PL232757B1 - Sposób i urządzenie do pomiaru jakości połączeń w artykułach przemysłu tytoniowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do pomiaru jakości połączeń w artykułach przemysłu tytoniowego.

Wynalazek znajduje zastosowanie w przemyśle tytoniowym w szczególności do pomiaru jakości połączenia klejowego pomiędzy owijką a wypełnieniem sztabki stosowanej w przemyśle tytoniowym.

Obecnie stosowane są zarówno filtry wykonane z jednego materiału filtracyjnego jak i z wielu różnych materiałów tzw. filtry wielosegmentowe. Sztabki zawierające jeden rodzaj materiału filtracyjnego powstają przez cięcie bezkońcowego wałka filtrowego, który powstaje przez owinięcie bibułką pasma włókien filtrowych. W późniejszym procesie produkcyjnym sztabki są cięte na wiele pojedynczych filtrów aplikowanych do papierosów. Sztabki wielosegmentowe powstają przez cięcie bezkońcowego wałka, który powstaje przez owinięcie wielu segmentów z różnych materiałów filtracyjnych. W obydwu przypadkach do cięcia stosowana jest obrotowa głowica tnąca z nożami usytuowanymi na jej obwodzie. W przypadku sztabek wielosegmentowych odcinanie sztabek następuje zwykle przez przecięcie jednego z segmentów na pół. W późniejszym procesie produkcyjnym sztabki wielosegmentowe są cięte na wiele pojedynczych filtrów aplikowanych do papierosów. W gotowym papierosie pierwszy segment jest przystosowany do trzymania przez palacza w ustach. Powszechnym oczekiwaniem jest to, że w czasie palenia segment ten nie wypadnie z papierosa i nie wpadnie do ust palacza. W stosunku do filtrów wykonanych z jednego materiału również oczekuje się, że nie będzie się przemieszczał względem bibułki. Powszechnie stosowanym sposobem unieruchamiania segmentów jest przyklejanie ich do bibułki Producenci papierosów stosują obecnie różnorodne materiały filtracyjne jak i różnorodne materiały do owijania filtrów. Z punktu widzenia łączenia klejem materiałów filtracyjnych i materiałów do owijania bardzo istotnym zagadnieniem jest rozpływ kleju w przestrzeni między klejonymi powierzchniami i wnikanie kleju do struktury zarówno bibułki owijającej jak i do materiału filtracyjnego. Są to czynniki decydujące o sile trzymania segmentów w owijce, czyli sile połączenia segmentów z owijką. Do mocowania segmentów stosuje się jedną lub więcej ścieżek klejowych, przy czym ścieżki te mogą mieć różne kształty. Wśród producentów wyrobów przemysłu tytoniowego istnieje zapotrzebowanie na urządzenie sprawdzające jakość połączenia segmentów z owijką zwłaszcza krótkich segmentów umieszczonych na końcu ustnika, dla których powierzchnia klejenia do owijki jest mała. Ponadto istnieje zapotrzebowanie na urządzenie sprawdzające siłę trzymania wypełnienia tytoniowego w papierosach, która zależna jest od sprężystości tytoniu, stopnia wypełnienia i sił tarcia między włóknami tytoniu a materiałem owijkowym. Z dokumentu US 5 144 845 znane jest urządzenie do kontroli połączenia klejowego zawierające ruchomy wózek, na którym może być zamocowany jeden z badanych materiałów oraz kowadełka, w którym może być zamontowany drugi z badanych materiałów. Urządzenie zawiera również środki do nakładania kleju w celu utworzenia warstwy kleju pomiędzy badanymi materiałami. Środki te są zamontowane na ruchomym wózku. Ponadto urządzenie zawiera środki do przemieszczania wózka, oraz środki służące do popychania wózka i kowadełka, które razem łączą ze sobą oba materiały z umieszczoną pomiędzy nimi warstwą nałożonego kleju. Następnie następuje próba rozłączenia badanych materiałów przez rozsunięcie wózka i kowadełka oraz pomiar siły potrzebnej do ich rozdzielenia za pomocą tensometru.

Zadaniem stojącym przed niniejszym wynalazkiem jest opracowanie sposobu i urządzenia, które będą pozwalały na badanie jakości połączeń artykułów przemysłu tytoniowego, zwłaszcza sztabek wielosegmentowych, bez wprowadzania naprężeń do badanych artykułów i bez odkształca ich.

Istotą wynalazku jest sposób pomiaru jakości połączeń w prętopodobnym artykule przemysłu tytoniowego zawierającym sztabkę z wypełnieniem i owijkę. Według wynalazku mocuje się badaną sztabkę stosowaną w artykule przemysłu tytoniowego w urządzeniu pomiarowym w gnieździe mocowania sztabki w obrotowym stole pomiarowym, następnie wprowadza się obrotowy stół pomiarowy w ruch obrotowy, za pomocą zespołu pomiarowego mierzy się wysunięcie wypełnienia badanej sztabki z owijki, oraz określa się jakość połączenia pomiędzy owijką a wypełnieniem sztabki na podstawie wielkości wysunięcia wypełnienia sztabki i siły odśrodkowej.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że jakość badanej sztabki określa się na podstawie siły odśrodkowej mierzonej pośrednio poprzez uwzględnienie prędkości obrotowej oraz parametrów fizycznych stołu obrotowego i badanego produktu, lub bezpośrednio za pomocą czujnika siły odśrodkowej.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że obrotowy stół pomiarowy wprowadza się w ruch obrotowy, po czym ustala się prędkość obrotową stołu pomiarowego na stałym poziomie i utrzymuje się ją na ustalonym poziomie przez określony okres czasu.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że obrotowy stół pomiarowy wprowadza się w ruch obrotowy, przy czym prędkość obrotowa stołu pomiarowego narasta w czasie.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że próbę przerywa się, gdy wysunięcie wypełnienia sztabki przekroczy określoną wielkość graniczną lub upłynie określony okres czasu.

Istotą wynalazku jest również urządzenie do pomiaru jakości połączeń w prętopodobnym artykule przemysłu tytoniowego zawierającym sztabkę z wypełnieniem i owijkę. Według wynalazku urządzenie zawiera napędzany obrotowy stół pomiarowy o regulowanej prędkości obrotowej, gniazda mocowania sztabek stosowanych w artykułach przemysłu tytoniowego umieszczone w obrotowym stole pomiarowym, zespół pomiarowy zawierający czujnik do pomiaru wielkości wysunięcia wypełnienia sztabki z owijki, oraz sterownik przystosowany do określania jakości połączenia pomiędzy owijką a wypełnieniem sztabki na podstawie wielkości wysunięcia wypełnienia sztabki i siły odśrodkowej.

Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że gniazda mocowania sztabek są wykonane w obrotowym stole pomiarowym promieniowo.

Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że gniazda mocowania sztabek są wykonane w obrotowym stole pomiarowym pod kątem względem promienia, a sterownik jest przystosowany do określania jakości połączenia pomiędzy owijką a wypełnieniem sztabki stosowanej w przemyśle tytoniowym, także na podstawie kąta pomiędzy gniazdem mocowania sztabek a promieniem obrotowego stołu pomiarowego.

Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że czujnik zespołu pomiarowego jest wybrany z grupy zawierającej: czujniki mechaniczne, czujniki optyczne, czujniki elektromagnetyczne.

Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera czujnik siły odśrodkowej.

Dzięki zastosowaniu sposobu i urządzenia według wynalazku można osiągnąć wysoką dokładność wykonywania pomiaru siły trzymania wypełnienia artykułów. Ponadto nie ma potrzeby na ingerowanie w wypełnienie testowanego artykułu, nie jest ono odkształcane, nie mocuje ani nie przykleja się do niego żadnych elementów. Dzięki temu warunki przeprowadzania pomiarów są powtarzalne.

Przedmiot wynalazku został bliżej przedstawiony w korzystnym przykładzie wykonania na rysunku, na którym:

Fig. 1 przedstawia przykładową sztabkę wielosegmentową

Fig. 2 przedstawia inną przykładową sztabkę wielosegmentową w postaci papierosa z filtrem;

Fig. 3 przedstawia widok z góry na obrotowy stół pomiarowy;

Fig. 4 przedstawia obrotowy stół pomiarowy z fig. 2 w przekroju przed rozpoczęciem testu;

Fig. 5 przedstawia obrotowy stół pomiarowy z fig. 2 w przekroju po przeprowadzeniu testu;

Fig. 6 przedstawia widok na sztabkę z fig. 4 zamocowaną za pomocą taśmy klejącej;

Fig. 7 przedstawia widok na sztabkę z fig. 4 zamocowaną za pomocą uchwytu.

Niniejszy wynalazek odnosi się do wszelkich produktów i półproduktów przemysłu tytoniowego, między innymi wielosegmentowych sztabek filtrowych zawierających segmenty filtrowe, wielosegmentowych sztabek filtrowych zawierających segmenty filtrowe i dodatkowe elementy składowe zmieniające lub nadające artykułom aromat, wielosegmentowych sztabek filtrowych zawierających segmenty filtrowe i dodatkowe obiekty zmieniające właściwości filtrujące zastosowanych materiałów filtrujących, wielosegmentowych sztabek zawierających segmenty filtrowe jak i niefiltrowe, wielosegmentowych artykułów o zmniejszonej zawartości tytoniu oraz papierosów z doklejonym ustnikiem jednosegmen-towym lub wielosegmentowym. Wszelkie elementy i materiały zawarte w sztabkach będą w dalszej części opisu nazywane segmentami lub wypełnieniem. Segmenty owinięte są we wspólną owijkę tworząc sztabkę będącą artykułem przemysłu tytoniowego. Artykuł przemysłu tytoniowego może zawierać połączone sztabki owinięte w owijkę łączącą poszczególne sztabki. Na fig. 1 i 2 zostały przedstawione przykładowe sztabki 1A i 1B przemysłu tytoniowego. Sztabka filtrowa wielosegmentowa 1A zawiera segment 2 jednego rodzaju i dwa segmenty 3 drugiego rodzaju owinięte owijką 4A. W praktyce spotykane są również sztabki o większej ilości segmentów i zwykle wszystkie segmenty są przyklejone do owijki. Sztabka 1B będąca papierosem z filtrem zawiera część filtrową5 stanowiącą ustnik i część tytoniową 6 owinięte owijką 4B.

Przedstawiony w widoku z góry na fig. 3 i w przekroju A-A na fig. 4 obrotowy stół pomiarowy 10 o osi obrotu X jest wyposażony w gniazda 11 wykonane przykładowo w postaci podłużnych zagłębień przystosowanych do przyjmowania sztabek 1A, 1B, przy czym gniazda 11 mogą być przykład owo walcowe dostosowane do średnicy sztabek lub mogą mieć płaskie powierzchnie pochylone względem siebie. Gniazda 11 mogą być wykonane promieniowo lub pod pewnym kątem do kierunku promieniowego. Pokazana na fig. 3 sztabka filtrowa 1A jest przyklejona za pomocą taśmy klejącej 12, co zostało również pokazane w widoku B na fig. 6. Na fig. 3 pokazana jest również druga sztabka 1B, która jest zamocowana za pomocą uchwytu 14, który może być przykręcany do stołu pomiarowego lub mocowany w inny sposób. Sztabka 1B pokazana jest również w widoku C na fig. 7. Uchwyt 14 ma w zagłębieniu 15 od strony sztabki 1B chropowatą powierzchnię trzymającą 16 przykładowo o strukturze papieru ściernego lub wyposażoną w igły (nie pokazane), które przytrzymują owijkę 4B. Igły na powierzchni trzymającej 16 mogą wbijać się tylko w owijkę 4B, mogą również wnikać w ustnik 5, co nie będzie miało wpływu na pomiar siły trzymania części tytoniowej 6.

Sztabkę, która ma być poddana badaniu, umieszcza się w gnieździe 11 na obrotowym stole pomiarowym 10, a następnie unieruchamia za pomocą środków mocujących 12, 14. Urządzenie obejmuje zespół pomiarowy zawierający między innymi sterownik, czujnik prędkości obrotowej i czujniki wysunięcia. Stół pomiarowy 10 zostaje wprawiony w ruch obrotowy za pomocą napędu 20, przy czym prędkość obrotowa jest nadawana przez sterownik 21 i kontrolowana za pomocą czujnika prędkości obrotowej 22. W czasie ruchu obrotowego na wypełnienie sztabek działa siła odśrodkowa, dla zwiększającej się prędkości obrotowej siła odśrodkowa będzie rosła. Siła odśrodkowa jest równoważona przez siłę zapewnioną przez połączenie między wypełnieniem a owijką. Po osiągnięciu lub przekroczeniu maksymalnej siły jaką może zapewnić połączenie, nastąpi wysunięcie wypełnienia 3, 6, co zostanie zdetektowane czujnikiem 13, a sygnał informujący o wysunięciu wypełnienia zostanie przesłany do sterownika 21. Jeśli zostanie przekroczona pewna wartość graniczna wysunięcia, stół pomiarowy zostanie zatrzymany. Dla każdego wysunięcia wypełnienia zostanie zarejestrowana prędkość obrotowa, przy której nastąpiło wysunięcie, co przy znajomości parametrów fizycznych takich jak parametry geometryczne i masa wypełnienia pozwoli na wyliczenie siły połączenia wypełnienia z owijką.

Może się zdarzyć, że wysunięcie wypełnienia będzie zachodziło stopniowo, ewentualnie wypełnienie będzie się odkształcało i trudno będzie jednoznacznie określić moment wysunięcia wypełnienia. W takim przypadku można zastosować kilka czujników, których zadaniem będzie zmierzenie wielkości wysunięcia przy zwiększającej się prędkości obrotowego stołu pomiarowego. Możliwe jest jednoczesne wykonywanie pomiarów dla wielu badanych próbek. Test może być wykonywany również w ten sposób, że badane sztabki umieszcza się na stole obrotowym, po wprawieniu stołu pomiarowego w ruch obrotowy zwiększa się prędkość obrotową do określonej wartości i pozostawia tę prędkość przez określony czas, a następnie po zatrzymaniu urządzenia dokonuje się oceny połączenia wypełnienia z owijką. Przy testowaniu wielu sztabek jednego rodzaju można zautomatyzować badania, kiedy to za kryterium kontroli jakości jest jakiekolwiek wysunięcie wypełnienia lub nieprzekroczenie określonej wartości wysunięcia, nie będzie wtedy konieczna wizualna ocena badanej sztabki. Natomiast w przypadku konieczności szczegółowej analizy zachowania się wypełnienia sztabki w czasie testowania, wizualna ocena zawsze będzie niezbędna.

Claims (10)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób pomiaru jakości połączeń w prętopodobnym artykule przemysłu tytoniowego zawierającym sztabkę (1A, 1B) z wypełnieniem (2, 3, 5, 6) i owijkę (4A, 4B), znamienny tym, że mocuje się badaną sztabkę (1A, 1B) stosowaną w artykule przemysłu tytoniowego w urządzeniu pomiarowym w gnieździe (11) mocowania sztabki (1A, 1B) w obrotowym stole pomiarowym (10), następnie wprowadza się obrotowy stół pomiarowy (10) w ruch obrotowy, za pomocą zespołu pomiarowego mierzy się wysunięcie wypełnienia (3, 6) badanej sztabki z owijki (4A, 4B), oraz określa się jakość połączenia pomiędzy owijką (4A, 4B) a wypełnieniem (3, 6) sztabki (1A, 1B) na podstawie wielkości wysunięcia wypełnienia (3, 6) sztabki (1A, 1B) i siły odśrodkowej.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jakość badanej sztabki (1A, 1B) określa się na podstawie siły odśrodkowej mierzonej pośrednio poprzez uwzględnienie prędkości obrotowej stołu obrotowego (10) oraz parametrów fizycznych badanego produktu, lub bezpośrednio za pomocą czujnika siły odśrodkowej.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że obrotowy stół pomiarowy (10) wprowadza się w ruch obrotowy, po czym ustala się prędkość obrotową stołu pomiarowego (10) na stałym poziomie i utrzymuje się ją na ustalonym poziomie przez określony okres czasu.

4. Sposób według zastrz. 1 albo 2 znamienny tym, że obrotowy stół pomiarowy (10) wprowadza się w ruch obrotowy, przy czym prędkość obrotowa stołu pomiarowego (10) narasta w czasie.

5. Sposób według któregokolwiek z wcześniejszych zastrzeżeń od 1 do 4, znamienny tym, że próbę przerywa się, gdy wysunięcie wypełnienia sztabki (1A, 1B) przekroczy określoną wielkość graniczną lub upłynie określony okres czasu.

6. Urządzenie do pomiaru jakości połączeń w prętopodobnym, artykule przemysłu tytoniowego zawierającym sztabkę (1A, 1B) z wypełnieniem (2, 3, 5, 6) i owijkę, znamienne tym, że zawiera napędzany obrotowy stół pomiarowy (10) o regulowanej prędkości obrotowej, gniazda (11) mocowania sztabek stosowanych w artykułach przemysłu tytoniowego usytuowane w obrotowym stole pomiarowym (10), zespół pomiarowy zawierający czujnik (13) do pomiaru wielkości wysunięcia wypełnienia (3, 6) sztabki z owijki (4A, 4B), oraz sterownik (21) przystosowany do określania jakości połączenia pomiędzy owijką (4A, 4B) a wypełnieniem (3, 6) sztabki (1A, 1B) na podstawie wielkości wysunięcia wypełnienia (3, 6) sztabki (1A, 1B) i siły odśrodkowej.

7. Urządzenie według zastrzeżenia 6, znamienne tym, że gniazda (11) mocowania sztabek (1A, 1B) są wykonane w obrotowym stole pomiarowym (10) promieniowo.

8. Urządzenie według zastrzeżenia 6, znamienne tym, że gniazda (11) mocowania sztabek (1A, 1B) są wykonane w obrotowym stole pomiarowym (10) pod kątem względem kierunku promieniowego, a sterownik (21) jest przystosowany do określania jakości połączenia pomiędzy owijką (4A, 4B) a wypełnieniem (3, 6) sztabki (1A, 1B) stosowanej w przemyśle tytoniowym, także na podstawie kąta pomiędzy gniazdem (10) mocowania sztabek (1A, 1B) a kierunkiem promieniowym obrotowego stołu pomiarowego (10).

9. Urządzenie według zastrzeżenia 6, znamienne tym, że czujnik (13) zespołu pomiarowego jest wybrany z grupy zawierającej: czujniki mechaniczne, czujniki optyczne, czujniki elektromagnetyczne.

10. Urządzenie według któregokolwiek z wcześniejszych zastrzeżeń od 6 do 9, znamienne tym, że zawiera czujnik siły odśrodkowej.