DE19807129A1 - Verfahren und Anordnung zum Überwachen des Auftrags von Leim - Google Patents
Verfahren und Anordnung zum Überwachen des Auftrags von LeimInfo
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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.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8141 | Disposal/no request for examination |