同轴卷烟的卷制方法和装置

本发明涉及同轴卷烟的卷制方法，用这种方法首先制成一内烟丝 条并连续用一外烟丝条包住，然后，内烟丝条和外烟丝条共同用一种 卷烟纸包裹，形成同轴卷烟条，并用按一定切割节拍工作的切刀将这 种同轴的卷烟条切断成一倍或多倍使用长度的同轴卷烟段。

本发明涉及同轴卷烟的一种卷制装置，包括：一个内烟丝条的卷 制装置、一个内烟丝条的输送装置、一个卷制外烟丝条并连续将内烟 丝条裹入外烟丝条的烟条成型单元、一个内烟丝条和外烟丝条裹入一 条共同的卷烟纸的成型装置和一个切割装置，该切割装置用一定切割 节拍工作的切刀从同轴卷烟条切下一倍或多倍使用长度的同轴卷烟 段。

众所周知，同轴卷烟具有一个用烟丝制成的外层大致同心包裹的 内芯。在这种同轴卷烟中，内芯可由一个空的小管或由一个用烟丝填 充的小管组成。内芯的填充物可用头等质量的烟丝，而包裹该内芯的 外层则可用二等质量的烟丝组成。在一种例如由法国专利FR-PS998 556公开的同轴卷烟中，该内芯用质量较次的烟丝组成并裹入用质量 好的烟丝制成的外层中。DE 36 02 846 C2公开了另一种同轴卷烟， 这种卷烟的内芯用一种无残渣的发烟燃烧材料制成，这种材料用头等 卷烟带例如卷烟纸包裹。包裹该内芯的外层则用一种可抽的发烟材料 例如烟丝组成并可至少部分地用一些烟丝替代材料组成。这种同轴卷 烟按DE 37 43 597 C2接装了同轴过滤嘴。

DE 36 02 846 C2公开了这种同轴卷烟的卷制方法。根据该方法， 首先用一种填充材料卷制成一个内烟丝条并用卷烟纸将它包裹起来。 然后该内烟丝条被送入一个卷烟机的成型装置中。在该处，该内烟丝 条用一层外皮或用一种可抽的发烟材料制成的包皮包裹起来并一起将 其用一层卷烟纸包裹在一起，形成一个同轴的卷烟条。其中，内烟丝 条的输送轨道在整个长度上沿成型装置同轴延伸。DE 20 15 387 C2 公开了一种同轴卷烟条的另一种卷制方法。根据这种方法，内烟丝条 用烟丝铺成一个起始层，并在这个起始层上铺烟丝罩面层。内烟丝条 可作为预制烟丝条铺放在用烟丝制成的起始层上。起始层和罩面层以 这样的方式同心地把内烟丝条包裹起来并在其周围形成一外套或外 层。然后将这种用两种不同的相互同心设置的材料制成的同轴卷烟条 切割成要求的同轴烟支，这种烟支具有一个用第一种材料制成的烟芯 和一个用第二种材料制成的同心的外套。

本发明的目的在于，提出卷制同轴卷烟的另一种方法和另一种装 置，特别是，本发明的目的是卷制具有改进烟支头端质量的同轴卷烟。

在上述那种方法中，根据本发明，这个目的是这样实现的，在烟 丝条的至少一个烟丝条中形成依次相隔一定距离的较高烟丝条密度区 域形式的头端加固。由于切刀分别在形成较大烟条密度的区域的烟条 区段进行烟支切割，通过切刀切开的烟支的端部被压实，所以至少减 少了烟丝的脱落并提高了卷烟的质量。

众所周知，由唯一的一种材料或材料混合物充填卷制常规的卷烟 时，卷烟的头端一端或两端设有头部加固。但在生产同轴卷烟时这种 措施至今既不常用，又不熟悉。

根据本发明方法的一个优选实施方案，既在内烟丝条中在外烟丝 条中形成依次相隔一定距离的较高烟丝条密度区域形式的头端加固， 而且内烟丝条和外烟丝条的头端加固相互同步。这样就实现了内烟丝 条和外烟丝条的头端加固在同轴卷烟条中同时分别位于相同的长度区 段内，亦即总是位于同轴卷烟条被切断的位置。依此方式形成两个头 端加固，以避免不希望产生的头端的烟丝脱落。为了实现头端加固同 步，当头端加固在烟丝条方向内相差大于一个理论位置的规定距离 时，则按本发明测定并校正其位置。

假定在两个烟丝条中形成较高密度的头端加固的区域的长度至少 大致相等，则同轴卷烟条中的较高密度的区域必须具有该长度，且其 距离必须与待切断的卷烟的长度一致。如果是这种情况，内烟丝条和 外烟丝条中的头端加固则是按规定同步的。如果同轴卷烟条的密度测 定测出了较高密度的较长的区域或该区域的距离与卷烟的长度不一 致，则可断定头端加固的同步有问题。所以根据本发明方法的另一实 施方案测量同轴卷烟条的密度，从密度测量值算出形成头端加固的较 高密度区域的长度和距离并根据较高密度区域的长度和距离控制至少 一个烟丝条中的头端加固的位置，并进行校正，以保持同轴卷烟条中 较高密度区域的规定长度和规定距离。

根据本发明方法另一个实施方案，首先测量同轴卷烟条的密度， 从密度测量值算出相对于一个参考点的头端加固的位置并根据同轴卷 烟条中的头端加固位置控制至少一个烟丝条中的头端加固的形成，以 保持同轴卷烟条中的头端加固的规定位置。作为参考点最好分别设置 实际的切刀或切刀工作的切割节拍。

根据本发明方法的一个优选实施改进方案，烟丝条中的一个烟丝 条的头端加固以一个用来切断成同轴卷烟段的切刀的预定的固定相互 关系来产生，而另一个烟丝条的头端加固在烟条方向内的位置则是变 化的。这样就简化了头端加固位置的确定及其控制。例如由于外烟丝 条的头端加固位置按照规定与切刀的固定相互关系是不变的，所以只 需测定内烟丝条的头端加固位置并在需要时进行校正即可。为此，根 据本发明，在内烟丝条与外烟丝条结合之前测出内烟丝条的密度并从 密度测量值中算出形成头端加固的较高密度区域相对于该参考点的位 置、在头端加固的位置与其理论位置出现差误时，产生校正信号并根 据校正信号校正内烟丝条的头端加固位置，以使其与外烟丝条的头端 加固同步。

根据本发明的另一个方案，在内烟丝条与外烟丝条结合之前，内 烟丝条通过一个垂度段并在该垂度段的端点测出内烟丝条的密度。

在本发明的另一个有利的方案中，根据一个烟丝条中头端加固的 位置与其理论位置的误差，至少在一个烟丝条中的较高烟丝条密度的 依次各段的距离至少有时变化来重新调节其理论位置。

根据本发明，在开始时所述的那种装置中，上述目的是这样实现 的，至少一个烟丝条的至少一个卷制系统具有一个在该烟丝条中依次 相隔一定距离的较高烟丝条密度区域形式的头端加固的形成装置。开 始时所述的那种装置最好这样设计，即内烟丝条的卷制系统和外烟丝 条的卷制系统分别配置一个内烟丝条或外烟丝条较高烟丝条密度区域 形式的头端加固的形成装置并配置内烟丝条和外烟丝条的头端加固的 相互同步装置。

根据本发明，该装置还配置了测量内烟丝条和/或外烟丝条的头端 加固位置的测量装置，该测量装置连接一个评估和控制系统上，而该 评估和控制系统则至少与一个烟丝条的头端加固的形成装置连接并根 据头端加固的测出位置与其理论位置的误差进行控制，以保持理论位 置。根据本发明的一个方案，作为测量装置设置了一个测定同轴卷烟 条的密度的密度测量装置，该密度测量装置测出形成头端加固的较高 密度区域的长度作为内烟丝条和外烟丝条相互的头端加固的相对位置 的尺度。该评估和控制系统根据头端加固的测出长度与其理论长度的 误差来控制头端加固形成装置中的至少一个，以保持理论长度。

根据本发明的另一个优选方案，外烟丝条的头端加固的形成装置 设置在离切割装置的一个预定的固定距离内并与待切断的烟条的同轴 烟条段的切割节拍同步。这样就保证了外烟丝条的头端加固的位置基 本上恒定和正确。本发明装置的另一个优选方案用来测定内烟丝条的 头端加固的位置及其校正。在该方案中，内烟丝条引入外烟丝条的引 入机构配置了一个单独测定内烟丝条的头端加固的测量装置并在内烟 丝条与外烟丝条结合之前测出其位置，该测量装置与评估和控制装置 连接，而该评估和控制装置则根据头端加固的测出位置与一个理论位 置的误差控制内烟丝条的头端加固形成装置，以实现内烟丝条与外烟 丝条的头端加固的同步。

在本发明的另一个方案中，在内烟丝条的卷制系统和内烟丝条连 续引入外烟丝条的引入系统之间设置了内烟丝条的引入段并在该引入 段的端部设置了测定内烟丝条头端加固的密度和位置的测量装置。这 样就能可靠确定按切割节拍测出的头端加固的相对位置。这个措施即 内烟线条的引入系统具有一个垂度区域并在该垂度区域的端部设置测 定内烟丝条头端加固的密度和位置的测量装置也有助于实现这个目 的。这样就获得了一个附加的优点：内烟条的卷制系统与内烟条连续 引入外烟条的引入系统的速度差不可能强制导致烟条断裂。为了在引 入段和垂度区域中的内烟丝条的运送达到最佳化，垂度区域配制了一 个控制内烟丝条运送的测量装置，该测量装置通过内烟丝条卷制系统 的速度的相应控制使垂度区域的内烟丝条的垂度保持在规定的极限 内。

根据本发明装置的又一个有利方案，内烟丝条两侧以一定的角度 导入一条吸丝带的第一区域中，在该吸丝带上已经铺好了形成外烟丝 条第一部分的一层烟丝层，在紧接着的第二区域中，在该内烟丝条和 该烟丝层上铺洒另外的烟丝作为外烟丝条的第二部分，且在该第二区 域配置一个多余烟丝削减装置和一个较大密度区域形式的头端加固形 成装置。根据本发明，作为头端加固的形成装置最好设置具有增加烟 丝条密度的区域形成装置的平整器。这种平整器可以是烟草加工工业 中熟习和常用的微调盘，这种微调盘与其圆周上设置的切口共同作用 来形成较高密度的区域。

本发明的优点在于，提出了具有最佳头端加固的同轴卷烟的卷制 方法和装置。内烟丝条和外烟丝条的摞在一起的头端加固促使同轴卷 烟的头端的足够加固，因而最多只有极少的头端烟丝掉落。通过本发 明同时保证了头端加固的位置误差的可靠测定和校正，因此连续地保 证了它的迅速同步。

下面结合附图来详细说明本发明。

附图表示：

图1本发明装置的一个侧视图；

图2本发明装置的一个仰视图；

图3作为本发明图1和2所示同步头端加固的形成装置的 控制系统实施例的示意图；

图4至6在生产过程中内烟丝条和外烟丝条的头端加固的不同 位置的相互关系。

图1和2作为本发明装置的实施例表示由一个含有烟丝的一个内 烟丝条2和一个包裹着该内烟丝条的用烟丝制成的包皮或外烟丝条 19/37组成的一个同轴卷烟条1的成型系统，从该同轴卷烟条切割成 相互同轴的卷烟4，以进一步加工成普通卷烟或带过滤嘴卷烟。

内烟丝条2在一个图1和图2中没有详细示出的、在图3中示意 示出的卷制装置6中形成，该卷制装置由一台可控制的电动机7驱动。 内烟丝条2最好是一个细的完整的卷烟条，它由一种可抽的发烟材料 填充并用卷烟纸包裹而成。这种卷制装置6例如指的是申请人的一种 卷烟机的样机，它用来卷制一种很细的烟丝条，而且没有切割装置， 所以它连续产出未切断的内烟丝条2。

内烟线条2沿箭头8方向通过一存储段9和该存储段上配置的位 置测量装置11送入一个烟丝条成型单元10。必要时，内烟丝条2送 入烟丝条成型单元10可通过倾斜布置在输送方向的压缩空气通道13 的一个喷嘴装置12的气室14的压缩空气来支持。然后内烟丝条到达 一条管道16，该管道把内烟丝条导入一个导向装置18，在该范围内， 内烟丝条从下面开始铺设一层烟丝层19。如图所示，导向装置18可 作成在双箭头17的方向内上下运动的导向辊18或作成一个更简单的 图中未示出的固定导向装置。烟丝层19在吸丝带22的第一区域21 内形成，该吸丝带在一个由两侧壁23界定的通道中通过辊24进行导 向运动并被这样驱动，使它用其下回行段22a在箭头26的方向内运 动。在吸丝带22的上侧设有一个吸气室27，该吸气室用来产生气流， 把絮状烟丝在箭头28方向内向上吸住，在该处，烟丝作为薄层19铺 在吸丝带22上，并沿箭头方向26运送。薄的烟丝层19由一个熟知的 平整器29整平，该平整器从该烟丝层去掉多余的烟丝31、多余的烟 丝由一台螺旋输送机32和一条输送带33运走。整平后的烟丝层19 到达第二区域34，在该区域内其它的烟丝呈絮状按箭头36运送到吸 丝带22并散布在内烟丝条2上以及烟丝层19上而构成另一烟丝层 37。由两层烟丝层19和37及夹在其间的内烟丝条2组成的这样的烟 丝条面离吸丝带的表面亦即烟丝层37由另一个熟知的平整器38整 平。该平整器有两个夹盘39，多余的烟丝夹持其间。一把刷子或一个 浆叶41去掉多余烟丝42，多余烟丝由输送带33运走。一个可调高度 的辊24通过下降或上升来调节烟丝条的重量，亦即通过多余烟丝42 的量来控制烟丝条重量。

整平后的烟丝条随即到达一个熟知的包裹装置43(也叫成型装 置)，在该装置中按熟知的方式连续用卷烟纸44包裹起来，形成一个 同轴的卷烟条1。然后用一个熟知的在图3中只是示意示出的切刀装 置46将该烟丝条1切成同轴的卷烟4，这样的卷烟具有一个内衬2和 围绕它铺设的烟丝层19、37。

图3再次示意地示出了与图1和2所述同轴卷烟条的卷制装置的 主要组成部分，该装置带有一个控制系统来控制内烟丝条2的卷制装 置6与该内烟丝条引入外烟丝条并卷制成同轴卷烟条1的烟条成型单 元10的同步。

如上所述，作为内烟丝条2的卷制系统或装置6可用一种熟知的 卷烟机，例如申请人的一种卷烟机的样机。图3示出了这种机器的重 要功能单元。47表示一个熟知的分配单元，它把来自一个图中未示出 的烟丝源提供的烟丝松开并呈箭头48所示的絮状送入一个循环吸丝 条输送机51回行段上的烟条成型区49中，在该处形成细的烟丝条52 作为内烟丝条的填充物。该烟丝条52用平整器53去掉多余的烟丝后 进入烟丝条成型装置54中，在该处，该烟丝条按熟知的、此处不赘的 方式用卷烟纸包裹成内烟丝条2。没有详细示出的平整器53可象上述 平整器36那样具有两个带有切口57的不断旋转的夹盘56，它们使烟 丝条以增加烟丝条密度的区域的形式形成头端加固。该夹盘由一个单 独可控制的电动机58驱动。对熟知的成型装置54只示出了循环的成 型带59，它由机器的驱动电动机7驱动。

烟条成型单元10已结合图1和2进行了叙述。在图3中，凡是相 同的件沿用上面图1和2的相同符号。对成型装置43在这里也只示出 了循环的成型带62，它由烟丝条成型单元10的驱动装置61或由一台 被该驱动装置控制的单独的电动机来驱动。微调盘或夹盘39在其圆周 上有切口63，这些切口使平整器38在这些范围内少去掉烟丝条的一 些烟丝，并依此方式在外烟丝内形成较高密度区域形式的头端加固。 夹盘39由一台电动机64驱动。

烟丝条成型单元10或卷制装置6的驱动电动机61和7通过一个 控制单元66相互连接成使主电动机61控制伺服电动机7，这样就保 证了烟丝条成型单元10和卷制装置6总是以相互一致的速度工作，尽 管如此，在一定运行条件下由电动机7确定的内烟丝条的输送速度与 由电动机61确定的继续处理速度仍可能出现不希望的误差。在烟丝条 成型单元10和卷制装置6之间设置的存储段9以垂度段的形式补偿了 由于滑动或别的影响产生的内烟丝条2和外烟丝条的速度差并由此防 止了内烟丝条2在运送到烟丝条成型单元10的过程中产生断裂。用位 置测量装置11测出存储段9的内烟丝条的垂度并通过一个连接在测量 装置11上的并与卷制装置6的电动机7连接的控制系统67来调节内 烟丝条2的输送速度。当内烟丝条2在垂度段9下垂时，电动机7的 转数额定值下降到一个较低的值，因为该内烟丝条的输送速度太大。 反之，当该内烟丝条在该垂度区上升时，电动机7的转数额定值便通 过控制系统67上调到一个较高的值，因为内烟丝条的输送速度太低。

位置测量装置11可以是一个以熟知的跳动辊的方式支撑在内烟 丝条2上的并与它一起上下运动的辊，该辊把它的位置用机械方式传 递到一个质量小的起动器的操作机构上，从而发出与该位置相应的信 号。也可用其它的、最好是无接触工作的例如光电子的位置信号器。

由于微调盘39和56带有切口63或57，上述装置适用于卷制具 有头端加固的同轴卷烟条1。如图4至6所示，内烟条2和外烟条19、 37中都产生了头端加固68或69，即在这些部位用微调盘从絮状的烟 丝条上少去除了一些烟丝，从而形成较高密度的区域。为此，微调盘 的凹槽或切口57或63是这样定位的，使较高密度的区域在烟丝条长 度上作为头端加固68或69总是位于从烟条切断的卷烟的头端。图4 表示一条“理想的”同轴卷烟条，从纵向看去，其内烟丝条2和外烟 丝条19、37的头端加固68和69分别精确的邻接。即内烟丝条和外烟 丝条的头端加固是同步的。其中，如果用微调盘29在第一烟丝层37 内不可能或不应该形成头端加固时，则外烟丝条19、37的头端加固也 可在一端形成。图4中示出的一些用来把烟条切断成同轴卷烟的切刀 71从这些头端的中间切断，这样产生的头端是紧密填充和密实的。

图5和6表示不同步的头端加固的例子，凡是相同的件在这里沿 用图4相同的符号。在图5的情况中，内烟丝条2的头端加固68比外 烟丝条19、37的头端加固69向后相差一个D1值，而在图6的情况中， 它在同轴卷烟条中则相差D2值位于其前面。在这两种情况中，平整器 38和53的工作都不是理想同步的。

为了内烟丝条2的头端加固与外烟丝条19、37的头端加固同步， 下面结合图3所述的装置来说明。

切割装置46由一台电动机72驱动，该电动机可以是机器的主传 动装置，或者是与它直接连接的传动装置。切割装置46将同轴的卷烟 条1按一定的切割节拍切断成一倍或多倍使用长度的同轴卷烟4。同 轴卷烟的实际切割节拍和切边在烟条成型单元10上用刀头46上的一 个起动器73进行测量并作为信号传送到控制系统67，该控制系统把 信号处理或内烟丝条头端加固的理论位置的一个数值。

确定同轴卷烟条速度的成型带62的传动装置61与该刀头的传动 装置直接耦合并通过它与平整器38的微调盘的传动装置耦合，亦即这 些单元与该刀头严格同步运行。这样就大大地保证了外烟丝条中用微 调盘39的切口63在外烟丝条中作为头端加固形成的较高密度的区域 具有精确的切割位置，所以切刀总是从这些头端加固的中心进行切 断。

如上所述，不但卷制装置6的作为伺服传动装置被主传动装置61 控制的传动装置7与烟丝条成型单元10的传动装置61连接，而且卷 制装置6的平整器53的传动装置58也与该传动装置61连接。这样就 基本上保证了平整器53的速度同步运行。但平整器53的微调盘56 的传动装置58是单独可调的，它的速度可调而与卷制装置6的额定速 度无关。

在机器6和10起动后，内烟丝条2的头端加固68与外烟丝条19、 37的头端加固69在同轴卷烟条中开始阶段以较大的几率未能达到位 置同步。

为了测定内烟丝条2的头端加固68的位置，设置了一个密度测量 装置。这里测量装置可以是一种熟知的测量装置，它以核子的、光学 的或红外线的辐射穿透烟丝条测出烟丝条密度。也可用电容式或微波 工作的密度测量装置，例如申请人的专利DE 196 25 944 A1(相当于 US 5736 864)或DE 197 05 260A1中所描述的那种密度测量装置。 密度测量装置74在图3中设置在内烟丝条进入烟丝条成型单元10之 前的垂度段9的端部。这样在生产方向内，就在密度测量位置和切割 装置46的切刀之间得出内烟丝条的一个基本恒定的长度，该长度可用 它相对于切刀的理论位置直接比较内烟丝条中较高密度区域的测出的 位置，这样就大大简化了测量装置74的密度信号的评估。密度测量装 置74连接在一个同步调节单元76上，该调节单元从密度测量装置发 出的密度信号中求出头端加固68的位置并与一个由主传动装置61和 切割装置46的切刀同步给定的理论位置进行比较。可集成在控制系统 67中的而在图中连接在传动装置61和平整器53的传动装置58之间 的同步调节单元76根据头端加固68的实际位置与其理论位置的误差 改变平整器53的微调盘56的速度并由此改变头端加固68的实际位 置，直至实际位置与理论位置一致为止。

在图中用虚线表示的另一种可能性在于，卷制装置6直接配置一 个密度测量装置75，且设置在生产方向内的成型装置54之后和存储 段9之前。在这种情况中，如上所述，在用控制系统67确定头端加固 68的实际位置与其理论位置的误差时，必须相应考虑用位置测量装置 11测出的内烟丝条2的存储长度的变化。最好是控制系统67的整体 组成部分的同步调节单元76通过微调盘56的速度增加或下降来微调 内烟丝条的头端加固的位置。

内烟丝条和外烟丝条的头端加固的同步的第三种可能性是以制成 的同轴卷烟条1测量的总头端加固的长度和/或位置为准。为此，控制 系统67要地密度测量用的密度测量装置77向该控制系统发出的密度 信号进行评估。头端加固的理论位置由微调盘56和39的切口57和 63的尺寸确定。例如假定内烟丝条和外烟丝条的头端加固的长度相 同，则在制成的同轴卷烟条1中的总头端加固的理论长度同样等于单 个头端加固的长度。如果在用装置77测量密度时得出了较长的总头端 加固，则表明头端加固的相互错位和头端加固的错误的或有缺陷的同 步，这就需要控制系统67通过一个在图中用连接线表示的可调传动装 置58使微调盘56的速度短时间变化来产生理论位置的总头端加固。 不用总头端加固的长度，也可测定其轴向距离并与一个理论距离进行 比较来调节同步，该理论距离由切割装置的切割节拍来确定。依次的 总头端加固的轴向距离太小表明头端加固相互变位和不够同步，这可 由控制系统67按上述方式进行调节。带有相互错位的和不够同步的头 端加固的烟条段在继续的生产过程中被扔掉。

在所示的和所述的装置起动时，密度测量装置74测出内烟丝条中 形成头端加固的较高密度区域。这些较高密度的区域引起一个阶跃信 号，这个阶跃信号在同步调节单元76中被测定来作为衡量头端加固 68实际位置的尺度。如图5所示，如果内烟条2的头端加固68在生 产方向内轴向位于外烟丝条的头端加固69的后面，则通过同步装置 76反复短时间地增加平整器53的微调盘56的速度，直至其头端加固 与外烟丝条的头端加固和与切割装置46的切刀同步为止，亦即内烟丝 条的头端加固的位置与其理论位置达到一致。反之，如果内烟丝条2 的头端加固68在生产方向内轴向位于外烟丝条19、37的头端加固69 的前面，则反复短时间地降低微调盘56的速度，直至头端加固68与 头端加固69同步为止。

凡是头端加固的误差导致了不合格的头端图形的卷烟都在生产方 向内后面的一个在这里未示出的过滤嘴接装机中被一个这里同样未示 出的众所周知的头端扫描装置检出并扔掉。

通过内烟丝条的头端加固与外烟丝条的头端加固的上述持续的同 步，使从烟丝条切断的同轴卷烟的头端上的内烟丝条保持在外烟丝条 的中心并改进了两个头端图形。