DE1954457A1

DE1954457A1 - Bandsiegler

Info

Publication number: DE1954457A1
Application number: DE19691954457
Authority: DE
Inventors: Baker Max Norris; Mcarthur Colin Shaw
Original assignee: RJ Reynolds Tobacco Co
Current assignee: RJ Reynolds Tobacco Co
Priority date: 1968-10-29
Filing date: 1969-10-29
Publication date: 1970-05-06
Also published as: US3575766A; GB1265340A

Description

Bandsiegier

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Zigaretten und insbesondere einen verbesserten Bandsiegier zum Siegeln der Ränder von Zigarettenhüllen oder Zigarettenfiltern.

Eines der kritischsten Bauelemente bei einer Maschine zur Herstellung von Zigaretten ist der Bandsiegier zum Heißsiegeln der Ränder des Zigarettenpapiers miteinander, um einen sauberen und zugeschnittenen Strang zu erhalten, nachdem das Papier mit Tabak gefüllt und auf den einen Rand des Papiers Paste aufgebracht worden ist. Solche Vorrichtungen sind natürlich seit vielen Jahren in Gebrauch und sind neuerdings zur Herstellung von Filtern für Zigaretten verwendet worden.

Bei den bekannten Bandsiegiern werden im allgemeinen ziemlich massive Heizabschnitte und Sieglerblöcke für die Wärme zufuhr zu den vorher· mit Paste versehenen und gefalteten

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• Rändern des Zigarettenpapiers verwendet. Die Verwendung von grossen Siegelblöcken als Heizelement führt zu einem ziemlich langsamen Ansprechen auf Temperaturveränderungen, wenn Regelorgane vorgesehen sind, beispielsweise beim Beginn oder am Ende des Herstellungsvorgangs. Ausserdem ist wegen der grossen Masse des Heizelements das Mehrfache der Eingangsleistung, die tatsächlich zum Siegeln gebraucht wird, erforderlich. Diese letztere Eigenschaft führt zu einer beträchtlich überhöhten Temperatur, wenn die Maschine geregelt wird oder wenn sie sich zeitweilig im Ruhezustand befindet. Es kann daher eine grosse Menge Zigaretten oder Filter verk dorben werden, wenn das Heizelement sich überhitzt, das Hüllenpapier versengt oder umgekehrt nicht genug Wärme liefert, um das Papier einwandfrei zu siegeln. Ein weiterer Nachteil des bisherigen Verfahrens zum Siegeln von Zigarettenpapierhüllen besteht darin, daß mit der Zeit die Toleranz zwischen der Wärmequelle und dem Wärmesumpf allmählich zunimmt, was einen schlechten Wärmeübergang auf das Heizelement und eine kurze Heizelement-Lebensdauer zur Folge hat.

Die Erfindung ist auf Verbesserungen für die Regelung des Wärmeübergangs auf das Heizelement und die Zigarettenhülle in einem Bandsiegier gerichtet.

Die verbesserte Wärmeübergangsregelung gemäß der Erfindung wird durch die Verwendung einer Anzahl kleinerer miteinander verbundener Siegelblöckchen und durch die Benutzung eines kleinen und schmalen dünnen Streifenheizelements, das an den Siegelblöckchen angebracht und straff gegen deren Unterseiten durch eine Feder innerhalb der Siegelblöckchen gehalten wird, welche Feder die Siegelblöckchen auseinandergedrückt hält. Die Stromversorgung umfaßt Thermoelement-Fühler in Kombination mit einem Funktionsverstärker, um ein rascheres Ansprechen des Heizelements auf Temperaturveränderungen zu erzielen.

In der beiliegenden Zeichnung zeigen:

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Fig. 1 eine schaubildiiche Ansicht des erfindungsgemässen Bandsieglers sowie dessen Verhältnis zur umgebenden Apparatur in einer Zigarettenmaschine;

Fig. 2 in vergrössertem Maßstab eine schaubildliche Ansicht des erfindungsgemässen Bandsieglers, wobei Teile weggebrochen sind, um die inneren baulichen Einzelheiten darzustellen;

Fig. 3 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 1, welche jedoch den Bandsiegier in seiner Betriebsstellung in der umgebenden Apparatur zeigt, und

Fig. U ein Blockschaltbild der Heizelement-Regelorgane gemäß der Erfindung.

Der in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemässe Bandsiegier ist· allgemein mit 10 bezeichnet. Der behdzte Siegler 10 sitzt in einer Eintiefung 24 eines Falteblocks 20 zur Anlage an der Fläche einer Zigarettenhülle 11 nach dem Falten durch den Block 20. Bei den bekannten Herstellungsverfahren wird die Zigarettenpapierhülle 11 mit Tabak 13 gefüllt, wobei der eine Rand 12 der Hülle höher als der andere Rand 14 gehalten wird·. Das Papier 11 wird rasch zwischen einer frei drehbarenScheibe 17 und einer Pastenauftragscheibe 16 hindurchgeführt, welch letztere eine Siegelungspaste auf die Innenseite des höheren Randes 12 aufbringt. Das Papier 11 wird dann zu einem langen schmalen Zylinder geformt, während es durch einen Trog bzw. eine Rinne 18 am Falteblock 20 bewegt wird, welch letzterer auf dem Bett der Maschine 22 angeordnet ist. Der in der Eintiefung 24 im Falteblock 20 am Ende der Rinne 18 befindliche Bandsiegier 10 führt dem mit Paste versehenen Rand Wärme zu, so daß die gefüllte Zigarettenhülle nahezu augenblicklich beim Heraustreten aus

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der Rinne 18 nahezu augenblicklich heißgesiegelt wird. Ein Abtast- bzw. Fühlkopf 26 am unterstromseitigen Ende des Falteblocks 20 stellt fest, ob die fertigen Zigarettenstränge den richtigen Durchmesser haben und bewirkt die notwendigen Nachstellungen, beispielsweise über Fluidverstärker-Regelorgane (nicht gezeigt), welche auf einen Hebel 28 und eine Regelstange 30 arbeiten, um den Faltblock 20 anzuheben bzw. abzusenken, wodurch die Rinne bzw. der Trog 18 neu eingestellt wird.

Die besondere Bauform des Bandsieglers 10 ergibt sich am besten aus Fig. 2. Anstelle der Verwendung eines einzigen Siegelblockes zur Wärmeübertragung auf die Zigarettenhüllennaht, wie bei den bekannten Vorrichtungen, sind zwei oder mehrere kleinere Blöckchen 32 mit zusammenwirkenden verzinkten Enden zur gleichachsigen Anordnung vorgesehen. Diese Blöckchen 32 sind aus einem hitzebeständigen nichtleitenden Material hergestellt und viel kleiner als die massiven Blöcke,, die bei den bereits erwähnten bekannten Vorrichtungen vorgesehen sind. Zum Ausgleich für ihr geringeres Gewicht tragen die Blöckchen 32 ein Sattelgewicht 34, das aus einem beliebigen geeigneten Material sein kann, welches das erforderliche Gewicht ergibt, um die Blöckchen 32 gegen die hindurchgeführte Zigarettenhülle 11 zu halten.

Das eigentliche Heizelement "ist ein dünner schmaler Metallstreifen 36, der den Heizstrom leitet. Der Metallstreifen 36 ist an seinen entgegengesetzten Enden an geeigneten Zuleitungen 33 einer nicht gezeigten Stromversorgung und an den Oberseiten der Blöckchen 32 an deren äusseren Enden befestigt. Der Zwischenteil des Streifens 36 erstreckt sich durch Nuten 35 in den Blöckchenenden und längs der Unterkanten der Blöckchen 32, so daß er auf der Aussenflache des mit einer Paste versehenen RAndes 12 der hindurchgeführten Hülle 11 aufliegt. Mit Hilfe des Metallstreifens 36 kann eine lokalisierte und konzentrierte Wärmezufuhr zum Siegeln der mit einer Paste ver-

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sehenen Hüllen 11 erhalten werden. Der Streifen kann aus einem dauerhaften Metall wie Chromnickel- oder korrosionsbeständiger Stahl sein, und soll von kleinen Abmessungen und kleiner Masse sein, z.B. etwa 3 mm (etwa 1/8 ") breit, und 0,5 mm CO,020 ") dick. Natürlich können die Abmessungen und Materialien in Anpassung an den besonderen Gebrauch verändert werden, es wurde jedoch festgestellt, daß, je kleiner die Masse des Heizelements ist, desto empfindlicher es für Regelungen ist und desto weniger wahrscheinlich es ist, daß die hindurchgeführte Hülle angesenkt wird. Andererseits kann ein zu kleines Heizelement nicht zum Siegeln der Hülle ausreichen, wenn sich diese durch den Siegler mit einer Geschwindigkeit von mehreren 1000 Fuß je Minute bewegt. Die genaue Grosse des verwendeten Streifens hängt von den Abmessungen der Blöckchen und der Behandlungsgeschwindigkeit des ganzen Vorgangs ab.

Da ein straffer Zustand des Heizelements 36 zur Aufrechterhaltung einer gleichmässigen Wärme längs der Hülle wichtig ist, ist eine Druckfeder 38, die in zueinander passenden mittigen Ausnehmungen in den Blöckchen 32 wirkt, vorgesehen, um die Blöckchen auseinanderzudrücken und den Metallstreifen 36 unter Zugspannung zu halten. Der Metallstreifen 36 wird hierdurch daran gehindert, Teile der Hülle zu versengen, während er andere Teile nicht siegelt.

Wärmefühlelemente,, wie Thermoelementfühler 40, sind in Ausnehmungen in den Blöckchen 32 in der Nähe beider Enden des Streifens 36 angeordnet und befinden sich in Kontakt mit der Oberseite des Metallstreifens 36. Diese Thermoelement-Fühler 40 dienen zur Feststellung der Temperatur des Streifens 36 und liefern ein Anzeigesignal an eine Steuerschaltung, welche die richtige Leistungszufuhr zur Aufrechterhaltung der eingestellten Temperatur bestimmt. Wenn der Streifen 36 und die Thermoelementfühler 40 beide eine kleine Masse haben, können die erforderlichen Veränderungen im Wärmeübergang rasch er-

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folgen, wodurch eine gute Regelung über die Wärmemenge erhalten wird, die schließlich auf die Zigarettenhüllen 11 übertragen werden. Je rascher der Vorgang der Regelungen ist, desto weniger Zigaretten werden durch schlechte Siegelung verdorben. Thermoelementfühler sind anderen Wärmefühlelementen, wie Thermistoren, für die Zwecke der Erfindung vorzuziehen, da sie stabiler und robuster als Thermistoren sind.

Die Regelschaltung für den Betrieb und die Regelung des ^ Heizstroms für den Streifen 36 ist allgemein in Fig. 4 gezeigt. Die Temperaturanzeigesignale aus dem Thermoelementfühler 40 werden an einen Funktionsverstärker 42 gegeben, der den Ausgangspegel der Signale auf einen brauchbaren Arbeitswert verstärkt. Der Verstärker 42 kann eine integrierte Schaltung sein, welche die Stärke der schwachen (Sieichspannung des Thermoelementsignals erhöht. Der Verstärker 42 speist eine Phasenregelschaltung 44, die ihrerseits eine. Wechselstromversorgung.für das Heizelement 36 einschaltet. Die Phasenregelschaltung 44 arbeitet in der Weise, daß Leistung dem Heizelement 36 zunehmend später in der Halbperiode der Impulswelle zugeführt wird, wenn die Temperatur zunimmt, was zur Folge hat, daß weniger Wärme auf das Heizelement 36 übertragen wird. Die Phasenregelazhaltung 44 schaltet umgekehrt das Heizelement 36 in jeder Halbperiode früher ein, wenn die Temperatur abnimmt.

Durch die Erfindung wurde daher ein verbesserter Bandsiegler von einfacher Bauart und geringem Gewicht geschaffen, der eine geringere Betriebsleistung erfordert und verbesserte Wärmeübergangseigenschaften im Vergleich zu den bekannten Vorrichtungen aufweist.

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Claims

Patentansprüche

1* Bandsiegier, gekennzeichnet durch:

Ca) eine Einrichtung (36) zur Wärmeübertragung auf das zu siegelnde Material ClI);

Cb) eine Einrichtung zum Halten der Wärmeübertragungseinrichtung gegen das zu siegelnde Material und

Cc) eine Regeleinrichtung, durch welche die auf das zu siegelnde Material übertragene Wärme auf einem bestimmten Niveau gehalten wird; · '

welche Wärmeübertragungseinrichtung durch einen dünnen Streifen C36) aus einem elektrisch leitenden Material gebildet wird, der an der Halteeinrichtung C32) befestigt ist.

Bandsiegier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung gebildet wird durch:

Cd) eine Anzahl ausgerichteter nichtleitender Blöckchen (32), die spreizbar miteinander verbunden sind, wobei die Enden des Streifens (36) an verschiedenen Blöckchen befestigt sind; und

Ce) eine Feder (38), welche die Blöckchen auseinanderdrückt, um den Streifen C36) unter Spannung zu halten,

3. Bandsiegier nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung C32) mit einer Beschwerung (3U) ver-

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sehen ist,* die auf d@n Blöckchen angeordnet ist.

4. Bandsiegier nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ermahnte Regeleinrichtung umfaßt: (d) ein Organ (40) stm Abfühlen der Temperatur des Streifens (36) und zur Abgabe eines Anseigesignals und

Ce) ein Organ (42), welches auf das erwähnt© Signal anspricht, um einen dem erwähnten Streifen (36) zugeführt enHeizstrora entsprechend zu verändern. -

S. Bandeiegler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturfühlorgan durch ein Thermoelement (40) in Kontakt mit dem Streifen (36) gebildet wird«

6. Bandsiegier nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß das auf das erwähnte Signal ansprechende Organ gebildet wird durch:

(.f) eine integrierte Schaltung (42), die mit dem Fühlorgan (40) verbunden ist und dazudient, das erwähnte Signal zu verstärken, und
(g) eine'Phasenregelschaltung-,.(.M)₁ die zwischen der integrierten Schaltung (42) und dem Streifen (36) geschaltet ist und dazu dient, einen Heizström für . den Streifen im umgekehrten Verhältnis zur Grosse des erwähnten Signals su verändern.

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