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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.
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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.
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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 und
GB 2261152 das Aufbringen
von körnigem
Material auf eine Filterumhüllung,
um einen Filter zu erzeugen, der als "Aktivfleckfilter" oder APF-Filter bekannt ist. Diese
Patente beschreiben das Produkt, erwähnen jedoch nur kurz, wie das
Produkt hergestellt werden kann. Beide Patente beschreiben die Beschichtung
des Umwicklungsmaterials mit Klebstoff beispielsweise unter Verwendung
eines Druckrades, und dann die Beschichtung mit Partikelmaterial
durch Leiten des Umwicklungsmaterials durch einen Vorratsbehälter, ein
Wirbelbett oder einen zirkulierten Strom des Partikelmaterials.
Ein weiteres Beispiel einer Stangenherstellungsmaschine ist in
US 4541826 offenbart.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Stangenherstellungsmaschine
der Tabakindustrie mit einem kompakten Materialaufbringungssystem
zu schaffen.
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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.
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Es
ist eine weitere Aufgabe, ein elektronisch gesteuertes System mit
verbesserter Flexibilität
und Genauigkeit für
die Materialaufbringung zu schaffen.
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Die
vorliegende Erfindung schafft eine Stangenherstellungsmaschine gemäß Anspruch
1.
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Die
vorliegende Erfindung schafft ferner ein Offline-Umwicklungsmaterial-Aufbringungssystem gemäß Anspruch
26.
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Das
Materialapplikatormittel ist ein elektronisch gesteuertes Applikatormittel.
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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.
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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.
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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. im
US-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.
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Das
Applikatormittel kann ein Bandapplikator, d. h. ein Kontaktapplikator,
oder ein Musterapplikator, d. h. ein kontaktloser Applikator, sein.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Geeigneterweise
ist das elektronische Applikatorsteuermittel mit einer Vielzahl
von Materialaufbringungslängen
und –positionen
(Schrittweiten) programmiert.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Das
Materialaufbringungssystem ist kein Rollenaufbringungssystem.
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Wenn
das Materialaufbringungssystem in der Offline-Ausführungsform
verwendet wird, wird die Materialaufbringung vorzugsweise mittels
der im elektronischen Applikatorsteuermittel gespeicherten vorprogrammierten
Materialaufbringungsmuster gesteuert.
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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.
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Die
vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung von
Stangen gemäß Anspruch 47.
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Die
vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren gemäß Anspruch
48.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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In
einem Aspekt kann auch ein Partikelsammeltablett zum Sammeln von überschüssigem Partikelmaterial,
sobald das Umwicklungsmaterial die Grenzen der Aufbringungskammer
verlässt,
vorgesehen sein.
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Eine
Staubabzugshaube kann ebenfalls vorgesehen sein.
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Heizvorrichtungen
zum Sicherstellen des Trocknens eines Klebstoffs, bevor das Umwicklungsmaterial
den Stangenherstellungsabschnitt erreicht, kann auch vorgesehen
sein.
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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.
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Eine
geeignete Filtermaschine ist der KDF2-Filterhersteller. Der unter
dem Ausstattungsabschnitt (Stangenherstellungsabschnitt) davon verfügbare Raum
ist ungefähr
0,15 m2 oder weniger.
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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.
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Damit
die Erfindung leicht verstanden und leicht verwirklicht werden kann,
wird nun auf die schematischen Zeichnungen hiervon Bezug genommen,
in denen:
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1 einen
Teil einer Filterstangen-Herstellungsmaschine 1 gemäß der Erfindung
von der Vorderseite der Maschine betrachtet zeigt, und
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2 einen
Materialapplikator zeigt, der für die
Erfindung geeignet ist.
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1 stellt
einen Teil einer Filterstangen-Herstellungsmaschine 1 gemäß der Erfindung von
der Vorderseite der Maschine betrachtet dar. Ein Ausstattungsbett 2 stützt einen
Filterzug-Sammelkonus 3 ab, in den einen verstreckten Zug 4 von
Filtrationsmaterial und ein Umwicklungsmaterial, in diesem Fall
eine Filterumhüllung 5,
zugeführt
wird. Dies bildet einen Stangenherstellungsabschnitt. Die Filterumhüllung 5 wird
von einer Spule 6 über
eine Reihe von Rollen 7 zu einer oberen Oberfläche einer
Aufbringungskammer 8 eines Materialaufbringungssystems 9 geliefert.
Die obere Oberfläche 10 der
Aufbringungskammer 8 ist schwenkbar angebracht, um zu ermöglichen,
dass sich die obere Oberfläche
anhebt, so dass die Filterumhüllung 5 durch
den Zuführungsweg
der Aufbringungskammer 8 geführt werden kann. Die schwenkbare
obere Oberfläche 10 kann dann
geschlossen werden, um die Aufbringungskammer 8 abzudichten.
An einem einstellbaren Träger 11 ist
ein Materialapplikatormittel, in diesem Fall eine Applikatorpistole 12 angebracht,
deren Düse
mit der Filterumhüllung 5 in
Kontakt steht, wodurch ein Band von fließfähigem Medium zur Filterumhüllung geliefert
wird. Die Applikatorpistole 12 wird mit dem fließfähigen Medium,
in diesem Fall Klebstoff, von einem Zuführungsmittel 13 für fließfähiges Medium
gespeist. Die Applikatorpistole 12 ist am Applikatoreinstellmittel 14 befestigt,
das eine Mikrometereinstelleinrichtung ist, die den Abstand der
Applikatorpistole in Bezug auf die Filterumhüllung einstellen kann. Der Kontaktdruck
der Düse
der Applikatorpistole 12 ist auch durch die Mikrometereinstelleinrichtung
einstellbar. Der einstellbare Träger 11 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.
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Ein
geeignetes Materialapplikatormittel wie z. B. das im
US-Patent 5 915 625 beschriebene,
kann die in
2 gezeigten Hauptmerkmale aufweisen. Ein
Düsengehäuse
30 bildet
eine Düsenkammer
31 in
seinem Inneren, wobei die Kammer von einer Düsenhülse
32 umgeben ist.
Ein Klebstoffkanal
33, der in diesem Fall axial quer gerichtet
ist, d. h. stromabwärts
der Düsenkammer
31 angeordnet
ist. Der Klebstoffkanal
33 ist mit einem Klebstoffvorratsbehälter oder
einer Klebstoffpumpe (siehe Bezugszeichen
13 in
1)
mittels einer Leitung
34 verbunden. Ein Düsenkopf
35 beinhaltet
einen Düsenkanal
36,
der sich von der Düsenkammer
31 zu
einer Düsenöffnung
37 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 Schließelement
38 erreicht,
das innerhalb der Düsenkammer
31 so
angebracht ist, dass es in der Längsrichtung
verlagerbar ist. Das Ende des Schließelements
38, das
dem Düsenkanal
36 zugewandt ist,
ist so konfiguriert, dass es einen konvergierenden Querschnitt aufweist,
in diesem Fall einen kegelförmigen
Schließkopf
39.
Die geschlossene Position ist in
2 gezeigt.
Zum Öffnen
und Schließen
des Düsenkanals
36 kann
das Schließelement
38 in
Verbindung mit einer Feder
40 in der Längsrichtung mit einer kleinen
Verlagerung hin und her bewegt werden, um ein Betätigungsmittel
zu schaffen. Die Bewegungen des Schließelements
38 werden
elektromagnetisch bewirkt. Für
diesen Zweck ist das Düsengehäuse
30 mit
einer elektrischen Spule
41 versehen.
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Diese
spezielle Ausführungsform
liefert Partikelmaterial, in diesem Fall Kohlenstoff, von innerhalb
der Aufbringungskammer 8 zur Filterumhüllung 5. Kohlenstoff
wird durch einen Partikelstoffeinlass 15 zugeführt. Ein
Partikelstoffauslass 16 ist vorgesehen, der ein Überlaufauslass
sein kann. Hinter der Platte, die den Kohlenstoffauslass 16 bereitstellt,
befindet sich ein Drehförderelement 17 mit
Armen, die an einer Antriebswelle 18 befestigt sind. Die
Antriebswelle 18 ist mit einem Antriebsmittel 19 (nicht
dargestellt) wie z. B. einem Servomotor verbunden. Ein Partikelstoff-Wiederaufbereitungsauslass 20 ist
in Richtung eines stromabseitigen Endes der Aufbringungskammer 8 angeordnet.
Es ist auch ein Staubabzugsauslass 21 vorgesehen. Die Aufbringungskammer 8 ist
in zwei Abschnitte, eine primäre
Kammer 22 und eine sekundäre Kammer 23, unterteilt
(jedoch nicht notwendigerweise vollständig, wie gezeigt). Der Auslass 20 und
der Auslass 21 gewinnen den Teilchenstoff von den Kammern 22 bzw. 23 wieder.
Luftdüsen 24 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 Staubabzugshaube 25 und ein Partikelstoff-Abfalltablett 26 können auch
entweder allein oder in Kombination vorgesehen sein. Daher sind diese
Gegenstände
in der Fig. als Kettengliedlinien gezeigt.
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Im
Betrieb wird die Aufbringungskammer 8 mit einer Zufuhr
von Partikelmaterial beladen, wenn die Maschine Filterumhüllung zu
dieser liefert. Die Geschwindigkeit des Antriebsmittels 19 des
Drehförderelements 17 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 Schneidkopfs 27 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.
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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 Filterumhüllung 5 wird
dann mit Kohlenstoffkörnchen
mit hoher Geschwindigkeit beschossen, die durch das Drehförderelement,
das Gebläse 17,
beschleunigt werden. Die Beziehung zwischen der Förderelementgeschwindigkeit
und der Maschinengeschwindigkeit kann unter Verwendung des elektronischen
Steuersystems eingestellt werden.
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Ebenso
wie das Aufbringen von Kohlenstoff auf den geklebten Bereich der
Filterumhüllung 5 kann außerdem das
Gebläse 17 auch
als selbstregulierende Vorschubeinrichtung wirken, d. h. je schneller
die Maschine läuft,
desto schneller dreht sich das Gebläse und desto schneller wird
Kohlenstoff vom Partikelstoffeinlass 15 eingesaugt. Überschüssiger Kohlenstoff
in der primären
Kammer 22 läuft
in die zweite Kammer 23 und über den Partikelstoff-Wiederaufbereitungsauslass 20 über. In 1 ist
durch gestrichelte Linien auch die alternative Anordnung der Filterumhüllungszuführung um
die Rollen 27, 28 und 29 gezeigt. Diese
Anordnung ermöglicht,
dass das Materialaufbringungssystem leicht umgangen wird, so dass
nicht behandelte Filterumhüllung
zum Stangenherstellungsabschnitt geliefert werden kann.
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Ein
geeignetes Staubabzugssystem ist der DCE Unimaster, der von Dust
Control Equipment Ltd. geliefert wird. Alternativ kann ein kombiniertes
Zuführungs-
und Rückführungssystem
verwendet werden.
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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.
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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.
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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 ).
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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.
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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.