DE19807129A1 - Verfahren und Anordnung zum Überwachen des Auftrags von Leim - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen des Auftrags von fließfähigem er­ wärmtem Leim auf ein bewegtes Objekt.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Anordnung zum Überwachen des Auftrags von fließ­ fähigem erwärmtem Leim auf ein bewegtes Objekt.

Bei dem Beleimen bewegter Objekte mittels erwärmten fließfähigen Leims, z. B. mittels so­ genannten Heißschmelzleims (Hot-Melt), insbesondere bei dem Beleimen von bewegten Bahnen aus Papier, Karton, Kunststoff, Textilien und dgl., kommt es vor, daß die Menge des pro Flächeneinheit aufgetragenen Leims plötzlich stark zu- oder abnimmt. Beide Er­ scheinungen können nachteilig sein, insbesondere das längere oder kürzere Aussetzen der Beleimung, das zu unverklebten Stellen in dem fertigen Produkt führen kann. Diese Gefahr besteht insbesondere bei modernen automatisierten und sehr schnell ablaufenden Produk­ tionsprozessen. Die unbeleimten Stellen des Materials können zu Störungen des Produkti­ onsprozesses oder zu Ausschuß führen.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, Abweichungen der aufgetragenen Leimmenge, insbesondere ein Aussetzen der Beleimung, zu erfassen und anzuzeigen.

Die Lösung gemäß der Erfindung besteht darin, ein Meßsignal in Abhängigkeit von der Temperatur des aufgetragenen noch warmen Leims zu bilden, mit dem Abweichungen der Auftragsmenge von einem Sollwert erfaßt werden.

Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens gemäß der Erfindung sind den untergeordneten Verfahrensansprüchen zu entnehmen.

Die Lösung der eingangs erwähnten Anordnung ist gekennzeichnet durch eine Tempera­ turmeßvorrichtung zum Messen der Temperatur des aufgetragenen noch warmen Leims.

Weitere Ausgestaltungen der Anordnung gemäß der Erfindung sind den untergeordneten Anordnungsansprüchen zu entnehmen.

Der mit der Erfindung verbundene Vorteil besteht darin, daß Falschbeleimungen, die zu Produktionsstörungen und/oder Ausschuß führen können, rechtzeitig erfaßt und abgestellt werden können.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Übersichtsbild einer Filterstrangmaschine vom Typ KDF 2 der Anmelderin zum Herstellen von Filterstäben mit einer Düse zum Auftragen von Heißschmelzleim auf einen Umhüllungsstreifen und einer Meßvorrichtung für die Leimtemperatur,

Fig. 2 Einzelheiten einer Überwachungsanordnung zum Überwachen des Leimauftrags mit einer Meßvorrichtung zum Bilden von Meßsignalen entsprechend der Infrarotstrahlung des aufgetragenen Heißschmelzleims,

Fig. 3 den Verlauf von Differenzsignalen aus den Einzelmeßsignalen und Mittelwertsignalen einschließlich einer Differenzsignaländerung bei einem Aussetzen der Beleimung,

Fig. 4 eine Variante mit einem zusätzlichen optischen Aufnehmer zwecks Erfassung kleiner Aussetzer der Beleimung.

In Fig. 1 ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Maschine zum Herstellen eines Filterstranges, insbesondere für die Herstellung von Filtern für Zigaretten und dergleichen rauchbaren Artikeln in einer schematischen Seitenansicht dargestellt. Sie besteht aus zwei Hauptbaugruppen, einem Filtertowaufbereitungsgerät 1 für einen endlosen Filtermaterial- bzw. Filtertowstreifen und einem Bearbeitungsgerät 2 zur Herstellung von umhüllten Filter­ stäben.

Das Aufbereitungsgerät 1 weist ein Walzenpaar 3 zum fortlaufenden Abziehen eines end­ losen Filtermaterialstreifens 4 von einem Ballen 6 auf. Nach der Entnahme vom Ballen 6 passiert der Filtertowstreifen auf seinem Weg zum Walzenpaar 3, auf dem er über eine Umlenkrolle 5 geführt ist, zwei Luftdüsen 7 und 8, die zur Ausbreitung und Auflockerung des Gewebes des Filtertowstreifens dienen. Dem Walzenpaar 3 folgen zwei weitere Wal­ zenpaare 9 und 11, zwischen denen sich eine Auftragseinrichtung 12 zum Aufbringen von Weichmacher auf den zwischen den Walzenpaaren 9 und 11 ausgebreitet geführten Filter­ towstreifen 4 befindet.

Die Walzenpaare 3 und 9 bilden eine Reckeinrichtung. Die Drehzahl des Walzenpaares 3 ist kleiner als die des Walzenpaares 9 und über ein Getriebe 14 veränderbar, dessen Übersetzung durch einen Verstellmotor 16 geändert werden kann. Das Geschwindigkeits­ verhältnis zwischen den Walzenpaaren 3 und 9 gibt den Grad der Reckung des Filtermate­ rialstreifens 4 vor. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die als Bremswalzen wirkenden Walzen des Walzenpaares 3 angetrieben. Sie können auch als Schleppwalzen ausgebildet sein, die aufgrund von Reibungsverhältnissen als Bremswalzen wirken.

Alle Walzenpaare 3, 9 und 11 sind von einem Hauptantriebsmotor 13 über Riementriebe 13a bis 13c antreibbar. Anstelle eines Hauptantriebsmotors 13 können auch einer oder meh­ rere separate Antriebe für die Walzenpaare vorgesehen sein, die getrennt steuerbar sind.

Der aufbereitete, mit Weichmacher besprühte Filtermaterialstreifen 4 bildet einen Füllmate­ rialstrang 44, der über das Walzenpaar 11 von dem Aufbereitungsgerät 1 in einen Einlauf­ trichter 17 des Bearbeitungsgerätes 2 gelangt, in welchem er zusammengefaßt und auf ei­ nen von einer Bobine 18 abgezogenen und mittels eines Applikationsmittels in Gestalt ei­ ner Beleimvorrichtung 19 mit Leim versehenen Hüllmaterialstreifen 21 aufgelegt wird. Die Düse 19 führt einer Kante des Hüllmaterialstreifens 21 Heißschmelzleim (Hot-Melt) zu, der den Kantenbereich zum späteren Bilden einer Überlappungsnaht bedeckt. Der Hüllmateri­ alstreifen 21 und der zusammengefaßte Füllmaterialstrang 44 gelangen auf ein Format­ band 22, das beide Komponenten durch ein Format 23 führt, das den Hüllmaterialstreifen 21 um den Füllmaterialstrang aus Filtermaterial herumlegt und dabei einen endlosen Fil­ terstrang 24 bildet. Dieser durchläuft eine Kühlstrecke 26, in welcher der Leim in der Über­ lappungsnaht durch die Kühlung abbindet.

Anschließend werden von dem Filterstrang 24 mittels eines Messerapparates 27 fortlau­ fend Filterstäbe 28 abgeschnitten, die von einem Beschleuniger 29 in eine Ablegertrommel 31 überführt werden, in der sie in queraxialer Förderrichtung gefördert werden. Von der Ablegertrommel 31 gelangen die Filterstäbe zu einem Ablegerband 32, von dem aus sie einer Weiterverarbeitung oder einer Zwischenlagerung zugeführt werden.

Die Maschine ist von dem in der tabakverarbeitenden weithin bekannten Typ KDF 2 und in der US-Patentschrift 5 226 432 beschrieben.

Der Düse 19 wird der Heißschmelzleim in erwärmtem Zustand von einem beheizten Vor­ ratsgefäß 38 über eine Leimpumpe 39 fortlaufend zugeführt, so daß er an der Kante des Hüllmaterialstreifens 21 eine dünne Leimschicht bildet. Es kommt vor, daß der Auftrag da­ durch fehlerhaft wird, daß die Leimmenge zu gering ist oder daß die Kante über kürzere oder längere Zeit sogar unbeleimt bleibt. Da dies wegen der hohen Geschwindigkeit des Streifens 21 in der Regel unbemerkt bleibt, besteht die Gefahr, daß der Filterstrang 24 in­ folge des hohen Innendrucks des Filtertows aufplatzt, was zu einer Störung der Maschine sowie zu Ausschuß führen kann. Daher wird gemäß der Erfindung stromabwärts von der Düse 19 eine Auftragsüberwachungsanordnung 51 für die aufgetragene Leimmenge vor­ gesehen, die eine Meßvorrichtung 52 für die Leimtemperatur, eine Auswertanordnung 53 und ein Anzeigegerät 54 enthält. Einzelheiten sind in den folgenden Figuren beschrieben.

In Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung der Auswertanordnung 53 dargestellt, die einen Mittelwertbildner 57 für die von der Meßvorrichtung 52 abgegebenen von der Temperatur des von der Düse 19 aufgetragenen noch warmen Leims abhängigen Meßsignale sowie ein Vergleichsglied enthält. Als Meßvorrichtung 52 eignet sich prinzipiell ein sogenanntes Strahlungspyrometer KT 11 der Firma HEITRONICS Infrarot Meßtechnik GmbH, Kreuz­ berger Ring 40, 65205 Wiesbaden, DE, das auf Infrarotstrahlung des Leims anspricht. Die temperaturabhängigen Ausgangssignale x von Meßvorrichtung 52 werden einerseits direkt über einen Widerstand 59 einer Summierstelle 61 zugeführt. Sie werden außerdem über einen Widerstand 60 dem Mittelwertbildner 57 in Form eines Tiefpasses 62, der in seiner einfachsten Form als über Widerstand 62 und Kondensator 64 negativ rückgekoppelter Operationsverstärker 66 ausgebildet sein kann, zugeführt. Das Ausgangssignal xm des Operationsverstärkers 66, das von vielen Ausgangssignalen x gebildet ist, wird über einen Widerstand 67 ebenfalls der Summierstelle 61 zugeführt. Das Vergleichsglied enthält ei­ nen hochohmigen Operationsverstärker 71, dessen Ausgangssignale Δx, die den Differen­ zen zwischen den Einzelwertsignalen x und dem Mittelwertsignal xm entsprechen, einem Schwellenwertglied 72 zugeführt sind. Wird ein vorgegebener Schwellenwert xs über­ schritten, so gibt das Schwellenwertglied 72 ein Signal an ein Anzeigegerät 54 ab, das dem Bedienungspersonal anzeigt, daß der Leimauftrag fehlerhaft ist.

In Fig. 3 ist der Verlauf der Differenzsignale Δx (x-xm) über der Zeitachse t dargestellt.

Zum Zeitpunkt t1 fällt das Signal Δx sehr schnell und stark ab, beispielsweise wegen eines Aussetzens des Leimauftrags. Zum Zeitpunkt t2 ist Δx dann wieder auf dem alten Wert, etwa durch Wiedereinsetzen der Beleimung. Während des Unterschreitens des bei t3 lie­ genden Schwellenwertes xs für Δx gibt das Schwellenwertglied 72 ein Signal an das An­ zeigegerät 54.

Bei einer plötzlichen Erhöhung der Menge des zugeführten erwärmten Leims geht der Si­ gnalverlauf Δx entsprechend nach oben, was nach Überschreiten eines oberen Schwellen­ werts ebenfalls zu einem Ansprechen des Anzeigegeräts 54 führen kann.

Die Schaltungsanordnung kann so betrieben werden, daß schleichende Erhöhungen oder Verringerungen der Leimzufuhr angezeigt werden.

Zur Erfassung kurzzeitiger Leimaussetzer kann gemäß Fig. 4 zusätzlich eine optische Meßvorrichtung vorgesehen sein, die ein Signal an eine Auswertschaltung 77 abgibt, wenn sie einen Kontrast zwischen Hüllmaterialstreifen 21 und aufgetragenem Leim feststellt, der auf einen Aussetzer hinweist. Ein derartiges Signal kann angezeigt oder zur Steuerung der Beleimung zwecks Vermeidung solcher Aussetzer benutzt werden. Als optische Meßvor­ richtung eignen sich sogenannte Lichtleiter-Fotoschalter, z. B. vom bekannten Typ OM­ RON, E3X-NL der Firma OMRON Electronics GmbH, 40436 Düsseldorf, Postfach 330373, DE.

Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, sowohl die Leimmenge als auch Aussetzer mit op­ tischen Meßvorrichtungen zu überwachen.

Die Erfindung ist nicht nur auf das Überwachen des Auftrags von Heißschmelzleim be­ schränkt. Auch der Auftrag anderer erwärmt aufgetragener Schichten auf ein bewegtes Objekt ist auf die vorbeschriebene Weise möglich.

Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, das Fehlbeleimungen anzeigende Signal zum Steuern des Beleimungsprozesses zwecks Einhaltung der Beleimungsvorgaben zu ver­ wenden. Alternativ oder zusätzlich kann auch der Herstellprozeß unterbrochen werden, et­ wa durch Abschalten der in Fig. 1 gezeigten Maschine.

Claims (17)

1. Verfahren zum Überwachen des Auftrags von fließfähigem erwärmtem Leim auf ein bewegtes Objekt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßsignal in Abhängigkeit von der Temperatur des aufgetragenen noch warmen Leims gebildet wird, mit dem Abweichungen der Auftragsmenge von einem Sollwert erfaßt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Temperatur des noch warmen Leims gebildete Meßsignal durch berührungslose Messung gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsignal für die Temperatur des noch warmen Leims durch Erfassen der Infrarotstrahlung des Leims gebildet wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Auftrag einer zeitweilig erheblich zu hohen oder zu niedrigen Leim­ menge, insbesondere das zeitweilige Aussetzen eines Leimauftrags, als schnelle Änderung des Meßsignals erfaßt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus den temperaturabhängi­ gen Meßsignalen ein einem Mittelwert entsprechendes Signal gebildet wird, das mit den Meßsignalen verglichen wird, und daß ein der Abweichung beider Signale voneinander entsprechendes Signal gebildet wird, das bei Unter- oder Überschreiten eines Schwellen­ wertes angezeigt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das temperaturabhängige Signal in Abhängigkeit von der Temperatur von aufgetragenem noch warmem Heißschmelzleim gebildet wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das temperaturabhängige Meßsignal in Abhängigkeit von der Tempera­ tur von auf eine bewegte Bahn, z. B. aus Papier, Karton, Textilien, Kunststoff oder dgl., aufgetragenem Leim gebildet wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das temperaturabhängige Meßsignal in Abhängigkeit von der Tempera­ tur von auf eine bewegte Bahn aus einem Material der tabakverarbeitenden Industrie, ins­ besondere aus Papier, Karton, Kunststoff oder dgl., aufgetragenem Leim gebildet wird.

9. Anordnung zum Überwachen des Auftrags von fließfähigem erwärmtem Leim auf ein bewegtes Objekt, gekennzeichnet durch eine Temperaturmeßvorrichtung (52) zum Messen der Temperatur des aufgetragenen noch warmen Leims.

10. Anordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine berührungslos arbeitende Temperaturmeßvorrichtung.

11. Anordnung nach Anspruch 9 und/oder 10, gekennzeichnet durch eine die Infrarotstrah­ lung des aufgetragenen noch warmen Leims erfassende Temperaturmeßvorrichtung.

12. Anordnung nach Anspruch 9 oder einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch eine der Meßvorrichtung (52) nachgeschaltete Auswertanordnung (53) zum Erfassen schneller Änderungen des temperaturabhängigen Meßsignals (x).

13. Anordnung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Mittelwertbildner (57) zum Bilden eines einem Mittelwert der temperaturabhängigen Signale (x) entsprechenden Mit­ telwertsignals (xm) und durch einen von den Meßsignalen und dem Mittelwertsignal beauf­ schlagten Differenzbildner (71), dessen Ausgangssignal (Δx) ein Schwellenwertglied (72) beaufschlagt.

14. Anordnung nach Anspruch 9 oder einem oder mehreren der nachfolgenden Ansprü­ che, gekennzeichnet durch eine Meßvorrichtung zum Bilden von Meßsignalen in Abhän­ gigkeit von der Temperatur von aufgetragenem noch warmem Heißschmelzleim.

15. Anordnung nach Anspruch 9 oder einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch eine Meßvorrichtung (52) zum Bilden von Meßsignalen in Abhängigkeit von der Temperatur von auf eine bewegte Bahn (21), z. B. aus Papier, Karton, Textilien oder Kunststoff, aufgetragenem noch warmem Leim.

16. Anordnung nach Anspruch 9 oder einem oder mehreren der nachfolgenden Ansprü­ che, gekennzeichnet durch eine Meßvorrichtung zum Bilden von Meßsignalen in Abhän­ gigkeit von der Temperatur von auf eine bewegte Bahn (21) aus Material der tabakverar­ beitenden Industrie wie Papier, Karton, Kunststoff oder dgl. aufgetragenem noch warmem Leim.

17. Anordnung nach Anspruch 9 oder einem oder mehreren der nachfolgenden An­ sprüche, gekennzeichnet durch eine optische Meßvorrichtung (76, 77) zum Bilden von Meßsignalen in Abhängigkeit von Kontraständerungen des aufgetragenen Leimes zwecks Erkennung von Leimaussetzern.