DE1954457A1

DE1954457A1 - Band sealer

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

BandsiegierBand winner

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Zigaretten und insbesondere einen verbesserten Bandsiegier zum Siegeln der Ränder von Zigarettenhüllen oder Zigarettenfiltern.The invention relates to the manufacture of cigarettes and, more particularly, to an improved tape sealer for sealing the Edges of cigarette sleeves or cigarette filters.

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.One of the most critical components in a cigarette making machine is the heat sealing tape sealer the edges of the cigarette paper together to get a clean and trimmed strand after the paper is filled with tobacco and paste has been applied to one edge of the paper. Such devices have of course been in use for many years and have recently been used in the manufacture of filters for cigarettes been.

Bei den bekannten Bandsiegiern werden im allgemeinen ziemlich massive Heizabschnitte und Sieglerblöcke für die Wärme zufuhr zu den vorher· mit Paste versehenen und gefalteten In the known Bandsiegiern massive heating sections and Siegler blocks are generally fairly for the heat supply to the previously · provided with paste and folded

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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.• Edges of the rolling paper used. The usage of large sealing blocks as a heating element leads to a rather slow response to temperature changes, if control organs are provided, for example at the beginning or at the end of the manufacturing process. Also is because of the large mass of the heating element is a multiple of the input power that is actually needed for sealing, necessary. This latter property leads to a considerable Excessive temperature when the machine is regulated or if it is temporarily idle. It can therefore sell a large number of cigarettes or filters become bad if the heating element overheats, scorches the wrapping paper or, conversely, does not provide enough heat, to seal the paper properly. Another disadvantage of the previous method for sealing cigarette paper sleeves is that over time the tolerance between the heat source and the heat sump gradually increases, which results in poor heat transfer to the heating element and a short heating element service life.

Die Erfindung ist auf Verbesserungen für die Regelung des Wärmeübergangs auf das Heizelement und die Zigarettenhülle in einem Bandsiegier gerichtet.The invention is directed to improvements for the control of the Heat transfer directed to the heating element and the cigarette case in a tape sealer.

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.The improved heat transfer control according to the invention is achieved through the use of a number of smaller ones together connected sealing blocks and through the use of a small and narrow thin strip heating element attached to the The sealing block is attached and held tightly against the underside of the seal by a spring inside the sealing block, which spring keeps the sealing blocks pressed apart. The power supply includes thermocouple probes in combination with a function amplifier to achieve a faster response of the heating element to temperature changes.

In der beiliegenden Zeichnung zeigen:In the accompanying drawing show:

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Fig. 1 eine schaubildiiche Ansicht des erfindungsgemässen Bandsieglers sowie dessen Verhältnis zur umgebenden Apparatur in einer Zigarettenmaschine;1 shows a diagrammatic view of the band sealer according to the invention and its relationship to the surrounding area Apparatus in a cigarette machine;

Fig. 2 in vergrössertem Maßstab eine schaubildliche Ansicht des erfindungsgemässen Bandsieglers, wobei Teile weggebrochen sind, um die inneren baulichen Einzelheiten darzustellen;2 shows a perspective view on an enlarged scale of the band sealer according to the invention, parts being broken away to reveal the internal structural details to represent;

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. 3 is a view in section along the line 3-3 in Fig. 1, which, however, shows the band victor in its operating position in the surrounding apparatus, and

Fig. U ein Blockschaltbild der Heizelement-Regelorgane gemäß der Erfindung.Fig. U is a block diagram of the heating element control organs according to the invention.

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 ausThe tape sier according to the invention shown in FIG. 1 is generally denoted by 10. The sealed sealer 10 is seated in a recess 24 of a folding block 20 to the plant the surface of a cigarette case 11 after being folded by the block 20. In the known manufacturing methods the cigarette paper envelope 11 is filled with tobacco 13, one edge 12 of the envelope being higher than the other edge 14 is held ·. The paper 11 is quickly passed between a freely rotatable disk 17 and a paste application disk 16, which latter applies a sealing paste to the inside of the higher edge 12. The paper 11 is then formed into a long, narrow cylinder while it is passed through a trough 18 on the folding block 20 is moved, which latter is arranged on the bed of the machine 22. The one in the recess 24 in the folding block 20 at the end of the channel 18 located band sealer 10 leads to the with paste provided edge heat, so that the filled cigarette case almost instantly when stepping out

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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.the channel 18 is heat sealed almost instantaneously. A scanning or sensing head 26 at the downstream end of the Folding block 20 determines whether the finished cigarette rods have the correct diameter and effects the necessary Adjustments, for example via fluid booster control organs (not shown), which work on a lever 28 and a control rod 30 to lift or raise the folding block 20. lower, whereby the channel or the trough 18 readjusted will.

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.The special design of the band sealer 10 arises on best from Fig. 2. Instead of using a single sealing block for heat transfer to the cigarette sleeve seam, As in the known devices, two or more smaller blocks 32 are provided with cooperating galvanized ends for coaxial arrangement. These Blocks 32 are made of a heat-resistant, non-conductive material and are much smaller than the solid blocks, which are provided in the already mentioned known devices. Carry it to compensate for its lighter weight the blocks 32 a saddle weight 34 which may be of any suitable material which is required Weight results to hold the blocks 32 against the cigarette sleeve 11 passed through.

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-The actual heating element "is a thin, narrow strip of metal 36, which conducts the heating current. The metal strip 36 is at its opposite ends to suitable leads 33 of a power supply, not shown, and to the Upper sides of the blocks 32 attached to their outer ends. The intermediate portion of the strip 36 extends through grooves 35 in the ends of the blocks and along the lower edges of the blocks 32, so that it is on the outer surface of the with a paste provided RAndes 12 of the sheath 11 passed therethrough. With the help of the metal strip 36, a localized and concentrated heat supply to seal the paste coated

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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.see covers 11 are obtained. The strip can be out a durable metal such as chrome-nickel or corrosion-resistant steel, and should be of small dimensions and be small in mass, e.g., about 3 mm (about 1/8 ") wide, and 0.5 mm (0.020") thick. Of course, the dimensions and Materials can be changed to suit the particular use; however, it has been found that the smaller the The mass the heating element is, the more sensitive it is to regulations and the less likely it is that the Passed sheath is countersunk. On the other hand, a heating element that is too small may not be sufficient to seal the envelope, when it moves through the sealer at a speed of several thousand feet per minute. The exact size of the The strip used depends on the dimensions of the blocks and the speed at which the whole process is carried out.

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.As a tight state of the heating element 36 to maintain Uniform heat along the envelope is important, is a compression spring 38, which is in mating centers Recesses in the blocks 32 are provided to force the blocks apart and the metal strip 36 to keep under tension. The metal strip 36 is thereby prevented from scorching parts of the envelope while he does not seal other parts.

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- Thermal sensing elements, such as thermocouple sensors 40, are located in recesses in blocks 32 near both ends of strip 36 and are in contact with the top of metal strip 36. These thermocouple sensors 40 are used to determine the temperature of strip 36 and provide an indication signal to a control circuit which determines the correct power supply to maintain the set temperature. If the strip 36 and thermocouple probes 40 both have a small mass, the required changes in heat transfer can be achieved quickly.

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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.follow, whereby a good regulation of the amount of heat is obtained, which ultimately on the cigarette cases 11 be transmitted. The faster the process of regulation, the fewer cigarettes there are due to poor sealing spoiled. Thermocouple probes are other heat sensing elements such as thermistors for purposes of the invention preferable because they are more stable and robust than thermistors.

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.The control circuit for the operation and regulation of the The heating current for the strip 36 is shown generally in FIG. The temperature display signals from the thermocouple sensor 40 are given to a function amplifier 42, which amplifies the output level of the signals to a useful working value. The amplifier 42 may be an integrated one Be a circuit that increases the strength of the weak (Sieich voltage of the thermocouple signal. The amplifier 42 feeds a phase control circuit 44, which in turn has a. AC power supply for heating element 36 turns on. The phase control circuit 44 operates in such a way that the power to the heating element 36 progressively later is supplied in the half cycle of the pulse wave when the temperature increases, with the result that less heat is transferred to the heating element 36. The phase lock Conversely, 44 turns on the heating element 36 earlier in each half cycle as the temperature decreases.

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.The invention therefore provides an improved band sealer of simple design and low weight, which requires less operating power and has improved heat transfer properties compared to the known devices.

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Claims

1 * band winner, characterized by:

Ca) a device (36) for heat transfer to the material to be sealed ClI);

Cb) a device for holding the heat transfer device against the material to be sealed and

Cc) a control device, through which the heat transferred to the material to be sealed on a a certain level is maintained; · '

which heat transfer device is formed by a thin strip C36) of an electrically conductive material which is attached to the holding device C32) .

Tape victor according to claim 1, characterized in that the holding device is formed by:

Cd) a number of aligned non-conductive blocks (32), which are connected to one another in an expandable manner, the ends of the strip (36) on different blocks are attached; and

Ce) a spring (38) which pushes the blocks apart, to keep the strip C36) under tension,

3. Tape victor according to claim 2, characterized in that the holding device C32) with a weighting (3U) ver

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can be seen * which is arranged on the little blocks.

4. Band victor according to claims 1 - 3, characterized in that that the admonished control system includes: (d) a device (40) for sensing the temperature of the Strip (36) and for outputting a display signal and

Ce) an organ (42) which responds to the mentioned © signal, in order to change a heating current fed to the mentioned strip (36) accordingly. -

S. Bandeiegler according to Claim 4, characterized in that the temperature sensing element through a thermocouple (40) in Contact with the strip (36) is formed «

6. Band victor according to claim 4 or 5, characterized in that the organ responsive to the said signal is formed by:

(.f) an integrated circuit (42) which is connected to the sensing element (40) and serves to amplify the signal mentioned, and
(g) a phase control circuit -,. (. M) ₁ which is connected between the integrated circuit (42) and the strip (36) and is used to generate a heating current for. change the strip in inverse proportion to the size of the signal mentioned below.

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