DE1632184B1

DE1632184B1 - Führungs- und Einstellvorrichtung für ein Walzenpaar in einer Anlage zur Herstellung von Zigarettenfiltersträngen

Info

Publication number: DE1632184B1
Application number: DE19671632184
Authority: DE
Inventors: Donald D Grey
Original assignee: Celanese Corp
Current assignee: Celanese Corp
Priority date: 1966-09-12
Filing date: 1967-09-07
Publication date: 1971-07-01
Also published as: US3471901A; IL28418A; CH497141A; FI45618B; CS154577B2; BE703175A; DE6802028U; NL6712476A; GB1183987A; FI45618C; AT272172B; YU177067A; YU36093B

Description

Die Erfindung betrifft eine Führungs- und Einstellvorrichtung für ein Walzenpaar in einer Anlage zum Öffnen und Auflockern eines fortlaufenden Stranges für Zigarettenfilter od. dgl.

Zigarettenfilter werden gewöhnlich aus endlosen Fäden hergestellt, die im allgemeinen durch Trockenspinnen einer Celluloseacetatlösung in eine verdampfende Atmosphäre als verhältnismäßig kleines Bündel einer Anzahl im wesentlichen paralleler Fäden gewonnen und dann mit anderen dieser kleineren Bündel zu einem Kabel oder Strang vereinigt werden, der beispielsweise etwa 5000 bis 30000 Fäden von etwa 1 bis 20 den pro Faden enthalten kann. Der Strang wird dann meist mechanisch bis zu dem gewünschten Ausmaß so gekräuselt, daß die Fäden in einem welligen Band mehr oder weniger aneinander haften, wobei die Gipfel und Täler der Kräuselung in benachbarten Fäden gleichlaufen.

Bei der Herstellung von Zigarettenfiltern aus derartigen Celluloseacetatsträngen kann der Strang in einer mit Luftdüsen arbeitenden Breitstreckvorrichtung mittels Luftstrahlen zu einem flachen Band ausgebreitet und dann zu einem Stranggreifmechanismus geführt werden, dessen angetriebene Walzen im wesentlichen dazu dienen, den Gleichlauf der Kräuselungen der Fäden des Stranges zu beseitigen sowie den Strang durch die Breitstreckvorrichtung zu ziehen, bevor der geöffnete Strang dann in bekannter Weise weiter zu Filtersträngen verarbeitet wird.

Es ist bereits bekannt, diesen Stranggreifmechanismus als glatte oder auch profilierte Walzenpaare auszubilden (USA.-Patentschriften 3 254 373 und 3 032 829) und hierbei Greifwalzen zu verwenden, von denen die obere Walze auf und ab und mit veränderlichem Druck auf die untere Walze bewegbar ist (USA-Patentschrift 3 258 823).

Bei dem Versuch, Systeme dieser Art mit hoher Geschwindigkeit von mehr als 240 m/Min., beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von etwa 305 m/Min, entsprechend der Herstellung von etwa 3000 Filterstäben/Min, zu betreiben, hat sich gezeigt, daß die Stäbe nicht die gewünschte Gleichmäßigkeit aufweisen und beispielsweise im Gewicht und im Umfang in einem erheblich größeren Maße schwanken als Stäbe, die mit niedrigerer Geschwindigkeit hergestellt werden. Hieraus folgen entsprechend große Schwankungen im Verhalten der unter Verwendung dieser Filterstäbe hergestellten Filterzigaretten beim Rauchen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stranggreifmechanismus zu entwickeln, der wesentlich erhöhte Stranggeschwindigkeiten erlaubt.

Die Lösung dieser Aufgabe ist eine Führungs- und Einstellvorrichtung für ein Walzenpaar in einer Anlage zum Öffnen und Auflockern eines fortlaufenden Stranges für Zigarettenfilter od. dgl. aus gekräuselten Einzelfäden, wobei die eine glatte Oberfläche aufweisenden Walzen frei drehbar übereinander angeordnet sind und den Strang auf seinem Wege von der mit Luftdüsen arbeitenden Breitstreckvorrichtung zum Auflockerungsmechanismus zwischen sich einklemmen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß zum Andrücken der oberen Walze gegen die untere Walze eine druckluftbetätigte Membranvorrichtung vorgesehen ist und die Wellenstümpfe der Walzen in Rollenlagern gelagert sind, wobei die unteren Lager an einer feststehenden senkrechten Grundplatte und die oberen Lager an den Enden senkrechter Führungsstäbe befestigt sind, die mit einem starren Querhaupt in Verbindung stehen, das seinerseits mit der druckluftbetätigten Membranvorrichtung verbunden ist.
Vorzugsweise sind die Enden der Führungsstäbe über Kugellager, die im wesentlichen aus einer zylindrischen Muffe und darin umlaufenden Kugeln bestehen, mit der Grundplatte verbunden.
Es wurde festgestellt, daß bei Verwendung des

ίο Strangmechanismus gemäß der Erfindung selbst bei sehr hohen Geschwindigkeiten der austretende Strang viel flacher, glatter und insbesondere von regellos verteilten Spalten erheblich freier ist als bisher mit bekannten Systemen transportierte Stränge.

Eine Ausführungsform des Stranggreifmechanismus ist in den Zeichnungen dargestellt, wobei

Fig. 1 als Seitenansicht ein Fließschema des nicht zur Erfindung gehörenden Gesamtverfahrens der Filterstabherstellung wiedergibt, während

zo F i g. 2 den Stranggreifmechanismus, in Laufrichtung des Stranges gesehen, als Stirnansicht,
F i g. 3 als Seitenansicht und
F i g. 4 als Draufsicht,
F i g. 5 einen Querschnitt des Kugellagers, das im Stranggreif mechanismus verwendet wird, und

F i g. 6 im Detail einen Kugelumlauf des in F i g. 5 dargestellten Kugellagers zeigt.

Der bandförmige Strang wird vom Ballen 2 über einen feststehenden Führungsstab 3 durch eine mit Luftdüsen arbeitende Breitstreckvorrichtung 4 gezogen, wo ein oder mehrere Luftströme quer über die Breite des Stranges gerichtet sind und mit dazu beitragen, den Strang zu einem flachen Band auszubreiten. Der flache Strang läuft dann um feststehende Führungsstäbe 6 und 7 unter einem feststehenden Führungsstab 8 zum Stranggreifmechanismus 9 und von dort zu einer angetriebenen Differential-Greifvorrichtung 16, deren angetriebene Walzen den Strang durch den Stranggreifmechanismus 9 und die Breitstreckvorrichtung 4 ziehen und den Gleichlauf der Kräuselungen der Fäden des Stranges beseitigen. Der hierbei geöffnete Strang gelangt dann durch eine zweite mit Luftdüsen arbeitende Breitstreckvorrichtung 17 zu einer Weichmacher-Auftragsvorrichtung 18 und über Walzen 19,21 zu einem Formgeber 22 mit Einführungstrichter 23 und Einwickelvorrichtung 24.

Bei dem Stranggreifmechanismus 9 mit der Führungs- und Einstellvorrichtung für ein Walzenpaar aus langgestreckten, frei drehbaren, übereinander angeordneten Walzen 31 und 32 mit gleichmäßig glatter, zylindrischer Oberfläche wird die obere Walze 31 elastisch nachgiebig durch die Wirkung einer druckluftbetätigten, mit einem Bügel 79 an der Grundplatte 41 befestigten Membranvorrichtung 33 nach unten gegen die untere Walze 32 gedrückt. Die Wellenstümpfe 34, 36 der Walzen 31,32 sind in Rollenlagern 37 und 38 gelagert, wobei die beiden unteren Lager 38 mit Schrauben 39 an einer feststehenden senkrechten Grundplatte 41 und die beiden oberen Lager 37 jeweils an den Enden eines senkrechten Führungsstabes 42 befestigt sind. Diese Führungsstäbe 42 stehen mit einem starren Quersteg 43 in Verbindung, der seinerseits über einen Stößel 44 sowie Schraube und Mutter 48 mit der druckluftbetätigten Membranvorrichtung 33 verbunden ist. Die senkrechten Führungsstäbe 42 können am Quersteg 43 ebenfalls mit Muttern 46 befestigt sein, die auf

Schraubgewinde 47 an den unteren Enden der Führungsstäbe aufgedreht sind.

Γη F i g. 2 und 3 sind zum leichteren Verständnis weitere Teile des Stranggreifmechanismus dargestellt, und zwar die Grundplatte 41 mit einem langen Schlitz 51, der mit dem Spalt der Walzen 31, 32 für den Durchgang des Stranges durch die Platte fluchtet. Dieser Schlitz 51 ist an einem Ende 52 offen, um den bandförmigen Strang leicht durch das offene Ende 52 in die gewünschte Lage zwischen den Walzen 31, 32 einführen zu können. Die untere Walze 32 ist also praktisch an einem Arm 53 befestigt, der sich vom unteren Teil der Platte 41 aus erstreckt.

Die glatten, runden oberen Teile der Führungsstäbe 42 werden mit Hilfe von Kugellagern 56, die an der Grundplatte 41 befestigt sind, seitlich gehalten und so ausgerichtet, daß diese Stäbe und die an ihnen befestigte obere Walze 31 sich in einem genau senkrechten Weg bewegen. Jedes dieser in F i g. 5 dargestellten Kugellager besteht aus einer zylindrischen Muffe 58 mit darin umlaufenden Kugeln 59, die sich in rollendem Kontakt mit der Innenwand der Muffe und mit der Außenseite des durch die Muffe geführten Führungsstabes 42 befinden. Ein Käfig 61 in den Muffen hält die Kugeln in ihrer Lage und trennt sie in drei oder mehr Gruppen unter Ausbildung einer entsprechenden Zahl von länglichen Umlaufbahnen für die Kugeln. Die Einzelheiten einer solchen Umlaufbahn sind in Fig. 6 dargestellt. Im belasteten Teil 62 einer Umlaufbahn rollen die Kugeln ungehindert auf einem geradlinigen Weg parallel zur Achse der Muffe und zur Achse des Führungsstabes. Im verbleibenden Rückführungsteil 63 einer Umlaufbahn berühren die Kugeln den Führungsstab nicht, sondern rollen ungehindert zwischen der Innenseite der Muffe und einer Laufbahn 64, die durch den Käfig 61 gebildet wird. Vorzugsweise wird ein verstellbares Kugellager verwendet. Bei einer Ausführungsform eines verstellbaren Lagers ist die Muffe 58 kein vollständiger Zylinder, sondern hat einen Schlitz 66, der sich über ihre volle Länge parallel zur Achse erstreckt, wobei die Muffe in einem gespaltenen Lagerbock 67 mit Stellschraube 68 untergebracht ist (F i g. 2 und 4), die im allgemeinen nur so leicht angezogen wird, daß die Kugeln gerade den Führungsstab 42 ergreifen oder sich mit leichtem Druck gegen den Führungsstab 42 legen.

Es können außerdem Schraubenfedern 71 zwischen Scheiben 72 am oberen Ende der Führungsstäbe 42 und Gegenlager 73, die auf den Kugelmuffen 56 aufliegen, vorgesehen sein, die die obere Rolle 31 in ihre obere Stellung zurückführen. Ist es beispielsweise erforderlich, den Strang in den Greifmechanismus während des Anfahrens einzuführen oder herauszuziehen, so kann die Luftzufuhr zur Membran 33 abgesperrt oder über ein Ventil 76 am Luftzufuhrrohr 77 abgeblasen werden, worauf der obere Stab unter dem Einfluß der Federn 71 nach oben in eine Stellung geführt wird, die freien Durchgang des Stranges zwischen den Walzen 31, 32 ermöglicht.

Im Betrieb wird der Strang in die Vorrichtung eingezogen, während die obere Walze 31 sich in ihrer oberen Ruhestellung befindet. Während alle angetriebenen Walzen laufen. wird der Druck in der Membrandose allmählich so erhöht, daß die obere Walze nach unten gegen den Strang gedrückt und auf diese Weise die Spannung im Strang, der zwischen dem Spalt der Walzen 31, 32 und der Differential-Greifvorrichtung 16 durchläuft, erhöht wird, bis diese Spannung gerade unter dem Wert liegt, bei dem die Einzelfäden reißen wurden. Unerwünscht hohe Spannungen, die durch Anwendung eines zu hohen Drucks am Walzenspalt entstehen können, sind daran erkennbar, daß Enden von gerissenen Fäden wie kleine Haare etwas vom Strang abstehen, so daß der aus der Vorspannvorrichtung austretende Strang ein rauhes, borstiges Aussehen hat. Wenn der Luftdruck auf den geeignetsten Wert für den jeweiligen Strang eingestellt wird, zeigt das aus dem Spalt der Walzen 31, 32 austretende Band keine sichtbaren gerissenen Fadenenden, und die Kräuselung in den Einzelfäden ist deutlich erkennbar.

Durch Verwendung der Kugellager-Gleitvorrichtung wird die Walze 31 zu jeder Zeit trotz der Erschütterungen und Beanspmchungen, die sich aus dem Betrieb mit hoher Geschwindigkeit ergeben, in paralleler Ausrichtung zur Walze 32 gehalten. Ihre Achse kann sich ungehindert in einem feststehenden Weg in dieser parallelen Ausrichtung gegen den Druck, der durch die Membrandose ausgeübt wird, als Reaktion auf die bei diesem Betrieb auftretenden Kräfte bewegen. Wenn diese Kugellager-Gleitvorrichtung mit Walzen von geringer Trägheit verwendet wird, die schnell auf Änderungen der Spannung des Stranges ansprechen, werden besonders gute Ergebnisse erhalten.

Claims

Patentansprüche:

1. Führungs- und Einstellvorrichtung für ein Walzenpaar in einer Anlage zum Öffnen und Auflockern eines fortlaufenden Stranges für Zigarettenfilter od. dgl. aus gekräuselten Einzelfäden, wobei die eine glatte Oberfläche aufweisenden Walzen frei drehbar übereinander angeordnet sind und den Strang auf seinem Wege von der mit Luftdüsen arbeitenden Breitstreckvorrichtung zum Auflockerungsmechanismus zwischen sich einklemmen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Andrücken der oberen Walze (31) gegen die untere Walze (32) eine druckluftbetätigte Membranvorrichtung (33) vorgesehen ist und die Wellenstümpfe (34, 36) der Walzen (31. 32) in Rollenlagern (37.38) gelagert sind, wobei die unteren Lager (38) an einer feststehenden senkrechten Grundplatte (41) und die oberen Lager (37) an den Enden senkrechter Führungsstäbe (42) befestigt sind, die mit einem starren Querhaupt (43) in Verbindung stehen, das seinerseits mit der druckluftbetätigten Membranvorrichtung (33) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Führungsstäbe (42) über Kugellager (56), die im wesentlichen aus einer zylindrischen Muffe (58) und darin umlaufenden Kugeln (59) bestehen, mit der Grundplatte (41) verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen QOPY