DE602004008448T2 - Die materialanwendung von stäbchenverpackungen betreffende verbesserungen - Google Patents
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Description
- Diese Erfindung bezieht sich auf die Materialaufbringung auf Stangenumwicklungsmaterialien, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf Stangen, die in der Tabakindustrie hergestellt werden, und dabei verwendete Umwicklungsmaterialien.
- In der Tabakindustrie werden zahlreiche verschiedene kontinuierliche Stangen oder Stangenlängen hergestellt, wovon Beispiele Filterstangen oder Tabakstangen sind. Jede Stange umfasst Stangenmaterialien und ein Umwicklungsmaterial. Im Fall von Filterstangen ist das Stangenmaterial ein Filtrationsmaterial. Im Fall von Tabakstangen ist das Stangenmaterial Tabak oder irgendein anderes Rauchmaterial. Das Umwicklungsmaterial für Filterstangen ist gewöhnlich eine Filterumhüllung, kann jedoch ein Filterumwicklungsmaterial sein, wenn die Filterstange selbsthaltend ist. Das Umwicklungsmaterial für Tabakstangen ist Zigarettenpapier.
- Über die Jahre ist der Wunsch entstanden, Materialien auf irgendeines der Umwicklungsmaterialien solcher Stangen aufzubringen. Im Fall von Filterstangen offenbaren die britische Patentbeschreibung Nrn.
GB 2 249 936 GB 2261152 US 4541826 offenbart. - Im Fall von Tabakstangen wurde die Herstellung von Zigarettenpapieren mit Zonen eines die Verbrennungsrate ändernden Materials, das darauf aufgebracht wird, in Bezug auf Zigaretten mit niedriger Zündneigung interessant. Das
US Patent Nr. 5 450 863 beschreibt das Aufbringen von Klebstoffbereichen auf ein Zigarettenpapier unter Verwendung von Klebstoffrollen, dann Bestauben des beschichteten Umwicklungsmaterials mit einem die Verbrennungsrate ändernden Pulver. Diese Vorrichtung ist jedoch auf das Aufbringen von nur Partikelmaterial auf das Zigarettenpapier begrenzt. - Innerhalb der Tabakindustrie ist es außerdem erwünscht, eine Aufbringung von Material wie z. B. Klebstoff mit hoher Geschwindigkeit zu erreichen; beispielsweise auf ein Umwicklungsmaterial in einer Weise, die für die Stangenherstellungsanforderungen mit hoher Geschwindigkeit der Industrie geeignet ist. Derzeit werden Umwicklungsmaterial-Aufbringungsverfahren üblicherweise unter Verwendung von Rollenübertragungsverfahren erreicht, die mit diesen hohen Geschwindigkeiten arbeiten können. Diese Systeme bestehen aus einer Rolle, die sich innerhalb eines Bades eines fließfähigen Mediums, z. B. Klebstoff, dreht. Die Rolle nimmt das fließfähige Medium auf und überträgt es entweder direkt oder indirekt über eine Zwischenabgaberolle auf das Umwicklungsmaterial. Ob ein direktes oder indirektes System verwendet wird, ist eine modifizierte Rollenoberfläche erforderlich, wie z. B. eine "mit Taschen versehene" Oberfläche, gewöhnlich zusammen mit einem Verfahren zum Entfernen von überschüssigem Klebstoff von der Oberfläche der Rolle um die Taschen, so dass saubere, gut definierte Flecken von Material auf dem Umwicklungsmaterial erzeugt werden. Diese Art von mechanischer Aufbringung ist in
US 5 450 683 beschrieben. - Ein Nachteil dieser Arten eines mechanischen Systems der Rollenaufbringung ist die physikalische Größe der Rollen, wobei die Größe für die Robustheit, insbesondere angesichts der hohen Drücke, die zwischen den Rollen von Systemen mit mehreren Rollen erforderlich sind, wichtig ist. Ein hoher Druck ist erforderlich, um einen sauber definierten Fleck zu erzeugen, wenn der Druck den Klebstoff von der Rollenoberfläche treibt, was nur Klebstoff innerhalb der "Tasche" der Rolle belässt.
- Ein weiterer Nachteil des mechanischen Systems ist mit der Deckung der Rollen mit einer Maschinentaktmarkierung, um sicherzustellen, dass die Materialaufbringung korrekt und konsistent auf dem Umwicklungsmaterial relativ zu einem vorbestimmten Punkt angeordnet wird, verbunden. Um diese Funktionalität zu ermöglichen, sind anspruchsvolle und voluminöse Antriebssysteme erforderlich. Außerdem müssen neue Rollen hergestellt werden, um die Herstellung von Produkten mit unterschiedlichem Stil zu ermöglichen, beispielsweise (i) erfordern längere oder kürzere Klebstofflecken beispielsweise eine Änderung an der Taschenlänge, (ii) längere oder kürzere Stangenlängen erfordern eine Änderung des Rollendurchmessers, und (iii) größere oder geringere Mengen an Klebstoff erfordern beispielsweise eine Änderung der "Taschen"-Tiefe jeder Rolle. Die zeitraubende Art der Maschinenstillstandszeit und die Kosten dieser Stillstandszeit sowie die Kosten neuer Rollen usw. bedeutet, dass herkömmliche Rollensysteme keine Flexibilität bei niedrigen Kosten bieten.
- Ferner sind diese Systeme voluminös und ihre physikalische Größe diktiert die Anforderung für eine große Maschinenentwicklungsanwendung, da die Rolleneinheit so groß ist, dass sie nicht in den verfügbaren freien Raum einer existierenden Maschinenausstattung passt.
- Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Stangenherstellungsmaschine der Tabakindustrie mit einem kompakten Materialaufbringungssystem zu schaffen.
- Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Stangenherstellungsmaschine der Tabakindustrie mit einem kompakten Aufbringungssystem zu schaffen, das an einer existierenden Maschinenausstattung nachrüstbar sein kann, wodurch es im Vergleich zu einer vollständigen Maschinenentwicklung niedrige Kosten aufweist.
- Es ist eine weitere Aufgabe, ein elektronisch gesteuertes System mit verbesserter Flexibilität und Genauigkeit für die Materialaufbringung zu schaffen.
- Die vorliegende Erfindung schafft eine Stangenherstellungsmaschine gemäß Anspruch 1.
- Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Offline-Umwicklungsmaterial-Aufbringungssystem gemäß Anspruch 26.
- Das Materialapplikatormittel ist ein elektronisch gesteuertes Applikatormittel.
- Vorzugsweise ist die Stangenherstellungsmaschine eine Maschine der Tabakindustrie. Vorteilhafterweise ist die Stangenherstellungsmaschine eine Tabakstangen-Herstellungsmaschine oder eine Filterstangen-Herstellungsmaschine. Die Stangenherstellungsmaschine kann auch eine Maschine zum Kombinieren von Stangenabschnitten wie z. B. eine Filterstangen-Kombinationsmaschine sein.
- Solche Stangenherstellungsmaschinen umfassen ein Stangenmaterial-Zuführungsmittel und ein Umwicklungsmaterial-Zuführungsmittel. Vorzugsweise empfängt der Stangenherstellungsabschnitt der Stangenherstellungsmaschine entweder Zigarettenpapier oder Filterumwicklungsmaterial wie z. B. eine Filterumhüllung oder Filterpapier.
- Vorzugsweise ist das Materialapplikatormittel ein Applikator für fließfähiges Medium und ist am meisten bevorzugt eine Applikatorpistole. Vorteilhafterweise ist die Applikatorpistole einstellbar in Bezug auf das Umwicklungsmaterial montiert. Eine geeignete Applikatorpistole ist jene, die von HHS Leimauftrags-Systems GmbH (Krefeld) vertrieben wird und in irgendeiner des deutschen Gebrauchsmusters Nrn.
DE 20214886 ,DE 20202381 ,DE 29508916 , des deutschen Patents Nrn.DE 19936670 ,DE 19720982 beschrieben ist, oder eine Applikatorpistole, wie z. B. imUS-Patent Nr. 5 915 625 beschrieben. Vorteilhafterweise umfasst das Applikatormittel einen Beschichtungskopf und ein Zuführungsmittel für ein fließfähiges Medium. Vorzugsweise umfasst die Applikatorpistole ein Aktormittel, das betreibbar ist, um die diskontinuierliche Zuführung eines fließfähigen Mediums zu bewirken. Ein geeignetes Zuführungsmittel für ein fließfähiges Medium ist beispielsweise eine Klebstoffabgabeeinheit KFE-KP9-PMDR-FS. - Das Applikatormittel kann ein Bandapplikator, d. h. ein Kontaktapplikator, oder ein Musterapplikator, d. h. ein kontaktloser Applikator, sein.
- Das Zuführungsmittel des Applikatormittels umfasst vorteilhafterweise eine Kolbenpumpe, die betreibbar ist, um ein fließfähiges Medium unter Druck zum Applikatorkopf zu liefern. Der Druck liegt geeigneterweise innerhalb des Bereichs von 0–35 bar.
- Das elektronische Applikatorsteuermittel umfasst vorzugsweise auch ein Maschinentaktmarkierungsmittel. Vorzugsweise wird die Taktmarkierung unter Verwendung eines Signalmittels erreicht, das ein Kennzeichen oder ein anderer Aktor sein kann, der an einer vorbestimmten Stelle angebracht ist, um die Deckung der Materialaufbringung in Bezug auf die Position entlang der Stange zu ermöglichen.
- Vorteilhafterweise ist das Kennzeichen am Antriebszug des Schneidmessers angebracht, das verwendet wird, um die kontinuierliche Stange in Stangenlängen zu schneiden. Vorteilhafterweise wird die Startsequenz für jede Materialaufbringungssequenz für jede Einheitsfilterstangenlänge zurückgesetzt (gewöhnlich eine Stangenlänge von 6-Up oder 4-Up). Diese Anordnung stellt die minimale Menge an Abweichung in der Position und in der Schrittweite der Materialaufbringung sicher.
- Vorteilhafterweise wird ein weiteres Signalmittel von einem Codierer genommen, der am Antriebszug des Umwicklungsmaterial-Zuführungsmittels angebracht ist. Dieses Signal wird verwendet, um die Rate zu steuern, mit der die Pistole abfeuert, wenn sich die lineare Geschwindigkeit der Maschine ändert.
- Geeigneterweise ist das elektronische Applikatorsteuermittel mit einer Vielzahl von Materialaufbringungslängen und –positionen (Schrittweiten) programmiert.
- Vorzugsweise umfasst das elektronische Applikatorsteuermittel einen Mikroprozessor oder ein anderes elektronisches Steuermittel, das so programmiert ist, dass es eine Anzahl von Aufbringung für Flecklängen und/oder Schrittweiten von Aufbringungslängen liefert. Ein geeigneter Mikroprozessor ist eine Mikroprozessor-Steuereinheit C-1100-MOD. Alternativ kann der Mikroprozessor in das elektronische Steuersystem der Stangenherstellungsmaschine integriert sein.
- Vorteilhafterweise kann der Wechsel zwischen der Schrittweite und/oder Aufbringungslänge online erreicht werden, während die Maschine noch läuft. Dies erreicht eine große Flexibilität für die Maschinenbedienperson bei verringerter Stillstandszeit und verringerten Kosten.
- Vorzugsweise sieht das Materialapplikatormittel eine genaue Aufbringung der Materialaufbringung mit Geschwindigkeiten von bis zu 300 m/min (in Abhängigkeit von der Materialaufbringungsgröße und vom Materialaufbringungsmuster) vor. Höhere Geschwindigkeiten (bis zu 400 m/min oder mehr) sind erwünscht, wenn die Genauigkeit und das Beladungsniveau aufrechterhalten werden können.
- Vorteilhafterweise kann das Materialaufbringungssystem leicht an der Stangenherstellungsmaschine umgangen werden, was folglich ermöglicht, dass ein Produkt mit Materialaufbringung oder nicht an derselben Maschine hergestellt wird.
- Vorteilhafterweise befindet sich das Materialapplikatormittel an der Stangenherstellungsmaschine, um die Aufbringung von Material auf die Unterseite eines Umwicklungsmaterials zu ermöglichen, das zur Stangenherstellungsmaschine geliefert wird. Eine solche Stelle schafft die kompakteste Anordnung des Materialaufbringungssystems. Das Materialaufbringungssystem kann jedoch so beschaffen sein, dass es das Material auf die Oberseite des Umwicklungsmaterials aufbringt. Wie hierin verwendet, bedeutet die "Unterseite" diejenige Seite, die normalerweise über dem Materialapplikatormittel liegen würde, wie in
1 hiervon gezeigt. Obwohl beide Seiten eines Umwicklungsmaterials behandelt werden können, ist es am wahrscheinlichsten, dass die behandelte Seite gefaltet wird, so dass sie zu einer Innenfläche einer durch die Stangenherstellungsmaschine erzeugten Stange wird. Dies kann natürlich nicht erforderlich sein, wenn die Stange mit einem weiteren Umwicklungsmaterial umwickelt werden soll. - Das Materialaufbringungssystem ist kein Rollenaufbringungssystem.
- Wenn das Materialaufbringungssystem in der Offline-Ausführungsform verwendet wird, wird die Materialaufbringung vorzugsweise mittels der im elektronischen Applikatorsteuermittel gespeicherten vorprogrammierten Materialaufbringungsmuster gesteuert.
- Vorzugsweise ist die Offline-Vorrichtung eine Zwei-Spulen-Vorrichtung. Alternativ liegt die Offline-Vorrichtung in einer Linie in Bezug auf eine Tabakindustrie-Stangenherstellungsmaschine stromaufwärts des Stangenherstellungsabschnitts der Stangenherstellungsmaschine.
- Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung von Stangen gemäß Anspruch 47.
- Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren gemäß Anspruch 48.
- Vorteilhafterweise werden die Schrittweite und die Abmessung der Materialaufbringung elektronisch ohne den Bedarf für eine Änderung des Materialapplikators eingestellt. Die Einstellungen können gemäß im elektronischen Applikatorsteuermittel gespeicherten vorprogrammierten Aufbringungsmustern stattfinden.
- Außerdem kann die Geschwindigkeit der zusätzlichen Partikelmaterialaufbringung auch elektronisch gesteuert werden. Der Prozess der Erfindung schafft daher eine minimale Zusammenwirkung der Bedienperson mit den Maschinenteilen.
- Wenn das Materialaufbringungssystem verwendet werden soll, um zusätzliches Material zum Umwicklungsmaterial einer kontinuierlichen Stange zu liefern, kann das zum Beschichtungskopf des Applikatormittels gelieferte fließfähige Medium auch dieses zusätzliche Material umfassen. Dieses zusätzliche Material kann ein Geschmacksstoff, der eingekapselt oder anderweitig ist, z. B. ein Partikel- oder körniges Material, das in einem fließfähigen Klebstoffmedium vorgesehen ist, sein.
- Alternativ ist das fließfähige Medium kein Klebstoff, nur ein alternatives Medium, das auf dem Umwicklungsmaterial trocknet oder härtet, beispielsweise eine Flüssigkeit oder Halbflüssigkeit, wie z. B. ein viskoses Heißschmelzmaterial, Geschmacksmaterial.
- Vorzugsweise wird das Materialaufbringungssystem verwendet, um zusätzliches Partikelmaterial zu liefern, das an das Umwicklungsmaterial, das vom Umwicklungsmaterial-Zuführungsmittel geliefert wird, geklebt oder anderweitig mit diesem in Kontakt gebracht werden soll. Dann wird vorzugsweise eine Aufbringungskammer vorgesehen. Die Aufbringungskammer wird geeigneterweise über ein Partikelmaterial-Einlassmittel mit Partikelmaterial versorgt. Ein oder mehrere Partikelmaterial-Auslassmittel können auch vorgesehen sein. Innerhalb der Aufbringungskammer befindet sich ein Drehförderelement. Vorzugsweise umfasst das Förderelement eine Welle mit Armen, die um diese vorgesehen sind, wie z. B. ein Drehgebläse oder eine drehbare Schaufel oder ein drehbares Rad. Die Arme des Förderelements liefern Partikelmaterial zum Umwicklungsmaterial.
- Das unter Verwendung dieses Systems zuzuführende Partikelmaterial kann ein absorbierendes oder adsorbierendes körniges Material wie z. B. Kohlenstoff (aktiviert oder nicht), Zeolithe, Molekularsiebe, pulverförmiger Geschmacksstoff, Harze, Staub (beispielsweise Tabak) oder ein anderes Partikelmaterial für welchen Zweck auch immer sein.
- Vorteilhafterweise wird das Förderelement durch einen Motor angetrieben, der von einem Motorsteuermittel gesteuert wird. Vorzugsweise ist der das Förderelement antreibende Motor mit dem Codierer verbunden, der am Antriebszug der Umwicklungsmaterial-Antriebsrolle montiert ist. Dies ermöglicht, dass die Geschwindigkeit des Motors und daher des Gebläses in Bezug auf die Geschwindigkeit der Stangenherstellungsmaschine eingestellt wird.
- Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist das Verfahren vorzugsweise ein Offline-Verfahren, wobei das Verfahren ermöglicht, dass das Umwicklungsmaterial mit einem Material behandelt wird und dann erneut auf das Umwicklungsmaterial-Aufbewahrungsmittel wie z. B. eine Haspel aufgerollt wird.
- In einem Aspekt kann auch ein Partikelsammeltablett zum Sammeln von überschüssigem Partikelmaterial, sobald das Umwicklungsmaterial die Grenzen der Aufbringungskammer verlässt, vorgesehen sein.
- Eine Staubabzugshaube kann ebenfalls vorgesehen sein.
- Heizvorrichtungen zum Sicherstellen des Trocknens eines Klebstoffs, bevor das Umwicklungsmaterial den Stangenherstellungsabschnitt erreicht, kann auch vorgesehen sein.
- Vorzugsweise umfasst das Materialaufbringungssystem ein kompaktes Aufbringungsmittel und ein Steuermittel, die in den Raum eingefügt werden können, der an der Vorderseite einer derzeitigen Stangenherstellungsmaschine der Tabakindustrie zur Verfügung steht.
- Eine geeignete Filtermaschine ist der KDF2-Filterhersteller. Der unter dem Ausstattungsabschnitt (Stangenherstellungsabschnitt) davon verfügbare Raum ist ungefähr 0,15 m2 oder weniger.
- Vorteilhafterweise besitzt die Applikatorpistole eine Fläche von 0,02 m2 oder weniger. Die Aufbringungskammer ist vorteilhafterweise 0,05 m2 oder weniger. Bei Anwesenheit eines Partikelsammeltabletts ist die maximale Fläche 0,04 m2 oder weniger.
- Damit die Erfindung leicht verstanden und leicht verwirklicht werden kann, wird nun auf die schematischen Zeichnungen hiervon Bezug genommen, in denen:
-
1 einen Teil einer Filterstangen-Herstellungsmaschine1 gemäß der Erfindung von der Vorderseite der Maschine betrachtet zeigt, und -
2 einen Materialapplikator zeigt, der für die Erfindung geeignet ist. -
1 stellt einen Teil einer Filterstangen-Herstellungsmaschine1 gemäß der Erfindung von der Vorderseite der Maschine betrachtet dar. Ein Ausstattungsbett2 stützt einen Filterzug-Sammelkonus3 ab, in den einen verstreckten Zug4 von Filtrationsmaterial und ein Umwicklungsmaterial, in diesem Fall eine Filterumhüllung5 , zugeführt wird. Dies bildet einen Stangenherstellungsabschnitt. Die Filterumhüllung5 wird von einer Spule6 über eine Reihe von Rollen7 zu einer oberen Oberfläche einer Aufbringungskammer8 eines Materialaufbringungssystems9 geliefert. Die obere Oberfläche10 der Aufbringungskammer8 ist schwenkbar angebracht, um zu ermöglichen, dass sich die obere Oberfläche anhebt, so dass die Filterumhüllung5 durch den Zuführungsweg der Aufbringungskammer8 geführt werden kann. Die schwenkbare obere Oberfläche10 kann dann geschlossen werden, um die Aufbringungskammer8 abzudichten. An einem einstellbaren Träger11 ist ein Materialapplikatormittel, in diesem Fall eine Applikatorpistole12 angebracht, deren Düse mit der Filterumhüllung5 in Kontakt steht, wodurch ein Band von fließfähigem Medium zur Filterumhüllung geliefert wird. Die Applikatorpistole12 wird mit dem fließfähigen Medium, in diesem Fall Klebstoff, von einem Zuführungsmittel13 für fließfähiges Medium gespeist. Die Applikatorpistole12 ist am Applikatoreinstellmittel14 befestigt, das eine Mikrometereinstelleinrichtung ist, die den Abstand der Applikatorpistole in Bezug auf die Filterumhüllung einstellen kann. Der Kontaktdruck der Düse der Applikatorpistole12 ist auch durch die Mikrometereinstelleinrichtung einstellbar. Der einstellbare Träger11 ermöglicht auch, dass die Applikatorpistole seitlich (d. h. in die und aus der Ebene des Papiers) in Bezug auf das Umwicklungsmaterial positioniert wird. Folglich kann die Materialaufbringung in einer beliebigen Position über die Breite des Umwicklungs materials liegen. Weitere Einstellmittel wie z. B. eine Sperrklinke können vorgesehen sein, um die Einstellung der Klebstoffmenge zu ermöglichen. - Ein geeignetes Materialapplikatormittel wie z. B. das im
US-Patent 5 915 625 beschriebene, kann die in2 gezeigten Hauptmerkmale aufweisen. Ein Düsengehäuse30 bildet eine Düsenkammer31 in seinem Inneren, wobei die Kammer von einer Düsenhülse32 umgeben ist. Ein Klebstoffkanal33 , der in diesem Fall axial quer gerichtet ist, d. h. stromabwärts der Düsenkammer31 angeordnet ist. Der Klebstoffkanal33 ist mit einem Klebstoffvorratsbehälter oder einer Klebstoffpumpe (siehe Bezugszeichen13 in1 ) mittels einer Leitung34 verbunden. Ein Düsenkopf35 beinhaltet einen Düsenkanal36 , der sich von der Düsenkammer31 zu einer Düsenöffnung37 erstreckt. Die Düsenöffnung kann betreibbar sein, um einen kontinuierlichen, d. h. Band, Klebstoffstreifen (oder anderes Material) mittels eines kontinuierlichen Kontakts mit dem Umwicklungsmaterial während der Aufbringung oder einer diskontinuierlichen (Punkt) Aufbringung, die ohne Kontakt mit dem Umwicklungsmaterial während der Aufbringung, sondern durch Sprühen von Klebstoff oder eines anderen Materials auf das Umwicklungsmaterial erreicht wird, zu liefern. Die Unterbrechung der Klebstoffaufbringung (ob mit Kontakt oder kontaktlos) wird durch ein Schließelement38 erreicht, das innerhalb der Düsenkammer31 so angebracht ist, dass es in der Längsrichtung verlagerbar ist. Das Ende des Schließelements38 , das dem Düsenkanal36 zugewandt ist, ist so konfiguriert, dass es einen konvergierenden Querschnitt aufweist, in diesem Fall einen kegelförmigen Schließkopf39 . Die geschlossene Position ist in2 gezeigt. Zum Öffnen und Schließen des Düsenkanals36 kann das Schließelement38 in Verbindung mit einer Feder40 in der Längsrichtung mit einer kleinen Verlagerung hin und her bewegt werden, um ein Betätigungsmittel zu schaffen. Die Bewegungen des Schließelements38 werden elektromagnetisch bewirkt. Für diesen Zweck ist das Düsengehäuse30 mit einer elektrischen Spule41 versehen. - Diese spezielle Ausführungsform liefert Partikelmaterial, in diesem Fall Kohlenstoff, von innerhalb der Aufbringungskammer
8 zur Filterumhüllung5 . Kohlenstoff wird durch einen Partikelstoffeinlass15 zugeführt. Ein Partikelstoffauslass16 ist vorgesehen, der ein Überlaufauslass sein kann. Hinter der Platte, die den Kohlenstoffauslass16 bereitstellt, befindet sich ein Drehförderelement17 mit Armen, die an einer Antriebswelle18 befestigt sind. Die Antriebswelle18 ist mit einem Antriebsmittel19 (nicht dargestellt) wie z. B. einem Servomotor verbunden. Ein Partikelstoff-Wiederaufbereitungsauslass20 ist in Richtung eines stromabseitigen Endes der Aufbringungskammer8 angeordnet. Es ist auch ein Staubabzugsauslass21 vorgesehen. Die Aufbringungskammer8 ist in zwei Abschnitte, eine primäre Kammer22 und eine sekundäre Kammer23 , unterteilt (jedoch nicht notwendigerweise vollständig, wie gezeigt). Der Auslass20 und der Auslass21 gewinnen den Teilchenstoff von den Kammern22 bzw.23 wieder. Luftdüsen24 können auch vorgesehen sein, um bei überschüssigem Partikelmaterial zu unterstützen. Die Luftdüsen können auch nützlich sein, um den Luftdruck in der Kammer auszugleichen, so dass das Umwicklungsmaterial gleichmäßig durch die Kammer läuft. Eine Staubabzugshaube25 und ein Partikelstoff-Abfalltablett26 können auch entweder allein oder in Kombination vorgesehen sein. Daher sind diese Gegenstände in der Fig. als Kettengliedlinien gezeigt. - Im Betrieb wird die Aufbringungskammer
8 mit einer Zufuhr von Partikelmaterial beladen, wenn die Maschine Filterumhüllung zu dieser liefert. Die Geschwindigkeit des Antriebsmittels19 des Drehförderelements17 wird in Verbindung mit der Stangenherstellungsmaschinen-Geschwindigkeit gesteuert, die in dieser Ausführungsform mit einem Codierer (nicht dargestellt) verbunden ist, der am Antriebszug der Umwicklungsmaterial-Antriebsrolle (auch nicht dargestellt) montiert ist. Die Deckung der Materialaufbringungszone oder des Flecks mit der erforderlichen Schnittlänge der Stange wird unter Verwendung eines Signalmittels oder eines "Kennzeichens", das am Antriebszug eines Schneidkopfs27 stromabwärts des Stangenherstellungsabschnitts der Stangenherstellungsmaschine angebracht ist, erreicht. Das elektronische Applikatorsteuermittel umfasst einen Mikroprozessor, der so programmiert ist, dass er eine Reihe von Aufbringungsmustern (oder Fleckmustern), wie erforderlich, enthält. Jedes Fleckmuster wird für jede Länge der Filterstange zurückgesetzt; für eine Filterstangenlänge von 108 mm können beispielsweise vier Filterlängen von 27 mm bereitgestellt werden. Jedes Mal, wenn ein Schnitt durchgeführt wird, erzeugt das Kennzeichen folglich ein Signal und eine neue Folge von Klebstoffaufbringungsmustern wird eingeleitet. Die Position des Flecks zum Schnitt wird "Versatz" genannt und dieser Versatz kann folglich für verschiedene Fleckaufbringungen gemäß den vorprogrammierten Aufbringungsmustern elektronisch eingestellt werden. Folglich besteht kein Bedarf für eine manuelle Einstellung von Druckköpfen oder Rollen, um sich auf verschiedene Fleckmuster einzustellen. - Wenn Klebstoff auf die Unterseite der Filterumhüllung
5 aufgebracht wird, bewegt sich der frisch geklebte Fleck nur einen kurzen Abstand, bevor er in die erste Kammer der Aufbringungskammer eintritt. Die Unterseite der Filterumhüllung5 wird dann mit Kohlenstoffkörnchen mit hoher Geschwindigkeit beschossen, die durch das Drehförderelement, das Gebläse17 , beschleunigt werden. Die Beziehung zwischen der Förderelementgeschwindigkeit und der Maschinengeschwindigkeit kann unter Verwendung des elektronischen Steuersystems eingestellt werden. - Ebenso wie das Aufbringen von Kohlenstoff auf den geklebten Bereich der Filterumhüllung
5 kann außerdem das Gebläse17 auch als selbstregulierende Vorschubeinrichtung wirken, d. h. je schneller die Maschine läuft, desto schneller dreht sich das Gebläse und desto schneller wird Kohlenstoff vom Partikelstoffeinlass15 eingesaugt. Überschüssiger Kohlenstoff in der primären Kammer22 läuft in die zweite Kammer23 und über den Partikelstoff-Wiederaufbereitungsauslass20 über. In1 ist durch gestrichelte Linien auch die alternative Anordnung der Filterumhüllungszuführung um die Rollen27 ,28 und29 gezeigt. Diese Anordnung ermöglicht, dass das Materialaufbringungssystem leicht umgangen wird, so dass nicht behandelte Filterumhüllung zum Stangenherstellungsabschnitt geliefert werden kann. - Ein geeignetes Staubabzugssystem ist der DCE Unimaster, der von Dust Control Equipment Ltd. geliefert wird. Alternativ kann ein kombiniertes Zuführungs- und Rückführungssystem verwendet werden.
- Das elektronische Applikatormittel ist nicht nur beim leichten Betrieb der Maschine und den kostengünstigen Vorteilen, die mit einem Nachrüstungssystem verbunden sind, vorteilhaft, sondern auch mit einer geringeren Verschlechterung des Klebstoffs, da keine "Bearbeitung" des Klebstoffs auf sich drehenden Rollen besteht, was den Klebstoff auf Grund des extremen Drucks, wenn er zwischen die Rollen gedrückt wird, zerbricht.
- Zusätzliche Merkmale, die bei dem System verwendet werden können, umfassen eine automatische Zuführung von Partikelmaterial zur Aufbringungskammer, beispielsweise eine Technologie mit "hohem/niedrigem" Vorratsbehälter oder Gewichtsverlust oder Schneckenvorschubeinrichtungen. Die Partikelmaterialwiedergewinnung kann auch einen Rückführungsschritt zur Partikelvorschubeinrichtung umfassen, um die Verwendung des Partikelmaterials zu maximieren.
- Materialapplikatormittel sind auch vorgesehen, die ein automatisiertes Düsenwiedergewinnungsmittel aufweisen, um zu verhindern, dass das fließfähige Medium innerhalb der Düse härtet (siehe beispielsweise
US-Patent 5 915 625 ). - Modifikationen an dem Partikelmaterial-Aufbringungssystem können von einem Fachmann auch in Erwägung gezogen werden, wie beispielsweise ein System aus kombiniertem Förderelement und Wirbelbett, um die Dichte der Partikelstoffaufbringung auf das Umwicklungsmaterial zu maximieren. Das direkte pneumatische Sprühen von Partikelmaterial kann auch in Erwägung gezogen werden.
- Wenn die Erfindung ein Offline-System ist, umfasst die Vorrichtung dafür gewöhnlich ein erstes Umwicklungsmaterial-Zuführungsmittel; wie z. B. eine Spulenzuführungs-Filterumhüllung; ein Umwicklungsmaterial-Aufbewahrungsmittel; wie z. B. eine Spulenumspulvorrichtung; ein Materialapplikatormittel, das beispielsweise die vorstehend beschriebene Applikatorpistole ist, und ein elektronisches Materialapplikatormittel, ebenfalls wie vorstehend beschrieben.
Claims (49)
- Stangenherstellungsmaschine, die umfasst: einen Stangenherstellungsabschnitt, in dem Umwicklungsmaterial auf eine Stange aufgebracht wird; einen Klebstoffapplikator (
12 ), um Flecken von Klebstoff an vorgegebenen Positionen auf das Umwicklungsmaterial zu applizieren, bevor das Umwicklungsmaterial auf die Stange aufgebracht wird; und eine Aufbringungskammer (8 ), um das Umwicklungsmaterial, auf das Klebstoff aufgebracht worden ist, zu empfangen, die Mittel enthält, um ein Partikelmaterial auf den Klebstoff aufzubringen; dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoffapplikator (12 ) so beschaffen ist, dass er die Klebstoffflecken auf das Material ohne Verwendung von Rollen appliziert; und die Vorrichtung ferner umfasst: elektronische Steuermittel, die so beschaffen sind, dass sie bereitstellen: a) eine Geschwindigkeitssteuerung, die den Klebstoffapplikator und die Partikelmaterial-Aufbringungsmittel in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Umwicklungsmaterials steuert, und b) eine Positionssteuerung, die den Betrieb des Klebstoffapplikators in Abhängigkeit vom Betrieb des Stangenherstellungsabschnitts steuert. - Maschine nach Anspruch 1, wobei der Stangenherstellungsabschnitt Mittel zum Schneiden der Stangen in Abschnitte und Signalgebungsmittel zum Aufzeichnen der Position der Applizierung von Klebstoff auf das Umwicklungsmaterial während des Betriebs der Schneidemittel umfasst.
- Maschine nach Anspruch 2, wobei die Schneidemittel einen Schneidekopf enthalten und die Signalgebungsmittel an dem Schneidekopf montiert sind.
- Maschine nach den Ansprüchen 2 oder 3, wobei die Steuermittel betreibbar sind, um eine Einstellung der Position der Applizierung des Klebstoffs in Bezug auf die Position, an der der Schneidekopf die Stange schneidet, zu schaffen.
- Maschine nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Maschine einen Antriebszug umfasst, um ein Umwicklungsmaterial-Zuführmittel anzutreiben, und die elektronischen Steuermittel einen Codierer umfassen, der an dem Antriebszug montiert ist, um ein Signal zu erzeugen, wobei in Abhängigkeit von diesem Signal der Betrieb des Klebstoffapplikators gesteuert wird, wenn sich die Geschwindigkeit des Umwicklungsmaterials ändert.
- Maschine nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Partikelaufbringungsmittel ein Drehförderelement enthalten, dessen Geschwindigkeit durch die elektronischen Steuermittel in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Umwicklungsmaterials gesteuert wird.
- Maschine nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die elektronischen Steuermittel so beschaffen sind, dass sie sowohl die Position als auch die Länge des Flecks steuern.
- Maschine nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der die elektronischen Steuermittel so beschaffen sind, dass sie die Schrittweiten der Flecken steuern.
- Maschine nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der die elektronischen Steuermittel mit vielen verschiedenen Flecklängen und -positionen programmiert sind.
- Stangenherstellungsmaschine nach Anspruch 9, bei der die elektronischen Steuermittel einen Mikroprozessor oder andere elektronische Mittel umfassen, die programmiert sind, um mehrere verschiedene Flecklängen und/oder -schrittweiten zu schaffen.
- Maschine nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der der Klebstoffapplikator betreibbar ist, um mit dem Umwicklungsmaterial einen Kontakt herzustellen.
- Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der der Klebstoffapplikator betreibbar ist, um Klebstoff ohne Herstellen eines Kontakts mit dem Umwicklungsmaterial zu applizieren.
- Maschine nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der der Klebstoffapplikator eine Applikatorpistole ist.
- Maschine nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der der Klebstoffapplikator einstellbar in Bezug auf den Weg des Umwicklungsmaterials durch die Maschine montiert ist.
- Maschine nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der der Klebstoffapplikator ein Bandapplikator ist.
- Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der der Klebstoffapplikator ein Musterapplikator ist.
- Maschine nach Anspruch 6 oder einem der Ansprüche 7 bis 16, wenn hiervon abhängig, wobei die Kammer einen Einlass besitzt, um das Partikelmaterial zu empfangen.
- Maschine nach Anspruch 17, bei der eine automatische Vorschubeinrichtung mit den Partikelmaterial-Einlassmitteln kommuniziert und betreibbar ist, um das Partikelmaterial den Partikelmaterial-Einlassmitteln zuzuführen.
- Maschine nach Anspruch 17 oder 18, bei der mit der automatischen Vorschubeinrichtung Partikelmaterial-Wiedergewinnungsmittel kommunizieren und betreibbar sind, um der automatischen Vorschubeinrichtung wiedergewonnenes Partikelmaterial zuzuführen.
- Maschine nach Anspruch 17, 18 oder 19, die Partikelmaterial-Empfangsmittel umfasst, die mit einem Partikelmaterial-Wiederaufbereitungsauslass der Kammer kommunizieren.
- Maschine nach Anspruch 17, 18, 19 oder 20, die ferner eine Staubabzugshaube umfasst.
- Maschine nach einem vorhergehenden Anspruch, die eine Heizeinrichtung zum Trocknen von auf das Umwicklungsmaterial appliziertem Klebstoff umfasst.
- Maschine nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der der Klebstoffapplikator und die Aufbringungskammer eine Einheit bilden, die in den Raum eingesetzt ist, die an einer Fläche der Maschine verfügbar ist.
- Maschine nach einem vorhergehenden Anspruch, die eine Stangenherstellungsmaschine der Tabakindustrie ist.
- Maschine nach Anspruch 24 zum Umwickeln einer Stange mit Stangenumwicklungsmaterial der Tabakindustrie.
- Offline-Umwicklungsmaterial-Verarbeitungssystem, das umfasst: Umwicklungsmaterial-Zuführmittel; einen Klebstoffapplikator (
12 ), um Flecken von Klebstoff an vorgegebenen Positionen auf das Umwicklungsmaterial zu applizieren; und eine Aufbringungskammer (8 ), um das Umwicklungsmaterial, auf das der Klebstoff appliziert worden ist, zu empfangen, die Mittel enthält, um Partikelmaterial auf den Klebstoff aufzubringen; wobei der Klebstoffapplikator (12 ) so beschaffen ist, dass er die Klebstoffflecken auf das Material ohne die Verwendung von Walzen appliziert; und wobei das System ferner umfasst: elektronische Steuermittel, die so beschaffen sind, dass sie bereitstellen: a) eine Geschwindigkeitssteuerung, um den Klebstoffapplikator und die Partikelmaterial-Aufbringungsmittel in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Umwicklungsmaterials zu steuern, und b) eine Positionssteuerung, um die Position der Applizierung des Klebstoffs zu steuern; und Mittel, um Umwicklungsmaterial zu lagern, auf das Klebstoff und Partikelmaterial aufgebracht worden sind. - System nach Anspruch 26, wobei das System einen Antriebszug zum Antreiben der Zuführmittel umfasst und die elektronischen Steuermittel einen an dem Antriebszug montierten Codierer umfassen, um ein Signal zu erzeugen, wobei in Abhängigkeit von diesem Signal der Betrieb des Klebstoffapplikators gesteuert wird, wenn sich die Geschwindigkeit des Umwicklungsmaterials ändert.
- System nach Anspruch 26 oder 27, wobei die Partikel-Aufbringungsmittel ein Drehförderelement umfassen, dessen Geschwindigkeit durch die elektronischen Steuermittel in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Umwicklungsmaterials gesteuert wird.
- System nach Anspruch 26, 27 oder 28, bei dem die elektronischen Steuermittel so beschaffen sind, dass sie sowohl die Position als auch die Länge der Flecken steuern.
- System nach Anspruch 26, 27, 28 oder 29, wobei die elektronischen Steuermittel so beschaffen sind, dass sie die Schrittweiten der Flecken steuern.
- System nach einem der Ansprüche 26 bis 30, bei dem die elektronischen Steuermittel mit vielen verschiedenen Materialaufbringungslängen und -positionen programmiert sind.
- System nach Anspruch 31, bei dem die elektronischen Steuermittel einen Mikroprozessor oder andere elektronische Mittel umfassen, die programmiert sind, um mehrere verschiedene Flecklängen und/oder -schrittweiten zu schaffen.
- System nach einem der Ansprüche 26 bis 32, wobei der Klebstoffapplikator betreibbar ist, um mit dem Umwicklungsmaterial einen Kontakt herzustellen.
- System nach einem der Ansprüche 26 bis 33, bei dem der Klebstoffapplikator betreibbar ist, um Klebstoff ohne Herstellung eines Kontakts mit dem Umwicklungsmaterial zu applizieren.
- System nach einem der Ansprüche 26 bis 34, wobei der Klebstoffapplikator eine Applikationspistole ist.
- System nach einem der Ansprüche 26 bis 35, bei dem der Klebstoffapplikator einstellbar in Bezug auf den Weg des Umwicklungsmaterials durch das System montiert ist.
- System nach einem der Ansprüche 26 bis 35, bei dem der Klebstoffapplikator ein Bandapplikator ist.
- System nach einem der Ansprüche 26 bis 35, bei dem der Klebstoffapplikator ein Musterapplikator ist.
- System nach Anspruch 28 oder einem der Ansprüche 31 bis 38, wenn hiervon abhängig, wobei die Kammer einen Einlass besitzt, um das Partikelmaterial zu empfangen.
- System nach Anspruch 39, bei dem mit den Partikelmaterial-Einlassmitteln eine automatische Vorschubeinrichtung kommuniziert und betreibbar ist, um das Partikelmaterial den Partikelmaterial-Einlassmitteln zuzuführen.
- System nach Anspruch 40, bei dem mit der automatischen Vorschubeinrichtung Partikelmaterial-Wiedergewinnungsmittel kommunizieren und betreibbar sind, um der automatischen Vorschubeinrichtung wiedergewonnenes Partikelmaterial zuzuführen.
- System nach Anspruch 39, 40 oder 41, das Partikelmaterial-Empfangsmittel umfasst, die mit einem Partikelmaterial-Wiederaufbereitungsauslass der Kammer kommunizieren.
- System nach Anspruch 39, 40, 41 oder 42, das ferner eine Staubabzugshaube umfasst.
- System nach einem der Ansprüche 26 bis 43, das eine Heizeinrichtung zum Trocknen von auf das Umwicklungsmaterial appliziertem Klebstoff umfasst.
- System nach einem der Ansprüche 26 bis 44, bei dem der Klebstoffapplikator und die Applikationskammer eine Einheit bilden, die in den Raum eingesetzt ist, der auf einer Seite des Systems verfügbar ist.
- System nach einem der Ansprüche 26 bis 45, das dazu dient, Umwicklungsmaterial, das zum Umwickeln von Stangen der Tabakindustrie verwendet wird, zu verarbeiten.
- Verfahren zum Herstellen von Stangen, in dem Umwicklungsmaterial in einem Stangenherstellungsabschnitt auf Stangen aufgebracht wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Applizieren von Klebstoffflecken an vorgegebenen Positionen auf das Umwicklungsmaterial, bevor das Umwicklungsmaterial auf die Stange aufgebracht wird; und Empfangen des Umwicklungsmaterials, auf das der Klebstoff appliziert worden ist, und Aufbringen von Partikelmaterial auf den Klebstoff; dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff auf das Material ohne Verwendung von Rollen appliziert wird; und gekennzeichnet durch die Verwendung a) einer Geschwindigkeitssteuerung, um die Klebstoffapplikation und die Partikelmaterial-Aufbringung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Umwicklungsmaterials zu steuern, und b) einer Positionssteuerung, um den Betrieb der Klebstoffapplikation in Abhängigkeit vom Betrieb des Stangenherstellungsabschnitts zu steuern.
- Verfahren zum Verarbeiten von Umwicklungsmaterial, das die folgenden Schritte umfasst: Zuführen von Umwicklungsmaterial; Applizieren von Klebstoffflecken an vorgegebenen Positionen auf das Umwicklungsmaterial; und Empfangen des Umwicklungsmaterials, auf das der Klebstoff appliziert worden ist, und Aufbringen von Partikelmaterial auf den Klebstoff; wobei die Klebstoffflecken auf das Material ohne Verwendung von Rollen appliziert werden; und das Verfahren ferner umfasst: a) eine Geschwindigkeitssteuerung, um die Klebstoffapplizierung und die Partikelmaterial-Aufbringung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Umwicklungsmaterials zu steuern, und b) eine Positionssteuerung, um die Position der Applikation des Klebstoffs zu steuern, und Speichern von Umwicklungsmaterial, auf das Klebstoff und Partikelmaterial aufgebracht worden sind.
- Verfahren nach den Ansprüchen 47 oder 48, bei dem das Umwicklungsmaterial Umwicklungsmaterial ist, das bei der Herstellung von Stangen der Tabakindustrie verwendet wird.
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