EP0780059B1 - Vorrichtung zum Erwärmen der beleimten Überlappungsnaht eines Stranges der tabakverarbeitenden Industrie - Google Patents

Vorrichtung zum Erwärmen der beleimten Überlappungsnaht eines Stranges der tabakverarbeitenden Industrie Download PDF

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EP0780059B1
EP0780059B1 EP96119577A EP96119577A EP0780059B1 EP 0780059 B1 EP0780059 B1 EP 0780059B1 EP 96119577 A EP96119577 A EP 96119577A EP 96119577 A EP96119577 A EP 96119577A EP 0780059 B1 EP0780059 B1 EP 0780059B1
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    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
    • A24C5/00—Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • A24C5/14—Machines of the continuous-rod type
    • A24C5/26—Drying the seam

Definitions

  • the invention relates to a device for heating the glued overlap seam of a strand of the tobacco processing industry, in particular a cigarette rod, with a heated heating strip, along which the overlap seam is moved while being touched.
  • Strands of the tobacco processing industry are to be understood as strands in which strips of wrapping material envelop smoke material such as tobacco, in particular for the production of cigarettes, or filter material.
  • Devices of this type also called "seam flattening" in technical terms, are used in strand machines to transfer heat to the so-called glue seam or overlap seam, that is to say the glued overlapping area of an edge of a wrapping strip which is moved past, in order, for example, to solidify the glue (in the case of water-based glues) or liquefy (for hot melt adhesives).
  • the heated bar is usually in contact with the glue seam.
  • the known seam plates have metallic heating strips, which are usually heated by heating cartridges which are relatively distant. As a result, the latter must have a high thermal output. This easily leads to overheating when a strand machine is stopped and hypothermia when starting up. Both operating states are harmful because there is a risk of damage to the wrapping strip in the event of overheating, and the risk of the overlap seam opening in the event of hypothermia. In addition, the energy losses due to undesired heat radiation are high. Finally, the temperature control of the heating bar is also difficult due to the thermal inertia. When using conventional metal heating strips, there is also the risk of warping due to the unavoidable temperature fluctuations.
  • a seam plate has become known from US Pat. No. 3,575,766, in which the heat is transferred from a thin strip of electrically conductive material to the overlap seam of a cigarette rod, the heat being generated directly in the strip by resistance heating.
  • the object underlying the invention is one of the previously known and used seam plates to provide a different heating strip.
  • the heating strip consists of heat-conducting ceramic material, within which a heating conductor consisting of electrical current-conducting ceramic material is embedded.
  • the invention has several notable advantages. Due to the higher thermal conductivity of the thermally conductive Ceramic material and the resulting lower thermal Inertia are the dead and transition times Changes in heating requirements are smaller than with conventional seam plates, so that the adjustment times of the effective Surface temperatures of the heating bar can be improved. The risk of harmful overheating when stopping a strand machine with the heating strip according to the invention as a result of exceeding the target temperatures reduced like the risk of harmful hypothermia when starting due to target temperatures not yet reached.
  • the total installed electrical heating power can be reduced, which also reduces the energy losses and the associated undesired heating of the entire seam plate.
  • the degree of radiation of the ceramic is very good, which results in a high heat output with a small surface area and thus a shortening of the heating distance.
  • the wear resistance of the heating strip, on which the overlap seam of the strand to be consolidated continuously grinds, is increased. The delay which occurs in the metal heating strips which have been customary to date as a result of the high temperature fluctuations either does not occur at all or only to an innocuous extent.
  • a seam plate 1 for a cigarette machine has two sections 1a, 1b in the exemplary embodiment. It can contain other sections or just consist of a single piece. Sections 1a and 1b have housings 2a and 2b, respectively, which contain interiors 3a and 3b, which are sealed with a cross-hatched sealant, e.g. B. a heat-resistant foam are filled. At the lower end of sections 1a, 1b there are heating strips 4a and 4b made of heat-conducting ceramic material. For this, ceramics, the z. B. of silicon nitride (Si 3 N 4 ), doped with suitable additives, such as. B. with tantalum nitride.
  • Ceramic heating elements 6 are used for heating, which are embedded in the heat-conducting ceramic 4a or 4b and are fully enclosed by the latter.
  • Terminals 7a1, 7a2 and 7b1 and bushings 8a1, 8a2 and 8b1 are used to supply the heating conductors 6 with electrical energy.
  • Another connection terminal and a further feed-through are in reality beyond the fault line.
  • a bolt 9a is used to fasten the seam plate 1 to a strand machine (not shown); in reality, a second bolt is located on the right, invisible end of the seam plate beyond the break line.
  • the area of the surface 11a, 11b of the heating strip 4a or 4b consists of ceramic material, which is preferably designed to be thermally conductive.
  • the temperatures of the heating strip sections 4a, 4b they are provided with heat sensors 12a and 12b, the output signals of which control the energy supply to the heating conductors 6 in a known manner in order to maintain the desired temperatures.
  • the individual sections 4a, 4b of the heating strip can be regulated to different temperatures according to the requirements of the strand formation. It is particularly advantageous to have the temperatures decrease in the direction of movement of the glue seam, because more drying power has to be applied at the beginning of the drying section than at the end.
  • the surface 11 of a single heating strip 4 can be given a desired heat profile in that the thermal conductivity increases preferably changes continuously, ie for example decreases in the direction of the strand movement.
  • the cigarette rod z with the glued overlap seam n to be heated is shown only schematically on one edge of the wrapping strip u.
  • the aforementioned US Pat. No. 3,575,766 shows part of a cigarette rod machine with a gluing device for one edge of the cigarette paper strip to form the glued overlap seam and a downstream heating device, the latter, however, being fundamentally different from the invention.

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  • Resistance Heating (AREA)
  • Manufacturing Of Cigar And Cigarette Tobacco (AREA)
  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwärmen der beleimten Überlappungsnaht eines Stranges der tabakverarbeitenden Industrie, insbesondere eines Zigarettenstranges, mit einer erwärmten Heizleiste, an der die Überlappungsnaht unter Berührung entlangbewegt ist.
Unter Strängen der tabakverarbeitenden Industrie werden derartige Stränge verstanden, bei denen Hüllmaterialstreifen Rauchmaterial wie Tabak, insbesondere zur Herstellung von Zigaretten, oder Filtermaterial umhüllen. Derartige Vorrichtungen, in der Fachsprache auch "Nahtplätten" genannt, dienen in Strangmaschinen dazu, Wärme auf die sogenannte Leimnaht oder Überlappungsnaht, also den beleimten überlappenden Bereich einer Kante eines vorbeibewegten Umhüllungsstreifens, zu übertragen, um beispielsweise den Leim zu verfestigen (bei wasserbasierenden Leimen) oder zu verflüssigen (bei Heißschmelzklebern). Dabei steht die erwärmte Leiste in der Regel mit der Leimnaht in Berührungskontakt.
Die bekannten Nahtplätten haben metallische Heizleisten, die meist von relativ weit entfernten Heizpatronen erwärmt werden. Dadurch müssen letztere eine hohe Wärmeleistung aufbringen. Dies führt beim Anhalten einer Strangmaschine leicht zu Überhitzungen, beim Anfahren zu Unterkühlungen.
Beide Betriebszustände sind schädlich, weil bei Überhitzungen die Gefahr von Beschädigungen des Umhüllungsstreifens, bei Unterkühlungen die Gefahr des Aufgehens der Überlappungsnaht besteht. Außerdem sind die Energieverluste infolge unerwünschter Wärmeabstrahlung hoch. Schließlich ist auch die Regelung der Temperatur der Heizleiste infolge der thermischen Trägheit schwierig. Bei der Verwendung üblicher Heizleisten aus Metall besteht außerdem die Gefahr des Verziehens bei den nicht zu vermeidenden Temperaturschwankungen.
Durch die US-PS 3 575 766 ist eine Nahtplätte bekanntgeworden, bei der die Wärme von einem dünnen Streifen aus elektrisch leitendem Material auf die Überlappungsnaht eines Zigarettenstranges übertragen wird, wobei die Wärme durch Widerstandserwärmung direkt im Streifen erzeugt wird.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine von den bisher bekannten und verwendeten Nahtplätten abweichende Heizleiste vorzusehen.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Heizleiste aus wärmeleitendem Keramikmaterial besteht, innerhalb dessen ein aus elektrischen Strom leitendem Keramikmaterial bestehender Heizleiter eingebettet ist.
Weiterbildungen und weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den untergeordneten Ansprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung weist mehrere beachtliche Vorteile auf. Infolge der höheren Wärmeleitfähigkeit des wärmeleitenden Keramikmaterials und der dadurch bedingten geringeren thermischen Trägheit sind die Tot- und Übergangszeiten bei Änderungen des Heizbedarfs kleiner als bei üblichen Nahtplätten, so daß auch die Anpassungszeiten der wirksamen Oberflächentemperaturen der Heizleiste verbessert werden. Die Gefahr einer schädlichen Überhitzung beim Stillsetzen einer Strangmaschine mit der erfindungsgemäßen Heizleiste infolge Überschreitungen der Solltemperaturen wird ebenso herabgesetzt wie die Gefahr einer schädlichen Unterkühlung beim Anfahren infolge noch nicht erreichter Solltemperaturen.
Die insgesamt installierte elektrische Heizleistung kann verringert werden, womit die Energieverluste und die damit verbundene unerwünschte Aufheizung der gesamten Nahtplätte ebenfalls geringer wird. Der Abstrahlungsgrad der Keramik ist sehr gut, wodurch sich eine hohe Wärmeleistung bei kleiner Oberfläche und dadurch eine Verkürzung der Heizstrecke ergibt.
Schließlich wird die Verschleißfestigkeit der Heizleiste, an der die zu verfestigende Überlappungsnaht des Stranges ununterbrochen entlangschleift, erhöht. Der bei den bisher üblichen Heizleisten aus Metall infolge der hohen Temperaturschwankungen auftretende Verzug tritt entweder gar nicht oder nur in einem unschädlichen Ausmaß auf.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1
einen Teil einer Nahtplätte mit einer Heizleiste aus Keramik in vergrößertem Maßstab,
Figur 2
einen Schnitt nach Linie A-A in Figur 1.
Eine Nahtplätte 1 für eine nicht dargestellte Zigarettenmaschine weist in dem Ausführungsbeispiel zwei Abschnitte la, 1b auf. Sie kann weitere Abschnitte enthalten oder auch nur aus einem einzigen Stück bestehen. Die Abschnitte 1a und 1b weisen Gehäuse 2a bzw. 2b auf, die Innenräume 3a bzw. 3b enthalten, die mit einer kreuzschraffiert angedeuteten Dichtungsmasse, z. B. einem wärmebeständigen Schaum, ausgefüllt sind. Am unteren Ende der Abschnitte 1a, 1b befinden sich Heizleisten 4a bzw. 4b aus wärmeleitendem Keramikmaterial. Hierzu kann Keramik, die z. B. aus Silizium-Nitrid (Si3N4) besteht, mit geeigneten Zusatzstoffen dotiert sein, wie z. B. mit Tantal-Nitrid. Zur Erwärmung dienen keramische Heizelemente 6, die in der wärmeleitenden Keramik 4a bzw. 4b eingebettet sind und von dieser voll umschlossen werden. Zur Versorgung der Heizleiter 6 mit elektrischer Energie dienen Anschlußklemmen 7a1, 7a2 bzw. 7b1 und Durchführungen 8a1, 8a2 bzw. 8b1. Eine weitere Anschlußklemme und eine weitere Durchführung befinden sich in der Realität jenseits der Bruchlinie. Zur Befestigung der Nahtplätte 1 an einer nicht dargestellten Strangmaschine dient ein Bolzen 9a; ein zweiter Bolzen befindet sich in der Realität am rechten nicht sichtbaren Ende der Nahtplätte jenseits der Bruchlinie.
Grundsätzlich würde es genügen, um eine Reihe der vorgeschilderten Vorteile gemäß der Erfindung zu erzielen, wenn nur der Bereich der Oberfläche 11a, 11b der Heizleiste 4a bzw. 4b aus Keramikmaterial besteht, das vorzugsweise wärmeleitend ausgebildet ist.
Zwecks Überwachung der Temperaturen der Heizleistenabschnitte 4a, 4b sind diese mit Wärmesensoren 12a bzw. 12b versehen, deren Ausgangssignale in bekannter Weise die Energiezufuhr zu den Heizleitern 6 im Sinne einer Einhaltung der gewünschten Temperaturen steuern. Dabei können die einzelnen Abschnitte 4a, 4b der Heizleiste entsprechend den Anforderungen der Strangbildung auf unterschiedliche Temperaturen geregelt werden. Vorteilhaft ist es insbesondere, die Temperaturen in Bewegungsrichtung der Leimnaht abnehmen zu lassen, weil am Anfang der Trockenstrecke mehr Trocknungsleistung aufgebracht werden muß als am Ende.
Anstatt die Nahtplätte und damit die Heizleiste in unterschiedliche Abschnitte 1a, 1b bzw. 4a, 4b zu unterteilen, die jeweils getrennt auf die gewünschten Temperaturen geregelt werden, kann der Oberfläche 11 einer einzigen Heizleiste 4 ein gewünschtes Wärmeprofil dadurch gegeben werden, daß die Wärmeleitfähigkeit sich vorzugsweise kontinuierlich ändert, d. h. zum Beispiel in Richtung der Strangbewegung abnimmt.
In der Zeichnung ist der Zigarettenstrang z mit der beleimten zu erwärmenden Überlappungsnaht n an einer Kante des Umhüllungsstreifens u nur schematisch dargestellt. Die bereits genannte US-PS 3 575 766 zeigt aber einen Teil einer Zigarettenstrangmaschine mit einer Beleimungsvorrichtung für eine Kante des Zigarettenpapierstreifens zwecks Bildung der beleimten Überlappungsnaht und einer nachgeordneten Erwärmungsvorrichtung, wobei letztere sich von der Erfindung allerdings grundlegend unterscheidet.

Claims (3)

  1. Vorrichtung zum Erwärmen der beleimten Überlappungsnaht eines Stranges der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere eines Zigarettenstranges, mit einer erwärmten Heizleiste, an der die Überlappungsnaht unter Berührung entlangbewegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die die Überlappungsnaht (n) des bewegten Stranges (z) kontaktierende Heizleiste (4) aus Wärme leitender Keramik besteht, innerhalb der ein aus elektrischen Strom leitendem Keramikmaterial bestehender Heizleiter (6) eingebettet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleiste (4) aus Keramikmaterial mehrere Abschnitte (4a; 4b) aufweist, deren Temperaturen separat steuerbar sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Heizleiste (4) in Bewegungsrichtung der Überlappungsnaht abschnittsweise oder kontinuierlich abnimmt.
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