EP1754418B1 - Verfahren und Einrichtung zur Zufuhr eines Zusatzstoffes auf eine Filtermaterialbahn - Google Patents

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EP1754418B1
EP1754418B1 EP06014315A EP06014315A EP1754418B1 EP 1754418 B1 EP1754418 B1 EP 1754418B1 EP 06014315 A EP06014315 A EP 06014315A EP 06014315 A EP06014315 A EP 06014315A EP 1754418 B1 EP1754418 B1 EP 1754418B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
web
additive
width
filter material
applicator
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP06014315A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1754418A1 (de
Inventor
Stephan Wolff
Franz-Peter Koch
Sönke Horn
Jan Peisker
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Koerber Technologies GmbH
Original Assignee
Hauni Maschinenbau GmbH
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Publication date
Application filed by Hauni Maschinenbau GmbH filed Critical Hauni Maschinenbau GmbH
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/02—Manufacture of tobacco smoke filters
    • A24D3/0295—Process control means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/02—Manufacture of tobacco smoke filters
    • A24D3/0204—Preliminary operations before the filter rod forming process, e.g. crimping, blooming
    • A24D3/0212—Applying additives to filter materials
    • A24D3/022—Applying additives to filter materials with liquid additives, e.g. application of plasticisers

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for supplying a, preferably liquid, additive to a moving, spread web of filter material of the tobacco-processing industry by means of at least one applicator member. Furthermore, the invention relates to an apparatus for producing filter rods for rod-shaped articles of the tobacco-processing industry.
  • Filter Tov which consists mostly of cellulose acetate, withdrawn from a supply as an endless strip and treated.
  • the stock here is usually a filter material bales or cellulose acetate bales with a weight between 400 and 1000 kg, usually 600 kg.
  • the filter tow is made of a fabric of loose together adherent threads which are pulled apart to form a wide and mostly flat web so that the threads are moved side by side and substantially in parallel.
  • the propagation of the web takes place in a spreader nozzle.
  • the singling of the threads takes place in a stretching zone which is formed by two roller pairs revolving at different peripheral speeds, of which at least one roller is grooved on its surface.
  • an additive which is usually liquid and consists for example of triacetin droplets, supplied in finely divided form.
  • the triacetin dissolves the threads, so that the threads adhere permanently to each other after being gathered into a round strand and wrapping with a filter paper strip in a filter rod machine, ie are crosslinked.
  • an additive consisting of a finely divided powdery substance can also be used. Preparation equipment of the prescribed type are in the patents US 5 060 664 A and US 4 511 420 A described.
  • From the EP 1 389 433 A1 are a method and a device for supplying a, preferably liquid, additive to a moving, spread web of filter material of the tobacco-processing industry by means of at least one applicator, wherein the additive is supplied via an application surface or an opening in an application device, wherein the size of the application surface or opening is adjusted.
  • the additive is supplied via an application surface or an opening in an application device, wherein the size of the application surface or opening is adjusted.
  • GB 2 042 375 A discloses a device for applying liquid to cigarette filter tow. Due to variations in the width of the towelette, the liquid which does not reach the tow is collected again and additionally supplied to the application element, namely a brush, in order subsequently to apply more liquid to the tow. The amount of liquid to be applied to the tow is kept constant.
  • GB 2 109 273 A discloses an apparatus and method for applying a plasticizer to fibrous filter material wherein the flow rate of the plasticizer to an applicator element, a rotating brush, is controlled as a function of the speed of the filter belt.
  • the feeding of the plasticizer is independent of the change in the width of the filter material.
  • GB 1 328 151 A discloses an apparatus in which a liquid is applied to a continuously agitated, elongated material, wherein excess liquid is returned and the amount of liquid provided is controlled in dependence on the speed of the material to which the liquid is applied.
  • excess liquid is returned and the amount of liquid provided is controlled in dependence on the speed of the material to which the liquid is applied.
  • the liquid is then returned to a reservoir, the has an increased level. This causes a pump to be driven at a higher speed to reduce the level of the reservoir. It should be necessary to provide a constant level as possible of the reservoir to allow a uniform application of liquid to the filter tow.
  • GB 1 290 346 A shows a device for applying liquid to a continuously moving, elongated material. It is stated that the amount of material taken up is greater with a larger width than with a smaller width of the filter material.
  • a method for supplying a, preferably liquid, additive to a moving, spread web of filter material of the tobacco processing industry by at least one applicator organ is further developed in that the amount of the supplied to the web per unit area additive in Depending on the width of the web is controlled, wherein the width of the filter material web via a scanner, a camera line, a laser sensor and / or detected by photoelectric sensors.
  • filter material in the form of filter material bales, for example cellulose acetate towballs, which are usually conditioned to have a typical width and thickness for a bale or batch prior to spraying with an additive, after appropriate stretching and spreading, which may vary accordingly from batch to batch.
  • more additive is applied to the web per unit area, if the width decreases or less additive is applied as the width increases. More additive is applied to the web per unit area as the application area is increased in the longitudinal direction of the fiber web. Less additive is applied to the web per unit area as the application area is reduced in the longitudinal direction of the fibrous web.
  • the amount of the additive preferably the mass that is supplied, should be as constant as possible in relation to the amount of the filter material, preferably to the mass. It is convenient to keep an applied base amount of the additive substantially constant for each batch of filter material.
  • the base quantity can be determined at the beginning of each batch based on the width and then kept constant. Appropriately, a constant amount per unit time and / or per unit weight of the filter material is provided. It is particularly expedient to provide a long-term control, so that, for each batch or for each filter material bale, a value determined for the batch essentially results for the amount or basic amount of the added additive. In this case, it may be sufficient to measure the width only at the beginning of the use of a batch or a filter material bale, and accordingly to control the amount of added additive.
  • an additional control of the supply of the additive on the density of the filter material web is provided.
  • short-term fluctuations in the density of the filter material web in the amount supplied can be taken into account, in which case preferably a method and a device according to the DE 199 50 034 A1 Use finds.
  • the base amount is then increased or decreased by one, in particular small, further amount of additive, depending on the density of the web.
  • the application surface which in the context of the invention can also be referred to as a passage surface or passage opening, has a constant width, which is arranged transversely to the conveying direction of the filter material web. This width is suitably larger than the width of the filter material web.
  • the application surface has a variable length along the axial direction of the conveying direction of the filter material web. Due to the variable length with constant width, the application surface can be adjusted. If so controlled that the size of the application surface is adjusted such that the additive-loaded web surface is constant, in particular at one or more times, a correspondingly simple and efficient control of the amount of the additive supplied to the web depending on the width of the web.
  • the application surface is changed by means of at least one cover.
  • the width of the filter material web is particularly easy to adjust via a scanner, a camera line, a laser sensor and / or via light barriers. As a result, the accuracy of the width determination of the web is increased.
  • the width of the filter material web is measured prior to entry into an additive application area.
  • additive application area is understood in particular to mean an additive application device or an additive application chamber.
  • the object is further achieved by a device for supplying a, preferably liquid, additive to a moving, spread web of filter material of the tobacco-processing industry by means of aumpsorgans, wherein a Web width measuring device and a control device are provided, wherein the amount of the supplied to the web per unit area additive is controllable in dependence of the determinable by the web width measuring device width of the web by the control device, wherein the web width measuring device comprises an electromagnetic radiation sensitive sensor.
  • the sensor is preferably sensitive to light.
  • the web width measuring device comprises an electromagnetic radiation source.
  • This is in particular a light source.
  • the web width measuring device expediently comprises a scanner, a camera, a laser sensor and / or at least one light barrier.
  • a scanner is to be understood in particular as an apparatus which is used, for example, in a conventional copier.
  • This is a device that has a light line on the one hand and a sensor that detects brightness differences on a light-sensitive line.
  • the line here is preferably transversely, in particular substantially perpendicular to the conveying direction of the filter material web.
  • a web density measuring device is further provided.
  • a very simple control is possible if the additive can be supplied via an application surface and the size of the application surface is adjustable.
  • a structurally simple device is provided when the application surface is variable by means of a cover.
  • the size of the application surface is adjustable, that the web surface acted upon by the additive is constant.
  • the delivery conditions for the additive are constant.
  • the nozzle parameters for a constant droplet size, a constant maintained droplet mist, an equal kinetic energy of the droplets and a constant spray angle can be such that the same amount is delivered from the nozzle at the same temperature and at the same pressure.
  • the size of the application surface is adjustable so that the area acted upon by the additive web surface is constant.
  • the web width measuring device is arranged upstream, in particular immediately after an additive application area.
  • the additive application area is preferably an additive application chamber or is comprised or arranged in such a chamber.
  • a device for producing filter rods for rod-shaped articles of the tobacco-processing industry is provided with a device according to the invention which has been described above.
  • Fig. 1 is a device for applying a plasticizer, z.
  • a plasticizer z.
  • the filter tow 2 is transported according to the conveying direction F from right to left.
  • spray nozzles 3 are arranged at a predetermined distance from each other.
  • the spray nozzles 3 each generate a spray cone 4.
  • the spray nozzles are arranged to produce a uniform and constant spray pattern, preferably equidistant and flat.
  • a fine mist-like hollow cone atomization of a plasticizer is achieved.
  • axial hollow cone nozzles from Lechler GmbH & Co. KG, Metzingen, Germany are suitable.
  • the spray nozzles 3 are supplied with a constant system pressure from one or more delivery sources to ensure optimum droplet size and velocity.
  • the spray cone 4 can cover.
  • the spray nozzles 3 are arranged below the filter tow 2 and spray the filter tow 2 transported over from below.
  • a movable, in particular motor-driven, cover plate 7 is arranged so that the spray surface of the spray cone 4 is limited and the appearance of the plasticizer takes place via an application surface 12.
  • the application surface 12 is variable in size and has, for example, in a dry filter removal an area of 0.
  • the spray 4 is completely sealed off from an order on the filter tow 2.
  • the size of the application surface 12 can be increased or reduced depending on the application and filter tow type or amount of filter tow, the spray nozzles 3 are still acted upon by a constant discharge pressure. This produces an overall constant spray pattern.
  • a voltage source 10 in particular a high voltage source, is further provided, so that the spray particles are provided with a charge.
  • the loading of the filter tow 2 with electrical charges is for example in the DE-A-42 09 606 disclosed.
  • the regulation of the order quantity of the plasticizer on the filter tow 2 is effected by the movable cover plate 7, which covers more or less spray area of the spray cone 4 as required.
  • the cover plate 7 is formed, for example, as a flexible spring plate and is moved by motor and / or spindle in Towraum or conveying direction F or against the Towraum or the conveying direction F.
  • a drive device 23rd provided, which is controlled by a control device 22 via a cable 24 '.
  • the control device 22 receives a width signal via a cable 24 from a width measuring device 20.
  • the width measuring device 20 emits a light cone 21 and receives the reflected light, in particular at the edges of the filter tow.
  • the drive device 23 is driven and the cover plate 7 is moved such that the application surface 12 is smaller or larger or remains constant.
  • the control is done such that with smaller width of the filter tow 2, the application area is increased and with larger width of the filter tow 2, the application area is reduced.
  • a circumferential band 5 is formed over the entire length of the device 1, which rotates about the roller 9.
  • the band 5 receives on its the filter tow 2 facing surface on the not absorbed by the filter tow 2 plasticizer.
  • the band 5 is guided after a deflection under a scraper edge 6 along to dissipate the excess triacetin on the belt 5.
  • the speed of the belt is preferably below the limit at which a drop of the plasticizer would dissolve during the deflection.
  • spray deflectors 8 arranged parallel to one another are formed, which cause as little plasticizer as possible to escape from the device 1.
  • the device 1 or feeder 1 is preferably provided with a housing or, as in the embodiment of Fig. 1 , at least partially provided with a housing.
  • the housing comprises, in particular, the spray chamber 25. Via a return 11, the excess application quantity is removed and returned to the storage container from which the spray nozzles are fed.
  • FIG. 3 shows schematic perspective views of the supply device 1, with corresponding parts being omitted for better understanding and for better illustration.
  • the spray nozzles 3 are arranged at regular intervals below the filter tow 2 and produce a two-dimensional spray surface or application surface 12. Due to the constant delivery pressure of the plasticizer, a uniform application of the plasticizer to the filter tow 2 is achieved by means of the spray nozzles 3.
  • the scraping edge 6 on the upper side of the band 5 is arranged transversely to the running direction of the band 5, so that the liquid absorbed by the band 5 is led to at least one side of the band 5 and runs down there and is collected in a collecting basin or a collecting trough.
  • Fig. 3 shows schematic perspective views of the supply device 1, with corresponding parts being omitted for better understanding and for better illustration.
  • the spray nozzles 3 are arranged at regular intervals below the filter tow 2 and produce a two-dimensional spray surface or application surface 12. Due to the constant delivery pressure of the plasticizer, a uniform application of the plasticizer to the
  • the filter tow 2 usually has a width that is smaller than the width of the application surface 12.
  • the width measuring device 20 is arranged transversely to the conveying direction F of the filter tow 2 and can also be arranged substantially perpendicular thereto.
  • Fig. 3 shows a schematic plan view of another embodiment of a feed device 1 according to the invention, wherein the width measuring device 20 comprises two laser sensors 26, 26 ', which are arranged in the region of the sides of the filter tow 2 and upstream immediately before the spray chamber 25.
  • the filter tow 2 passes via a pair of rollers 28 in the area of a spreader nozzle 27 and then in the range of the laser sensors 26, 26 ', whereby the positions of the edges of the filter tow 2 are determined and from this the width can be calculated.
  • Fig. 3 also the application surface 12 shown and an applied web surface 31.
  • the applied web surface 31 is limited by the boundaries of the application surface 12, which are arranged transversely to the conveying direction F of the filter tow 2 and by the edges of the filter tow 2, which are shown in phantom at this point.
  • the filter tow 2 passes to a pair of rollers 29, and then into an inlet funnel 29 of a known in the cigarette industry filter rod machine, z. B. the type KDF of the applicant, to be supplied.
  • Fig. 4 is a schematic side view of a part of the embodiment of the Fig. 3 shown.
  • the width measuring device 20 with two laser sensors 26, 26 'and the filter tow 2 over the entire width B can be seen particularly well.
  • the conveying direction F is out of the plane of the drawing sheet out to the viewer.
  • the reflections of the laser beam are absorbed by the filter tow 2 in the laser sensor 26, 26 '.
  • the corresponding laser beam as indicated in the laser beam 30, 30 ''', is reflected.
  • the edge of the filter tow 2 can be determined very accurately and the width B can be calculated via known distances of the two laser sensors 26, 26 '.
  • a camera system can also be used, a scanner which detects the tow width sensitive to light reflection, or a scan of the width by means of light barriers.

Landscapes

  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Zufuhr eines, vorzugsweise flüssigen, Zusatzstoffes auf eine bewegte, ausgebreitete Bahn aus Filtermaterial der Tabak verarbeitenden Industrie mittels wenigstens eines Auftragorgans. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von Filterstäben für stabförmige Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie.
  • Bei der Herstellung von Filterstäben für die Tabak verarbeitende Industrie wird Filtertow, das meist aus Zelluloseacetat besteht, als endloser Streifen von einem Vorrat abgezogen und behandelt. Der Vorrat ist hierbei üblicherweise ein Filtermaterialballen bzw. Zelluloseacetatballen mit einem Gewicht zwischen 400 und 1000 kg, üblicherweise 600 kg.
  • Das Filtertow besteht aus einem Gewebe aus locker aneinander haftenden Fäden, die zur Bildung einer breiten und meist ebenen Bahn auseinander gezogen werden, so dass die Fäden nebeneinander und im Wesentlichen parallel bewegt werden. Die Ausbreitung der Bahn erfolgt in einer Ausbreiterdüse. Die Vereinzelung der Fäden erfolgt in einer Reckzone, die von zwei mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten umlaufenden Walzenpaaren gebildet wird, von denen mindestens eine Walze an ihrer Oberfläche gerillt ist.
  • Nach der Vereinzelung der Fäden wird der Bahn ein Zusatzstoff, der meist flüssig ist und zum Beispiel aus Triacetin-Tröpfchen besteht, in fein verteilter Form zugeführt. Das Triacetin löst die Fäden an, so dass die Fäden nach ihrer Zusammenraffung zu einem runden Strang und Umhüllung mit einem Filterpapierstreifen in einer Filterstrangmaschine dauerhaft aneinander haften, d. h. vernetzt werden. Anstelle eines flüssigen Zusatzstoffes kann auch ein aus einer fein verteilten pulverförmigen Substanz bestehender Zusatzstoff verwendet werden. Aufbereitungsgeräte der vorgeschriebenen Art sind in den Patentschriften US 5 060 664 A und US 4 511 420 A beschrieben.
  • Aus der Offenlegungsschrift DE-A-199 59 034 ist bekannt, Filtertow mit einer quer zur Bewegungsrichtung des Filtertows angeordneten Reihe von Düsen mit Weichmacher zu besprühen. Hierbei werden die einzelnen Düsen mittels vorgeordneten, die Dichte des Filtertows in den betreffenden Abschnitten erfassenden Sensoren gesteuert.
  • Aus der EP 1 389 433 A1 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur Zuführung eines, vorzugsweise flüssigen, Zusatzstoffes auf eine bewegte, ausgebreitete Bahn aus Filtermaterial der Tabak verarbeitenden Industrie mittels wenigstens eines Auftragorgans bekannt, wobei der Zusatzstoff über eine Auftragfläche bzw. eine Öffnung in einer Auftragvorrichtung zugeführt wird, wobei die Größe der Auftragfläche bzw. -öffnung eingestellt wird. Hierdurch geschieht schon ein gleichmäßiges Auftragen von Zusatzstoff auf das Filtermaterial, beispielsweise wird die auf das Filtermaterial zugeführte Zusatzstoffmenge pro Zeiteinheit und/oder pro Auftragfläche konstant gehalten.
  • GB 2 042 375 A offenbart eine Vorrichtung zum Auftragen von Flüssigkeit auf Zigarettenfiltertow. Aufgrund Breitenvariationen des Towbandes wird die Flüssigkeit, die nicht auf das Tow gelangt, wieder eingesammelt und zusätzlich dem Auftragelement, nämlich einer Bürste, zugeführt, um anschließend verstärkt Flüssigkeit auf das Tow aufzutragen. Die Menge der auf das Tow aufzutragenden Flüssigkeit wird konstant gehalten.
  • GB 2 109 273 A offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Auftragen von einem Plastifizierungsmittel zu faserigem Filtermaterial, wobei die Flussrate des Plastifizierers zu einem Auftragelement, einer sich drehenden Bürste, in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Filterbandes gesteuert wird. Das Zuführen des Plastifizierers ist unabhängig von der Änderung der Breite des Filtermaterials.
  • GB 1 328 151 A offenbart eine Vorrichtung, in der eine Flüssigkeit auf ein kontinuierlich bewegtes, längliches Material aufgetragen wird, wobei überschüssige Flüssigkeit zurückgeführt wird und die Menge der zur Verfügung gestellten Flüssigkeit in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Materials, auf das die Flüssigkeit aufgetragen wird, gesteuert wird. Mit Verringerung der Breite des Bandes aus Tow ist angegeben, dass nicht sämtliche Flüssigkeit aufgenommen wird. Die Flüssigkeit wird dann zurückgeführt in ein Reservoir, das einen erhöhten Füllstand hat. Dieses führt dazu, dass eine Pumpe mit einer höheren Geschwindigkeit angetrieben wird, um die Füllstandshöhe des Reservoirs wieder zu verringern. Es soll notwendig sein, ein möglichst konstantes Füllniveau des Reservoirs vorzusehen, um einen gleichmäßigen Auftrag von Flüssigkeit auf das Filtertow zu ermöglichen.
  • GB 1 290 346 A zeigt eine Vorrichtung zum Auftragen von Flüssigkeit auf ein sich kontinuierlich bewegendes, längliches Material. Es ist angegeben, dass die Menge des aufgenommenen Materials bei größerer Breite größer ist als bei kleinerer Breite des Filtermaterials.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Zufuhr eines, vorzugsweise flüssigen, Zusatzstoffes auf eine bewegte, ausgebreitete Bahn aus Filtermaterial der Tabak verarbeitenden Industrie mittels wenigstens eines Auftragorgans derart weiterzubilden, dass die aus diesem Filtermaterial hergestellten Filter eine gleichmäßige Filterhärte aufweisen.
  • Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass ein Verfahren zur Zufuhr eines, vorzugsweise flüssigen, Zusatzstoffes auf eine bewegte, ausgebreitete Bahn aus Filtermaterial der Tabak verarbeitenden Industrie mittels wenigstens eines Auftragorgans dadurch weitergebildet ist, dass die Menge des auf die Bahn pro Flächeneinheit zugeführten Zusatzstoffes in Abhängigkeit der Breite der Bahn gesteuert wird, wobei die Breite der Filtermaterialbahn über einen Scanner, eine Kamerazeile, einen Lasersensor und/oder über Lichtschranken festgestellt wird.
  • Es ist nämlich erfindungsgemäß festgestellt worden, dass Filtermaterial, das in Form von Filtermaterialballen, beispielsweise Zelluloseacetat-Towballen, die üblicherweise so aufbereitet werden, dass sie vor dem Besprühen mit einem Zusatzstoff nach einer entsprechenden Reckung und Ausbreitung eine für einen Ballen bzw. die Charge typische Breite und Dicke aufweist, die entsprechend von Charge zu Charge variieren kann. Aus diesem Grund ist es zweckmäßig, wenn mehr Zusatzstoff auf die Bahn pro Flächeneinheit aufgebracht wird, sofern sich die Breite verringert oder weniger Zusatzstoff aufgebracht wird, wenn die Breite sich vergrößert. Mehr Zusatzstoff wird auf die Bahn pro Flächeneinheit aufgebracht, wenn die Auftragsfläche in Längsrichtung der Faserbahn vergrößert wird. Weniger Zusatzstoff wird auf die Bahn pro Flächeneinheit aufgebracht, wenn die Auftragsfläche in Längsrichtung der Faserbahn verkleinert wird. Die Menge des Zusatzstoffes, vorzugsweise die Masse, die zugeführt wird, soll allerdings im Verhältnis zur Menge des Filtermaterials, vorzugsweise zur Masse, möglichst konstant sein. Es ist zweckmäßig, eine aufgebrachte Basismenge des Zusatzstoffes für jede Charge aus Filtermaterial im Wesentlichen konstant zu halten. Die Basismenge kann zu Beginn jeder Charge anhand der Breite bestimmt werden und dann konstant gehalten werden. Zweckmäßiger Weise ist eine konstante Menge pro Zeiteinheit und/oder pro Gewichtseinheit des Filtermaterials vorgesehen. Es ist insbesondere zweckmäßig eine Langzeitsteuerung vorzusehen, so dass für jede Charge bzw. für jeden Filtermaterialballen im Wesentlichen ein für die Charge bestimmter Wert sich für die Menge oder Basismenge des zugeführten Zusatzstoffes ergibt. Für diesen Fall kann es ausreichend sein, nur zu Beginn der Verwendung einer Charge bzw. eines Filtermaterialballens die Breite zu messen und entsprechend hiermit die Menge des zugeführten Zusatzstoffes zu steuern.
  • Vorzugsweise ist eine zusätzliche Steuerung der Zufuhr des Zusatzstoffes über die Dichte der Filtermaterialbahn vorgesehen. Hierdurch können kurzzeitige Schwankungen der Dichte der Filtermaterialbahn bei der zugeführten Menge berücksichtigt werden, wobei in diesem Fall vorzugsweise ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß der DE 199 50 034 A1 Verwendung findet. Hierdurch wird dann die Basismenge je nach Dichte der Bahn zusätzlich um eine, insbesondere kleine, weitere Menge Zusatzstoff erhöht oder verringert.
  • Eine besonders einfache Steuerung ist dann möglich, wenn der Zusatzstoff über eine Auftragfläche zugeführt wird, wobei die Größe der Auftragfläche eingestellt wird. Die Auftragfläche, die im Rahmen der Erfindung auch als Durchtrittsfläche oder Durchtrittsöffnung bezeichnet werden kann, hat eine konstante Breite, die quer zur Förderrichtung der Filtermaterialbahn angeordnet ist. Diese Breite ist zweckmäßig größer als die Breite der Filtermaterialbahn. Die Auftragfläche hat eine variable Länge längsaxial zur Förderrichtung der Filtermaterialbahn. Durch die variable Länge bei konstanter Breite kann die Auftragfläche eingestellt werden. Wenn derart gesteuert wird, dass die Größe der Auftragfläche derart eingestellt wird, dass die mit Zusatzstoff beaufschlagte Bahnfläche konstant ist, und zwar insbesondere zu einem oder entsprechend mehreren Zeitpunkten, kann eine entsprechend einfache und effiziente Steuerung der Menge des auf die Bahn zugeführten Zusatzstoffes in Abhängigkeit der Breite der Bahn geschehen. Vorzugsweise wird die Auftragfläche mittels wenigstens eines Abdeckelements verändert. Besonders einfach ist die Breite der Filtermaterialbahn über einen Scanner, eine Kamerazeile, einen Lasersensor und/oder über Lichtschranken verstellbar. Hierdurch ist auch die Genauigkeit der Breitenbestimmung der Bahn erhöht.
  • Vorzugsweise wird die Breite der Filtermaterialbahn vor dem Einlauf in einen Zusatzstoffauftragbereich gemessen. Unter Zusatzstoffauftragbereich werden im Rahmen der Erfindung insbesondere eine Zusatzstoffauftragvorrichtung oder eine Zusatzstoffauftragkammer verstanden.
  • Die Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß durch eine Einrichtung zur Zufuhr eines, vorzugsweise flüssigen, Zusatzstoffes auf eine bewegte, ausgebreitete Bahn aus Filtermaterial der Tabak verarbeitenden Industrie mittels eines Auftragorgans gelöst, wobei eine Bahnbreitenmessvorrichtung und eine Steuervorrichtung vorgesehen sind, wobei die Menge des auf die Bahn pro Flächeneinheit zugeführten Zusatzstoffes in Abhängigkeit der mit der Bahnbreitenmessvorrichtung bestimmbaren Breite der Bahn durch die Steuervorrichtung steuerbar ist, wobei die Bahnbreitenmessvorrichtung einen auf elektromagnetische Strahlung empfindlichen Sensor umfasst. Der Sensor ist vorzugsweise auf Licht empfindlich.
  • Ferner vorzugsweise umfasst die Bahnbreitenmessvorrichtung eine elektromagnetische Strahlungsquelle. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine Lichtquelle. Zweckmäßigerweise umfasst die Bahnbreitenmessvorrichtung einen Scanner, eine Kamera, einen Lasersensor und/oder wenigstens eine Lichtschranke. Unter einem Scanner ist insbesondere eine Vorrichtung zu verstehen, die in einem üblichen Kopierer beispielsweise Verwendung findet. Hierbei handelt es sich um eine Vorrichtung, die zum einen über eine Lichtzeile verfügt und über einen Sensor, der auch über eine lichtempfindliche Zeile Helligkeitsunterschiede feststellt. Die Zeile ist hierbei vorzugsweise quer, insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Förderrichtung der Filtermaterialbahn.
  • Vorzugsweise ist ferner eine Bahndichtenmessvorrichtung vorgesehen.
  • Eine sehr einfache Steuerung ist dann möglich, wenn der Zusatzstoff über eine Auftragfläche zuführbar ist und die Größe der Auftragfläche einstellbar ist. Eine konstruktiv einfache Vorrichtung ist dann gegeben, wenn die Auftragfläche mittels eines Abdeckelements veränderbar ist.
  • Vorzugsweise ist die Größe der Auftragfläche derart einstellbar, dass die mit dem Zusatzstoff beaufschlagte Bahnfläche konstant ist. Es ist beispielsweise möglich, dass die Bereitstellungsbedingungen für den Zusatzstoff konstant sind. Beispielsweise bei Verwendung von Düsen können die Düsenparameter für eine konstante Tröpfchengröße, einen konstant aufrechterhaltenen Tröpfchennebel, eine gleiche kinetische Energie der Tröpfchen sowie einen konstanten Sprühwinkel derart gegeben sein, dass aus der Düse die gleiche Menge bei gleicher Temperatur und bei gleichem Druck abgegeben wird. Durch Veränderung der Größe des Auftragelements mittels eines Abdeckelements können diese Parameter konstant gehalten werden, so dass eine verlässliche und gute Auftragung des Zusatzstoffes auf das Filtermaterial gegeben ist.
  • Vorzugsweise ist die Größe der Auftragfläche derart einstellbar, dass die mit dem Zusatzstoff beaufschlagte Bahnfläche konstant ist.
  • Vorzugsweise ist die Bahnbreitenmessvorrichtung stromaufwärts, insbesondere unmittelbar anschließend zu einem Zusatzstoffauftragbereich angeordnet. Der Zusatzstoffauftragbereich ist vorzugsweise eine Zusatzstoffauftragkammer bzw. ist von einer derartigen Kammer umfasst bzw. in dieser angeordnet.
  • Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Filterstäben für stabförmige Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung, die vorstehend beschrieben wurde, versehen.
  • Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, auf die im Übrigen bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Einrichtung,
    Fig. 2a, 2b
    schematische perspektivische Schnittansichten der Einrichtung aus Fig. 1,
    Fig. 3
    eine schematische Draufsicht auf eine weitere erfindungsgemäße Einrichtung und
    Fig. 4
    eine schematische Seitenansicht eines Teils der Einrichtung der Fig. 3.
  • In den folgenden Figuren sind gleiche Elemente durch dieselben Bezugsziffern gekennzeichnet, so dass von einer erneuten Vorstellung der jeweiligen Elemente in diesen Fällen abgesehen wird.
  • In Fig. 1 ist eine Einrichtung zum Aufbringen eines Weichmachers, z. B. Triacetin, auf ein ausgebreitetes Filtertow 2 bzw. auf einen Filtermaterialstreifen gezeigt. Das Filtertow 2 wird gemäß der Förderrichtung F von rechts nach links transportiert.
  • Im unteren Bereich der Einrichtung 1 sind Sprühdüsen 3 in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet. Die Sprühdüsen 3 erzeugen jeweils einen Sprühkegel 4. Die Sprühdüsen sind zur Erzeugung eines gleichmäßigen und konstanten Sprühbildes, vorzugsweise äquidistant und flächig angeordnet. Mittels der Sprühdüsen 3 wird eine feine nebelartige Hohlkegelzerstäubung eines Weichmachers erreicht. Hierzu eignen sich insbesondere Axial-Hohlkegeldüsen der Firma Lechler GmbH & Co. KG, Metzingen, Deutschland.
  • Die Sprühdüsen 3 werden mit einem gleich bleibenden Systemdruck von einer oder mehreren Förderquellen versorgt, um eine optimale Tröpfchengröße und -geschwindigkeit sicherzustellen. Für das entstehende Sprühbild können sich die Sprühkegel 4 überdecken. Die Sprühdüsen 3 sind unterhalb des Filtertows 2 angeordnet und besprühen das vorbei transportierte Filtertow 2 von unten. Zwischen den Sprühdüsen 3 und dem Filtertow 2 ist ein verfahrbares, insbesondere motorangetriebenes, Abdeckblech 7 angeordnet, so dass die Sprühfläche der Sprühkegel 4 begrenzt wird und der Auftritt des Weichmachers über eine Auftragfläche 12 erfolgt. Die Auftragfläche 12 ist variabel in ihrer Größe und hat beispielsweise bei einer Trockenfilterentnahme eine Fläche von 0. Hierbei ist der Sprühnebel 4 vollständig von einem Auftrag auf das Filtertow 2 abgeschottet. Die Größe der Auftragfläche 12 ist je nach Anwendungsfall und Filtertowsorte bzw. Filtertowmenge vergrößerbar oder verkleinerbar, wobei die Sprühdüsen 3 nach wie vor mit einem konstanten Förderdruck beaufschlagt sind. Dies erzeugt ein insgesamt konstantes Sprühbild.
  • Um ein besseres Anhaften der Weichmacherpartikel des Sprühnebels 4 auf dem Filtertow 2 zu erreichen, ist ferner eine Spannungsquelle 10, insbesondere Hochspannungsquelle, vorgesehen, so dass die Sprühpartikel mit einer Ladung versehen werden. Die Beaufschlagung des Filtertows 2 mit elektrischen Ladungen ist beispielsweise in der DE-A-42 09 606 offenbart. Die Regulierung der Auftragsmenge des Weichmachers auf das Filtertow 2 erfolgt durch das verfahrbare Abdeckblech 7, die je nach Anforderung mehr oder weniger Sprühfläche der Sprühkegel 4 überdeckt. Das Abdeckblech 7 ist beispielsweise als biegsames Federblech ausgebildet und wird per Motor und/oder Spindel in Towrichtung bzw. Förderrichtung F oder entgegen der Towrichtung bzw. der Förderrichtung F bewegt. Zum Verfahren des Abdeckbleches 7 ist eine Antriebsvorrichtung 23 vorgesehen, die von einer Steuervorrichtung 22 über ein Kabel 24' gesteuert wird. Die Steuervorrichtung 22 erhält ein Breitensignal über ein Kabel 24 von einer Breitenmessvorrichtung 20. Die Breitenmessvorrichtung 20 sendet einen Lichtkegel 21 aus und empfängt das reflektierte Licht, insbesondere an den Kanten des Filtertows. Entsprechend der aufgenommenen Breite der Breitenmessvorrichtung 20, die über das Kabel 24 der Steuervorrichtung 22 zugeführt wird, wird die Antriebsvorrichtung 23 angesteuert und das Abdeckblech 7 derart verfahren, dass die Auftragfläche 12 kleiner oder größer wird bzw. konstant bleibt. Hierbei geschieht die Steuerung derartig, dass bei kleinerer Breite des Filtertows 2 die Auftragfläche vergrößert wird und bei größerer Breite des Filtertows 2 die Auftragfläche verkleinert wird.
  • Oberhalb des Filtertows 2 ist ein umlaufendes Band 5 über die gesamte Länge der Einrichtung 1 ausgebildet, das über die Rolle 9 umläuft. Das Band 5 nimmt an seiner dem Filtertow 2 zugewandten Oberfläche den vom Filtertow 2 nicht aufgenommenen Weichmacher auf. Das Band 5 wird nach einer Umlenkung unter einer Abstreifkante 6 entlang geführt, um das überflüssige Triacetin auf dem Band 5 abzuführen. Die Geschwindigkeit des Bandes liegt dabei vorzugsweise unterhalb der Grenze, bei der sich ein Tropfen des Weichmachers bei der Umlenkung lösen würde. Außerdem sind parallel zueinander angeordnete Sprühnebelbarrieren 8 ausgebildet, die bewirken, dass möglichst wenig Weichmacher aus der Einrichtung 1 austritt. Die Einrichtung 1 bzw. Zufuhreinrichtung 1 ist vorzugsweise mit einem Gehäuse versehen bzw., wie in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1, wenigstens teilweise mit einem Gehäuse versehen. Das Gehäuse umfasst insbesondere die Sprühkammer 25. Über einen Rücklauf 11 wird die überschüssige Auftragmenge abgeführt und in den Vorratsbehälter, aus dem die Sprühdüsen gespeist werden, zurückgeleitet.
  • In den Fig. 2a und 2b sind schematische perspektivische Ansichten der Zufuhreinrichtung 1 dargestellt, wobei zum besseren Verständnis und zur besseren Veranschaulichung entsprechende Teile weggelassen wurden. Die Sprühdüsen 3 sind in regelmäßigen Abständen unterhalb des Filtertows 2 angeordnet und erzeugen eine zweidimensionale Sprühfläche bzw. Auftragfläche 12. Durch den konstanten Förderdruck des Weichmachers wird mittels der Sprühdüsen 3 eine gleichmäßige Aufbringung des Weichmachers auf das Filtertow 2 erreicht. Die Abstreifkante 6 auf der Oberseite des Bandes 5 ist quer zur Laufrichtung des Bandes 5 angeordnet, so dass die vom Band 5 aufgenommene Flüssigkeit zu mindestens einer Seite des Bandes 5 geleitet wird und an diesem herunter läuft und in einem Auffangbecken oder einer Auffangwanne aufgefangen wird. Wie in Fig. 2b angedeutet ist, ist das Abdeckblech 7 verfahrbar, so dass die Auftragfläche 12 vergrößert oder verkleinert werden kann. Das Filtertow 2 hat üblicherweise eine Breite, die kleiner ist als die Breite der Auftragfläche 12. Die Breitenmessvorrichtung 20 ist quer zur Förderrichtung F des Filtertows 2 angeordnet und kann auch im Wesentlichen senkrecht hierzu angeordnet sein.
  • Fig. 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Zufuhreinrichtung 1, wobei die Breitenmessvorrichtung 20 zwei Lasersensoren 26, 26' umfasst, die im Bereich der Seiten des Filtertows 2 und stromaufwärts unmittelbar vor der Sprühkammer 25 angeordnet sind. Das Filtertow 2 gelangt über ein Walzenpaar 28 in den Bereich einer Ausbreiterdüse 27 und anschließend in den Bereich der Lasersensoren 26, 26', wodurch die Positionen der Ränder des Filtertows 2 ermittelt werden und hieraus die Breite berechnet werden kann. Zur besseren Veranschaulichung ist in Fig. 3 auch die Auftragfläche 12 dargestellt und eine beaufschlagte Bahnfläche 31. Die beaufschlagte Bahnfläche 31 ist durch die Begrenzungen der Auftragfläche 12, die quer zur Förderrichtung F des Filtertows 2 angeordnet sind und durch die Ränder des Filtertows 2, die an dieser Stelle gestrichelt dargestellt sind, begrenzt. Nach Besprühen mit Triacetin gelangt das Filtertow 2 zu einem Walzenpaar 29, um anschließend in einen Einlauftrichter 29 einer in der Zigarettenindustrie bekannten Filterstrangmaschine, z. B. vom Typ KDF der Anmelderin, zugeführt zu werden.
  • In Fig. 4 ist schematisch in einer Seitenansicht ein Teil der Ausführungsform der Fig. 3 dargestellt. Insbesondere gut zu erkennen ist die Breitenmessvorrichtung 20 mit zwei Lasersensoren 26, 26' sowie das Filtertow 2 über die gesamte Breite B. Die Förderrichtung F ist aus der Ebene des Zeichnungsblattes heraus zum Betrachter. Es sind schematisch einige Laserstrahlen 30-30''' dargestellt, wodurch gezeigt werden soll, wie die Lasersensoren 26, 26' grundsätzlich funktionieren. Aus einer Schar Laserstrahlen bzw. einem Laserstrahlenfächer oder einer Laserstrahlenlinie sind jeweils nur die äußeren Laserstrahlen dargestellt, nämlich für den Lasersensor 26 die Laserstrahlen 30 und 30' und für den Lasersensor 26' die Laserstrahlen 30'', 30'''. Es werden die Reflektionen des Laserstrahls durch das Filtertow 2 im Lasersensor 26, 26' aufgefangen. Sobald ein Laserstrahl aus der Laserstrahllinie auf das Filtermaterial 2 trifft, wird der entsprechende Laserstrahl, wie beim Laserstrahl 30, 30''' angedeutet ist, reflektiert. Hierdurch kann sehr genau die Kante des Filtertows 2 festgestellt werden und über bekannte Abstände der beiden Lasersensoren 26, 26' die Breite B berechnet werden. Anstelle der Lasersensoren 26, 26' kann auch ein Kamerasystem Verwendung finden, ein Scanner, der lichtreflektionsempfindlich die Towbreite feststellt, oder eine Abtastung der Breite mittels Lichtschranken.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Zufuhreinrichtung
    2
    Filtertow
    3
    Sprühdüse
    4
    Sprühkegel
    5
    Band
    6
    Abstreifkante
    7
    Abdeckblech
    8
    Barrieren
    9
    Rolle
    10
    Spannungsquelle
    11
    Rücklauf
    12
    Auftragfläche
    20
    Breitenmessvorrichtung
    21
    Lichtkegel
    22
    Steuervorrichtung
    23
    Antriebsvorrichtung
    24, 24'
    Kabel
    25
    Sprühkammer
    26, 26'
    Lasersensor
    27
    Ausbreiterdüse
    28
    Walzenpaar
    29
    Walzenpaar
    30, 30', 30'', 30'''
    Laserstrahl
    31
    beaufschlagte Bahnfläche
    F
    Förderrichtung
    B
    Breite

Claims (17)

  1. Verfahren zur Zufuhr eines, vorzugsweise flüssigen, Zusatzstoffes auf eine bewegte, ausgebreitete Bahn (2) aus Filtermaterial der Tabak verarbeitenden Industrie mittels wenigstens eines Auftragorgans (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des auf die Bahn (2) pro Flächeneinheit zugeführten Zusatzstoffes in Abhängigkeit der Breite (B) der Bahn (2) gesteuert wird, wobei die Breite (B) der Filtermaterialbahn (2) über einen Scanner, eine Kamerazeile, einen Lasersensor (26, 26') und/oder über Lichtschranken festgestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehr Zusatzstoff auf die Bahn (2) pro Flächeneinheit aufgebracht wird, wenn die Breite (B) sich verringert oder weniger aufgebracht wird, wenn die Breite (B) sich vergrößert.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine aufgebrachte Basismenge des Zusatzstoffes für jede Charge aus Filtermaterial (2) im Wesentlichen konstant ist.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Steuerung der Zufuhr des Zusatzstoffes über die Dichte der Filtermaterialbahn geschieht.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff über eine Auftragfläche zugeführt wird und dass die Größe der Auftragfläche eingestellt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass derart gesteuert wird, dass die Größe der Auftragfläche (12) derart eingestellt wird, dass die mit Zusatzstoff beaufschlagte Bahnfläche (31) konstant ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragfläche (12) mittels wenigstens eines Abdeckelements (7) verändert wird.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (B) der Filtermaterialbahn (2) vor dem Einlauf in einen Zusatzstoffauftragbereich (25) gemessen wird.
  9. Einrichtung (1) zur Zufuhr eines, vorzugsweise flüssigen, Zusatzstoffes auf eine bewegte, ausgebreitete Bahn (2) aus Filtermaterial der Tabak verarbeitenden Industrie mittels eines Auftragorgans (3), dadurch gekennzeichnet, dass eine Bahnbreitenmessvorrichtung (20) und eine Steuervorrichtung (12) vorgesehen sind, wobei die Menge des auf die Bahn (2) pro Flächeneinheit zugeführten Zusatzstoffes in Abhängigkeit der mit der Bahnbreitenmessvorrichtung (20) bestimmbaren Breite (B) der Bahn (2) durch die Steuervorrichtung (22) steuerbar ist, wobei die Bahnbreitenmessvorrichtung (20) einen auf elektromagnetische Strahlung empfindlichen Sensor (26, 26') umfasst.
  10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnbreitenmessvorrichtung (20) eine elektromagnetische Strahlungsquelle (26, 26') umfasst.
  11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnbreitenmessvorrichtung (20) einen Scanner, eine Kamerazeile, einen Lasersensor (26, 26') und/oder wenigstens eine Lichtschranke umfasst.
  12. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bahndichtemessvorrichtung vorgesehen ist.
  13. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff über eine Auftragfläche (12) zuführbar ist und dass die Größe der Auftragfläche (12) einstellbar ist.
  14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragfläche (12) mittels eines Abdeckelements (7) veränderbar ist.
  15. Einrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Auftragfläche (12) derart einstellbar ist, dass die mit dem Zusatzstoff beaufschlagte Bahnfläche (31) konstant ist.
  16. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnbreitenmessvorrichtung (20) stromaufwärts, insbesondere unmittelbar anschließend, zu einem Zusatzstoffauftragbereich (25) angeordnet ist.
  17. Vorrichtung zur Herstellung von Filterstäben für stabförmige Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie mit einer Einrichtung (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 16.
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