitenden Industrie, welche durch Herumwickeln von beleimtem und vorperforiertem Umhül­ lungspapier um die Stoßstellen von aus Tabakstöcken und Filterstopfen gebildeten Gruppen konfektioniert werden und deren Ventilationsgrad im Bereich der Perforierung gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von Venti­ lationsgradschwankungen der beim Herumwickeln des Umhüllungs­ papiers ausgeübte Druck verändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei zu hoher Luftdurchlässigkeit des Umhüllungspapiers der Wickel­ druck erhöht und bei zu niedriger Luftdurchlässigkeit des Umhüllungspapiers der Wickeldruck vermindert wird.

3. Vorrichtung zur Regelung des Ventilationsgrades von mittels einer bewegten Rollfläche und einer stationären, anstellbaren Gegenrollfläche aus beleimtem, vorperforiertem Umhüllungspapier, Tabakstöcken und Filterstopfen zusammenge­ setzten sowie im Bereich der Perforierung durch eine Ventila­ tionsmeßeinrichtung überwachten stabförmigen Artikeln der tabakverarbeitenden Industrie, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilationsmeßeinrichtung (31) eine Auswertanordnung (63) zum Erfassen einer von einem Standard abweichenden Luftdurchläs­ sigkeit der Perforierung P aufweist und daß ein Steuermittel (69) zur Veränderung der Abstands zwischen der Gegenrollfläche (23) und der Rollfläche (22) vorgesehen ist, welches mit der Auswertanordnung (63) in Wirkverbindung steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel (69) der Gegenrollfläche (23) zugeordnet ist und derart über ein Stellglied (62) mit der Auswertanordnung (63) der Ventilationsmeßeinrichtung (31) in Wirkverbindung steht, daß bei einer durch die Auswertanordnung ermittelten, vom Standard nach oben abweichenden Luftdurchlässigkeit das Stellglied das Steuermittel zur Verringerung des Abstands und bei einer vom Standard nach unten abweichenden Luftdurchläs­ sigkeit das Steuermittel zur Vergrößerung des Abstands der Gegenrollfläche (23) von der Rollfläche (22) aktivierend ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel (69) eine Gewindespindel aufweist, welche die Hebelenden (67, 68) eines geteilten Anstellhebels (66) für die Gegenrollfläche (23) relativ bewegbar miteinander verbin­ det.