DE69907000T2

DE69907000T2 - Zigarettenherstellungsmaschine und steuersystem dafür

Info

Publication number: DE69907000T2
Application number: DE69907000T
Authority: DE
Inventors: Vincent Michael Hornchurch LEWIS; John Robert Bromley GREEN; John Keith CADGE; Charles Keith Bexley Heath LOUGHREY; Thomas David Plumstead DAVIS; Paul Rainham WYKES; Kenneth Malcolm Abbey Wood SIMMS
Original assignee: Philip Morris Products SA; Philip Morris Products Inc
Current assignee: Philip Morris Products SA; Philip Morris Products Inc
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1999-09-01
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2019-09-02
Also published as: EE200100165A; KR20010075106A; RU2223016C2; BG105343A; HUP0104798A2; HUP0104798A3; BR9913847A; WO2000016647A1; PL346655A1; ID29075A; JP2002526054A; DE69907000D1; UA68391C2; CZ2001831A3; EP1113729A1; AU5635999A; EP1113729B1; CN1153527C; TR200100745T2; AR020476A1

Description

Diese Erfindung betrifft die Herstellung von Filterzigaretten und Steuersysteme zum Steuern der Zigarettenstockherstellungs- und Filteransetzmaschinen.
Zigarettenstockherstellungsmaschinen (Strangeinheiten) und Filteransetzer sind gut bekannt. Gewöhnlich werden von einer Strangeinheit hergestellte Zigarettenstöcke (Tabakstöcke) automatisch über eine Übergabevorrichtung an einen Filteransetzer übergeben. Der Filteransetzer fügt einen Filter an den Zigarettenstock an und umhüllt die Kombination mit Belagpapier. Die fertigen Zigaretten werden dann zu einer Verpackungsstation weitergeleitet.
In jüngerer Zeit wurden die Produktionsgeschwindigkeiten durch die Herstellung von doppeltlangen Zigarettenstöcken erhöht. Diese doppeltlangen Tabakstöcke werden als ein Ganzes zum Filteransetzer transferiert. Als Teil des Übergabeprozesses wird der Zigarettenstock an seinem Mittelpunkt geteilt, die zwei einzelnen Tabakstöcke werden voneinander getrennt und zwischen die getrennten Tabakstöcke wird ein doppeltlanger Filter eingesetzt. Das Ganze wird mit Belagpapier umhüllt und der Filter wird dann an seinem Mittelpunkt durchgeschnitten, um zwei komplette Zigaretten zu ergeben. Da diese Zigaretten im Filteransetzer in entgegengesetztert Richtungen angeordnet sind, wird eine der Zigaretten dann gedreht, bevor das fertige Produkt zur Verpackungsmaschine weitergeleitet wird.
US4.599.699 (BAT) sieht ein Verfahren für die Überwachung von Zigarettenherstellungsmaschinen vor und liefert der Bedienkraft der Maschine automatisch angezeigte Meldungen, die sich auf Prozessfehler- oder -verschlechterungsbedingungen beziehen, bevor nicht spezifikationsgemäße Produkte zu einem Maschinenausfall führen. Auch werden Meldungen in Bezug auf Maschinenausfallursachen angezeigt.
US 3.793.512 (Hauni-Werke Korber & Co) sieht ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen des Betriebs von Tabakverarbeitungsmaschinen durch diskrete Detektoren vor.
Störungen von Teilen oder Teilegruppen bewirken, dass die Detektoren in Reaktion darauf Signale erzeugen. Die Signale werden zum Anhalten einer oder mehrerer Maschinen sowie zum Betreiben von Geräten verwendet, die die Anzahl von Fehlfunktionen zählen und aufzeichnen. Auch die unproduktive Zeit wird aufgezeichnet.
Traditionell werden Zigarettenherstellungsmaschinen im Wesentlichen mechanisch angetrieben und gesteuert. Die verschiedenen Bewegungs-/Rotationsvorrichtungen in den Maschinen werden über geeignete Getriebe von einem Hauptantrieb angetrieben. In den letzten Jahren gab es eine Annäherung an das Ersetzen von einem Teil dieses sperrigen Triebstrangs durch eine Reihe von unabhängigen Servomotoren, die miteinander synchronisiert sind.
Wir haben zur Kenntnis genommen, dass es viele Aspekte des Zigarettenproduktionsprozesses gibt, die mit vorhandenen Maschinen nicht adäquat gesteuert werden.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die oben erwähnten Mängel auf dem Stand der Technik anzusprechen.
Gemäß der Erfindung ist eine Zigarettenherstellungsvorrichtung vorgesehen, umfassend: eine Tabakstockherstellungseinheit zum Herstellen doppeltlanger Tabakstöcke, einen Filteransetzer zum Ansetzen von Filtern an Tabakstöcke zum Bilden von Filterzigaretten, eine Übergabevorrichtung zum Transferieren doppeltlanger Tabakstöcke von der Tabakstockherstellungseinheit zum Filteransetzer, bei der der Filteransetzer und die Tabakstockherstellungseinheit jeweils eine Mehrzahl von Vorrichtungen zum Überwachen und/oder zum Beeinflussen von Parametern der Tabakstockherstellungseinheit, des Filteransetzers oder der hergestellten Zigaretten aufweist; einen Controller zum Steuern der Mehrzahl von Vorrichtungen am Filteransetzer und an der Tabakstockherstellungseinheit, und einen Feldbus, wobei die Mehrzahl von Vorrichtungen und der Controller mit dem Feldbus verbunden sind.
Die Erfindung sieht auch eine Zigarettenherstellungs vorrichtung vor, umfassend: eine Tabakstockherstellungseinheit zum Herstellen doppeltlanger Tabakstöcke, einen Filteransetzer zum Ansetzen von Filtern an Tabakstöcke zum Bilden von Filterzigaretten, eine Übergabevorrichtung zum Transferieren doppeltlanger Tabakstöcke von der Tabakstockherstellungseinheit zum Filteransetzer; bei der der Filteransetzer und die Tabakstockherstellungseinheit jeweils eine Mehrzahl von Vorrichtungen zum Überwachen und/oder Beeinflussen von Parametern der Tabakstockherstellungseinheit, des Filteransetzers oder der hergestellten Zigaretten aufweist; einen ersten Controller zum Steuern der Mehrzahl von Vorrichtungen am Filteransetzer und an der Tabakstockherstellungseinheit und einen zweiten Controller zum Übermitteln von Filteransetzer-, Tabakstockherstellungseinheit- und Zigaretteninformationen an eine Bedienkraft und zum Übertragen von Eingabedaten vom Benutzer zu dem ersten Controller.
Die Erfindung sieht ferner eine Zigarettenherstellungsvorrichtung vor, umfassend: eine Tabakstockherstellungseinheit zum Herstellen doppeltlanger Tabakstöcke, einen Filteransetzer zum Ansetzen von Filtern an Tabakstöcke zum Bilden von Filterzigaretten, eine Übergabevorrichtung zum Transferieren doppeltlanger Tabakstöcke von der Tabakstockherstellungseinheit zum Filteransetzer, eine Mehrzahl von synchronisierten Servomotoren, jeweils zum Antreiben eines betreffenden Vorgangs im Filteransetzer oder in der Tabakstockherstellungseinheit, bei der der Filteransetzer und die Tabakstockherstellungseinheit ferner jeweils eine Mehrzahl von Vorrichtungen zum Überwachen und/oder Beeinflussen von Parametern der Tabakstockherstellungseinheit, des Filteransetzers oder der hergestellten Zigaretten aufweist; eine Motion-Control-Vorrichtung zum Steuern der Mehrzahl synchronisierter Motoren, einen Systemcontroller zum Steuern der Mehrzahl von Vorrichtungen an dem Filteransetzer und der Tabakstockherstellungseinheit, wobei die Motion-Control-Vorrichtung mit dem Systemcontroller verbunden ist, und einen Feldbus, wobei die Mehrzahl von Vorrichtungen und der Controller jeweils mit dem Kommunikationsnetz verbunden sind.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird bevorzugt, dass die synchronisierten Motoren Servomotoren sind. Vorzugsweise ist das Kommunikationsnetz ein Netzwerk vom Feldbus-Typ.
Die Erfindung sieht auch eine Zigarettenherstellungsvorrichtung vor, umfassend: eine Tabakstockherstellungseinheit zum Herstellen doppeltlanger Tabakstöcke, einen Filteransetzer zum Ansetzen von Filtern an Tabakstöcke zum Bilden von Filterzigaretten, eine Übergabevorrichtung zum Transferieren doppeltlanger Tabakstöcke von der Tabakstockherstellungseinheit zum Filteransetzer, wobei der Filteransetzer und die Tabakstockherstellungseinheit jeweils eine Mehrzahl von Vorrichtungen zum Überwachen und/oder Beeinflussen von Parametern der Tabakstockherstellungseinheit, des Filteransetzers oder der hergestellten Zigaretten aufweist, ein Steuernetzwerk, wobei die Mehrzahl von Vorrichtungen mit dem Steuernetzwerk gekoppelt sind, einen ersten mit dem Steuernetzwerk verbundenen Controller zum Steuern der Mehrzahl von Vorrichtungen am Filteransetzer und an der Tabakstockherstellungseinheit, und einen zweiten Controller, der mit dem ersten Controller gekoppelt ist und wenigstens eine HMI zum Übermitteln von Filteransetzer-, Tabakstockherstellungseinheit- und Zigaretteninformationen an eine Bedienkraft und zum Übertragen von Eingabedaten vom Benutzer zum ersten Controller hat.
Die Erfindung sieht auch ein Verfahren vor zum Steuern der Herstellung von Zigaretten mit einer Vorrichtung, umfassend eine Tabakstockherstellungseinheit und einen Filteransetzer, die durch eine Tabakstockübergabevorrichtung miteinander verbunden sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Feldbusses und eines mit dem Feldbus verbundenen Maschinencontrollers, Verbinden einer Mehrzahl von Vorrichtungen mit dem Feldbus zum Überwachen und/oder Beeinflussen von Parametern der Tabakstockherstellungseinheit, des Filteransetzers oder der hergestellten Zigaretten, Überwachen des Feldbusses vom Controller aus auf Daten von den Vorrichtungen und Einstellen von einem oder mehreren Parametern des Filteransetzers oder der Tabakstockherstellungseinheit gemäß dem Informationsinhalt der erhaltenen Daten.
Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung haben den Vorteil, dass der gesamte Zigarettenherstellungsprozess als Ganzes gesteuert wird. Der Stand der Technik steuert die Tabakstockherstellungseinheiten und die Filteransetzer einzeln, was wir als unerwünscht erkannt haben. Vorzugsweise sind zu steuernde Vorrichtungen in der Tabakstockherstellungseinheit und dem Filteransetzer alle auf einem gemeinsamen Feldbus verbunden, der von einem gemeinsamen Controller gesteuert wird. Dies hat den Vorteil, dass die Maschinenverdrahtung minimiert wird, erlaubt aber bessere Kommunikation zwischen Vorrichtungen an dem Feldbus und dem Controller.
Vorzugsweise haben sowohl der Filteransetzer als auch die Tabakstockherstellungseinheit Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMI), die Daten über den Controller von dem Feldbus empfangen und zu ihm senden können. Vorzugsweise werden die HMI von einem anderen Controller als die Vorrichtungen an dem Feldbus gesteuert. Auf die Steuerdaten kann zum Beispiel durch eine TCP/IP-Verbindung mit einem Werksnetz (LAN) oder darüber hinaus zugegriffen werden, was Ferndiagnose möglich macht. Die Trennung der Daten gewährleistet, das die Integrität des Fertigungsprozesses nicht gefährdet werden kann, z.B. durch unberechtigte Benutzer am LAN.
Ausgestaltungen der Erfindung haben den Vorteil, dass Produktionsgeschwindigkeiten stark erhöht werden können. Ausgestaltungen der Erfindung haben den Vorteil, dass viele Einstellungen an der Maschine, die bisher beträchtliche Stillstandszeiten erfordert haben, ohne Produktionsunterbrechung vorgenommen werden können. Beispielsweise der Phasenabgleich der Herstellungseinheit mit dem Filteransetzer. Beim Anstieg auf volle Geschwindigkeit kann der Phasenabgleich während des Anstiegs geändert werden, um während dieser Zeit eine Zigarette höherer Qualität zu erhalten. Außerdem kann das Verhältnis des Formatbands zum Saugband variiert werden, um verschiedene Marken mit unterschiedlichen Parametern herstellen zu können, ohne die Maschine abstellen zu müssen. Die Position der aufgedruckten Herstellerinformationen auf den Zigaretten kann gemäß definierten Parametern verändert werden, wie auch die Position des dichten Endes im Tabakstock. Dies ermöglicht eine Produktionsumstellung auf eine andere Marke mit anderen Markenspezifikationen. Durch Eliminieren der meisten der mechanischen Verbindungsglieder und Ersetzen dieser durch intelligente Geräte, wie intelligente Servomotoren und verteilte Steuerung, kann ein leiserer Betrieb erzielt werden, was für die Benutzer der Maschinen vorteilhaft ist.
Ausgestaltungen der Erfindung haben den zusätzlichen Vorteil, dass die Durchschnittszeit zwischen Ausfällen größer ist und dass im Fall von Ausfällen eine kleinere Durchschnittszeit für Reparatur anfällt. Die durchschnittliche Reparaturzeit wird teilweise durch das Vorhandensein der HMI reduziert, die Zugriff auf Diagnosedaten von Vorrichtungen am Feldbus hat, was eine schnelle Fehlerdiagnose und das schnelle Identifizieren von auszutauschenden fehlerhaften Komponenten ermöglicht. Außerdem kann die Fehlerdiagnose von einem fernen Standort aus durchgeführt werden, z.B. über das Fabrikgeschäftsnetz oder Intranet.
Im Folgenden wird eine Ausgestaltung der Erfindung nur beispielhaft und unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:
1 eine schematische Ansicht der Vorderseite einer Zigarettenstockherstellungseinheit, die die Trichteranordnung von Trommeln und Walzen zeigt, die Tabak zur Saugkammer transferiert;
2 und 3 eine schematische Darstellung eines zur Verwendung in der Zigarettenstockherstellungseinheit von 1 geeigneten Trichters;
4 eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung einer Walze zur Verwendung in dem Trichter der 2 und 3;
5 eine schematische Ansicht der Saugkammer, die die Vorrichtung zum Regeln der Tabakstockdichte zeigt;
6 ein schematischer Querschnitt der Vorrichtung von 5 auf der Linie 6-6 in 5;
7 eine detaillierte Ansicht einer Ausgestaltung von Teil der Vorrichtung von 5;
8 eine Darstellung in aufgelösten Einzelteilen der Vorrichtung von 7;
9 eine detaillierte Querschnittansicht einer zweiten Ausgestaltung der Vorrichtung von 5;
10 eine schematische Ansicht der Herstellungseinheit von dem Saugband bis zum Auswurf kompletter doppeltlanger Tabakstöcke;
11 eine perspektivische Ansicht einer Übergabevorrichturg, die eine zum Transferieren von Tabakstöcken von der Tabakstockherstellungseinheit verwendete Kicker-Einheit zeigt;
12 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Vorrichtung von 11;
13 eine Draufsicht der Kicker-Baugruppe von 11;
14 eine Vorderansicht der Baugruppe von 13;
15 eine Draufsicht des Kicker-Rads;
16 eine Vorderansicht des Kicker-Rads;
17 einen Schnitt A-A von 16;
18 eine Draufsicht des Sauggehäuses;
19 eine Vorderansicht des Sauggehäuses;
20 eine Rückansicht des Sauggehäuses;
21 eine schematische Darstellung der Trommelanordnung der Übergabevorrichtung der die Erfindungen ausgestaltenden Zigarettenherstellungsmaschine;
22 eine perspektivische Rückansicht einer Übergabevorrichtung ohne Abdeckung;
23 eine Darstellung in aufgelösten Einzelteilen von Teilen der Übergabevorrichtung;
24 eine perspektivische Ansicht der Aufnahmetrommel der Übergabevorrichtung;
25 eine perspektivische Ansicht des Sauggehäuses für die Aufnahmetrommel;
26 eine perspektivische Ansicht des Filteransetzers;
27 eine schematische perspektivische Vorderansicht der Tabakstockherstellungseinheit, bei der die Positionen bestimmter Motoren gezeigt werden;
28 eine schematische perspektivische Rückansicht der Tabakstockherstellungseinheit, bei der die Positionen bestimmter Motoren gezeigt werden;
29 eine perspektivische Rückansicht des Filteransetzers, bei der die Positionen bestimmter Motoren gezeigt werden;
30 eine schematische Darstellung einer ersten Ausgestaltung des Steuersystems für Filteransetzer und Tabakstockherstellung, die den Feldbus zeigt;
31 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausgestaltung des Steuersystems für Filteransetzer und Tabakstockherstellung, die den Feldbus zeigt;
32 eine Ansicht des auf der Filteransetzer-HMI angezeigten Hauptmenüs;
33 eine Ansicht des Bildschirms für die Vorbereitung der Herstellungseinheit, der auf der Herstellungseinheit-HMI angezeigt wird;
34 eine Ansicht des Bildschirms Parameter-Einstellung, der auf der Herstellungseinheit-HMI angezeigt wird;
35 eine Ansicht des Bildschirms Phasenverschiebung, der auf der Herstellungseinheit-HMI angezeigt wird;
36 eine Ansicht des Bildschirms Filteransetzer vorbereiten, der auf der Filteransetzer-HMI angezeigt wird;
37 eine Übersicht über die Beziehung zwischen verschiedenen Bildschirmen, die auf der Filteransetzer-HMI und der Herstellungseinheit-HMI angezeigt werden können;
38 ein Ablaufdiagramm, das die Hauptschritte im Steuerungsprozess andeutet;
39 ein Ablaufdiagramm, das die Schritte in der allgemeinen Anfahrroutine zeigt;
40 ein Ablaufdiagramm, das die Schritte in der Filteransetzer-Anfahrroutine zeigt, und
41 ein Ablaufdiagramm, das die Schritte in der Herstellungseinheit-Anfahrroutine zeigt.
Zunächst wird der Grundbetrieb der Zigarettenstockherstellungsmaschine und des Filteransetzers beschrieben.
Die Zigarettenstockherstellungsmaschine stellt doppeltlange Zigarettenstöcke her und übergibt diese an einen Filteransetzer, der die Doppel-Tabakstöcke ferner schneidet und einen doppeltlangen Filter zwischen den Tabakstöcken einlegt. Dann wird Belagpapier angebracht und die fertigen Zigarettenpaare werden durchgeschnitten, abwechselnd neu ausgerichtet, geprüft und zur weiteren Bearbeitung gesendet.
1 zeigt schematisch die Vorderseite einer Tabakstockherstellungseinheit. Dies ist nur ein Beispiel der Vorderseite der Herstellungseinheit und andere Vorderseiten können verwendet werden. Schnitttabak wird anfänglich in die Rückseite eines Trichters 10 eingespeist. Eine obere Gittertrommel 1, durch die hindurch ein Vakuum gezogen wird, trägt den Tabak zu einem Schaufelrad 2, das den Trichterschacht verschließt. Ein Sensor 3 in dem Trichterschacht stellt fest, ob sich eine ausreichende Tabakmenge in dem Trichter befindet. Das Vakuum zu der Gittertrommel 1 wird abgeschaltet, wenn der Trichtersensor mit Tabak bedeckt ist, und eingeschaltet, wenn der Sensor freigelegt wird. Am Oberteil des Trichters ist eine Schutzvorrichtungstür 4 bereitgestellt, durch die Tabak zugeführt werden kann, der aus Verschüttungen usw. wiedergewonnen wurde. In dem Trichterschacht ist eine Eingriffsplatte 5 eingebaut, die in regelmäßigen Abständen in den Schacht hineingeschoben wird, um zu verhindern, dass der Tabak verdichtet wird. Ein Dauermagnet 6 ist unter dem Schaufelrad 2 angebracht, um sämtliches Eisenmaterial aus dem Tabakstrom zu entfernen.
Der Trichter kann eine rein konventionelle Konstruktion haben, wie in 1 gezeigt, oder wie in den 2 bis 4 gezeigt modifiziert sein. In dem Trichter von 2 trägt eine stachelige Dosierwalze 7, die sich am Boden des Trichterschachtes befindet, den Tabak aus dem Trichter und wirft ihn in dem Bereich hinter einem Paar Kardentrommeln 8, 9 ab, der zu gegebener Zeit noch besprochen werden wird.
In dem Trichter der 2 bis 4 ist eine Austragswalze 12 über den Trichtereinlass angeordnet. Die Umfangsfläche der Walze 12 hat Stacheln 14 zum Ineingriffnehmen von in den Trichter einlaufendem Tabak. In einer Ausgestaltung der Maschine ist die Walze 12 auf einer angetriebenen Welle 16 montiert und umfasst vier separate Walzenabschnitte 12a, b, c, d. Am unteren Ende des Trichters sind die zwei rotierbaren Kardentrommeln 18 (nur eine Trommel ist abgebildet). Zwischen der Höhe der Austragswalze 12 und der Kardentrommel 18, an einer Stelle, die dem gewünschten Tabakhöchststand in dem Trichter entspricht, ist eine allgemein horizontale Reihe von vier lichtempfindlichen Zellen 20a, b, c, d angeordnet. Jede Zelle 20a, b, c, d ist mit einem Stellglied für einen betreffenden Walzenabschnitt 12a, b, c, d verbunden und jede Zelle befindet sich an einem Punkt in der Trichterwand senkrecht unterhalb der Projektion des betreffenden Walzenabschnitts auf die Trichterseitenwand.
Im Gebrauch tritt Tabak von oben in den Trichter 10 ein. Alle Austragswalzenabschnitte 12a, b, c, d drehen sich, um ankommenden Tabak auf die rotierende Kardentrommel 18 zu verteilen, die den Boden des Trichters bildet. Diese in 2 gezeigte Situation besteht, solange der Tabakstand in dem Trichter unter der Höhe aller lichtempfindlichen Zellen 20a, b, c, d bleibt. 3 zeigt einen Trichter 10, bei dem der Tabakstand 22 angrenzend an zwei Zellen 20b, c auf den gewünschten Höchststand angestiegen ist. Die Aktivierung dieser Zellen durch den Tabak bewirkt, dass sie ein Signal senden, das die betreffenden Walzenabschnitte 12b, d außer Eingriff bringt, was bewirkt, dass weniger Tabak auf die Bereiche des Trichters 10 verteilt wird, die von den aktivierten lichtempfindlichen Zellen 20b, d abgedeckt werden.
Wenn der Tabakstand unter die Höhe der aktivierten lichtempfindlichen Zellen abgefallen ist, werden die außer Eingriff gebrachten Walzenabschnitte wieder in Eingriff gebracht und drehen sich, wobei sie wieder Tabak auf diese Bereiche verteilen. Falls gewünscht, kann das Wiederineingriffbringen der Walzenabschnitte um eine feste Zeit nach dem Deaktivieren der betreffenden lichtempfindlichen Zelle verzögert werden, damit der Tabakstand in dem von der aktivierten Zelle überwachten Bereich unter den gewünschten Höchststand abfallen kann.
Das von einer lichtempfindlichen Zelle bei Aktivierung gesendete Signal kann das Ineingriffbringen des betreffenden Walzenabschnitts mit der angetriebenen Welle auf mehrere Arten bwirken. Beispielsweise kann das Signal bewirken, dass eine elektromagnetische Kupplung in dem Walzenabschnitt mit der angetriebenen Welle in Eingriff gebracht wird, wodurch bewirkt wird, dass sich der Walzenabschnitt dreht. Alternativ kann das Signal einen Elektromagnet veranlassen, einen Keil entweder in der Welle oder dem Walzenabschnitt in eine Keilnut in dem jeweils anderen zu bewegen; die relative Drehung der angetriebenen Welle und des nicht in Eingriff befindlichen Walzenabschnitts bringt den Keil und die Keilnut einander gegenüber, sodass der Eingriff stattfindet.
4 zeigt eine Druckluftkupplungsanordnung. Eine Austragswalze 12 umfasst vier Walzenabschnitte 12a, b, c, d (die Stacheln der Walze sind nicht abgebildet). Die angetriebene Welle 16, auf der die Walze 12 montiert ist, hat Durchgänge 24a, b, c, d, die jeweils in der Umfangswand der Welle 16 von der Walze 12 weg münden und die jeweils in einer Stellgliedkammer 26a, b, c, d enden, die angrenzend an einen betreffenden der Walzenabschnitte 12a, b, c, d in der Umfangswand der Welle 16 mündet. Jede Stellgliedkammer 26a, b, c, d enthält einen Reibungsblock 28a, b, c, d, der abdichtend an den Seitenwänden der Kammer 26a, b, c, d anliegt, aber sich in der Kammer frei auf den betreffenden Walzenabschnitt 12a, b, c, d zu und von ihm weg bewegen kann. In der gezeigten Ausgestaltung münden zwei der Kanäle 24a, b in der Umfangswand der Welle 16 auf einer Seite der Walze 12 und zwei auf der anderen.
Eine Druckluftquelle (nicht gezeigt) ist durch Luftversorgungsleitungen 30a, b, c, d mit jedem der Durchgänge 24a, b, c, d verbunden. Die Versorgungsleitungen 30a, b, d, c sind so mit den Durchgängen 24a, b, c, d verbunden, dass die Welle 16 sich ohne Drehung der Versorgungsleitungen drehen kann. Die Verbindung kann dergestalt sein, dass während einer ganzen Umdrehung der Welle 16 jede Versorgungsleitung 30a, b, c, d ständig mit einem betreffenden Durchgang 24a, b, c, d kommuniziert. Dies kann erreicht werden, indem ein Sammelblock 32 umfangsmäßig um die Welle 16 herum bereitgestellt wird, durch den die Luftversorgungsleitungen 30a, b, c, d hindurchgehen. Die an die Welle angrenzenden Enden der Versorgungsleitungen enden jeweils in einer betreffenden Umfangssammelkammer 34a, b, c, d, die beim Drehen der Welle jeweils ständig mit dem betreffenden Durchgang 24a, b, c, d kommunizieren. Alternativ kann es sein, dass die Kommunikation beim Drehen der Welle unterbrochen wird, wobei die offenen Enden der Kanäle während des Restes der Umdrehung der Welle mit nicht abgebildeten Mitteln abgedichtet werden können, wie z.B. sich in Umfangsrichtung um die Welle 16 herum erstreckende Dichtungsstücke, durch die die Luftversorgungsleitungen 30a, b, c, d hindurchgehen.
Im Gebrauch, wenn kein Signal von einem der Sensoren 20a empfangen wird, was einen akzeptablen Tabakstand in dem von diesem Sensor abgedeckten Teil des Trichters anzeigt, ist ein Ventil (nicht gezeigt) in der betreffenden Luftversorgungsleitung 30a offen und lässt Luft unter Druck in die Umfangssammelkammer 34a im Sammelblock 32 ein und von dort in den betreffenden Durchgang 24a in der rotierenden Welle 16 und die Stellgliedkammer 26a am anderen Ende des Durchgangs 24a. Der angehobene Luftdruck in der Stellgliedkammer 26a drückt den Reibungsblock 28a in der Stellgliedkammer 26a gegen die Wand des betreffenden Walzenabschnitts 12a, was bewirkt, dass er sich mit der Welle 16 dreht.
Wenn der Sensor 20a ein Signal sendet, das eine Tabakanhäufung in dem von diesem Sensor abgedeckten Teil des Trichters anzeigt, schließt sich das Ventil in der Luftversorgungsleitung 30a. Der Luftdruck in der Stellkammer 26a kehrt zu atmosphärischem Druck zurück, da Luft aus dem Durchgang 24a ausleckt, sodass der Reibungsblock 28a nicht mehr gegen die Wand des Walzenabschnitts 12a gedrückt wird, wodurch dieser Walzenabschnitt außer Eingriff mit der Welle 16 gebracht wird, sodass der Walzenabschnitt aufhört sich zu drehen. Es ist zu beachten, dass die anderen Walzenabschnitte 12b, c, d auf die gleiche Weise in Reaktion auf ein Signal oder das Fehlen eines Signals von den betreffenden Sensoren 20b, c, d in dem Trichter in Eingriff und außer Eingriff gebracht werden.
Das Signal von der aktivierten Zelle kann durch eine Bearbeitungsvorrichtung passieren, die dann ein Signal an den betreffenden Walzenabschnitt sendet. Es ist auch zu beachten, dass die Zelle aktiviert werden kann, um ein Signal zu senden, wenn sie keinen Tabak detektiert, und um aufzuhören ein Signal zu senden oder um ein anderes Signal zu senden, wenn sie Tabak detektiert.
Die Tabakdosierwalze 7, wieder Bezug nehmend auf 1, zieht Tabak aus dem Trichter 10, wobei sie einen konstanten Pegelstand schafft. Die Dosierwalze 7 wird von drei photoelektrischen Sensoren (PEC) 36, 37, 38 gesteuert, die so angeordnet sind, dass die Dosierwalzendrehzahl erhöht wird, wenn einer der drei Sensoren keinen Tabak sieht, was einen konstanten Pegelstand gewährleistet.
Von der Dosierwalze 7 wird der Tabak zwischen den Kardentrommelwalzen hindurch befördert. Die obere dieser Walzen 8 ist eine kleine Kardentrommel und die untere eine große Kardentrommel 9. Die untere, große Kardentrommel 9 nimmt den Tabak auf und trägt ihn mit sich, bis sie mit der kleinen Kardentrommel 8 zusammentrifft. Diese Trommeln drehen sich relativ langsam und sind mit dem Hauptantrieb synchronisiert. Der Spalt zwischen den zwei Kardentrommeln erlaubt das Passieren einer einheitlichen Tabakmenge. Überschüssiger Tabak wird durch die Gegendrehung der zwei Kardentrommeln zu einer Rolle geformt. Der Tabak wird dann zu einem Paar Abnehmer- und Worfelwalzen 41, 42 weitergeleitet, die sich mit einer relativ hohen Drehzahl drehen und den Tabak in einen Luftstrom werfen, um ihn zu einem Saugband zu befördern. Die Abnehmerwalze funktioniert, indem sie Tabak von der großen Kardentrommel 9 herunterliest und ihn unter der Worfelwalze 41 hindurch leitet, was den Tabak auf eine perforierte rotierende Sammelröhre 43 beschleunigt. Durch die Sammelröhre 43 gehender Sog nimmt den Tabak auf und trägt in herum in den Luftstrom, der einen Schacht 44 hinaufgeht. Luft aus einem kleinen Gebläse wird in eine Volute 45 hineingeblasen, die unter der Sammelröhre eingebaut ist, die die Tabakfasern den Schacht hinauf bläst. Schwerere Tabakteilchen, Stengel und Vogelauge fallen durch den Luftstrom in den Stengelfang 46. Luft wird auch von einem großen Gebläse, das die Fasern auf ein perforiertes Band hochzieht, nach oben durch den Schacht gesaugt. Die Geschwindigkeit der Luft kann geändert werden, indem der in den Schacht eintretende Luftstrom verringert wird. Die Geschwindigkeit des Luftstroms wird passend zu dem verwendeten Produkt geändert.
Der Trichterabschnitt hat einen synchronisierten Antrieb, der die große Kardentrommel steuert, und einen Regelantrieb, der die Tabakdosierwalze oder -austragsbänder steuert, die einen von der Maschinengeschwindigkeit abhängigen variablen Sollwert haben können.
Der den Schacht hochgeleitete Tabak wird an der Unterseite eines Saugbandes gehalten, das ihn bis zu einem Formatband vorwärtsträgt. Die Tiefe des an dem Band gehaltenen Tabaks wird von Begrenzerscheiben auf die korrekte Tiefe gebracht.
Ein Endlos-Saugband 47, Bezug nehmend auf die 5 bis 9, läuft in der durch den großen Pfeil in 5 gezeigten Richtung längs durch die Kammer 40. Das Saugband 47 wird vorzugsweise von einem Servomotor angetrieben, das mit den anderen Motorantrieben synchronisiert ist, und ist luftdurchlässig, aber weitgehend undurchlässig für Tabak. Alternativ kann es mechanisch verbunden sein. Die Kammer 40 hat eine obere Wand 49 eine untere Wand 49', Seitenwände 50, 50' und Endwände 48, 48'. Die untere Wand 49' erstreckt sich von der Wand des stromabwärts befindlichen Endes 48' der Kammer 40 in Richtung auf die Wand des stromaufwärts befindlichen Endes 48, erreicht sie aber nicht. Eine sich abwärts erstreckende Wand 51 hängt von dem stromaufwärts befindlichen Rand der unteren Wand 49' ab und definiert zusammen mit einer Abwärtsverlängerung 52 der Wand des stromaufwärts befindlichen Endes 48 der Kammer einen Schacht 54, durch den Tabak in die Kammer eingeführt wird. Die Seitenwände 50, 50' sind im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Kammer 40. Die Endwände 48, 48' sind im Wesentlichen quer zu der Längsachse der Kammer 40. Das Saugband 47 tritt durch eine Eingangsöffnung 56 in der Endwand 48 in die Kammer 40 ein und verlässt die Kammer 40 durch eine Ausgangsöffnung 56' in der Endwand 48'. Ein Gebläse (nicht gezeigt) ist bereitgestellt, um Luft durch den Schacht 54 und die Saugkammer 40 zu ziehen; Tabak wird dem Schacht zugeführt und in der Luft mitgerissen.
Ein Drehschrittmotor 58 mit einem Getriebe ist außerhalb der Saugkammer 40 angeordnet und an einer Seitenwand 50 der Kammer 40 angebracht. Die Spindel 60 des Motors 58 verläuft durch ein Loch 62 in der Wand 50 der Kammer 40. Der Motor 58 ist an der Wand 50 der Kammer 40 angebracht, sodass die Spindel sich frei drehen kann und sodass keine Öl von dem Motor 58 durch das Loch 62 in die Saugkammer 40 eindringt. Das freie Ende 64 der Spindel 60 ist in der Kammer 40 über dem Saugband 47 und über der unteren Wand 49'. Das freie Ende 64 der Spindel ist mit dem Befestigungsende 66 eines Fingers 68 verbunden, der sich von der Spindel radial nach außen erstreckt. Das freie Ende 70 des Fingers 68 berührt die Oberseite des Saugbands 47. Ein Begrenzer 72 befindet sich unter dem Saugband 47 und hinter dem Ende 70 des Fingers 68. Ein Dichtebestimmungsmittel stromabwärts von der Saugkammer 70 bestimmt die Dichte frisch hergestellter Tabakstöcke (nicht gezeigt) mit einem konventionellen Strahlabschwächungsverfahren und sendet ein Steuersignal an einen Gewichtsregelungscomputer und von dort zu dem Motor 58.
7 zeigt eine erste Ausgestaltung des Fingers 68 und des Motors 58 im Detail. 8 ist eine Darstellung in aufgelösten Einzelteilen der Teile des Fingers 68 und des Motors 58 der in 7 illustrierten Ausgestaltung.
Das freie Ende des Fingers 68 definiert ein Segment eines Kreises, sodass die Oberfläche des Fingers 68, die das Band 47 berührt, gekrümmt ist. Es wurde festgestellt, dass diese Fingerform die Lebensdauer des Saugbands 47 verlängert. Vorzugsweise ist die Oberfläche des Fingers 68, die das Band 47 berührt, gehärtet oder sie hat einen harten Einsatz. Mehr vorzugsweise ist die Oberfläche des Fingers 68, die das Band 47 berührt, nitriergehärtet oder mit Wolframkarbid oder Keramik beschichtet.
Der Finger 68 ist mit einer Schraube 74, die durch einen offenen Ring 76 am Befestigungsende 66 des Fingers verläuft, an dem Spindelmotor 64 angebracht. Ein Toleranzring 78 sitzt zwischen dem offenen Ring 76 und einem Gehäuse 80, mit dem der Motor 58 an der Wand 50 der Saugkammer 40 angebracht ist. Eine O-Ringdichtung 82 zwischen dem Gehäuse 80 und der Kammerwand 50 verhindert, dass Luft oder Tabak zwischen dem Gehäuse und der Kammerwand hindurch gelangt. Eine Keilnutdichtung 84 zwischen der Motorspindel 60 und dem Gehäuse 80 verhindert, dass Öl aus dem Motor 58 in die Kammer 40 leckt, und verhindert das Eindringen von Tabak in den Motor 58. Der Motor 58 ist mit Schrauben 86 an dem Gehäuse 80 angebracht. Das Gehäuse 80 ist mit Schrauben 88 an der Wand 50 der Kammer 40 angebracht. Ein Bezugspunktsensor (nicht abgebildet) ist über dem Finger 68 angeordnet und ein Überdrehungssensor (nicht abgebildet) unterhalb des Fingers.
Der Motor kann von jedwedem Typ sein, ist aber vorzugsweise ein Schrittmotor oder eine andere proportionale Stellgliedvorrichtung, wie ein Elektroantrieb oder eine LVD-Vorrichtung.
9 zeigt eine zweite Ausgestaltung im Detail, die der Ausgestaltung der 7 und 8 ähnlich ist, bei der der Finger 68 aber über eine Verlängerungswelle 90 mit dem Motor 58 und dem Getriebe verbunden ist. Ein Ende 92 der Verlängerungswelle 90 ist hohl und nimmt die Spindel 60 des Motors 58 auf. Die Verlängerungswelle ist an der Motorspindel 60 angebracht und erstreckt sich von ihr in Richtung auf Wand 50' der Kammer. Das andere Ende 94 der Verlängerungswelle 90 verläuft durch den offenen Ring 76 am Befestigungsende 66 des Fingers 68. Eine Kappe 96 sitzt auf dem Ende 94 der Verlängerungswelle 90 und stößt an das Befestigungsende 66 des Fingers 68 an. Die Kappe 96 ist mit einer Schraube 98, die durch die Kappe 96 und in das Ende 94 der Verlängerungswelle 90 verläuft, an der Verlängerungswelle 90 befestigt. Die Kappe 96 stellt sicher, dass der Finger an der Verlängerungswelle 90 gehalten wird. In dieser Ausgestaltung erstreckt sich das Gehäuse 80 des Motors 58 durch das Loch 62 in der Wand 50' in Richtung auf die andere Wand 50 in die Kammer 40 hinein, um eine hohle zylindrische Hülse 100 zu bilden. Die Verlängerungswelle 90 verläuft durch die hohle zylindrische Hülse 100 hindurch und über sie hinaus. Das distale Ende 102 der hohlen zylindrischen Hülse 100 (relativ zu dem Motor 58) grenzt an einen Toleranzring 104 an, der auf der Verlängerungswelle montiert ist. Der Toleranzring 104 dichtet auch den Spalt zwischen dem distalen Ende 102 der hohlen zylindrischen Hülse 100 und dem Befestigungsende 66 des Fingers 68 ab.
Wie bei der ersten Ausgestaltung verhindert die O-Ringdichtung 82, dass Luft oder Tabak zwischen dem Gehäuse 80 und der Kammerwand 50' hindurch gelangt. Eine Keilnutdichtung 106 zwischen der Verlängerungswelle und der hohlen zylindrischen Hülse verhindert, dass Öl aus dem Motor 58 in die Kammer 40 leckt, und verhindert das Eindringen von Tabak in den Motor 58. Es ist zu beachten, dass die Motorspindel und die Verlängerungswelle von der hohlen zylindrischen Hülse 100 dem Toleranzring 104, dem Befestigungsende 66 des Fingers 68 und dem Deckel, die zusammen die Motorspindel 60 und die Verlängerungswelle 90 abdecken, vor der Abriebwirkung von Tabak geschützt werden.
Im Gebrauch wird das Saugband 47 von dem synchronisierten Servomotor unidirektional angetrieben, sodass es sich relativ zu dem Sauggehäuse 40 in einer zu der Längsachse der Kammer parallelen Richtung in einer Richtung bewegt, die in 5 durch den großen Pfeil gezeigt wird. Beim Antreiben des Saugbands 47 wird Luft mit einem nicht gezeigten Mittel durch den Schacht 54 in die Saugkammer 40 gesaugt. In der Luft mitgerissener Tabak (nicht gezeigt) wird stromaufwärts zu der unteren Wand 49' auf das Saugband 47 gesaugt. Auf das Saugband 47 gezogener überschüssiger Tabak wird von dem Begrenzer 72 entfernt, der von einem synchronisierten Servomotor angetrieben wird. Nach dem Abstreichen auf dem Saugband 47 verbleibender Tabak wird zu einem kontinuierlichen Tabakstrang geformt. Das Dichtebestimmungsmittel misst die Tabakdichte in dem frisch hergestellten Tabakstrang mit dem konventionellem Strahlabschwächungsverfahren. Wenn die Dichte des frisch hergestellten Tabakstrangs zu hoch ist, sendet das Dichtebestimmungsmittel ein Signal an den Motor 58 und bewirkt, dass der Motor 58 die Spindel 60 im Uhrzeigersinn (wenn die Spindel an ihrer Achse entlang in Richtung auf den Motor 58 betrachtet wird) dreht. Das Drehen der Spindel 60 bewirkt, dass sich der Finger 68 dreht und das freie Ende 70 des Fingers 68 sich im Uhrzeigersinn bewegt (wie zuvor gesehen). Die Bewegung des freien Endes 70 des Fingers 68 im Uhrzeigersinn bewirkt, dass es sich nach unten in Richtung auf den Begrenzer 72 bewegt. Wenn das Ende 70 des Fingers 68 sich in Richtung auf den Begrenzer 72 bewegt, bewegt sich das Saugband 47 in Richtung auf den Begrenzer 72. Die Bewegung des Saugbands 47 in Richtung auf den Begrenzer 72 vergrößert die von dem Begrenzer 72 weggeschnittene Tabakmenge. Folglich bleibt weniger Tabak auf dem Saugband 47 als zuvor und der Tabak wird von dem Saugband 47 zum Herstellen des Tabakstrangs, der viel weniger dicht ist, geliefert.
Wenn die Dichte des Tabakstrangs zu gering ist, sendet das Dichtebestimmungsmittel ein Signal an den Motor 58 und bewirkt, dass der Motor 58 die Spindel 60 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht (wenn die Spindel 60 an ihrer Achse entlang in Richtung auf den Motor 58 betrachtet wird). Die Bewegung des Endes 70 des Fingers 68 entgegen dem Uhrzeigersinn bewirkt, dass sie sich nach oben von dem Begrenzer 72 weg bewegt. Wenn sich das Ende 70 des Fingers 68 von dem Begrenzer 72 weg bewegt, bleibt das Saugband 47 mit dem Finger 68 in Kontakt und bewegt sich von dem Begrenzer 72 weg. Die Bewegung des Saugbandes 47 von dem Begrenzer 72 weg verringert die von dem Begrenzer 72 weggeschnittene Tabakmenge. Folglich bleibt mehr Tabak als zuvor auf dem Band 47 und es wird mehr Tabak von dem Band 47 zum Tabakstrang geliefert, der somit dichter ist. Der kontinuierliche Tabakstrang wird in doppeltlange Tabakstöcke geschnitten.
Jedesmal, wenn die Vorrichtung eingeschaltet wird, wird der Finger 68 auf eine Bezugsposition eingestellt, die von dem Bezugspunktsensor abgetastet wird. Die Bezugsposition ist so gewählt, dass die von dem Begrenzer von dem Saugband entfernte überschüssige Tabakmenge ungefähr korrekt ist. Wenn sich der Finger zu weit zum Begrenzer hin dreht, sendet der Überdrehungssensor ein Signal an den Motor 58, der dann die Position des Fingers 68 auf die Bezugsposition zurücksetzt. Der Finger wird daher daran gehindert, längere Zeitabschnitte in der falschen Position betrieben zu werden.
Die lineare Geschwindigkeit des Saugbandes 47, wobei jetzt auf 10 Bezug genommen wird, wird von der Länge des Tabakstrangs der herzustellenden Zigarette und der Zigarettenproduktionsgeschwindigkeit definiert. Das dichte Ende wird knapp vor dem Abgleichen gebildet, dies wird mit einem einzelnen Drehnocken durchgeführt, der Tabak in dem Strom zusammenpresst.
Der Nocken 110 dreht sich pro zwei linearer Zigarettenbewegungslängen am Saugband entlang um eine Umdrehung. Die Begrenzer- oder Abgleichscheiben 112 sind so eingestellt, dass ihre Umfangsgeschwindigkeit etwas größer ist als die lineare Tabakstockgeschwindigkeit und die Höhe des Tabakstroms mit Bezug auf die Abgleichscheiben 12 wird von der Gewichtsregelungseinheit (nicht abgebildet) geregelt. Abgestrichener Tabak wird beispielsweise mit einem Spiralschrauben- und Schütteltablett-Transportmechanismus zum Trichter zurückgeführt.
Der abgestrichene Tabak mit geformten verdichteten Enden wird dann auf ein Formatbett 114 geführt, wo der geschlossene Tabakstrang hergestellt wird. Das Formatbett hat einen von einem synchronisierten Servomotor angetriebenen Riemen, der Umhüllungspapier 116 von einer Bobine abzieht. Der Tabakstrang wird auf dieses Papier gelegt und der geschlossene Strang durch die Form des Formatbetts gebildet, die das Papier um den Tabakstrang herumwickelt. Klebstoff aus einem Vorratsbehälter wird mit einer Auftragsdüse 118 auf den Rand des Papiers aufgetragen, der Klebstoff wird getrocknet, indem der Tabakstrang unter einem temperaturgeregelten Heizstab 120 hindurchgeführt wird. An diesem Punkt stellt die Maschine einen kontinuierlichen geschlossenen Zigarettenstrang mit verdichteten Enden im Abstand von einfach- oder doppeltlangen Tabakstöcken an ihm entlang her.
Das in das Formatbett eingespeiste Zigarettenumhüllungspapier wird mit Hilfe eines Paares von Klemmrollen von der Bobine abgezogen. Wenn die Bobine aber aufgebraucht ist, muss das Papier angehalten werden, um automatisch die nächste Papierbobine anzukleben. Zu diesem Zweck wird die Bobinengeschwindigkeit vor dem Verbinden erhöht, um einen Papierbehälter zu füllen, um den konstanten Betrieb der Tabakstockherstellungseinheit während des Klebevorgangs zu ermöglichen. Nach dem Verbinden wird die Bobinengeschwindigkeit allmählich auf lineare Geschwindigkeit knapp unter der Formatbettgeschwindigkeit erhöht, um den Papierbehälter zu leeren. Wenn der Behälter leer ist, wird die Papiergeschwindigkeit erhöht, bis sie wieder gleich der Formatbettgeschwindigkeit ist. Der Bobinenantrieb kann ein unabhängiger Servoantrieb sein, der Maschinengeschwindigkeitssignale von dem Hauptachsenantrieb der Maschine erhält und ein weiteres Signal von einem Tanzarm erhält, um Geschwindigkeitskorrektur durch Fühlen der Papierspannung anzulegen.
Das Zigarettenpapier wird dann auf seinem Weg von der Bobine zum Formatbett durch einen Drucker geführt, wobei an diesem Punkt Herstellerinformationen wie z.B. der Markenname von einem Druckrad auf die Zigarette aufgedruckt werden. Das Druckrad kann vier Abdrücke haben und wird daher so gesteuert, dass es sich alle vier Tabakstocklängen einmal dreht. Der Drucker kann seinen eigenen synchronisierten Servomotor haben. Das macht es möglich, dass die Druckposition zur Qualitätsverbesserung nach vorn oder zurück verschoben werden kann, und zwar nicht durch Ändern der Länge des Papierdurchlaufs, wie das konventionell der Fall ist, sondern durch Phasenänderung zwischen den Drucker- und Formatbandservomotoren durch Softwareparameter.
Der fertige kontinuierliche geschlossene Tabakstrang wird dann zu einer Schneideinheit 124 gefördert, die eine an der Außenfläche einer rotierenden Trommel montierte Messerklinge hat. Die Trommel wird von einem Servomotor angetrieben, mit dem die lineare Antriebsgeschwindigkeit synchronisiert ist, sodass sich die Trommel alle zwei Zigarettenstocklängen einmal dreht, um den Tabakstrang in doppeltlange Tabakstöcke zu schneiden. Es ist unbedingt erforderlich, dass der Schnitt durch die Mitte des verdichteten Endes geht. Somit besteht bezüglich relativer Geschwindigkeit und Position eine genaue Beziehung zwischen dem Formatbandantrieb, dem Nocken für das verdichtete Ende und dem Messer.
Der Tabakstrang muss mit einer konstanten Geschwindigkeit in Bezug auf die Schneidvorrichtung laufen, da sonst die Zigarettenlänge variiert. Da aber die Zigarettenlänge von Marke zu Marke verschieden sein kann, wird das Ändern der Zigarettenstocklänge durch Ändern von Softwareparametern erreicht, die die Geschwindigkeits- und Positionsbeziehungen der betreffenden Servoantriebe definieren.
Die Schneidvorrichtung hat ein mechanisches Schärf- und Engratungssystem, um die Messerklinge nach jeder Umdrehung scharf zu halten. Ein Messervorschubmechanismus hält die Messerposition aufrecht, sodass während Schleif- und Entgratungsvorgängen verlorenes Messermaterial ersetzt wird.
Der kontinuierliche geschlossene Strang wird während des Schneidvorgangs von einem konventionellen Untermesser 126 gestützt.
Vor dem Schnitt werden die Tabakstöcke durch eine Isotopenstrahlensonde oder andere Dichtemessvorrichtung 122 geführt. Die Strangdichte wird elektronisch gemessen und jede Abweichung von vorbestimmten Grenzwerten bewirkt, dass das Band über den Begrenzerscheiben entsprechend angehoben oder gesenkt wird. Die Tabakstöcke passieren dann einen Sensor, der bewirkt, dass die ersten Tabakstöcke eines Durchgangs ausgeschieden werden, um die Qualitätskontrolle aufrecht zu erhalten. Die Tabakstöcke werden dann auf ein Kicker-Rad transferiert, das die Tabakstöcke zu einer Übergabevorrichtung zur Übergabe an den Filteransetzer beschleunigt. Der Kicker dreht sich pro zwei Schnittlängen (d.h. pro zwei doppeltlangen Tabakstöcken) einmal und sein Durchmesser ist derart, dass die Umdrehungsgeschwindigkeit der Außenfläche höher ist als die lineare Tabakstockgeschwindigkeit zum Erreichen der Beschleunigung. Der in den 11 bis 20 gezeigte Kicker nimmt die Tabakstöcke von der Schiene ab und transferiert sie zur Aufnahmetrommel der Übergabevorrichtung. Der in den 11 und 12 gezeigte Kicker ist ein Spiralkicker und der in den 13 bis 20 gezeigte Kicker ist ein (gerader) Inline Kicker. Beide können verwendet werden.
Die Aufnahmetrommel hat eine Ableckung und empfängt Tabakstöcke vom Kicker mit hoher Geschwindigkeit. Die Tabakstöcke werden in Rillen an der Trommel aufgenommen und verlangsamt und von einer Reihe von Sauglöchern entlang der Länge der Rillen festgehalten. Die Rillen haben aufgeweitete Enden, damit die Tabakstöcke leichter vom Kicker in den Rillen aufgenommen werden können.
Die Kicker-Baugruppe hat ein Hauptgehäuse 200, das an der Tabakstockmaschine montiert ist. An einem Ende des Gehäuses befindet sich ein Antrieb 210, der vom Tabakstockmaschinenantrieb über eine Welle am fernen Ende des Gehäuses (nicht abgebildet) durch Timex-Riemenscheibe und -Riemen (nicht abgebildet) angetrieben wird. Der Antrieb überträgt Antriebskraft über einen Antriebsriemen 212 auf eine zweite Welle, die Kicker-Welle 214. Sowohl die Antriebswelle als auch die Kicker-Welle haben verzahnte Riemenräder 116, auf denen der Antriebsriemen montiert ist. Der Riemen 212 wird in einem Riemengehäuse 218 gehalten, an dem ein Sauggehäuse 220 befestigt ist. Das Riemengehäuse ist um den Antrieb 210 herum schwenkbar, um das Kicker-Rad auf die korrekte Höhe über der V-Schiene der Tabakstockmaschine einzustellen. Am Riemengehäuse ist ein Stab 217 angebracht, an dem eine Führungsplatte 219 befestigt ist. Die Führungsplatte wird über der V-Schiene hinter dem Kicker-Rad gehalten und verhindert, dass die hinteren Enden von Tabakstöcken hochschnellen, wenn der vordere Rand vom Kicker-Rad aufgenommen wird. Außerdem dient sie dazu, die Tabakstöcke in der Reihe zu halten. Das Sauggehäuse ist in 20 abgebildet und weist einen massiven Flansch auf mit einer zentralen Öffnung 222 und einer Nabe 224, die mit dem Riemengehäuse verbunden ist. Im Umfang des Flansches befindet sich an einer Position zwischen der Mittelachse des Flanschs und der Vorderseite ein Saugkanal 226. Der Saugkanal läuft durch den Flansch zu einem Saugbehälter 228 an der Rückseite des Flanschs. Der Behälter 228 ist bereitgestellt, um eine konstante Saugwirkung zu gewährleisten, wie noch beschrieben wird. Der Behälter 228 ist mit einer Saugpumpe (nicht abgebildet) verbunden.
An einer an die Saugöffnung angrenzenden und leicht hinter ihr (in der Richtung der Tabakstockbewegung) liegenden Position befindet sich ein zweiter Kanal 229. Dieser Kanal 229 ist ein Tabakstockfreigabekanal und ist mit einer Luftzuleitung (nicht abgebildet) an der Rückseite des Flanschs verbunden, wobei der Tabakstockfreigabekanal 229 ungefähr parallel zum Saugkanal durch den Flansch hindurch verläuft. Die Luftzuleitung drückt Luft durch den Tabakstockfreigabekanal zum Aufheben der vom Saugkanal ausgeübten Saugwirkung, um Tabakstöcke vom Kicker freizusetzen.
Über dem Saugflansch, der statisch ist, ist ein Kicker-Rad 230 angeordnet. Das Kicker-Rad umfasst eine Vorderseite 232, einen Umfangsflansch 234 und eine Nabe 236. Die Nabe verläuft durch die mittlere Öffnung 222 des Saugflansches hindurch und ist zur Drehung damit an der Kicker-Welle 214 befestigt. Der Umfangsflansch ist nicht durchgehend, sondern durch zwei ausgesparte Bereiche 238 in zwei Abschnitte gleicher Länge unterteilt. Jeder Flanschabschnitt hat eine entlang seiner Länge laufende Nut 240 mit einer Reihe von gleichmäßig beabstandeten Löchern 242, die am Boden der Nut gebildet sind. Die Nuten sind von der Mitte des Flanschs versetzt angeordnet, sodass sie über den Saug- und Tabakstockfreigabekanälen des Saugflanschs liegend angeordnet sind, und sodass die Rillen, wenn er am Gehäuse montiert ist, über der Mittellinie 250 (13) von Tabakstöcken auf der V-Schiene der Tabakstockmaschine liegt.
Im Gebrauch dreht sich das Kicker-Rad 230 über den Tabakstöcken auf der V-Schiene. Die durch die Löcher in den Nuten ausgeübte Saugwirkung nimmt einzelne Tabakstöcke von der Schiene ab und die Drehung des Kicker-Rads beschleunigt die Tabakstöcke zur Aufnahmetrommel hin. Der Behälter im Saugflansch gewährleisted, dass die Sugwirkung aufrecht erhalten wird. Da die Saugwirkung durch Löcher in der Nut kommuniziert wird, wird die Saugwirkung im Effekt ein- und abgeschaltet, wenn die Löcher über die Saugvorrichtung laufen. Der Behälter schützt vor einem Saugwirkungsverlust, der bewirken könnte, dass ein Tabakstock vom Kicker freigegeben wird. Das ist besonders wichtig bei doppeltlangen Tabakstöcken, deren größeres Gewicht eine größere Saugwirkung erfordert.
Ein Tabakstock wird vom Kicker freigegeben, wenn ein ausgesparter Teil am Kicker-Umfang, wo es keine Löcher oder Schlitze gibt, über den Saugkanal hinweg läuft, wobei die Saugwirkung abgebrochen wird. Es besteht allerdings eine Tendenz für etwas Restsaugwirkung, die die Spitze des Tabakstocks anheben kann. Wie aus den 11 und 12 ersichtlich, ist der Abstand zwischen den Rillen der Aufnahmetrommel und ihrer Abdeckung klein und eine angehobene Spitze könnte von der Abdeckung beschädigt werden oder im schlimmsten Fall daran gehindert werden, in die Aufnahmetrommel hinein zu gelangen, was den Ausfall der gesamten Produktionsanlage verursachen würde.
Die durch den Tabakstockfreigabekanal geblasene Luft gewährleistet, dass jedwede Restsaugwirkung aufgehoben wird und dass die Spitze des Tabakstocks genau parallel zu den Aufnahmetrommelrillen ist, wenn er freigegeben wird. Dies gewährleistet, dass der Tabakstock erfolgreich von der V-Schiene zur Aufnahmetrommel transferiert wird.
Die Tabakstöcke von dem Kicker, Bezug nehmend auf 21 bis 25, werden an ein Aufnahmetrommel 334 übergeben. Tabakstöcke werden aus einer Richtung, die zur Drehachse der Trommel parallel ist, auf die Aufnahmetrommel gebracht. Alternativ könnte ein Spiralkicker verwendet werden, der Tabakstöcke in der gleichen Richtung übergeben würde. Die Aufnahmetrommel ist eine gerillte Trommel mit 18 Kegelrillen 336 an ihrem Umfang, von denen jede einen einzelnen Tabakstock vom Kicker 332 erhält. Dar Außenmantel der Aufnahmetrommel ist in 24 gezeigt.
Eine konventionelle Aufnahmetrommel hat 36 Rillen. Die 18 Rillen der Trommel 334 haben Mündungen, die breiter sind als konventionelle Rillen, was die Übergabe vom Kicker bei hohen Geschwindigkeiten erleichtert. Es ist zu beachten, dass die Aufnahmetrommel sich für den Betrieb mit 8000 Zigaretten pro Sekunde mit 222,2 U/min drehen muss, um eine Kapazität von 4000 doppeltlangen Tabakstöcken pro Minute zu ergeben.
Jede der Rillen hat ein konisch zulaufendes Aufnahmeende 338, das den Tabakstock in seine Position führen hilft. Es ist zu beachten, dass der Schrägungswinkel ausgewählt werden kann, um innerhalb der Beschränkung, 18 weite Rillenmündungen 340 um den Umfang der Trommel herum zu haben, die optimale Übergabe zu erhalten. Daher bestehen die Rillen aus zwei Teilen, einem Tabackstockbrems- und -halteteil 341, der schmal und lang genug ist, um einen doppeltlangen Tabakstock zu enthalten, und einem konisch zulaufenden Teil 338, der kürzer ist als der Stockhalteteil und sich von der Mündung 340, an der er die mehrfache Breite des schmalen Teils hat, zum Stockhalteteil hin verjüngt.
Die Tabakstöcke kommen vom Kicker mit hoher Geschwindigkeit an der Trommel an. Die Rillen haben eine Reihe von Vakuumlöchern 347, durch die Luft eingesaugt wird, um die Tabakstöcke zu bremsen und sie in der Trommel festzuhalten. Vorzugsweise erstrecken sich die Vakuumlöcher entlang der Länge des Stockhalteteils in den konisch zulaufenden Teil der Rille hinein entlang der Längsmittelachse 349 der Rille. Dies verleiht dem Bediener maximale Kontrolle über den Tabakstock und erlaubt die Steuerung des Tabakstocks, sobald er in die Rille einläuft. Der in 24 illustrierte Trommelmantel ist ohne Tabakstockanschläge abgebildet. Die Stockanschläge werden von in Schraubenlöchern 351 gehaltenen Schrauben befestigt und ihre Position ist variierbar. Die Reihe von Sauglöchern erstreckt sich bis zum Anschlag, wobei das letzte Loch 353 vergrößert ist. Am hinteren Ende der Reihe vor Löchern 347 endet jede der Reihen in einem länglichen Schlitz 355. Die Löcher in den Rillen, mit Ausnahme der Endlöcher 353, sind mit Gewinde versehen, damit sie zum Abstimmen der Rillen verschlossen werden können. Beispielsweise muss eventuell die Saugkraft für einen weniger dichten Zigarettenstock verringert werden.
Die Rillen sind gleich lang und breit. Zum Aufnehmen eines Doppeltabakstocks müssen die Rillen vielleicht länger als die einer Standard-Aufnahmetrommel sein. Der Teil der Trommel, der Tabakstöcke transferiert, wird von einer Saugabdeckungsanordnung 345 geschützt, die zum Festhalten ankommender Tabakstöcke in den Rillen beiträgt, indem sie zwischen der Rille und der Abdeckung 342 einen Luftströmungskanal erzeugt. Die Abdeckung 342 ist vorzugsweise durchsichtig. Abdeckungsanordnungen sind in der Technik gut bekannt und die vorliegende Anordnung unterscheidet sich vom Stand der Technik dadurch, dass sie länger ist, um die längeren Rillen abzudecken, und dass sie mit einer Reihe von Löchern 361 versehen ist. Diese Löcher 361 sind in den 11 und 12 zu sehen.
Die Anschläge am Ende der Stockhalteteile sind so positioniert, dass die Tabakstöcke mit ihrer Mitte auf die Mittellinie der Übergabevorrichtung ausgerichtet sind.
An der Vorderseite der Trommel befindet sich eine Innenrippe 359, die sich um die Innenseite herum erstreckt und Löcher zur Anbringung an einer Frontplatte hat.
Der Außenmantel der Aufnahmetrommel ist über dem Sauggehäuse montiert, das in 25 illustriert ist. Das Sauggehäuse hat einen Luftauslass 390, der mit einer Saugpumpe (nicht gezeigt) und vier Öffnungen 392 verbunden ist, die mit den Sauglöchern in den Rillen des Außenmantels kommunizieren, damit Luft von der Pumpe durch die Sauglöcher angesaugt und durch den Luftauslass 390 abgezogen werden kann, wodurch für die erforderliche Saugkraft zum Verzögern und Halten von Tabakstöcken in den Rillen gesorgt wird. Die Saugöffnungen 390 sind um das Sauggehäuse herum angeordnet, um sicherzustellen, dass entlang der gesamten Länge der Rillen ausreichend Luft durch die Sauglöcher in den Rillen gesaugt werden kann. Aus diesem Grund ist die Position der Öffnungen 392 am Sauggehäuse versetzt angeordnet.
Tabakstöcke von der Aufnahmetrommel werden auf eine Zwischentrommel 344 transferiert. Diese Trommel hält ebenfalls Stöcke in 14 Rillen durch Saugkraft fest. Die Trommel rotiert mit 285,7 U/min, um eine Betriebsgeschwindigkeit von 4000 Tabakstöcken/Minute zu erreichen.
Die Rillen der Zwischentrommel sind lang genug, um einen doppeltlangen Tabakstock festzuhalten. Im Gegensatz zur Aufnahmetrommel wird aber in den Rillen der Zwischentrommel nicht die gesamte Stocklänge gehalten. Nur ein mittlerer Teil wird festgehalten, während die Enden über eine Ausnehmung an jedem Ende der Rillen überhängen. Die Rillen der Zwischentrommel sind somit beträchtlich kürzer als die Stockhalteteile der Aufnahmetrommel.
Tabakstöcke werden mit Hilfe von Vakuumübergabetechnik zwischen der Aufnahmetrommel und der Zwischentrommel und dann den anderen Trommeln transferiert. Dieses Verfahren ist im Fach gut bekannt und beinhaltet das Festhalten eines Tabakstocks durch Saugkraft in der Rille einer ersten Trommel, Aussetzen dieser Saugkraft an dem Übergabepunkt, sodass der Tabakstock durch Saugkraft auf eine Rille der nächsten Trommel bewegt werden kann, wo die Saugkraft in dieser Rille den Tabakstock festhält.
Von der Zwischentrommel 344 werden die Tabakstöcke zu einer Schneidtrommel 346 transferiert, wo die doppeltlangen Stöcke an ihrem Mittelpunkt in zwei einfachlange Stücke geschnitten werden. Die Stöcke werden dann auf einer Spreiztrommel 348 voneinander getrennt und zu einer Filteransetztrommel 350 weitergegeben. Während sie sich auf der Filteransetztrommel befinden, wird vom Filteransetzer ein doppeltlanger Filterstab zwischen die beabstandeten Tabakstöcke gelegt. Im Filteransetzer wird dieser Filter an den zwei Tabakstöcken angebracht und dann geschnitten, um zwei fertige Zigaretten zu ergeben.
Die Schneid- und Spreiztrommeln sind Standardtrommeln, wie sie z.B. an der Hauni-Übergabevorrichtung Max-80 verwendet werden. Die Filtertrommel kann eine Standardtrommel sein, wie sie z.B. an der Hauni-Übergabetrommel Max-S verwendet wird. Eine weitere Beschreibung dieser Teile ist nicht erforderlich.
Aus den Figuren wird verständlich, dass die Aufnahmetrommel sich im Uhrzeigersinn dreht. Die Zwischentrommel nimmt die Tabakstöcke von der Aufnahmetrommel ab und muss die richtige Fließrichtung des Tabakstocks erhalten.
Die fünf Trommeln sind in einem Übergabegehäuse 352 montiert, das im Gebrauch an seinem einen Ende am Filteransetzer angebracht ist, z.B. am Befestigungspunkt 353. Eine Stützanordnung 354 zum Tragen des Gewichts der Trommeln ist ebenfalls bereitgestellt. Die Stütze ist zusätzlich auch am Filteransetzer angebracht.
In 23, auf die jetzt Bezug genommen wird, werden nur die Hauptbauteile der Übergabevorrichtung gezeigt, viele Standardteile wurden weggelassen. Die Trommeln werden von einem einzelnen Antriebsmotor über ein hutförmiges Getriebe 356 angetrieben, das an der Antriebswelle 358 der Aufnahmetrommel angebracht ist. Ein Gehäuse 360 ist über der Antriebswelle und in einem Sauggehäuse 362 angeordnet. Das Sauggehäuse wird von einer Reihe von Lagern und Ringen 362 und einem Lager- und Dichtungshalterring 364, an dem der gerillte Teil der Aufnahmetrommel angebracht ist, in der Aufnahmetrommel gehalten. Am Ende der Trommel ist eine Endplatte 365 angebracht.
Aus 23 ist ersichtlich, dass das Getriebe 356 ein Hutgetriebe ist und dass die innere Berührungsfläche um Öffnung 365 im Übergabegehäuse herum, die die Antriebswelle und das Schaugehäuse aufnimmt, eine Stirnsenkausnehmung 366 hat. Das Getriebe und die Stirnsenkausnehmung erlauben die Verwendung konventioneller Bauteile mit minimaler Abänderung. Das Gehäuse 352 ist mit einer abnehmbaren Abdeckung 368 verschlossen.
Eine Schneidgrundplatte 370 mit Öffnungen 372, 374, 376 ist an der Vorderseite des Gehäuses 352 angeordnet, sodass obere Öffnung 372 und zentrale Öffnung 374 über entsprechenden Öffnungen 378, 380 im Gehäuse für die Zwischen- bzw. die Schneidtrommel liegend angeordnet sind. Die Schneidgrundplatte ist zwischen dem Gehäuse und der Zwischen- und der Schneidtrommel angeordnet. Alle Trommeln haben Sauggehäuse, damit die Tabakstöcke in ihren Rillen gehalten werden können.
Sauggehäuse 382 für die Zwischentrommel ist in der Passöffnung 378 im Übergabegehäuse 352 aufgenommen und die Zwischentrommel ist auf der Saugtrommel angeordnet. Ein Fixierring 386 ist bereitgestellt, damit eine konventionelle Max 80 Aufnahmetrommelhalterung mit der Zwischentrommel verwendet werden kann. Der Fixierring ist notwendig, weil die Max 80 Aufnahmetrommel zur Verwendung mit einer Hauni-Spinne variabler Höhe vorgesehen ist, wobei als Folge dessen die Trommelmontageplatte, hier die Schneidgrundplatte 370, zum Schwenken um die Schneidtrommel herum konzipiert ist. Diese Platte ist jetzt fixiert, was konstante Mitten gewährleistet.
Sauggehäuse 383 für die Spreiztrommel sitzt in der Aufnahmeöffnung 384 im Gehäuse.
Der Antrieb für die Aufnahmetrommel und die Saugkraft für alle Trommeln sind konventionell und werden hier nicht beschrieben.
Die Anordnung der Rillen in den verschiedenen Trommeln ist dergestalt, dass die Tabakstöcke an der Mittellinie des Übergabepunktes entlang geleitet werden. Die Verwendung abgeschrägter oder konisch zulaufender Rilleneinläufe mit der doppelten normalen Breite und die damit einhergehende Verringerung der Anzahl von Rillen zusammen mit der größeren Länge der Aufnahmetrommel und der Verwendung von Vakuumlöchern entlang der gesamten Länge der Rillen ergibt eine Übergabevorrichtung, die doppeltlange Tabakstöcke mit Hilfe eines Kickers anstelle einer Spinne zuverlässig transferieren kann.
Der Filteransetzer ist in 26 schematisch dargestellt. Diese Darstellung zeigt auch Elemente der Übergabevorrichtung, die die gleichen Bezugsnummern haben und nicht noch einmal beschrieben werden. Der Filteransetzer 400 hat einen Trichter 402, der einen Vorrat an Filtern zum Zuführen zu der Filtertrommel hält. Der Filtertrichter kann von Hand aus Schragen oder automatisch aus Schragen für automatischen Betrieb oder von einem Filterstabeinleger gespeist werden. Die Filterstäbe in dem Trichter können Vierfach- oder Sechsfachkonfigurationen sein, d.h. vier Filtermundstücke pro Stab oder sechs Filtermundstücke pro Stab, was bedeutet, dass sie in zwei oder drei doppeltlange Stäbe geschnitten werden zum Einlegen zwischen den getrennten einfachlangen Tabakstöcken auf der Filteransetztrommel. So ergibt jeder Sechsfach-Filterstab schließlich die Filter für sechs Zigaretten. Die Filterstäbe werden von dem Trichter in den Nuten einer Filterschneidtrommel 404 abgelegt, wo sie mit Messern in zwei oder drei doppeltlange Filter geschnitten werden, die zwischen die Zigarettenstöcke auf der Filteransetztrommel eingelegt werden.
Die Tabakstöcke werden mit Belagpapier, das von einer Bobine 408 zugeführt wird, die von Hand auf den Filteransetzer geladen wird, mit den Filtern verbunden. Das Belagpapier wird von einer Antriebsrolle 410 von der Bobine gezogen. Die Bobine hat ein freies Ende, das in eine Klebeverbindungseinheit eingespeist wird. Das Ankleben der vollen Bobine an das Ende einer aufgebrauchten Bobine wird automatisch durchgeführt. Als Folge dessen braucht die Maschine zum Bobinenwechsel nicht anzuhalten. Das Laden der Bobinen erfolgt von Hand.
Der Filteransetzer weist auch eine Leimeinheit 412 auf, die Leim aus einem Vorratsbehälter auf das Belagpapier aufträgt, das dann durch eine Anordnung von 11 oder 8 Messern in einzellange Streifen geschnitten wird. Einzelne geleimte Streifen werden dann auf die Tabakstock-Filter-Tabakstock-Kombinationen auf der Taumelscheibentrommel zugeführt. Ein beheizter Rollenblock wird dann dazu verwendet, das Mundstückbelagpäpier um die Tabakstock/Filtermundstück-Kombinationen herum zu wickeln und den Leim zu trocknen, um eine doppeltlange Zigarette herzustellen. Die Doppelzigarette wird dann an der Mittellinie des Filters durchgeschnitten, um zwei einzellange Zigaretten zu bilden, die einander entgegengesetzt sind. Die Schneidtrommel hat eine Auswurföffnung, durch die Tabakstockpaare ausgeworfen werden können, zwischen denen kein Filter eingesetzt wurde. Außerdem werden auch die Filterzigaretten ausgeschieden, die die Klebestelle des Zigarettenumhüllungspapiers oder die Filterbelagpapier-Klebestelle aufweisen. Die fertigen Zigaretten auf einer Seite der Maschine werden zu einer Wendetrommel geleitet, die die Zigaretten umdreht, sodass alle Zigaretten in die gleiche Richtung zeigen. Dies erleichtert die Weiterverarbeitung.
Nach dem Filteransetzer werden die fertigen Zigaretten zu einer Prüfeinheit gebracht, die eine Prüftrommel hat, auf der Zigaretten einem Lecktest unterzogen werden, um sie auf Löcher oder Fehler im Papier zu prüfen. Dieser Test wird ausgeführt, indem Druckluft durch die Zigarette geblasen wird und der Druckabfall über die Zigarette gemessen wird. Die Kompaktheit der Zigarette und das Vorhandensein eines Filters wird geprüft, z.B. mit optischen oder Kapazitanzsensoren. Jeder Tabakstock, der eine dieser Prüfungen nicht besteht, wird abgelehnt und von der Prüftrommel abgeworfen. Als wahlweise zusätzliche Prüfung können Verdünnungstests durchgeführt werden, um die Wirksamkeit der angesetzten Filter zu prüfen, um Luft durch seine Seitenperforationen gesaugt werden zu lassen. Nach der Prüftrommel werden Zigaretten, die nicht abgelehnt wurden, zu einem nachgeschalteten Schragenfüller oder einer anderen Verarbeitungseinheit befördert, der bzw. die nicht Teil der vorliegenden Erfindung bildet.
Konventionelle Strangeinheiten und Filteransetzer werden von einem einzelnen Antrieb angetrieben, von dem durch entsprechende Untersetzungsgetriebe verschiedene sekundäre Antriebe abgegriffen werden. Dies ist sehr sperrig und unflexibel. Die die vorliegende Erfindung ausgestaltende kombinierte Tabakstockherstellungseinheit mit Filteransetzer verzichtet auf diese Anordnung und verwendet eine Anzahl separater Antriebe, die von einem dedizierten Motion-Controller (Bewegungscontroller) miteinander verbunden und gesteuert werden. Tabakstockherstellungseinheit und Filteransetzer werden von dem gleichen PLC-Controller gesteuert.
27, 28 bzw. 29 zeigen die Lage der Hauptmotoren in Tabakstockherstellungseinheit bzw. Filteransetzer. Tabelle 1 und Tabelle 2 unten zeigen die Auflistung bzw. Funktion jedes Motors in Tabakstockherstellungseinheit und Filteransetzer.
Tabelle 1:
TEXT FÄLLT
Tabelle 2:
Es ist zu beachten, dass das System zwar bezüglich Servomotoren beschrieben worden ist, aber auch andere Motoren als Servomotoren verwendet werden könnten, da ein gewisser Grad an Kontrolle auch durch die Verwendung eines konventionellen Regelmotors mit einem Drehzahlsteuersignal noch erreichbar ist. Alternativ können Motoren, die künstliche Intelligenz verwenden, für die Synchronisiation verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 29 wird die Positionierung der in Tabelle 2 genannten Motoren verständlich. Der Hauptantriebsmotor kann ein synchroner Servomotor sein. Die anderen Motoren am Filteransetzer sind Standardmotoren mit fester Drehzahl. 27 und 28 zeigen die entsprechende Situation für die Tabakstockherstellungseinheit, obwohl einige der Motoren aus Gründen der Klarheit weggelassen wurden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des Steuersystems umfasst die folgenden Hauptelemente:

1. Den Maschinencontroller;
2. Den Motion-Controller und Servomotoren;
3. Den Feldbus, der Sensoren, Druckluftventile und einige Motorantriebe mit dem Maschinencontroller verbindet;
4. Die HMI und
5. Prüfung und Ausschuss.

Der Maschinencontroller umfasst zwei PCs, die das Windows NT(TM)-Betriebssystem abarbeiten und so konfiguriert sind, dass einer ein Server und der andere ein Client ist. Andere Betriebssysteme, wie z.B. WIN CE, können verwendet werden. Die PCs kommunizieren über TCP/IP und Ethernet. Die Controller-Software steuert die Tabakstockeinheit und den Filteransetzer mit Standard-PLC-Funktionen, aber ohne eine PLC. Die PCs kommunizieren über den Feldbus mit den verschiedenen Maschinenvorrichtungen.
Der Motion-Controller und die Servomotoren erbringen durch einen fortgeschrittenen Motion-Controller die synchronisierte Steuerung von Servomotoren auf mehreren Achsen. Für jede Achse sind Motoreigenschaften, Drehzahl, Position und Phasenbeziehungen einprogrammierbar. Die Synchronisierung zwischen Motoren hängt von hochschnellen Datenübertragungen zwischen jedem Achsencontroller ab, der von dem Feldbus unabhängig ist.
Der Feldbus verbindet Geräte und Eingabe-Ausgabe-Terminals über ein einzelnes Kabel mit dem Maschinencontroller. Sensoren werden entweder direkt an dem Feldbuskabel angebracht oder an Verbinderblöcke an dem Kabel. Druckluftventile können über ihre eigene Schnittstelle in ihrem Ventilinselblock am Feldbus angebracht werden und andere Motorantriebe und die Motion-Controller werden direkt mit dem Kabel verbunden.
Die HMI stellt eine bedienerfreundliche grafische Benutzeroberfläche für Betrieb, Wartung und Konfiguration der Maschine bereit. In einer bevorzugten Ausgestaltung verwendet sie einen Berührungsbildschirm für Befehlseingaben durch den Bediener. Die HMI stellt Schaltflächen, Schieber, Tastenfelder usw. auf dem Bildschirm zur Eingabe von Daten und Befehlen an die Maschine bereit sowie Meldungen, Messgeräte, digitale Anzeigen, Diagramme, Berichte usw. auf dem Bildschirm zum Informieren des Bedieners. Sie hat auch eine Datenbank für mehrsprachige Meldungen und für historische Berichte.
Prüfungs- und Ausschusssysteme werden von einem unabhängigen dedizierten programmierbaren Controller gesteuert, der für Parametereinstellungen und Leistungsanzeige mit dem Maschinencontroller und dem HMI verbunden ist. Im Folgenden werden die Aspekte von Motion-Control, Feldbus und HMI des Steuersystems ausführlicher beschrieben.
Motion-Control. Es ist zu beachten, dass die synchronisierten Servomotoren alle auf den Abschneidmotor M21 synchronisiert werden, der den Bezugsmotor für die Motion-Controll bildet. Alternativ kann die Synchronisierung nach einer virtuellen Achse stattfinden. Die Beziehung zwischen der Formatbandgeschwindigkeit und der Abschneidmotordrehzahl bestimmt die Länge des geschnittenen Tabakstocks. Die Begrenzer- und Druckermotoren sind mit dem Abschneidmotor geschwindigkeits- und positionssynchronisiert und der Hauptantriebsmotor des Filteransetzers ist mit dem Abschneidmotor positionssynchronisiert. Der Formatbandtrommelmotor, der Saugkammermotor und der Trichtermotor sind mit dem Abschneidmotor geschwindigkeitssynchronisiert.
In konventionellen Herstellungsmaschinen sind diese Motoren durch komplexe Anordnungen von Getrieben, Wellen, Antriebsriemen usw. befestigt, um die verschiedenen, das Produkt bestimmenden Hauptfunktionen zu unterstützen. Durch die Verwendung eines Motion-Control-Systems werden der eine Hauptantriebsmotor und das assoziierte Antriebssystem eliminiert. Stattdessen wird eine Anzahl von Antriebsachsen als die optimale Lösung zwischen einem völlig mechanischen und einem völlig elektrischen System verwendet. Aus den Tabellen 1 und 2 ist ersichtlich, dass die bevorzugte Ausgestaltung 7 Achsen hat, 6 in der Tabakstockherstellungseinheit und 1 in dem Filteransetzer. Selbstverständlich sind andere Zahlen möglich und die anderen Motoren können auf separaten Achsen eingeführt werden. Die Verwendung von Motion-Control hat den offensichtlichen Vorteil, dass einige kostspielige Getriebe eliminiert werden, reduziert aber auch die Wartung, verkürzt die Bauzeit und verringert Lärm. Dies ist besonders wichtig im Zusammenhang mit der Steigerung von Produktionsgeschwindigkeiten. Darüber hinaus erlaubt Motion-Control es, dass die Phasenbeziehung zwischen den verschiedenen Achsen als eine Alternative zu mechanischen Einstellungen verwendet werden kann, um viel genauere Ergebnisse in viel kürzerer Zeit zu ergeben. Sie erlaubt fast unendliches Abstimmen der Beziehung zwischen den Achsen. Beispielsweise wird die mechanische Beziehung der Fangtrommel des Filteransetzers mit der Herstellungseinheit stark vereinfacht. Darüber hinaus können die Beziehungen zwischen den verschiedenen Achsen dynamisch verändert werden. In dem oben angegebenen Beispiel könnte daher die Phasenbeziehung der Fangtrommel je nach der Maschinengeschwindigkeit verändert werden, um eine optimale Übergabe zu gewährleisten. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, die Tabakstocklängen ohne Auswechseln von Teilen zu ändern. Gewöhnlich würde eine Änderung der Tabakstocklänge eine Produktionsumstellung auf eine andere Marke bedeuten. Dies erfordert, dass auf jeden Tabakstock eine andere Marke gedruckt wird. Bei Motion-Control könnte die Druckmarke mit Tintenstrahldruckmethoden elektronisch geändert werden und die relative Position auf dem Tabakstock sowie die Tabakstocklänge können beide durch Verändern der Beziehungen zwischen den Achsen eingestellt werden.
Die Motion-Control umfasst die bereits genannten sieben Motoren jeweils mit einem auf einer Grundplatte montierten Motorcontroller mit einem dedizierten Prozessor. Alternativ könnte die Steuerung in den Motor eingebettet sein. Der Prozessor ist zum Synchronisieren und zur Phasensteuerung der Motoren über ihre spezifischen Controller programmiert und Informationen über Phase und Geschwindigkeit werden dem Motion-Prozessor über eine dedizierte Hochgeschwindigkeitsübertragungsleitung zugeführt. Wie noch erläutert wird, kann der Motion-Controller auch mit dem Feldbus verbunden sein, sodass er Steuersignale wie Stopp, Start, Tippbetrieb usw. und Parametersignale wie Drehzahl, Phase usw. empfangen kann und Statussignale an das System senden kann. Die anderen Motoren, die nicht Teil des Motion-Control-Systems bilden, sind über ihre Controller oder über ihre Starter zum direkten Einschalten (DOL-Starter) mit dem Feldbus verbunden.
Feldbus. Der Feldbus besteht aus einem Kabel, das um die Tabakstockeinheit und den Filteransetzer herum verlegt ist, um das Backbone des Steuersystems zu bilden. Der Controller und die gesteuerten Elemente sind an dieses Kabel angeschlossen. Der Signalfluss wird von einem Softwareprotokoll geregelt. Die derzeit bevorzugten Protokolle sind DeviceNet(TM) und Profibus(TM). Dieses Protokoll regelt den Signalfluss zwischen mit dem Feldbus verbundenen Elementen, um das Routen spezifischer Signale zu und von spezifischen Geräten zu ermöglichen. In dem DeviceNet-Protokoll ist jedes Signal ein 8 Ddtenbytes enthaltendes Paket. Dem Paket sind Kopfinformationen (Header) vorangestellt, die Daten über den Inhalt der Meldung und ihre Priorität enthalten. Andere Geräte an dem Feldbus sind auf bestimmte Meldungsinhalte programmiert und akzeptieren oder akzeptieren nicht die Meldung in Abhängigkeit von dem Inhalt der Kopfinformationen. Der Prioritätsinhalt stellt sicher, dass zu jedwedem Zeitpunkt nur jeweils ein Gerät sendet. Auf diese Weise kann das Steuersystem so konfiguriert werden, dass ein zentraler Controller, im typischen Fall eine PLC oder ein PC, alle Funktionen steuern kann, oder so konfiguriert werden, dass es keinen zentralen Controller gibt und intelligente Geräte mit anderen intelligenten Geräten mit Hilfe von Peer-to-Peer- Kommunikation kommunizieren; diese Geräte führen dann die auf ihre eigenen Anwendungen bezogene Steuerfunktionen aus:
Die mit dem Feldbus verbundenen Geräte können konventionellen Geräten ähnlich sein mit dem Zusatz eines Prozessors, dessen Funktion die Codierung von Informationen zur Übertragung und die Decodieren von Meldungen ist, die das Gerät empfangen muss. Daher müsste beispielsweise ein Schalter Daten bezüglich dessen, ob er betätigt wird oder nicht, und möglicherweise Diagnoseinformationen darüber, ob seine Betriebsfläche schmutzig ist, Ober er zu heiß wird, zu viele Schwingungen erhält usw. übertragen. Andererseits könnte ein Motor Informationen wie z.B. Drehzahl, Drehmoment, Drehrichtung, Leistungstemperatur usw. senden. Der Motor kann auch Informationen wie Start, Stopp, Tippbetrieb, Drehzahl- oder Richtungsänderung usw. empfangen. Geräte, in die der erforderliche Prozessor noch nicht eingebunden ist, können trotzdem mit dem Feldbus verbunden sein, benötigen aber eine Schnittstelle für das Codieren und Decodieren. Selbstverständlich kann das Gerät in diesem Fall keine Diagnoseinformationen erzeugen.
30 zeigt eine Übersicht einer ersten Ausgestaltung des Steuersystems. Ein Feldbus 500 verbindet sechs Hauptsystemblöcke: die Herstellungseinheit 502, der Schaltschrank der Herstellungseinheit 504, den Filteransetzer 506, den Schaltschrank des Filteransetzers 508, die Prüfungseinheit 510 und das Steuersystem 512. Der Block der Herstellungseinheit weist die Herstellungseinheit-HMI 514, eine Anzahl von Sensorblöcken, hier als Sensorblöcke 516, 518 und 520 gezeigt, und einen Druckluftventileblock 522 auf. Jeder der Sensorblöcke, der Ventilblöcke und die HMI sind mit dem Feldbus 500 verbunden. Der Schaltschrank der Herstellungseinheit 504 hat eine Anzahl von Regelantrieben und einen Controller für die Herstellungsmaschine, die jeweils an den Feldbus angeschlossen sind. In der Figur werden Regelantriebe 524–530 für Abnehmer/Worfler, großes und kleines Gebläse und Tabakrückführung gezeigt. In dem Filteransetzer ist die Filteransetzer-HMI 532 direkt mit dem Feldbus verbunden, was auch für die Antriebsblocksensoren 534, Leimbereichssensoren 536, Druckluftventilkupplungen 538 und selbstreinigenden Druckluftventile 540 gilt. In dem Schaltschrank des Filteransetzers ist der Filteransetzer-Maschinencontroller 542 mit dem Feldbus 500 verbunden. In der Prüfungseinheit ist ein DeviceNet-Scanner 544 an den Feldbus angeschlossen. Mit dem Scanner 544, der als Schnittstelle dient, ist ein Prüfungs- und Ausschusscontroller 546 verbunden.
Ein DeviceNet-Manager 548 ist ebenfalls mit dem Feldbus verbunden. Selbstverständlich wird dieser Manager gemäß dem verwendeten Feldbusprotokoll gewählt. Schließlich ist auch ein zentraler Controller 550 mit dem Feldbus verbunden. Dieser zentrale Controller hat die Gesamtkontrolle über alle Maschinenfunktionen. Der zentrale Controller 550 hat Bildschirm-, Tastatur- und Mauseingänge 551, die auch an einen weiteren PC 552 für Programmiereingaben und an eine Datenerfassungsvorrichtung 554 angeschlossen sind, die über ein lokales Ethernet 556 mit einem DeviceNet-Manager 548 verbunden ist.
Der Motion-Controller für die synchronen Motoren 557 ist über eine Eingabe-Ausgabe-Verbindung 558 mit dem zentralen Controller 550 verbunden. Es ist zu beachten, dass der Motion-Controller nicht mit dem Feldbus verbunden ist. Daher werden z.B. über die HMIs eingegebene Betriebsparameter, auf die selbst auch Fernzugriff möglich ist, zuerst von dem zentralen Controller empfangen, der sie, falls zutreffend, an den Motion-Controller senden kann. Die Drehzahl- und Phasensteuerung der synchronisierten Motoren ist daher von den HMI-Funktionen getrennt.
31 illustriert eine alternative Steueranordnung. In dieser Figur sind die zwei HMIs, die als Bedienersteuerungs-Berührungsbildschirme (Touchscreens) 560, 562 gezeigt werden, über eine Grafikkabelverbindung mit dem zentralen Maschinencontroller 564 verbunden und werden von dem Feldbus oder Steuernetzwerk 566 abgesetzt gehalten. Eine der HMIs 560 wird zwar von dem Schaltschrank der Herstellungseinheit getrennt gezeigt, es gibt aber immer noch eine HMI für die Herstellungseinheit und eine für den Filteransetzer. Der Maschinencontroller ist über eine Ethernet-Verbindung mit Managementüberwachungssystemen 568 und dem Fabriknetzwerk 570 verbunden. In dem Schaltschrank der Herstellungseinheit und des Filteransetzers sind die Ventile und verschiedenen Eingabe-Ausgabe-Geräte alle zuvor mit dem Steuernetzwerk verbunden. Außerdem ist der Motion-Controller 572 aber auch mit dem Steuernetzwerk verbunden. Es ist zu beachten, dass die HMIs immmer noch durch den Gesamtmaschinencontroller 564 von der Motion-Control getrennt sind In 31 wird eine repräsentative Auswahl von Funktionen der Herstellungseinheit mit dem Steuernetzwerk verbunden gezeigt. Diese ist nicht ausführlich.
HMI (Mensch-Maschine-Schnittstelle). Es werden zwei HMIs benötigt, die verschiedene Fuktionen bereitstellen, eine für den Filteransetzer und eine für die Tabakstockherstellungseinheit. Dies macht zwei PCs erforderlich. Die PCs sind so konfiguriert, dass die Datenbank und ein HMI-Prozess auf dem Server-PC resident sind, und der andere als ein Client konfiguriert ist.
Die HMI-Software erlaubt zusätzlich zu dem Anzeigen von Maschinensteuerungs- und Meldungsfunktionen die Integration anderer PC-Applikationen für die Analyse historischer Daten, Performance-Berichte für vernetzte PCs oder Systeme und Online-Fehlerdiagnose- und Hilfe-Leistungsmerkmale wie z.B. Teilekataloge, Betriebsanleitungen, Expertensystemen und Bedienerschulungsvideos.
Die HMI verwendet offene Technologien, um maximale Konnektivität und die Benutzung von Technologien wie dem Internet und objektbasiertem Programmieren zu erlauben. Dies kann zum Verbinden mit anderen Anwendungen innerhalb der Fabrik für Wartungsverfolgung und mit einem zentralen Ersatzteillieferant für vorausschauende Wartung und Ersatzteilbestellung genutzt werden. Andere Anwendungen sind selbstverständlich möglich und fallen dem Fachmann ein.
An dem Filteransetzer und der Tabakstockherstellungseinheit ist eine separate HMI bereitgestellt, obwohl auch eine einzelne HMI verwendet werden könnte. Die HMI werden jeweils von einem PC gesteuert, der durch eine TCP/IP-Verbindung, zum Beispiel mit einem abgesetzten Lokalnetz, verbunden sein kann. Dies führt zu der Möglichkeit des Zugriffs auf die Controller des Filteransetzers und der Tabakstockherstellungseinheit von einem abgesetzten, möglicherweise noch nicht einmal in der Fabrik befindlichen Standort aus. Die HMIs verleihen dem Systemverwalter (Supervisor) eine Softwareschnittstelle zu der Zigarettenherstellungsmaschine. Die HMI-Anzeigen umfassen eine konfigurierbare Auswahl von Funktionstasten, die beispielsweise auf einem Berührungsbildschirm angezeigt werden können. Ein Bediener kann über ein Tastenfeld ein Passwort eingeben, das Zugang zu einer aus einem hierarchischen Satz von Steuerebenen verleiht. Beispielsweise gibt ein Hauptpasswort uneingeschränkten Zugang zu dem System, während ein beschränkterer Zugang etwa nur den Benutzerzugang zu gewissen Steuerfunktionen erlaubt. Als eine Alternativ zu einem Tastenfeld können Passworte und Benutzerkennungen auf Magnetstreifenkarten oder anderen Identifikationsvorrichtungen gespeichert werden und das HMI mit einem geeigneten Kartenleser versehen sein. Das HMI kann als ein PC mit einer geeigneten Schnittstelle zu dem Maschinenkontroller ausgeführt sein.
32 bis 36 zeigen Beispiele von HMI-Bildschirmen, die dem Bediener präsentiert werden. Viele der vom Benutzer auswählbaren Merkmale sind als Schaltflächen dargestellt. Dies sind Bildschirmbereiche, die eine Funktion durchführen, die der einer Drucktaste gleichkommt, wenn sie von dem Bediener ausgewählt werden. Wie aus der Schattierung der in den Figuren gezeigten Schaltflächen ersichtlich ist, können verschiedene Funktionsarten als verschiedenfarbige Schaltflächen angezeigt werden. Beispielsweise kann jede der folgenden Funktionen durch eine andere Farbe repräsentiert werden: Wechsel zu einem anderen Bildschirm; Abbrechen einer Funktion, die zurzeit abgearbeitet wird; Starten einer Funktion, die noch nicht abgearbeitet wird, Betriebsart Tippen (sehr langsame Bewegung eines Bauteils wie z.B. eines Motors), Fehler-Reset und Verschiedenes. Zu jedem beliebigen Zeitpunkt zeigt die HMI dem Bediener jeweils nur einen Bruchteil der verfügbaren Informationen oder der verfügbaren Bedienelemente an. 37 zeigt die Beziehung zwischen verschiedenen unterschiedlichen Bildschirmen an, die einem Bediener mit dem entsprechenden Berechtigungsgrad präsentiert werden könnte. Dem Fachmann ist es klar, dass 37 nur einige wenige der Bildschirme zeigt, die angezeigt werden könnten.
Der in 32 gezeigte Bildschirm ist das Hauptmenü. Die Informationen werden in vier Reihen präsentiert. Die erste Reihe 420 ist für die Anzeige von Meldungen. In 32 wird der Bediener hier informiert, dass die Maschine abgestellt ist, weil sie einen einen in der Rollenblockheizung erfasst hat, die außerhalb ihres voreingestellten Betriebsbereichs liegt. Bei laufender Maschine würde die Meldungenreihe auch die Maschinengeschwindigkeit in Zigaretten pro Minute (cpm) anzeigen.
Die zweite Reihe hat eine FEHLER-RESET-Schaltfläche 422', mit der der Bediener die Maschine nach der Beseitigung einer Störung rücksetzt. Die dritte Reihe hat eine STOPP-Schaltfläche 424, bei deren Auswahl die Maschine kontrolliert abgestellt wird, und einen SAUGKAMMERSCHUTZ 426.
Die vierte Reihe weist von links nach rechts die folgenden Schaltflächen auf:
HE VORBEREITEN 428
PARAMETEREINSTELLUNGSBILDSCHIRM 430
PHASENVERSCHIEBUNGSBILDSCHIRM 432
WARTUNGSMODUS-BILDSCHIRM 434
BILDSCHIRM ERWEITERTE DIAGNOSE 436
BILDSCHIRM GEHE ZU KONFIG. 438
Die Schaltfläche HE VORBEREITEN 428 wählt den in 33 gezeigten Bildschirm für die Vorbereitung der Tabakstockherstellungseinheit aus. Die Schaltfläche PARAMETEREINSTELLUNGSBILDSCHIRM 430 wählt den in 34 gezeigten Bildschirm für die Parametereinstellung aus. Auswählen der Schaltfläche PHASENVERSCHIEBUNGSBILDSCHIRM 434 bringt den Bediener zu dem in 35 gezeigten Phasenverschiebungsbildschirm. Die Auswahl von Schaltfläche WARTUNGSMODUS-BILDSCHIRM 434 bringt den Bediener zu einem Wartungsmodus-Bildschirm und die Auswahl der Schaltflächen BILDSCHIRM ERWEITERTE DIAGNOSE und BILDSCHIRM GEHE ZU KONFIG. 436, 438 den Bediener zu dem Bildschirm für die erweiterte Fehlersuche bzw. dem Bildschirm GEHE ZU KONFIG.
In 33, auf die jetzt Bezug genommen wird, ist die erste Reihe des Bildschirms für die Vorbereitung der Herstellungseinheit ähnlich der des Hauptmenüs, hat aber zusätzlich noch eine Anzeige der aktuellen Heizungstemperatur. In der zweiten Reihe befinden sich zusätzlich zu der FEHLERRESET-Schaltfläche die Schaltflächen HE-GEBLÄSE, TABAKBESCHICKUNG, TRICHTER und FORMATBANDSPANNUNG 440, 442, 444, 446. Jede dieser vier Schaltflächen schaltet die betreffende Einheit ein oder aus, wenn sie ausgewählt wird. Die dritte Reihe des Bildschirms hat zusätzlich zu der Schaltfläche für den auf dem Hauptbildschirm angezeigten Saugkammerschutz die Schaltflächen STRANGHEIZUNG EIN, HEIZUNG AUS, LEIM MANUELL und SAUGBANDSPANNUNG 448, 450, 452, 454. Die Schaltfläche STRANGHEIZUNG EIN schaltet die Strangheizung ein und die Schaltfläche HEIZUNG AUS schaltet die Heizung ab, damit Überdeckungs- und Heizungseinstellungen geprüft werden können. Die Schaltfläche LEIM MANUELL schaltet die Leimzufuhr ein und aus und die Schaltfläche SAUGBANDSPANNUNG ermöglicht das Ein- und Ausschalten der Saugbandspannvorrichtung. Im ausgeschalteten Zustand kann das Band entfernt und gewechselt werden. Die Schaltfläche SAUGKAMMERSCHUTZ schaltet den Saugkammerschutz ein und aus.
Die vierte Reihe des Bildschirms für die Vorbereitung der Herstellungseinheit hat eine Schaltfläche HAUPTMENÜ 456, über die das Hauptmenü wieder aufgerufen wird, und die Schaltflächen 458, 460 MANUELLER HE-BETRIEB und AUTOMATISCHER HE-BETRIEB, die den Bediener zu Bildschirmen für manuellen/automatischen Betrieb (nicht gezeigt) führen. Die Schaltfläche MANUELLER HE-BETRIEB funktioniert nur, wenn die Software feststellt, dass die Schaltfläche HE-GEBLÄSE 440 eingeschaltet ist, und AUTOMATISCHER HE-BETRIEB funktioniert nur, wenn die Schaltflächen HE-GEBLÄSE, TABAKBESCHICKUNG und TRICHTER in Einschaltstellung sind.
Der Bildschirm PARAMETER-EINSTELLUNG wird in 34 gezeigt. Er erlaubt dem Bediener die Einstellung bestimmter Parameter der Tabakstockherstellungseinheit über die HMI einfach durch Drücken der relevanten Bereich auf dem Bildschirm. Die Informationen auf dem Bildschirm PARAMETER-EINSTELLUNG sind in fünf Reihen unterteilt. In der ersten Reihe befinden sich die Schaltflächen TIPPFGESCHWINDIGKEIT, HE-HEIZUNG und ZIGARETTENLÄNGE 462, 464 und 466 zum Einstellen der Tippbetrieb-Geschwindigkeit bzw. der Temperatur der Heizung der Herstellungseinheit bzw. der Zigarettenlänge. In der zweiten Reihe sind die Schaltflächen NIEDRIGE GESCHW., OBERGRENZE FÜR HE-HEIZUNGSSTOPP und HE-TRICHTER-DREHZAHL 468, 470 und 472 zum Einstellen der niedrigen Betriebsgeschwindigkeit (in Zigaretten pro Minute), zum automatischen Abstellen der Heizung der Einheit, wenn die Temperatur den eingestellten Wert erreicht, und zum Einstellen der Trichterdrehzahl. In der dritten Reihe sind die Schaltflächen 474, 476 PRODUKT.-GESCHW. und UNTERGRENZE FÜR HE-HEIZUNGSSTOP zum Einstellen der Produktionsgeschwindigkeit und der Untergrenze für die Heizung der Herstellungseinheit. Die einzige Schaltfläche 478 in der vierten Reihe, WARTUNGSGESCHWINDIGKEIT, stellt die Maschinengeschwindigkeit für den Betrieb während Wartungsvorgängen ein. Mit der einzigen Schaltfläche 480 in der fünften Reihe, VORHERIGE ANZEIGE, kehrt der Benutzer wieder zum vorhergehenden Bildschirm zurück.
35 zeigt den Phasenverschiebungsbildschirm. Diese Anzeige hat vier Reihen Schaltflächen, wobei die zwei ersten unmittelbar verständliche Funktionen durchführen. In der ersten Reihe befinden sich die Schaltflächen DRUCKER-VORVERSTELL., BEGRENZER-VORVERSTELL. und FILTERANSETZER-VORVERSTELL. 482, 484 und 486. In der zweiten Reihe sind die Schaltflächen DRUCKER-VERZÖGERUNG, BEGRENZER-VERZÖGERUNG und FILTERANSETZER-VERZÖGERUNG 488, 490, 492. In der dritten Reihe befindet sich eine Schaltfläche PHASENEINSTELLUNG 494, über die der Bediener den Betrag wählen kann, um den die ausgewählte Achse von einer Option der ersten zwei Reihen eingestellt wird. Im typischen Fall sind die Einstellungen in Schritten von 0,1 mm. Die vierte Reihe hat die Schaltflächen VORHERIGE ANZEIGE und STOPP 496, 498.
Die illustrierten Bildschirme sind alle Beispiele von Heestellungseinheit-HMI-Bildschirmen. Es ist zu beachten, dass die Filteransetzer-HMI ähnliche Bildschirme entsprechend den Filteransetzerfunktionen anzeigt. 36 zeigt den Bildschirm FILTERANSETZER VORBEREITEN.
38 ist ein Ablaufdiagramm, das die Hauptsteuerschritte des Controllers erläutert. Der Controller, der von der HMI separat ist, kann im typischen Fall ein PC sein, der Steuersoftwareapplikationen verwendet, die unter Microsoft Windows NT abgearbeitet werden, oder ein Anzeigefeld.
Nach der Initialisierung, wenn der Controller festgestellt hat, dass die Maschine startbereit ist (bei 700), führt der Controller an 702 eine Anfahrroutine durch und überwacht dann an 704 aktiv die Zigarettenproduktionsgeschwindigkeit. Die Produktionsgeschwindigkeit kann mit anderen Produktionsdaten, wie Tabakstocklänge, Tabakdichte und Aufdruckposition, durch die HMI eingegeben werden. In der Praxis sind die meisten dieser Variablen für eine bestimmte Zigarettenmarke festgelegt und der Bediener kann über die HMI einfach die herzustellende Zigarettenmarke eingeben. Die beschriebene Filteransetzer- und Tabakstockherstellungseinheit-Kombination kann mit Geschwindigkeiten bis zu 8000 Zigaretten pro Minute (cpm) betrieben werden.
Der Bediener kann die Maschine jederzeit während der Produktion abstellen. An Schritt 706 sucht der Controller nach einer Anzeige eines manuellen Stopps und hält, wenn eine gefunden wird, die Produktion an und bewirkt, dass diese Informationen zum Anzeigen an die HMI gesendet werden. Der Controller sucht dann weiter nach einem Rücksetzbefehl, der, wenn er erhalten wird, bewirkt, dass der Controller zum Anfang des Steuerprozesses zurückkehrt. An Schritt 708 überwacht der Controller die Daten auf dem Feldbus auf ein Not-Aus-Signal, das von einem der Geräte an dem Feldbus empfangen werden kann, beispielsweise im Fall eines tatsächlichen oder bevorstehenden sprunghaften Vollausfalls eines Bauteils. An Schritt 710 überwacht der Controller die Daten auf dem Feldbus auf eine Andeutung auf einen Fehlerzustand. Bei beiden Schritten 712 oder 714 bewirkt der Controller die Unterbrechung der Produktion und sucht nach einem Rücksetzbefehl, genau so wie bei einem manuellen Stopp.
Die an den Feldbus angeschlossenen intelligenten Geräte können in der Lage sein, zwischen einem Zustand, der das Abstellen der Produktionsanlage erfordert, und einem Fehler, der bei Gelegenheit beseitigt werden muss, zu unterscheiden. An Schritt 716 sucht der Controller nach von den anderen Geräten an den Feldbus angelegten Warnsignalen und leitet diese Warnung an die HMI weiter, z.B. um angezeigt oder gedruckt zu werden oder anderweitig die Aufmerksamkeit des Bedieners auf sie zu lenken. An Schritt 718, nachdem er keinen Grund gefunden hat, weswegen die Produktion unterbrochen werden muss, und nachdem etwaige Warnmeldungen an die HMI gesendet worden sind, sucht der Controller an den Schritten 730 und 722 nach Informationen von Sensoren, die sich an der Umhüllungspapierbobine und der Belagpapierbobine befinden, um zu bestimmen, ob eine der Bobinen gewechselt werden muss. Ist dies der Fall, vergewissert sich der Controller, dass eine frische Bobine vorhanden ist und arbeitet dann, an Schritt 724 oder 726, die entsprechende Klebeverbindungsroutine ab, mit der das Regeln der Drehzahl der Bobine verbunden ist, um sie allmählich auf die Herstellungsdrehzahl zu bringen, während er den Zustand des Papiervorrats überwacht.
An Schritt 728 prüft der Controller, ob auf dem Bus Daten von der HMI vorliegen und geht, wenn das der Fall ist, entsprechend vor und teilt diese Tatsache der HMI mit. An Schritt 730 sendet der Controller Daten auf dem Feldbus zu der HMI, die nicht in die oben beschriebenen Kategorien fallen und erforderlich sein könnten, beispielsweise Betriebsdaten wie Betriebsgeschwindigkeiten, Ausgangsleistungsraten, Füllstand von Vorratsbehältern, Temperaturen usw.
39, 40 und 41 sind Ablaufdiagramme des Anfahrprozesses und helfen die Wechselwirkungen zwischen den HMIs und den Steuerungs-PCs zu verstehen. Wenn der Bediener die Anfahrroutine an Schritt 900 beginnt, vergewissert sich die Software zuerst an Schritt 902, dass alle Not-Rus-Vorrichtungen an dem System entsperrt sind. Dann prüft sie an Schritt 904, ob alle Schutzvorrichtungen und Abdeckungen an dem Filteransetzer und der Herstellungseinheit geschlossen sind. An Schritt 906 stellt sie sicher, dass die Druckluftversorgung eingeschaltet ist, und an Schritt 908 und 910 prüft sie, ob die angebrachten Wartungs- und Reinigungspläne befolgt werden. Schließlich werden an Schritt 912 die Haupttrennschalter geprüft und wenn sie eingeschaltet sind, ruft die Software die Filteransetzer-Startprozedur auf, wobei der Bediener an diesem Punkt den Bildschirm Filteransetzer vorbereiten von 31 auswählt. Die Filteransetzerstartprozedur beginnt durch Nachprüfen an 914 und 916, ob die Leimzufuhr und das Belagpapier in Ordnung sind. Ist dies der Fall, dann wählt der Bediener in dem HMI-Bildschirm an den Schritten 918, 920, 922, 924, 926 und 928 ROLLENBLOCK, ANSETZERGEBLÄSE, LEIMWALZE, MESSERMOTOREN, AUTOMATISCH/MANUELL und TIPPBETRIEB aus, um jede Funktion einzuschalten und zwischen automatischem und manuellem Betrieb zu wählen. Die Funktion TIPPBETRIEB bewegt den Filteransetzer vor, bis an 930, 932 bestimmt worden ist, dass die Belagpapierzufuhr in der richtigen Position ist und die Filterstäbe sich auf der Zuführtrommel befinden. An diesem Punkt kann die Software mit der Startroutine für die Herstellungseinheit fortfahren, die in 35 illustriert wird. Der Bediener wählt anfänglich an 934 die Menüsprache auf der HMI aus und drückt dann an 936 im Hauptmenü auf Bildschirm HE vorbereiten. Auf dem Bildschirm HE vorbereiten schaltet der Bediener dann an den Schritten 938, 940 und 944 die Gebläse der Herstellungseinheit, die Tabakbeschickung und den Trichter ein. An 946 lädt der Bediener die Bobine mit Papier und zieht das Papier durch den Drucker ein und wählt dann an 948 auf dem HMI-Display TIPPBETRIEB aus, woraufhin die Antriebe langsam herumbewegt werden, bis die Software an 950 detektiert, dass Tabak verfügar ist, wobei an diesem Punkt Papier an dem Formatbett entlang zugeführt wird und der Druckhebel an 952 eingerückt wird. Wenn an 954 festgestellt wird, dass alle Materialien richtig zugeführt werden, kann der Bediener an 956 auf dem Bildschirm HE vorbereiten die Schaltfläche AUTOMATISCHER HE-BETRIEB auswählen und dann vom Bildschirm AUTOMATISCHER BETRIEB automatisch betrieben werden.
Die beschriebene Zigarettenstockherstellungseinheit und der beschriebene Filteransetzer und das Steuerungsverfahren haben eine Anzahl von Vorteilen gegenüber Systemen vom Stand der Technik. Die Verwendung von synchronen Antriebsmotoren schließt die Notwendigkeit aus, von einem zentralen Motor angetriebene geräuschvolle uneffiziente Getriebe haben zu müssen, was eine höhere Betriebsgeschwindigkeit ermöglicht. Darüber hinaus können Parameter wie z.B. Druckposition und die Position des dichten Endes als ein mit der Drucker- oder Nockenphase in Bezug stehender Steuervorgang bewegt werden. Das bedeutet, dass diese Parameter mit geringeren Produktionsbrachzeiten eingestellt werden können. Das führt zu einer Verbesserung der Qualität, die die Produktionskosten senken kann. Zusätzlich dazu, dass sie höhere Betriebsgeschwindigkeiten verleihen, ist die Verwendung von synchronen Servomotoren auch sehr viel weniger geräuschvoll, was zu einer angenehmeren Arbeitsumgebung beiträgt. Außerdem ist der Energiebedarf viel geringer. Ein weiterer Vorteil des System ist, dass durch den Verzicht auf einen größeren Teil der mechanischen Verbindungselemente die Durchschnittszeit zwischen Ausfällen länger ist. Die Verwendung einer PC-gestützten HMI und intelligenter Sensoren und anderen Vorrichtungen veringert die durchschnittliche Reparaturzeit, da diagnosebezogene Informationen an der HMI erhältlich sind. Auch kann die HMI mit Hilfe eines Online-Katalogs das betreffende Bauteil identifizieren, das ersetzt werden muss. Dies wiederum kann die Größe des zu Lagerbestands, der geführt werden muss, reduzieren. Da die HMI über eine TCP/IP-Verbindung mit einem Intranet oder LAN verbunden werden kann, ist die Ferndiagnose sowie Fernreparaturen und -upgrades möglich. Außerdem können jetzt Werksdaten von einer zentralen Quelle zu einer Maschine oder einer Anzahl von Maschinen heruntergeladen werden. Dazu können Informationen wie Haupttakt, Schichtzeiten, Markendaten usw. zählen. Darüber hinaus kann die HMI zum Tragen von Anleitungsinformationen programmiert werden, die verwendet werden können, um Bediener beispielsweise über Aspekte der Maschinensteuerung zu informieren, die sie selten antreffen würden, oder um interaktive Schulungsprogramme abzuarbeiten, z.B. auf CD-ROM oder Schulungsvideos für neue Bediener.

Claims

Zigarettenherstellungsvorrichtung, umfassend: eine Tabakstockherstellungseinheit zum Herstellen doppeltlanger Tabakstöcke, einen Filteransetzer (400) zum Ansetzen von Filtern an Tabakstöcke zum Bilden von Filterzigaretten, eine Übergabevorrichtung zum Transferieren doppeltlanger Tabakstöcke von der Tabakstockherstellungseinheit zum Filteransetzer, bei der der Filteransetzer und die Tabakstockherstellungseinheit eine Mehrzahl von Vorrichtungen zum Überwachen und eine Mehrzahl von Vorrichtungen zum Beeinflussen von Parametern der Tabakstockherstellungseinheit, des Filteransetzers oder der hergestellten Zigaretten aufweist und bei der eine oder mehrere der genannten Überwachungsvorrichtungen und der genannten Parameter beinflusenden Vorrichtungen Parameter sowohl überwachen als auch beeinflussen, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch einen Controller (550) zum Steuern der Mehrzahl von Vorrichtungen am Filteransetzer und an der Tabakstockherstellungseinheit, einschließlich Variieren von einem oder mehr Parametern der Tabakstockherstellungseinheit, des Filteransetzers oder der hergestellten Zigaretten in Reaktion auf Bedingungen, die von einer oder mehreren der genannten Vorrichtungen überwacht werden, und einen Feldbus (500), wobei die Mehrzahl von Vorrichtungen und der Controller jeweils mit dem Feldbus verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Mehrzahl synchroner Motoren, die von einem Bewegungscontroller (557) gesteuert werden.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Bewegungscontroller mit dem Controller verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der der Bewegungscontroller mit dem Feldbus verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, bei der die Mehrzahl von Motoren einen Abschneidmotor (M21) zum Antreiben einer Vorrichtung (124) zum Schneiden einzelner Tabakstöcke, einen Saugkammermotor (M25) zum Antreiben eines Saugbands, einen Formatbandantriebsmotor (M24) und einen Trichtermotor (M5) zum Regeln der Geschwindigkeit, mit der Tabak aus einem Trichter gezogen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Rotationsgeschwindigkeit des Saugkammermotors, des Formatbandantriebsmotors und des Trichtermotors mit der Rotationsgeschwindigkeit des Abschneidmotors synchronisiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Rotationsgeschwindigkeit des Abschneidmotors, des Saugkammermotors, des Formatbandantriebsmotors und des Trichtermotors mit einer virtuellen Achse synchronisiert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, bei der die Mehrzahl der Motoren ferner einen Begrenzermotor (M22) zum Antreiben eines Nockens für das verdichtete Ende und eines Begrenzerscheibenpaares, einen Capstan-Motor und einen Druckermotor zum Antreiben eines Druckers zum Bedrucken des Zigarettenumhüllungspapiers hat
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der der Begrenzermotor und der Druckermotor (M23) mit dem Abschneidmotor oder der virtuellen Achse geschwindigkeits- und positionssynchronisiert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, bei der die Mehrzahl von Motoren ferner einen Filteransetzermotor zum Antreiben eines Filteransetzertrommelsatzes hat, bei der der Filteransetzermotor mit der Position des Abschneidmotors oder der virtuellen Achse synchronisiert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend wenigstens eine mit dem Feldbus verbundene Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI).
Vorrichtung nach Anspruch 11, beider die wenigstens eine HMI eine Tabakstockherstellungseinheit-HMI und eine Filteransetzer-HMI umfasst, wobei die Tabakstockherstellungseinheit-HMI und die Filteransetzer-HMI jeweils über den Feldbus mit dem Controller verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend wenigstens eine mit dem Controller verbundene Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI, 560).
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die wenigstens eine HMI eine Tabakstockherstellungseinheit-HMI und eine Filteransetzer-HMI umfasst, wobei die Tabakstockherstellungseinheit-HMI und die Filteransetzer-HMI jeweils mit dem Controller verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei der die wenigstens eine HMI mit einem Kommunikationsnetz verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der wenigstens eine der Mehrzahl von Vorrichtungen über eine Schnittstelle mit dem Feldbus verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei der wenigstens eine der Vorrichtungen eine Feldvorrichtung ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei der wenigstens eine der Mehrzahl von Vorrichtungen Daten einschließlich Diagnosedaten über den Feldbus zum Controller überträgt.
Zigarettenherstellungsvorrichtung, umfassend: eine Tabakstockherstellungseinheit zum Herstellen doppeltlanger Tabakstöcke, einen Filteransetzer (450) zum Ansetzen von Filtern an Tabakstöcke zum Bilden von Filterzigaretten, eine Übergabevorrichtung zum Transferieren doppeltlanger Tabakstöcke von der Tabakstockherstellungseinheit zum Filteransetzer, bei der der Filteransetzer und die Tabakstockherstellungseinheit jeweils eine Mehrzahl von Vorrichtungen zum Überwachen und eine Mehrzahl von Vorrichtungen zum Beeinflussen von Parametern der Tabakstockherstellungseinheit, des Filteransetzers oder der hergestellten Zigarette aufweist und bei der eine oder mehrere der genannten Überwachungsvorrichtungen und der genannten Parameter beinflussenden Vorrichtungen Parameter sowohl überwachen als auch beeinflussen, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch einen ersten Controller (550) zum Steuern der Mehrzahl von Vorrichtungen am Filteransetzer und an der Tabakstockherstellungseinheit, einschließlich Variieren von Parametern der Tabakstockherstellungseinheit, des Filteransetzers oder der hergestellten Zigaretten in Reaktion auf Bedingungen, die von einer oder mehreren der genannten Vorrichtungen überwacht werden, und einen zweiten Controller (564) zum Übermitteln von Filteransetzer-, Tabakstockherstellungseinheit- und Zigaretteninformationen an eine Bedienkraft und zum Übertragen von Eingabedaten vom Benutzer zum ersten oder zweiten Controller oder zu beiden.
Vorrichtung nach Anspruch 19, bei der der zweite Controller wenigstens eine Mensch/Maschine-Schnittstelle (HMI) hat und mit dem ersten Controller kommuniziert zum Übermitteln von Filteransetzer-, Tabakstockherstellungseinheit- und Zigarettendaten an eine Bedienkraft und zum Übermitteln von Eingabedaten an einen ersten Controller.
Vorrichtung nach Anspruch 19, bei der der zweite Controller einen mit einer Filteransetzer-HMI kommunizierenden Filteransetzer-Controller und einen mit einer Tabakstockherstellungseinheit-HMI kommunizierenden Tabakstockherstellungseinheit-Controller umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 21, bei der der Filteransetzer-Controller und der Tabakstockherstellungseinheit-Controller jeweils einen PC oder eine ähnliche Vorrichtung umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, bei der der Filteransetzer-Controller und der Tabakstockherstellungseinheit-Controller jeweils eine HMI haben.
Vorrichtung nach Anspruch 21, 22 oder 23, bei der der Filteransetzer-Controller und der Tabakstockherstellungseinheit-Controller miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, bei der der erste Controller und wenigstens einige der Tabakstockherstellungseinheit- und Filteransetzervorrichtungen mit einem Feldbus (500) verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 25, bei der der zweite Controller mit dem Feldbus verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 26, bei der der zweite Controller mit einem externen Kommunikationsnetz verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 27, ferner umfassend einen vom ersten Controller gesteuerten Bewegungscontroller zum Synchronisieren einer Mehrzahl von Motoren an der Tabakstockherstellungseinheit oder dem Filteransetzer oder an beiden.
Vorrichtung nach Anspruch 28, bei der die Mehrzahl von Motoren einen Abschneidmotor zum Antreiben einer Vorrichtung zum Schneiden einzelner Tabakstöcke aufweist und der Rest der Mehrzahl von Motoren mit dem Abschneidmotor synchronisiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, bei der die Mehrzahl von Motoren mit einer virtuellen Achse synchronisiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 26, 27 oder 28, bei der der Bewegungscontroller mit dem Feldbus verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15 oder 20 bis 24, bei der die HMI konfiguriert ist, um der Bedienkraft einen aus einem hierarchischen Satz von Bildschirmen anzuzeigen.
Vorrichtung nach Anspruch 32, bei der wenigstens einer des Satzes von Bildschirmen Schaltflächen darstellende Reihen von Bereichen zum Steuern von Tabakstockherstellungseinheit- oder Filteransetzerfunktionen hat.
Vorrichtung nach Anspruch 32 oder 33, bei der die HMI zum Anzeigen von Diagnoseinformationen vom Filteransetzer oder von der Tabakstockherstellungseinheit konfiguriert ist.
Verfahren zum Steuern der Herstellung von Zigaretten mit einer Vorrichtung, umfassend eine Tabakstockherstellungseinheit und einen Filteransetzer, die durch eine Tabakstockübergabevorrichtung miteinander verbunden sind, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Bereitstellen eines Feldbusses und eines mit dem Feldbus verbundenen Maschinencontrollers, Verbinden einer Mehrzahl von Vorrichtungen mit dem Feldbus zum Überwachen und einer Mehrzahl von Vorrichtungen zum Beeinflussen von Parametern der Tabakstockherstellungseinheit, des Filteransetzers oder der hergestellten Zigaretten, wobei eine oder mehrere der genannten Überwachungsvorrichtungen und der genannten Parameter beinflussenden Vorrichtungen Parameter sowohl überwachen als auch beeinflussen, Überwachen des Feldbusses vom Controller aus auf Daten von den Vorrichtungen und automatisches Einstellen von einem oder mehreren Parametern des Filteransetzers oder der Tabakstockherstellungseinheit gemäß dem Informationsinhalt der erhaltenen Daten.
Verfahren nach Anspruch 35, ferner umfassend das Bereitstellen eines zweiten Controllers zum Zusammenwirken mit dem Maschinencontroller, wobei der Maschinencontroller Daten von dem zweiten Controller erhält und Daten an ihn sendet.
Verfahren nach Anspruch 35 oder 36, bei dem der Maschinencontroller den Feldbus auf ein Signal kontrolliert, das einen Maschinenstoppbefehlseingang vom zweiten Controller anzeigt und, wenn das Maschinenstoppsignal vorliegt, ein Stoppsignal an die Feldvorrichtungen sendet.
Verfahren nach Anspruch 35, 36 oder 37, bei dem der Maschinencontroller den Feldbus auf ein Signal kontrolliert, das eine Not-Aus-Bedingung anzeigt oder anzeigt, dass eine Schutzvorrichtung an der Tabakstockherstellungseinheit oder dem Filteransetzer nicht angebracht ist, und, wenn das Stoppsignal vorliegt, ein Stoppsignal an die Feldvorrichtung sendet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 38, bei dem der Maschinencontroller den Feldbus auf ein Signal kontrolliert, das eine Fehlerbedingung an einer der Feldvorrichtungen anzeigt und, wenn das Fehlerbedingungssignal vorliegt, ein Stoppsignal an die Feldvorrichtung sendet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 37, bei dem der Maschinencontroller das Stoppsignal zusammen mit die Ursache des Stoppsignals identifizierenden Informationen auch an den zweiten Controller übermittelt.
Verfahren nach Anspruch 40, bei dem die an den zweiten Controller gesendeten Informationen Diagnoseinformationen und Bauteilidentifikationsinformationen enthalten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 41, bei dem der Maschinencontroller den Feldbus auf ein Signal kontrolliert, das auf eine nicht ideale Bedingung an einer der Feldvorrichtungen hinweist, und, wenn das Warnsignal vorliegt, ein Warnsignal an den zweiten Controller sendet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 42, bei dem das Feld von Geräten einen Abschneidmotor, der das Schneiden von Zigaretten-Tabakstöcken von einem von der Tabakstockherstellungseinheit produzierten kontinuierlichen Strang umwickelten Tabaks steuert, und eine Mehrzahl weiterer, mit dem Abschneidmotor synchronisierter Motoren aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 42, bei dem die Feldvorrichtungen einen Abschneidmotor, der das Schneiden von Zigaretten-Tabakstöcken von einem von der Tabakstockherstellungseinheit produzierten kontinuierlichen Strang umwickelten Tabaks steuert, und eine Mehrzahl weiterer Motoren aufweisen, wobei die weiteren Motoren und der Abschneidmotor mit einer virtuellen Achse synchronisiert sind.
Verfahren nach Anspruch 43 oder 44, bei dem die synchronisierten Motoren geschwindigkeitssynchronisierte Motoren und positionssynchronisierte Motoren beinhalten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 45, bei dem der Maschinencontroller den Feldbus auf ein Signal kontrolliert, das anzeigt, dass eine Umhüllungspapierbobine oder eine Belagpapierbobine fast aufgebraucht ist und, wenn das Signal erfasst wird, eine Routine zum Ankleben einer neuen Papierbobine an der vorhandenen Papierbobine einleitet.
Zigarettenherstellungsvorrichtung, umfassend: eine Tabakstockherstellungseinheit zum Herstellen doppeltlanger Tabakstöcke, einen Filteransetzer zum Ansetzen von Filtern an Tabakstöcke zum Bilden von Filterzigaretten, eine Übergabevorrichtung zum Transferieren doppeltlanger Tabakstöcke von der Tabakstockherstellungseinheit zum Filteransetzer, eine Mehrzahl von synchronisierten Motoren, jeweils zum Antreiben eines betreffenden Vorgangs im Filteransetzer oder in der Tabakstockherstellungseinheit, dadurch gekennzeichnet, dass der Filteransetzer und die Tabakstockherstellungseinheit jeweils eine Mehrzahl von Vorrichtungen zum Überwachen und eine Mehrzahl von Vorrichtungen zum Beeinflussen von Parametern der Tabakstockherstellungseinheit, des Filteransetzers oder der hergestellten Zigaretten aufweist, und bei der eine oder mehrere der genannten Überwachungsvorrichtungen und der genannten Parameter beinflussenden Vorrichtungen Parameter sowohl überwachen als auch beeinflussen, eine Bewegungssteuervorrichtung zum Steuern der Mehrzahl synchronisierter Motoren, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch ein System zum Steuern der Mehrzahl von Vorrichtungen am Filteransetzer und an der Tabakstockherstellungseinheit, einschließlich Variieren von einem oder mehr Parametern der Tabakstockherstellungseinheit, des Filteransetzers oder der herzustellenden Zigaretten in Reaktion auf Bedingungen, die von einer oder mehreren der genannten Vorrichtungen überwacht werden, wobei die Bewegungssteuervorrichtungen mit dem Systemcontroller verbunden sind, und einen Feldbus, wobei die Mehrzahl von Vorrichtungen und der Controller jeweils mit dem Kommunikationsnetz verbunden sind.
Zigarettenherstellungsvorrichtung, umfassend: eine Tabakstockherstellungseinheit zum Herstellen doppeltlanger Tabakstöcke, einen Filteransetzer zum Ansetzen von Filtern an Tabakstöcke zum Bilden von Filterzigaretten, eine Übergabevorrichtung zum Transferieren doppeltlanger Tabakstöcke von der Tabakstockherstellungseinheit zum Filteransetzer, wobei der Filteransetzer und die Tabakstockherstellungseinheit jeweils eine Mehrzahl von Vorrichtungen zum Überwachen und eine Mehrzahl von Vorrichtungen zum Beeinflussen von Parametern der Tabakstockherstellungseinheit, des Filteransetzers oder der hergestellten Zigaretten aufweist, und bei der eine oder mehrere der genannten Überwachungsvorrichtungen und der genannten Parameter beinflussenden Vorrichtungen Parameter sowohl überwachen als auch beeinflussen, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch ein Steuernetzwerk, wobei die Mehrzahl von Vorrichtungen mit dem Steuernetzwerk gekoppelt sind, einen ersten mit dem Steuernetzwerk verbundenen Controller zum Steuern der Mehrzahl von Vorrichtungen am Filteransetzer und an der Tabakstockherstellungseinheit, einschließlich Variieren von einem oder mehr Parametern der Tabakstockherstellungseinheit, des Filteransetzers oder der herzustellenden Zigaretten in Reaktion auf Bedingungen, die von einer oder mehreren der genannten Vorrichtungen überwacht werden, einen zweiten Controller, der mit dem ersten Controller gekoppelt ist und wenigstens eine HMI zum Übermitteln von Filteransetzer-, Tabakstockherstellungseinheit- und Zigaretteninformationen an eine Bedienkraft und zum Übertragen von Eingabedaten vom Benutzer zum ersten Controller hat.