生产纤维束的方法和装置

本发明关于生产纤维束或若干包裹的纤维束、特别是制造香烟和其它发烟的杆状物的过滤束的方法及实施该方法的装置。

在大规模生产香烟和其它这类发烟物中，所使用的过滤咀是用醋酸纤维或其它合适材料的带子制成的。这种被称为过滤束带的带子从一个供料堆上拉出，为进一步加工进行处理，然后在一成形设备上汇集成圆的纤维束并包上如纸带那样包裹材料。这种过滤束最后再切成单根过滤杆。

在DE 4109603A1上描述了一种已知的生产香烟过滤杆的方法和宜用于实施该方法的装置。该已知装置基本包括一个处理设备，该设备专用于拉伸并松展开供给的过滤束带；一个为处理好的过滤束带提供附加的过滤材料元件的辅助设备；一套加工过滤束的成形设备，它用包裹材料汇集包裹处理过的过滤束带；一台将过滤束连续地切成过滤杆的切割设备。因此，已知装置用于生产单根过滤束。

在已知装置的处理设备中，具有一个驱动的制动辊偶，它将过滤束带从过滤束堆上拉出。按照这项先有技术，还有一个已知的处理部分，该部分在其进口处采用一个非驱动的制动辊偶。这种处理部 分是如可买到的汉堡Koerber AG的AF2的产品。在DE4109603A1中描述的具有驱动的制动偶的处理部分具有下列缺点：过滤束带从堆上拉出的距离越远，在堆和拉辊偶之间的过滤束带将越长，这是由于在堆表面和拉辊偶之间的过滤束带的重量增加，过滤束带被拉长了。另外，随着拉力的增加，在高拉速下过滤束带的长度及作用在过滤束带上的空气阻力变得越来越大，这还将导致过滤束带的预拉伸。然而这里拉伸意味着单位时间或单位长度上送到拉辊偶上的过滤束带的重量越来越小，也就是说，在制动辊常速运行下，过滤束带的供给量将变化。这对生产的过滤束会有副作用，因为过滤束带的供给量变化时其密度也发生变化。如果供给的过滤束带太少，生产出的过滤杆或过滤束的密度或质量不够，生产出的过滤杆或过滤束将不能使用而成为废品。采用无驱动制动辊偶或“拖拉”式制动辊可部分补偿上述缺点和过滤束的进一步的波动、如翘曲式（curl index）波动，该波动会影响过滤束的质量。在所引用的处理部分AF2中，按加工过滤束带的说明书，在拖拉的辊偶上所加的制动力设定为一个常数。这一点从1989年1月出版的Khodia AG的小册子“技术情报2-01”（Tecnnjsche Information2-01）、“缆绳特性”（Kabelkennlinie）中叙述得很清楚。采用此项先有技术对过滤束的质量控制是用改变驱动辊的进给速度而获得的。

本发明的目的在于指出一种生产纤维束或多条纤维束的方法及相应的装置，它可在生产的纤维束或过滤束具有同样的高质量的情 况下具有较高的生产率。特别是在该装置的处理设备中加工的纤维带或过滤束的数量在可能的范围内保持为常数。

这个问题的解决方法包括一种方法，该方法用于生产至少一根纤维束、尤其是用于生产香烟过滤嘴和其它可发烟的杆状物的至少一根过滤束，其中至少一根纤维带特别是过滤束带从供料堆拉出，至少一根拉出的纤维带供给下面的专用于进行拉伸和松展的处理工作，然后至少一根处理后的纤维带在一成形设备内汇集成纤维束或过滤束，最后再包上包裹材料以形成一根或多根连续的包裹住的纤维束特别是过滤束，这些纤维带在开始处理时受到一制动力，以调节纤维带的将要加工的数量和/或其它特性，制动力可自动设定。

上述问题的解决方法的进一步的零件部分为一装置，该装置用于生产一根纤维束或同时生产若干根包裹的纤维束、特别是用一根纤维带或若干根纤维带尤其是过滤束带同时生产两根用于香烟或其它可发烟的杆状物的过滤束；该装置包括；一供料设备，用于将一根纤维带或同时将若干根纤维带从供给处连续不断地供给将提供的纤维带专门进行拉伸和松展的处理设备上；一成形设备，用于加工一根或同时有若干根包裹的分开的纤维束特别是来自处理过的纤维带的两根过滤束；和一台制动设备，它安置在处理设备的进口侧，可在所供给的纤维带上加上可自动设定的制动力或自动设定的不同的制动力，将要加工的每个纤维带的数量调节到一个确定值。

因此，在本发明的用于生产至少一根纤维束、特别是生产用于制 造香烟过滤嘴及其它杆状物的至少一根过滤束的方法中，至少一根纤维带、特别是一根过滤束带从供给处拉出并对这些带子进行拉伸和松展的专门处理，在处理提供的过滤束带或带子中，它们首先要经受到一个制动力，这个力可进行自动控制，并可以看出加工后的纤维束的与长度有关的质量保持为一个常数。

通过对纤维带上加上制动力，纤维带的某些特性可得到补充，进而可影响到纤维束的特性，这些纤维带的特性是指如它们的卷曲指数和总的纤度等特性。

纤维带上的制动力可用人工控制，最好还是通过一个相应的控制系统自动进行控制。

为了对纤维带上的制动力进行自动控制，要检拾和测量生产的过滤束的特性值，然后把将要加工的供给的纤维带的数量设定为瞬时测量值或实际值以及确定值的函数，通过调节纤维带上的制动力，达到相应测量特性值的要求值。

检拾和测量已生产的过滤束或纤维束意味着在本发明的范围内，这项测量既能在冗长的过滤束或纤维束上进行，又可在有限长度的过滤杆上进行。

采用本发明的方法和装置，若干纤维束、例如从一个堆上或若干个堆上拉出的纤维带能被同时进行加工。最好每根同时生产的纤维束测量至少一个特性值，测量结果和预先确定的要求值的平均值定为制动力调节值。然后该平均的制动力加到所有送去处理的纤维 带上。

另外，每根纤维带的供给量能单独通过一个相关的制动力来设定。为此，每根拉出的纤维带在它到达处理设备的拉辊之前通过一个压力控制的制动辊偶。

采用本发明的方法和装置，可用单根拉出的纤维带来生产单根过滤束，测出生产的过滤束的特性值如密度和单位长度的质量，将要加工的纤维带的数量作为测量值和附加的预设值的函数通过纤维带上的制动力来进行控制和调节。

对于在纤维带上施加制动力的制动系统，通常采用一个制动辊偶或若干这种辊偶，纤维带穿过它们。这些制动辊便如前所述本身不被驱动，有一相应的可控制的设定装置，它用气动、液压或其它合适的方式进行操作，由制动辊的一个以相应的力压向辊偶中的另一个辊，从而对穿过该制动辊偶的纤维带施加制动力。如果两条纤维带将同时在处理设备上处理，该制动系统可以有两个制动辊偶，用后面的加工步骤可以加工两根纤维束。这两个制动辊偶可以是“成对的”，即当采用两个单独的制动辊偶时，它们由一个和同样的设定装置同时作动，因而在通过它们的纤维带上产生相同的制动力。

作为制动装置，还可以采用至少一根制动杆，纤维带导绕在杆上。至少一根制动杆是可移动的，使制动杆的相对位置可以改变，从而能在纤维带上设定制动力。

此外，制动系统还可以有至少一块制动板，纤维带导绕在板上， 该制动板是可移动的，从而能设定或改变加在纤维带上的制动力。

通过调节纤维带的供给量和/或其它特性，尽管提供的纤维带与要求的设定值有相当大的偏差，也能得到均匀质量的生产的过滤束。尤其在纤维带堆内卷曲指数和/或总的纤度波动的情况下，它们可通过制动力的自动控制得到补偿而不需要由人工来重新设定机器。最后，通过对纤维带的供给量进行调节来进行进一步加工，能减少废品率，因而增加了过滤束生产中的生产率。

增加制造纤维束的生产力通常还可通过同时制造若干根纤维束来达到，同时生产的纤维束由至少一根连续供给的纤维带制成，测出生产的纤维束的至少一个特征值，以测量结果作为函数自动控制纤维带的供给量。

采用本发明的方法，用至少一根连续供给的纤维带可同时生产出若干根包裹的纤维束，纤维束的质量由探测纤维束的特征值来监视，从而通过控制制动力来设定纤维带的供给量，以确保最终的纤维束具有均匀的密度或质量。

本发明的装置具有用于同时生产若干根包裹的纤维束的处理设备，它将至少一根纤维带特别是过滤束带导送到成形设备上，该成形设备同时将供给的纤维带加工成若干分开的纤维束，再用包裹材料包裹。采用这种设备，能同时生产两条纤维束，在不需要增加人力或用于接纳双束机的空间的情况下，纤维束制造的生产率能增加一倍。

本发明的装置包括一台测量设备，在生产期间可用它来监视纤维束或过滤杆的重要特征及数值。纤维束或过滤杆的这类特征和质量参数包括如它们的密度或质量，它们的抽吸阻力和直径。

开始工作时，多束生产材料如并排运行的两根纤维带能同时供给一台双束机或双束过滤杆机，在这种情况下处理设备保证两根纤维束的每根的供给量是可控制的。为达此目的最好使用单独可控的制动辊偶，处理设备中的一根纤维带通过它运行，以设定进一步自动处理的供给量。通过该辊强加到纤维带上的制动力，纤维带的供给量可在某个限定范围内变化，从而能使得到过滤器处于其容差范围之内。该制动辊偶包括一根橡胶涂覆的辊子和一根钢辊子，通过橡胶涂覆辊在钢辊上柔性接触纤维带驱动辊子而使纤维带出现制动。

然而如果两根单独拉出的纤维带单根性能差异很大，如其总纤度或卷曲指数差异很大，那末用单个的可控制的制动辊偶来补偿纤维带之间的差异就很困难。如果这样做其结果可能是同时生产纤维束具有不同的特性，在最坏的情况下超出了所要求的容差。为此，在过滤杆的生产中，最好采用多宽度过滤束带，这种带子具有切开线使它可分开。

最好采用双宽度的纤维带，它可沿其中心切开线在处理设备内切成两根单宽度纤维带。这种分开的单宽度纤维带或相应的宽纤维带的两半个从一个堆上拉出，优点是它们具有基本相同的特性、特别是具有单位长度的同样的数量或质量，这就可靠地避免了在重 要的材料特性方面出现重大差异，因此在双纤维束中的纤维束的容差能可靠地得到满足。

因此这种优选的双宽度可分开的纤维带的特征在于：由于在生产过程中双宽度纤维带的两半个是在同样的操作情况下生产的，因此所生产的纤维束的所有的与质量有关的参数在两半个纤维带上差异不大。

采用从一个堆上拉出的双宽度纤维带有很多优点，尤其是当双空度纤维带已拉完即必须换推时更是如此。采用双宽度纤维带，仅需更换一个堆，将纤维带穿入双车机即可连续操作。这也构成了对本发明一个替换实施例即对两根分开的纤维带每根都从一个堆拉出的改进。在两种情况下，两个堆基本上不会同时用完，这样原则上机器必须停两次，这就会导致大量的人力成本并会增加废品。但当采用一个堆上的双宽度纤维带时，这一点就可避免。

关于所采用的双宽度可分开纤维带和其它的多宽度和对称的纤维带的精确结构在共同悬而未决的申请、“多宽度纤维带及其生产方法和装置”中已有描述，申请人即为本发明的申请人，在此介绍以供参考。

为了用制动系统获得快速的质量控制，对纤维束或过滤杆的抽吸阻力或密度或质量进行连续监视是有利的，为此合适的方法是比较的束密度测量法或联机的抽吸阻力测量法。

本发明的另一个有利的发展包括作为生产的纤维束特征值的质 量进行了检测和确定。按照测出的质量值，可通过拉出纤维带上的制动力来设定供给量。

在本发明的有利的变化中，纤维杆的抽吸阻力定作生产的纤维束的特征值。纤维束的供给量作为测出的抽吸阻力的函数、用处理设备中的制动系统通过稳定抽吸阻力来进行调节。

生产的纤维束或过滤束的特征值、质量和/或抽吸阻力最好在与本发明的装置联机时测出。按照本发明，纤维束的确定的特性可以最佳化并在生产中长期保留。通过测量如抽吸阻力类的特征值来调节或控制数量，就可保证在烟通过过滤器时香烟的抽吸性能不受影响。

本发明的附加优点和使用的可能性可以从下列参照附图举例说明的实施形式中看出。

图1概略示出本发明装置的一种实施形式用以实施本发明的方法和装置，该装置设计成双过滤束机；

图2是图1形式中使用的处理设备的细节图。该设备具有一成对的双制动辊偶和用作供给双宽度可分开的过滤束带的分离装置；

图3是图1装置中处理设备的侧视图，但未示出分离装置；

图4是一个函数曲线图，表示产生的信号与过滤束之间的函数关系；

图5是一个函数曲线图，表示过滤束的重量与由每个图1中装置的制动设备所加的制动力（制动辊压力）的依赖关系；

图6是一个方块图，表示用以按过滤束带上的制动力来调节过滤束数量的控制线路的基本设备；

图7是用于图1设备中的制动系统的侧视图，该制动系统用制动杆而不是制动辊；

图8是可用于本发明实施例图1中的另一种替换的制动系统概略侧视图，该替换系统采用制动板而不是制动辊。

在图1中，本发明的装置是一种双过滤束机，用于同时生产两条过滤束，尤其用于生产香烟过滤嘴和小型发烟物的过滤束，本图为侧视图。

按照本发明的装置基本包括装置8，9，10，通过它们双宽度可分开的过滤束带供到处理设备1上。成形设备3接着设备1，用设备1处理好的过滤束带及其排放物来同时生产两条包裹好的过滤束。

处理设备1包括一制动系统4，从动张力辊偶12，第二个从动张力辊偶11，布料嘴13，喷射箱14和偏转辊偶15（图3）。

参见图2，处理设备1上的制动系统4包括两个并排安置的两个制动辊偶4.1和4.2，以及一个由两个气动作动筒设备构成的支撑装置60，每支撑装置包括一个圆筒4.4和一个相应的活塞4.9。在活塞4.9的自由端，装有一U形部分4.7，相关的制动辊偶4.1的制动辊4.11安装在该U形部分上。通过压缩空气的作用气动作动筒设备能对安装在U形支持部分4.7加压，使之向上紧贴辊偶4.1的第二个辊4.12，从而调节在辊偶的辊子之间运行的过滤束带上的 制动力。在本实例中，两上制动辊4.1和4.2是“成对的”，亦即在它们的相应支撑装置上加有同样的压缩空气来加压。（它们所必须的相应的压缩空气线路及气动系统是已知的，下面不必叙述），从而在两个制动辊偶4.1和4.2上的过滤束带上加上制动力。

通过一分开装置16，可以获得两条单宽度的过滤束带6.1和6.2，分开装置16可设计成分开块或分开板，它们装在制动辊的外侧，分开双宽度可分开的过滤束带6。带6由处理设备1的第一张力辊偶12连续不断地从包7拉出。从包7移出的双宽度过滤束带沿其通路通过偏转辊8和两个气嘴9和10到达张力辊偶12，气嘴9和10用于松展开双宽度过滤束带，最后通过分开装置16后，单宽度过滤束带6.1和6.2穿过制动辊偶4.1和4.2到达张力辊偶12。通过张力辊偶12后，两条单宽度过滤束带6.1和6.2到达处理设备1的第二个张力辊偶11，两条过滤束带在两个张力辊偶12和11之间被拉紧，这是通过在被驱动的张力辊偶之间设定不同的速度来做到的。在第二个张力辊偶11之后，该单宽度过滤束带6.1和6.2送到复式喷嘴13，进行均匀地喷射以便在喷射箱14内作进一步的处理。在喷射箱14中，两条过滤束带6.1和6.2加上如甘油三醋酸酯类的柔软剂，然后再送到偏转辊偶15。两个张力辊偶11和12以及偏辊偶15是有动力的，而在处理设备1中，制动装置4.1和4.2是没有动力的。

张力辊偶11和12，以及装置13、14和15构成一个单张力机构， 它基本能用于对加工双宽度过滤束带或分别对两条单宽度过滤束带同时进行处理而毋须进行大的修改并不必提供重复加工。

两条过滤束带6.1和6.2进入成形设备3的复式入口19，在此两条单宽度过滤束带汇集为过滤束，在其上提供一条由卷筒21拉出的包裹带23和由上胶装置22提供的粘接剂。包裹材料带23和相应的过滤束通到成形装置3的成型带24上，在成形装置上有两条平行运动的传送带。两条成形传送带的每一条上都引导其上面的元件通过一个成形器26，该成形器设计成双的，并可将相应的包裹材料带23包绕在相应的过滤束上，以此制成包裹住过滤束27.1和27.2。然后包裹的过滤束并排地运行通过一个双接缝板28，在该板内，并排运行的包裹住的过滤束27.1和27.2的胶接缝封接在一起。然后，平行运行的过滤束由一切割器29连续地切成并排运行的过滤杆31，然后再传送到两个储筒的一个上，在储筒上它们沿十字轴传送方向偏转，通过两个试验筒33的一个传到传送带34上，然后送去进一步加工或中间储存。

该过滤器制造机具有一已知的测量装置46，采用它确定过滤束27.1和27.2的特征值，这里指的是过滤束的密度或质量。测量装置46与一控制系统48相连接，该系统将质量数据表示为一个信号，该测量装置46可采用如放射性的辐射源（β射线管）。这种测量装置在DE OS2208944中有详细描述，这里提出，仅供参考。

可供选择的测量装置还可包括用来测量过滤束第二个特征值， 即切割后的过滤杆31，因此也是过滤束27.1和27.2的抽吸阻力的已知的附加测量机构。为此采用了试验筒33，用它来测量单根过滤束27.1和27.2的过滤杆的抽吸阻力。用试验筒测量过滤杆的抽吸阻力是已知技术，在此请参照DE-OS4109603A1中的例子。因此这里就不详细描述试验筒及相应的测量方法了。试验筒33与控制系统48相连，抽吸阻力数据和质量数据产生控制信号，作动制动设备4的两个制动辊4.1和4.2以设定制动力，从而调节将要加工的单宽度纤维带6.1、6.2的量。代替双试验筒33的一种测量装置49可用来测量抽吸阻力，从而确定单根过滤束的抽吸阻力。这种测量装置请参照DE OS4109603A1的例子。刚才提到的抽吸阻力测量可用于密度测量或其它可能的测量中，因此在图1中它们的输出信号以虚线表示。

当测量装置46用作测量已完成的过滤束的密度时，可以采用穿过纤维束的射线操作的双测量头。该双测量头可使用如β射线那样的射线。

下面假设仅需测出生产出的过滤束27.1和27.2的密度和质量，并由测量装置46和控制装置48确定，它们可以包括如具有ROM、RAM CPU和相应输入/输出设备的微处理机或微型计算机。仅用与过滤束重量相关的密度信号来作动处理装置1中的制动设备4。

图4表示过滤束27.1，27.2的质量和测量装置46的输出信号 之间的函数关系，正如图4中看出的，在已知质量和密度信号之间存在着线性关系。控制装置48判断两条过滤束27.1和27.2得出的密度信号，形成平均信号，将此实际值与过滤束密度的储存的要求值SOLL相比较，如果比较值示出，滤束27.1和27.2的实际质量低于所要求的值SOLL，那么控制装置48将给制动装置4的设定设备提供一个电信号，该电信号再传到设定装置60作动筒上，即在这种情况下，气动设定装置的活塞收回一些以降低制动力，从而增加过滤束条6.1和6.2的处理量。如果在微机控制的控制设备48显示两条过滤束27.1和27.2的实际质量大于要求值SOLL，控制装置48将产生一个相应的信号，使制动设备4的气动设置增加位于两个制动辊偶4.1和4.2之间的两条纤维带6.1和6.2上的制动力，以减少两条纤维带6.1和6.2的供给量。控制设备48确定控制信号，该信号可以是以表示生产的过滤束27.1，27.2或这些过滤束实际质量值和制动辊压力或制动力之间的关系特性曲线为基础的，这种关系的典型的特殊曲线请参见图5的函数曲线。

为了使上述控制和调节程序更清楚明了，图6以方框图的形式示出了控制回路，示出了参与控制的基本装置。

由成形设备3同时生产的过滤束27.1和27.2，并排运行，由测量装置46的双测量头46.1进行检测，测出过滤束27.1和27.2的密度或质量。双测量头提供调频信号，该信号由频率/电压转换器转换成电信号而得出的，该电信号与设点传感器（Setpoint trans- mitter）48.1传递的要求值SOLL相比较，比较器48.3将比较结果传递到调节器48.2，调节器再产生上述电控制信号。调节器48.2可采用如普通的PID控制器，或者如前所述采用微处理机或微型计算机，这样它不仅具有调节功能，还具有比较器48.3的比较功能和设点传感器48.1的功能。装置48.1，48.2和48.3包含在控制装置48内。电控制信号通过相应的线路或电缆传送到电压/压力转换器60.1，它将提供的电控制信号转换成相应的压力信号或分别转换为设定装置60内作动气动设定装置的压力，从而在过滤束带导到下一个处理设备，然后到成形设备3上之前设定供给的过滤束带6.1和6.2上的制动力。控制的目标是将过滤束带6.1和6.2的送给量调节到一个常量，该常量是由控制设备48的设点传感器48.1产生的要求值SOLL给定的。

作为图1形式的一种替换形式，制动设备4可以采用如侧视图图7所示的制动杆4.22和4.21。在制动杆4.21和4.22之间装有一支持器4.20，制动杆4.22和4.21固定在其端部。支持器4.20可绕平行于制动杆4.22和4.21的轴的一根轴转动。在图7中，支持器4.20的转动方向由弯曲的双箭头示出。这样在转动时，支持器4.20作平行于垂直于其转动轴和制动杆4.21和4.22的轴的平面移动。驱动图7所示杆式制动的可转动支持器4，20的可采用电动、气动或液压驱动机构。由于支持杆的转动，制动杆4.21和4.22的位置改变了。这样在制动杆上的过滤束带的卷取角改变，如图7所示，因此 在过滤束带上产生不同的制动力。因此制动力可根据相应设计的设定装置60，由图7所示的制动设备构件来进行变化。

图8示出了图1中本发明实施例的制动设备1的另一替换设计，其中两个截面为半圆形的制动板4.24和4.25用作制动设备4，两个制动板4.24和4.25在位置关系上是相互偏置的，并通过一驱动机构（未示出），使它们在相反方向上移动。制动板4.24和4.25的移动方向在图8中由箭头示出。过滤束带6.1和6.2按其运行方向导绕在制动板4.25和4.24上。随着在两块制动板4.25和4.24之间在制动板移动箭头方向上距离的减少，作用在过滤束带6.1和6.2上的制动力将降低。因此通过采用如图8所示的制动设备4，也可通过合适的设定装置60来改变纤维带上的制动力。