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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum
Herstellen von Zigarettenfilterstäben.
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Es ist früher eine Zigarettenfilterstab-Herstellungsvorrichtung
vorgeschlagen worden, wie in Figur 7 gezeigt, wobei bei dieser Vorrichtung
ein Seil (nämlich ein Acetatfaserfluß) 101 von einem Seilballen 102
abgezogen und in eine Seilverarbeitungseinrichtung 105 von einem Paar
von Vorspannungsrollen 104 durch einen oberhalb des Seilballens 102
angeordneten Führungsarm 103 hinein genommen wird. In der
Seilverarbeitungseinrichtung 105 dehnt der erste Verarbeitungsschritt das Seil
101 in einer spezifizierten Richtung zwischen einem Paar von
Vorspannungsrollen 104 und einem Paar von Zuführrollen 106 und der zweite
Verarbeitungsschritt entspannt das Seil 101 innerhalb eines spezifizierten
Verhältnisses zwischen dem Paar von Zuführrollen 106 und einem Paar
von Abgaberollen 107. Das bei den obigen Verfahren behandelte Seil
101 wird in eine Stabherstellungseinrichtung 108 nach Hinzufügen eines
Weichmachers eingeführt. In der Stabherstellungseinrichtung wird das
Seil 101 mit einem Umwicklungspapier 110 umwickelt, während das
Seil ähnlich einem Stab geformt wird, und es resultiert in einem langen,
kontinuierlichen Stabkörper 109. Sodann wird der Stabkörper 109 zu der
spezifrzierten Länge geschnitten und sodann in die (nicht gezeigte)
Filterverpackungseinrichtung eingeführt und zuletzt wird ein mit den
geschnittenen Filtern gefüllter Verpackungsbehälter kontinuierlich
hergestellt.
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An einer Herstellungsstelle oder in einem Inspektionsraum wird
bestätigt, ob der Filterstab, der in Übereinstimmung mit dem oberen
Verfahren hergestellt worden ist, innerhalb der spezifizierten Standardwerte
bezüglich charakteristischer Eigenschaften, zum Beispiel Gewicht,
Druckverlust und Umfang für ein festes Intervall liegt.
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Wenn die geprüften Werte des Seils in dem oberen oder dem unteren
Standardbereich liegen, werden die Herstellungsbedingungen fein
eingestellt und die Bedingungen werden erneut so eingestellt, daß der
hergestellte Filterstab zu dem mittleren Wert des spezifizierten Standards
gelangen kann.
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Bei dem obigen Qualitätskontrollverfahren nimmt eine Bedienungsperson
im allgemeinen in festen Intervallen von den Filterstäben Proben, mißt
das Gewicht der Filterstäbe und stellt die Herstellungsbedingungen mit
Rücksicht auf die gemessenen Resultate von Hand fein ein, so daß die
Quantität des Seils 101, das in die Herstellungseinrichtung
hineingenommen ist, auf einem spezifizierten konstanten Wert gehalten wird.
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Jedoch ist, weil das oben erwähnte Qualitätskontrollverfahren ein
vergleichsweise einfacher, wiederholbarer Vorgang ist und es vorzuziehen
ist, das Verfahren zu automatisieren, um die Qualität der hergestellten
Filter zu stabilisieren, ein anderes Qualitätskontrollverfallren
vorgeschlagen worden, in welches eine gewisse automatisierte Kontrolle
aufgenommen ist.
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Bei einem derartigen automatisierten Verfahren werden im allgemeinen
β-Strahlen so gerichtet, daß sie den sich bewegenden Stabkörper 109 in
der Stabherstellungseinrichtung 108 durchdringen, und es werden die
hindurchgedrungenen Dosen kontinuierlich gemessen und die
Geschwindigkeit, mit welcher das Seil 101 hineingenommen wird, wird
automatisch eingestellt, so daß die Menge der hindurchgedrungenen β-Strahlen
auf einem spezifizierten konstanten Wert gehalten wird.
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Das Qualitätskontrollverfahren unter Verwendung eines manuellen
Betriebs erfordert einen gewissen Grad an Erfahrung der Bedienungsperson
und es neigt dazu, zu einem Abfall hinsichtlich der Betriebseffizienz und
hinsichtlich einer stabilen Qualität der Filterstäbe zu führen.
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Bei Verwendung des oben erwähnten automatischen
Qualitätskontrollverfahrens ist es ferner notwendig, eine effektive Betriebseinrichtung zum
Arbeiten mit radioaktiven Strahlen bereitzustellen und
Bedienungspersonen vorzusehen, die zur Handhabung von radioaktiven Strahlen
qualifiziert sind. Eine derartige Betriebseinrichtung kann in vorhandene
Betriebseinrichtungen nicht leicht installiert werden und dies erhöht die
Kosten wesentlich und erfordert die Beschäftigung von erfahrenem und
qualifiziertem, zusätzlichem Personal.
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Die US-A-4 699 606 offenbart eine Zigarettenfilterstab-Herstellungs
vorrichtung in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Gemäß der vorliegenden Erfmdung ist eine Vorrichtung zum Herstellen
von Zigarettenfilterstäben vorgesehen, welche eine automatische
Seilgewichtssteuereinrichtung und eine Seilverarbeitungseinrichtung beinhaltet,
die ein Paar von Vorspannungsrollen, ein Paar von Zuführrollen, ein
Paar von Abgaberollen, einen Führungsarm aufweist, der oberhalb eines
Seilballens angeordnet ist, wobei die Vorrichtung einen ersten
Verarbeitungsschritt ausführt, der ein Ziehen des Seils von den genannten
Vorspannungsrollen durch den genannten Führungsarm und ein Dehnen des
genannten Seils zwischen den genannten Vorspannungsrollen und den
genannten Zuführrollen beinhaltet, und wobei die Vorrichtung einen
zweiten Verarbeitungsschritt ausführt, welcher ein Entspannen des
genannten Seils zwischen den genannten Zuführrollen und den genannten
Abgaberollen beinhaltet; wobei die genannte automatische
Seilgewichtssteuereinrichtung aufweist:
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Ein Spannungsmeßinstrument zum Messen der Spannung des genannten
Seils in dem genannten ersten Verarbeitungsschritt; und eine
Seilspannungssteuereinrichtung zum Einstellen der Spannung des genannten
Seils auf einen vorgegebenen konstanten Pegel in dem genannten ersten
Verarbeitungsschritt durch Erhöhen der Geschwindigkeit der genannten
Vorspannungsrollen auf der Grundlage von Signalen, welche durch das
genannte Spannungsmeßinstrument erzeugt werden, so daß die Spannung
in dem genannten Seil im wesentlichen konstant gehalten wird und die
genannten Signale in elektrische Signale umgewandelt werden und
automatisch durch die genannte Steuereinrichtung zum Steuern der
Seildehnung in dem genannten ersten Verarbeitungsschritt verarbeitet
werden; und einen Geschwindigkeitswechsler zum Erhöhen der
Drehgeschwindigkeit des genannten Paares von Vorspannungsrollen; dadurch
gekennzeichnet, daß
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die genannte Seilspannungssteuereinrichtung aufweist: Eine Lastzelle
zum Transformieren von Verformungen bzw. Dehnungen, die durch das
Spannungsmeßinstrument gemessen werden, in elektrische Signale; einen
A/D-Wandler zum Umwandeln der genannten elektrischen Signale der
genannten Lastzelle in digitale Signale; und einen Mikrocomputer mit
einem vorgegebenen Steuerprogramm; und einen Schrittmotor und eine
Schritttnotorsteuereinrichtung, die durch den genannten Mikrocomputer
betätigt wird, wobei der genannte Geschwindigkeitswechsler durch die
Schrittmotorsteuereinrichtung angetrieben wird, die durch den genannten
Mikrocomputer betätigt wird, und wobei der genannte Schrittmotor
durch Signale angetrieben wird, welche von der genannten Schrittmotor
steuereinrichtung erhalten werden;
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und ein Drehzahlreduktionsgetriebe, eine elektromagnetische Kupplung
und ein Verbindungsgetriebe, wobei das genannte
Drehzahlreduktionsgetriebe mit dem genannten Verbindungsgetriebe mittels der genannten
Kupplung verbunden ist; wodurch im wesentlichen sämtliche
Zigarettenfilterstäbe, welche durch die genannte Vorrichtung hergestellt werden,
ein gleichförmiges Sollgewicht aufweisen.
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Die veranschaulichte Ausführungsform der Seilverarbeitungseinrichtung
führt den ersten Verarbeitungsschritt aus, nämlich Hineinnehrnen eines
Seils in die Seilverarbeitungseinrichtung von Vorspannungsrollen durch
eine Führung, die oberhalb des Seilballens angeordnet ist, und Dehnen
des Seils in Richtung der spezifizierten Richtung zwischen dem Paar von
Vorspannungsrollen und einem Paar von Zuführrollen, wobei die Seil
verarbeitungseinrichtung den zweiten Verarbeitungsschritt des
Entspannens des Seils in dem spezifizierten Verhältnis zwischen dem Paar von
Zuführrollen und einem Paar von Abgaberollen ausfiihrt und wobei ein
Spannungsmeßinstrument vorgesehen ist, welches die Spannung in dem
Seil in dem ersten Verarbeitungsschritt mißt, und wobei ein
Steuersystem vorgesehen ist, um die Spannung des Seils in dem ersten
Verarbeitungsschritt innerhalb eines spezifizierten konstanten Wertes durch
selektives Erhöhen oder Vermindern der Drehzahl der
Vorspannungsrollen dadurch einzustellen, daß die Signale angewendet werden, die von
dem Spannungsmeßinstrument durch den Mikrocomputer übertragen
werden.
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Der Grad der Seildehnung in dem ersten Verarbeitungsschritt, welche
zwischen einem Paar von Vorspannungsrollen und einem Paar von
Zuführrollen ausgeführt werden kann, wird durch das
Spannungsmeßinstrument gemessen. Die Verformungen bzw. Dehnungen gemäß dem
Spannungsmeßinstrument können sodann in elektrische Signale
umgewandelt werden und letztendlich kann die Umdrehungszahl der
Vorspannungsrollen eingestellt werden. Wenn die Umdrehungszahl der Zuführ
rollen konstant gehalten wird, wird durch Erhöhen der Umdrehungszahl
der Vorspannungsrollen die Seilmenge, die in den ersten
Verarbeitungsschritt hineingezogen wird, ebenfalls erhöht. Dementsprechend wird es
durch Anwenden dieser Menge möglich, die Konstanz der Seildehnung
zwischen dem ersten Verarbeitungsschritt zu kontrollieren.
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Dementsprechend wird, wenn der Grad der Seildehnung in dem ersten
Verarbeitungsschritt konstant bleibt, die Menge des Seils, welche pro
Zeit je Einheit hineingenommen wird, konstant und im Ergebnis wird es
möglich, Zigarettenfilterstäbe mit einem gleichmäßigen, spezifizierten
Gewicht zu erhalten.
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Die veranschaulichte Ausführungsform der Gewichtssteuereinrichtung
ermöglicht eine Zigarettenfilterstab-Herstellungsvorrichtung mit einer
automatisierten Steuereinrichtung zum Einstellen des Filterstabgewichts,
die dazu befähigt ist, die Installations- und Betriebskosten zu reduzieren,
und die in bereits vorhandenen Herstellungs-Betriebseinrichtungen relativ
einfach installierbar ist, ohne daß irgendwelche speziellen Einrichtungen
oder zusätzliches qualifiziertes Personal zum Betreiben der
Steuereinrichtung erforderlich sind.
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Die Erfindung wird lediglich anhand eines Beispiels in der
nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen wird, in welchen zeigen:
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Figur 1 eine elektrische Schaltung für die automatische
Filterstabgewichtssteuereinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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Figur 2 eine Übersichtsdarstellung zur Veranschaulichung der
Installationsstelle der Spannungsmeßeinrichtung, die im Versuch 1 gemäß der
vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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Figur 3 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der
Filterstabeigenschaften, die in Versuch 2 gemäß der vorliegenden Anmeldung
erhalten werden;
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Figur 4 eine andere graphische Darstellung zur Veranschaulichung der
Filterstabeigenschaften, die im Versuch 2 gemäß der vorliegenden
Anmeldung erhalten werden;
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Figur 5 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung des Rollen
drehzahlverhältnisses zwischen der Vorspannungsrolle und der
Zuführrolle gegenüber der Ballenhöhe im Versuch 2 gemäß der vorliegenden
Anmeldung;
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Figur 6 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der
Filterstabeigenschaften, die bei der Ausführungsforrn der vorliegenden
Erfindung erhalten werden;
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Figur 7 eine schematische Gesamtansicht einer früheren
Filterstab-Herstellungsvorrichtung für Zigaretten.
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Figur 1 stellt ein elektrisches Blockschaltbild der automatisierten
Gewichtssteuereinrichtung für Zigarettenfilterstäbe dar. Diese Einrichtung
ist für den ersten Verarbeitungsschritt einer Seilverarbeitungseinrichtung
105 einer Zigarettenfilterstab-Herstellungsvorrichtung 100 installiert.
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Diese Gewichtssteuereinrichtung weist ein Spannungsmeßinstrument 1
auf, das nahe bei einer Spannstange (Rolle) 11 angebracht ist, welche
das Seil 101 befuhrt, das zwischen einem Paar von Vorspannungsrollen
104 und einem Paar von Zuführrollen 106 verläuft. Die Einrichtung
weist ferner ein Steuersystem 2 zum Einstellen der Spannung in dem
Seil 101 auf, das in dem ersten Verarbeitungsschritt verläuft, so daß ein
spezifizierter konstanter Wert dadurch aufrechterhalten wird, daß die
Geschwindigkeit der Vorspannungsrollen 104 durch Anwenden
elektrischer Signale erhöht wird, die von den Verformungen bzw.
Dehnungen der Spannstange 11 durch einen Mikrocomputer umgewandelt
werden, welcher weiter unten erläutert wird. Dieses Steuersystem 2
weist ferner auf:
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eine Lastzelle 21 zum Transformieren der Verforrnung bzw. Dehnung
gemäß dem Spannungsmeßinstrument in ein elektrisches Signal,
einen A/D-Wandler 22 zum Umwandeln des analogen elektrischen
Signals der Lastzelle 21 in ein digitales Signal,
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den Mikrocomputer 23, welcher ein Steuerprogramm speichert, das die
zuvor erhaltenen Resultate gemäß den unten erläuterten Versuchen auf
weist,
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eine Schrittmotorsteuereinrichtung 24, welche durch die Steuerung des
Mikrocomputers 23 aktiviert wird,
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einen Schrittmotor 25, der durch die Schrittmotorsteuereinrichtung 24
gesteuert wird, und
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ein Antriebssystem, das eine Variation der Umdrehungszahlen der
Vorspannungsrollen 104 und der anderen Rollen dadurch ermöglicht, daß
Geschwindigkeitswechsler 29 durch den Schrittmotor 25 aktiviert
werden, der durch Befehle angetrieben wird, die von der
Schrittmotorsteuereinrichtung 24 ausgegeben werden, ein Drehzahlreduktionsgetriebe
26, eine elektromagnetische Kupplung 27 und ein Verbindungsgetriebe
28.
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Aus Figur 1 ergibt sich ebenfalls, daß die Bezugsziffer 30 ein Schalter
zum Ändern von manuellem Betrieb zu automatisiertem Betrieb ist und
daß die Bezugsziffer 31 einen handbetätigten Geschwindigkeitswechsel
Schaltknopf zeigt.
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Bei automatischem Betrieb wird in dem ersten Verarbeitungsschritt,
wenn die Spannung in dem Seil 101 in der Weise zunimrnt, daß
infolgedessen die Verformung bzw. Dehnung gemäß dem
Spannungsmeßinstrument 1 größer wird, das Antriebssystem so aktiviert, daß die Drehzahl
der Vorspannungsrollen 104 beschleunigt wird, um die Menge des durch
die Rollen genoinmenen Seils zu vergrößern und um die Spannung in
dem Seil bei dem spezifizierten konstanten Wert in Übereinstimmung
mit dem Steuerprogramm zu halten, das in dem Mikrocomputer 23
gespeichert ist.
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In diesem Falle ist das in dem Mikrocomputer 23 gespeicherte
Steuerprogramm zuvor durch Anwenden der in den Versuchen erhaltenen
Resultate zusammengestellt worden.
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Bei der Zigarettenfilterstab-Herstellungsmaschine 100 ist das Seil 101
gekräuselt, so daß beim Ziehen des Seils 101 die Kräuselung des Seils
101 gemäß dem Grad der Belastung ausgedehnt wird. Dementsprechend
wird die in dem Seil 101 vorhandene Kräuselung durch Aufnehmen der
Last gedehnt, wie im nachfolgenden beschrieben, wenn es in die
Seilverarbeitungseinrichtung 105 der Zigarettenfilterstab-Herstellungsmaschine
hineingenommen wird.
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Obwohl das von dem Seilballen 102 abgezogene Seil 101 in die
Seilverarbeitungseinrichtung 105 durch einen Führungsarm 103
hineingenommen wird, der oberhalb des Seilballens 102 positioniert ist, tritt in
diesem Falle ein Zugwiderstand an der Oberfläche des Seilballens 102
gegenüber der Zugkraft zum Hineinnehmen des Seils 101 auf.
Infolgedessen wird die vorhandene Kräuselung in dem Seil 101 zu einem
gewissen Grade gedehnt, so daß eine gewisse Zugkraft auf das Seil 101
einwirkt. In diesem Falle wird die Zugkraft fast nicht geändert, wällrend
der Filterstab hergestellt wird.
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Hinzu kommt, daß sich das Seil 101 durch sein Eigengewicht dehnt. Mit
anderen Worten wird, in Übereinstimmung mit dem Voranschreiten des
Filterstabherstellungsverfahrens, die Höhe H des Ballens 102 von dem
Boden 111 geringer und der Abstand zwischen dem Führungsarm 103
und der Oberfläche des Ballens 102 wird größer und das Gewicht des
nicht abgestützten Seils 101 zwischen dem Führungsarm 103 und der
Oberfläche des Ballens 102 wird schwerer. Infolgedessen wird der Grad
des Dehnens der Kräuselung in dem Seil 101 allmählich größer.
Unter Berücksichtigung dieses pHänomens wird, wenn die Spannung in
dem Seil 101 größer wird, die Menge des Seils, die in die
Seilverarbeitungseinrichtung 105 pro Zeit je Einheit hineingezogen wird, kleiner und
es wird ein Filterstab von geringerem Gewicht hergestellt.
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Nach Berücksichtigung der Änderung des Kräuselungszustands des Seils
101 in der Filterstabherstellungsvorrichtung wurde die Beziehung
zwischen der Spannung in dem Seil 101 in dem ersten
Verarbeitungsschritt und dem Gewicht des Filterstabs bei dem Herstellungsverfahren
durch die folgenden Versuche ermittelt.
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Versuch 1:
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(1) Herstellen des Filterstabs.
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Typ der verwendeten Maschine:
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KDF2/AF1 (hergestellt durch Hawni in Deutschland)
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Verarbeitungsbedingung: Geschwindigkeit 400 m/min
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(2) Drehzahlverhältnis der Rollen
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Drehzahlen der Vorspannungsrollen (PT)/Drehzahlen der
Zuführrollen (F) = 0,5 - 0,7
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Drehzahlen der Zuführrollen (F)/Drehzahlen der
Abgaberollen
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(D) = 1,3
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Rollendruck
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Vorspannungsrollen (RTR) = 1,0 - 1,8
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Zuführrollen (FR) = 1,0 - 1,8
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(3) Spannungsmeßeinrichtung
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Spannungsmesser; hergestellt von Minibea Co.
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Typ C261-20K
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Typ DSA-605C
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Die in dem Seil auftretende Kraft wurde als Dehnungen gemessen und
die Dehnungen wurden in elektrische Signale umgewandelt und
aufgezeichnet.
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Der Spannungsmesser wurde in Bezug auf die Spannstange 11 installiert,
um die Spannstange 11 zu berühren, die zwischen den
Vorspannungsrollen 104 und den Zuführrollen 106 in der
Zigarettenfilterstab-Herstellungsvorrichtung plaziert ist, wie in Figur 2 gezeigt.
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(1) Das Seil und der Filterstab;
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Das Seil; 3Y-36.000 und 4Y-35.000 (jedes hergestellt von
Daicell Chemical Industry Co., Ltd.)
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(2) Der Filterstab;
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102 mm (Länge) x 24,7 mm (Umfang).
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(3) Messen der Stabeigenschaften;
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Gewicht; gemessen durch die Goldwaage mit meßbaren
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Dezimalbrüchen bis zu drei Stellen.
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Druckabfall;
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gemessen durch den Prüfstand "FTS-400", hergestellt von
Filtroner Co. (England).
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Definitionen von jedem erhaltenen Kräuselungsverhältnis und deren
Berechnungsformeln;
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Erhaltene Kräuselungsverhältnisse (RCR), das Endverhältnis in dem
Stab, genannt RCR, und die jeweiligen Verhältnisse an jeder der Rollen
in der Stabherstellungseinrichtung werden mit der folgenden Formel
errechnet.
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Formel 1, RCR = (NTW) x 9000/(TD) x (L)
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worin
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NTW: Seil-Nettogewicht, Gewicht des Seils in dem
jeweiligen Filterstab (g).
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TD: Gesamtdenier.
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L: Länge des Filterstabs
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Formel 2, D CR = (RCR) x (Vt/Vd)
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worin
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DCR: Erhaltenes Kräuselungsverhältnis an den Abgaberollen.
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Vd, Vt: Lineargeschwindigkeit der Abgaberollen und des
Filterstabkörpers 109.
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Formel 3, PT CR = D CR x (Vd/Vpt)
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worin
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PT CR: Erhaltenes Kräuselungsverhältnis an den
Vorspannungsrollen.
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Vpt: Lineargeschwindigkeit der Vorspannungsrollen.
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Formel 4, F CR = D CR x (Vd/Vf)
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worin
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F CR: Erhaltenes Kräuselungsverhältnis an den Zuführrollen.
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Vf: Lineargeschwindigkeit der Zuführrollen.
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Durch Ausführungen des Versuchs unter den obigen Bedingungen
wurden das Seilnettogewicht in dem Filterstab (NTW), der
Luftdruckabfall (PD), das erhaltene Kräuselungsverhältnis in dem Filterstab und
an jedem der Rollen (RCR, D CR, F CR und PT CR) und die
Spannung des Seils (T) gegen die Höhe H der Seilballen in der
Zigarettenfilterstab-Herstellungsvorrichtung gemessen und die erhaltenen
Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
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Tabelle 1 zeigt eindeutig, daß NTW eine Differenz von mehr als 3 %
aufweist und daß PD eine Differenz weniger als 10% zwischen dem
oberen Pegel der Position und dem unteren Pegel der Position des
Seilballens aufweist.
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Obwohl die obige Tabelle 1 die Ergebnisse von lediglich einem Beispiel
der Seilverarbeitungsbedingung zeigt, so werden selbst dann, wenn die
Beziehungen zwischen der Höhe H des Seilballens und jedem Wert von
NTW und PD die Ergebnisse enthielten, die bei den mit anderen
Arbeitsbedingungen ausgeführten Versuchen erhalten wurden, die gleichen
linearen Beziehungen erkannt.
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In jedem Falle wird entsprechend der Abnahme in der Höhe H des
Seilballens jedes erhaltene Kräuselungsverhältnis linear kleiner und die
Spannung in dem Seil 101 wird linear größer. Es wird möglich,
numerisch zu verstehen, daß das Seil in die Stabherstellungseinrichtung
hineingenommen wird, während die Kräuselung aufgrund des Gewichts
des nicht abgestützten Seils 101 zwischen dem Fülirungsarm 103 und
der Oberfläche des Ballens 102 allmählich gedehnt wird. Weil die
Drehzahlen der Vorspannungsrollen 104 und der Zuführtollen 106 ohne
Änderung betrieben werden, nachdem das Seil 101 hineingenommen ist,
und D CR und F CR in Übereinstimmung mit PT CR allmählich
kleiner werden und die Kräuselung in dem Seil ebenfalls gedehnt wird,
wird die Spannung in dem Seil allmählich größer.
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Die Spannung in dem Seil 101, die in diesem Falle gemessen wird, gibt
die Zustände des Seils an, das zwischen den Vorspannungsrollen 104
und den Zufülrrrollen 106 verläuft und verarbeitet wird (das heißt,
wahrend das Seil in dem ersten Verarbeitungsschritt verarbeitet wird).
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Mit anderen Worten, es wird berücksichtigt, daß die Spannung in dem
Seil den Zustand der Kräuselung in dem Seil wohl wiedergibt.
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Im Hinblick auf das obige ist es durch kontinuierliches Erhöhen der
Drehzahl der Vorspannungsrollen 104, so daß die Spannung in dem Seil
konstant gehalten wird (das heißt, die Drehzahl der Zuführrollen 106
wird wie bei dem Anfangszustand konstant gehalten), und durch
Hineinnehmen des Seils 101 in die Seilverarbeitungseinrichtung 105
vorhersagbar, daß die Kräuselung in dem Seil 101 dazu befähigt ist, ihren
Anfangszustand zwischen den Vorspannungsrollen 104 und den
Zuführrollen 106 wiederzugewinnen, und daß es möglich ist, den
Verarbeitungsvorgang bei einem konstant gehaltenen Kräuselungszustand zu
betreiben. Das heißt, es wird vorausgesetzt, daß das pro Zeit je Einheit
verlaufende Seilgewicht konstant wird.
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Versuch 2:
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Durch Anwenden der gleichen Versucheinrichtung, die im Versuch 1
verwendet wurde, untersuchte der nächste Versuch, ob es möglich ist
oder ob es nicht möglich ist, einen Filterstab mit einem konstanten
Gewicht und einem konstanten Druckabfall dadurch zu erhalten, daß die
Spannung in dem Seil konstantgehalten wird, während es in der
Stabherstellungseinrichtung verarbeitet wird.
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Bei dem Verfahren des Stabherstellens wird ein Ballen des Seils
verarbeitet, während die Drehzahl der Vorspannungsrollen (PTR) 104 von
Hand erhöht wird, während die Spannung in dem Seil überwacht wird.
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Figur 3 zeigt die aufgezeichneten Resultate des Gewichts des Seils in
dem fertigen Stab (NTW) und den Druckabfall (PD) in Bezug auf die
Höhe der Seilballen.
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In Anbetracht dieser Ergebnisse ist es möglich, zu beurteilen, daß NTW
einen Mittelwert von 0,565 hat und PD einen Mittelwert von 300 mmAq
hat und diese Werte in den praktisch defmitiven Bereichen beibehalten
werden.
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In Figur 4 sind die aufgezeichneten Resultate von RCR, D CR, F CR
und PT CR in Bezug auf die Höhe des Seilballens gezeigt.
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Unter Berücksichtigung des Zustands des Seils in der
Stabherstellungseinrichtung, während jedes erhaltene Kräuselungsverhältnis beobachtet
wird, wird das folgende Resultat erhalten. Das heißt, es ist möglich, zu
berücksichtigen, daß D CR das Verhältnis des erhaltenen
Kräuselungsverhältnisses zwischen den Abgaberollen 107 und den Zuführrollen 106
ist und daß F CR das erhaltene Kräuselungsverhältnis zwischen den
Zuführrollen 106 und den Vorspannungsrollen 104 ist und daß PT CR
das erhaltene Kräuselungsverhältnis in dem Seil ist, unmittelbar bevor es
in die Vorspannungsrollen 104 hineingenommen wird. Auf der
Grundlage dieser Voraussetzung entwickelt sich die weitere Betrachtung wie
folgt.
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PT CR, das heißt das erhaltene Kräuselungsverhältnis in dem Seil 101
vor dem Eintreten in die Vorspannungsrollen 104 wird linear zu der
Änderung der Höhe der Ballen geändert, so daß es beinahe derselbe
Wert wie in Versuch list.
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Diese Tendenz ergibt sich aufgrund der Tatsache, daß das Seil in die
Stabherstellungseinrichtung hineingenommen wird, während die Kräuse
lung wegen des Gewichts des Seils, das genauso wie im Versuch 1
belastet wird, gedehnt wird, trotz der allmählich schneller werdenden
Geschwindigkeit des Aufnehrnens des Ballens.
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F CR, das heißt das erhaltene Kräuselungsverhältnis zwischen den
Zuführrollen 106 und den Vorspannungsrollen 104 gibt den konstanten
Wert an. Zusätzlich zu dem in Figur 3 konstant gezeigten Resultat der
NTW wurde verifiziert, daß die Erwägung im Versuch 1 korrekt ist.
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Wenn die Drehzahl der Vorspannungsrollen 104 erhöht wird und die
Stabherstellungseinrichtung das Seil 101 mit einem konstanten Gewicht
pro Zeit je Einheit hineinninnnt (obwohl die Kräuselung gedehnt wird)
und die Drehzahl der Zuführrollen 106 konstant und ungeändert von
dem Anfangszustand bleibt, wird das Drehzahlverhältnis zwischen den
Vorspannungsrollen 104 und den Zuführrollen 106 (PT/F) allmählich
größer (in Figur 5 gezeigt) und die Kräuselung kehrt zu dem
ursprünglichen Zustand zurück und es wird zu allen Zeiten ein konstantes,
erhaltenes Kräuselungsverhältnis aufrechterhalten.
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D CR, das heißt, das erhaltene Kräuselungsverhältnis zwischen den
Abgaberollen 107 und den Zuführrollen 106 wird ebenfalls konstant
aufrechterhalten. Dies ergibt sich aufgrund der Tatsache, daß das Seil
101 mit einem konstant erhaltenen Kräuselungsverhältnis in die
Abgaberollen 107 von den Zuführrollen 106 forciert wird und daß jede
Drehzahl der Zuführrollen 106 und der Abgaberollen 107 wahrend der
Stabherstellung konstant aufrechterhalten wird (dementsprechend wird F/D
ebenfalls konstant aufrechterhalten). In Erwägung des obigen wurde als
ein Ergebnis beurteilt, daß es möglich ist, einen Filterstab mit einem
spezifizierten konstanten Gewicht dadurch herzustellen, daß die
Spannung des Seils zwischen den Vorspannungsrollen und den Zuführrollen
106 gemessen wird, und dadurch, daß das Seil 101 in die
Stabherstellungseinrichtung durch Erhöhen der Drehzahl der Vorspannungsrollen
104 hineingenommen wird, so daß die Spannung in dem Seil 101
während der Stabherstellung aufrechterhalten wird.
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Das in dem Mikrocomputer 23 bei der Ausführungsform gemaß der
vorliegenden Erfindung gespeicherte Steuerprogramm ist so konzipiert,
daß das Antriebssystem des mechanischen Abschnitts 2 die
Umdrehungsgeschwindigkeit der Vorspannungsrollen 104 in Übereinstimmung mit
der Zunahme der Dehnung gemäß dem Spannungsmeßinstrument 1
sukzessive erhöht, und zwar durch Anwenden der in dem obigen
Versuch 2 erhaltenen Resultate.
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Die Einrichtung gemaß dieser Ausführungsform verwendet die
Spannungsmeßeinrichtung, die bei Versuch 1 angewendet wird, als das
Spannungsmeßinstrument 1 und der Wechseischalter 30 ist automatisiert.
Die Einrichtung wurde unter der Stabherstellungsbedingung, die in
Versuch 1 aufgestellt wurde, durch Anwenden eines 4Y-35000-Seils
automatisch betrieben, das von Daicell Chemical Industries Co., Ltd.
hergestellt wird.
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Die charakteristischen Eigenschaften, die bei diesem Betrieb erhalten
werden, sind in Figur 6 gezeigt.
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Wie Figur 6 eindeutig zeigt, sind das Stabgewicht, der Druckabfall (PD)
und der Variationskoeffizient des PD (CV-Wert in PD) in Bezug auf die
Höhe der Stabballen sämtlich innerhalb der üblichen Toleranz des
Qualitätskontrollbereichs und es war möglich, einen Filterstab mit einem
spezifizierten konstanten Gewicht durch Anwenden der Einrichtung
gemäß dieser Ausführungsform automatisch und kontinuierlich
herzustellen.
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Wie im vorangehenden im einzelnen beschrieben, ist es möglich, weil
die automatisierte Gewichtssteuereinrichtung für Zigarettenfilterstäbe
gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das
Spannungsmeßinstrument, das die Spannung in dem Seil mißt, und das
Steuersystem aufweist, welches die Drehzahl der Vorspannungsrollen durch
Anwenden von Signalen erhöht, die von dem Spannungsmeßinstrument
durch den Mikrocomputer transformiert werden, eine
Zigarettenfilterstab-Herstellungsvorrichtung vorzusehen, die dazu befahigt ist, den
Herstellungsprozeß durch Hinzufügen der Einrichtung zu vorhandenen
Herstellungsbetriebsstätten leicht zu automatisieren und einen Zigaretten
filterstab herzustellen, der spezifizierte konstante charakteristische
Eigenschaften aufweist, ohne daß irgendwelche spezifischen
Qualifikationen oder Erfahrung zum Betreiben der Einrichtung erforderlich sind.