複合條帶的成形設備和方法
2023-06-08 06:02:06 1
專利名稱：複合條帶的成形設備和方法
技術領域：
本發明涉及一種複合條帶處理設備和方法，更具體地說，涉及一種用於處理玻璃纖維條帶的系統和方法，所述玻璃纖維條帶是用於類似傳統香菸的菸草製品的生產。
已知菸草製品在其一端附連有一燃料元件，用以為該菸草製品的吸用提供熱量。所述燃料元件包括一碳燃料棒，該燃料棒被包裹在一玻璃纖維條帶中，並且再被一外包紙或插頭包裹件包封。這樣的菸草製品揭示在例如都轉讓給本發明受讓人的美國專利4,714,082、4,756,318和5,065,776中，這些專利內容援引在此以供參考。
在一種製造這樣的菸草製品的燃料元件的方法中，是在兩個相同的玻璃纖維材料的條帶之間設置一條再造的菸草紙，從而形成一複合條帶，隨後將該複合條帶包繞到一個連續擠壓而成的碳燃料棒上，並用也可以是菸草紙的紙包裹件再加以包繞，該方法可以是例如1993年9月29日公開的歐洲專利No.562,474所述。為了可以較為經濟地生產這樣的菸草製品，必須能以生產率較高的連續生產工藝來形成該菸草製品的各個構件。
傳統的香菸製造機器通常是以本發明規劃下的高生產率工作。可以用一種傳統的用於製造香菸過濾嘴的設備(已知為KDF過濾嘴製造機)來生產前述專利所描述的菸草製品的燃料元件。然而，處在KDF過濾嘴製造機上遊、用於提供燃料元件各構件的設備與製造傳統香菸過濾嘴的設備大不相同。本發明涉及上述的設備，特別是涉及用於形成由玻璃纖維材料和菸草紙組成的前述複合條帶的設備的各構件，所述設備將複合條帶供給至KDF過濾嘴製造機，以便製造菸草製品的燃料元件。
本發明涉及一種用於處理可形成一連續複合條帶的不同條帶材料的系統和方法，所述複合條帶是用於製造前述菸草製品的燃料元件。特別是，藉助本發明的設備和方法構造而成的燃料元件可以是如前述授予Lawson等人的美國專利No.5,065,776中所揭示的元件。
該燃料元件的構件包括一擠壓而成的碳棒；一由歐文-康寧(Owens-Corning)C-玻璃纖維墊組成的玻璃纖維條帶，所述纖維墊的未壓縮時的厚度是大約1.0mm，寬度是大約38mm；一再造菸草紙的條帶，其厚度是大約0.13mm，寬度是大約19mm；以及一類似於插頭包裹件的紙條帶，其厚度是大約0.13mm，寬度是大約26.5mm。碳棒的成分可以是如前述美國專利5,065,776所述，它是由一螺杆型的擠壓機連續擠壓而成，並且通過一細長的V形槽輸送到KDF過濾嘴製造機，在那裡用如前所述的、由玻璃纖維和菸草紙條帶形成的複合條帶包繞，隨後再用紙包裹件加以包裹。
本發明的設備包括一條帶退繞裝置，它支承著兩個由C-玻璃纖維墊材料組成的捲筒，每個捲筒被縱切為寬度大約是38mm的約10個條帶。玻璃纖維條帶交替地從兩個捲筒拉出，並且自動地拼接在一起，從而提供一個可連續供給的玻璃纖維條帶。條帶退繞裝置可使捲筒橫向移位，以便讓退繞的條帶與通過設備的條帶供給路徑對準。當一個捲筒上最後的條帶退繞完時，可以在另一捲筒上的條帶進行退繞的同時，用一個滿的捲筒來替換退繞完的捲筒，這樣就能使整個工藝過程連續進行，即使在捲筒更換時也沒有停頓。
兩個捲筒的條帶繞過若干個輥子和一控制調節裝置，以便進給至退繞裝置下遊的一拼接設備。剛好在拼接作業之前，可檢測到來自第一捲筒的退繞條帶處於放空狀態，增大條帶的退繞速度，以便在拼接裝置下遊的一條帶儲存器內儲存足夠的條帶材料，以使條帶停止退繞從而能進行拼接作業。當來自第一捲筒的條帶後端進入拼接裝置時，退繞暫時停止，剛剛退繞的條帶後端與來自第二捲筒的下一退繞條帶的前端相互拼接。
拼接設備包括用於保持條帶的夾頭和用於將需拼接條帶的端部切平的切割裝置。在拼接設備中的上、下膠帶施加裝置可通過操作者來裝上較短的拼接膠帶，當條帶的前端和後端處於略微分開的位置並被夾緊時，可自動地將膠帶施加於條帶的上、下表面以進行拼接，隨後，膠帶施加裝置和夾頭退回。然後，拼接裝置下遊的輸帶輥將拼接後的條帶從拼接裝置拉出，並從第二捲筒送出條帶。接著，操作者可以將來自第一捲筒的下一個條帶的前端和拼接膠帶條裝入拼接設備，以備下一次拼接。
在拼接作業的過程中，可採用積聚在條帶儲存器內的玻璃纖維條帶，因而即使當條帶暫時停頓以進行拼接時，KDF過濾嘴製造機也可以高速地進行生產。玻璃纖維條帶從條帶儲存器供給至一縱切機構，在那裡被縱切成兩個等寬(大約是19mm)的條帶。隨後，該兩條帶由一導輥系統引入兩個垂直分開的路徑。一寬度同樣是大約19mm的菸草紙條帶從一捲筒出發，由導輥系統引導至兩玻璃纖維條帶之間的一個位置。三個條帶的軸線先是橫向地相互偏離，但是由所述導輥系統引導成對準並且相互疊置的狀態，隨後，這三個條帶相互接觸，菸草紙條帶夾設在兩個玻璃纖維條帶之間，從而形成一個複合的三層式條帶。接著，該複合條帶被引入KDF過濾嘴製造機，並在那裡包裹到擠壓而成的碳燃料棒上，並再用紙包裹件加以包裹，且沿著一縱向接縫膠接，其方式類似於將一插頭包裹件圍繞一傳統的香菸過濾嘴進行的包裹和膠接。
本發明還提供了一種用於製造碳燃料元件的方法，該方法是一連續的工藝，包括如下步驟連續地擠壓出一碳棒構件；向一KDF過濾嘴製造機連續地供給該碳棒構件；連續地供給一玻璃纖維條帶和一菸草紙條帶；將玻璃纖維條帶縱切為兩個等寬的條帶；將菸草紙條帶引導至兩個玻璃纖維條帶之間；將三個條帶夾到一起而形成一複合條帶；將該複合條帶包裹到碳棒構件上，構成一組件；再將一紙條帶包裹到所述組件上；以及沿縱向密封包裹的紙條帶，從而形成碳燃料棒。本發明方法的另一方面在於，可對來自一雙捲筒退繞裝置中的一對捲筒的玻璃纖維條帶進行自動的拼接，從而不會因為拼接玻璃纖維條帶而中斷加工過程，因而可維持KDF過濾嘴製造機的生產速度。
從以上所述可以清楚的看出，本發明的主要目的在於，提供一種能以高速、連續的生產工藝來製造菸草製品的碳燃料棒的方法和設備，其速度堪與現有的製造傳統香菸過濾嘴和香菸的高速度相媲美。
本發明的另一目的在於，提供一種製造菸草製品碳燃料棒的生產工藝和設備，該工藝和設備是可靠的，不會像某些已有技術的工藝和設備那樣經常發生燃料元件斷裂的問題。
本發明的又一目的在於，提供一種自動化程度相當高的工藝和設備，它可以確保兩個玻璃纖維條帶可靠地拼接。
本發明的再一目的在於，提供一種可藉助膠帶將兩個玻璃纖維條帶拼接起來的拼接結構和方法，它是以這樣一種方式來拼接的可允許拼接頭通過直徑相對較小的輥子，並且可以拉緊並張緊而不會使拼接頭分離或減弱。
本發明的前述和其它的目的、優點及特徵將在下文中變得越來越明顯，通過下面說明書和附圖、以及所附權利要求對本發明所作的描述，可以更清楚地理解本發明。
圖1是用於製造一碳燃料棒的本發明設備的立體圖；圖2是本發明的雙捲筒退繞設備的側視圖；圖3是本發明的拼接設備的側視圖；圖4-7用來描述在圖3的拼接設備中形成兩個玻璃纖維條帶的一拼接頭的連續步驟；圖8是在圖3所示的拼接設備中根據本發明製得的一拼接頭的局部俯視圖；圖9是在圖3所示的拼接設備中根據本發明製得的一拼接頭的局部側視圖；圖10A是本發明的條帶儲存器的側視圖；圖10B是沿圖10A中的線A-A剖取的本發明的條帶儲存器的剖視圖11是用於製造複合玻璃纖維/紙條帶的本發明設備的側視圖；圖12是一立體圖，示出了圖11所示的設備形成複合條帶結構的方式；圖13是沿圖11中的線13-13剖取的複合條帶的剖視圖。
下面請參見各附圖，圖1是用於製造菸草製品的碳燃料棒的本發明設備的總的立體圖，所述設備總的由標號10表示。設備10包括六個主要部件一擠壓機12，用於擠壓出一碳燃料棒；一雙捲筒退繞裝置14，用於退繞由玻璃纖維墊材料製成的狹條；一拼接設備16，用於半自動地拼接來自雙捲筒退繞器的交替的玻璃纖維墊條帶；一條帶儲存器18，用於在拼接作業過程中儲存條帶；一複合條帶製造機20；和一經過改進的、用於形成一碳燃料棒的KDF過濾嘴製造機22。擠壓機12可生成一擠壓的碳燃料棒，該燃料棒通過設置於設備其它部件上方的傳送器24的一V形槽(未示)傳送至KDF過濾嘴製造機22，並在那裡用於形成所述碳燃料元件。
雙捲筒退繞裝置14(圖2)包括一用於支承第一和第二捲筒捲軸28、30的框架26。每個捲軸上支承了相應的捲筒B1、B2，其上卷繞了例如歐文-康寧C-玻璃纖維墊之類的玻璃纖維條帶，該條帶已被切成10條或更多的寬約38mm的細條W1和W2。捲筒捲軸28,30由安裝在第一和第二支座32,34上的相應的伺服電機(未示)驅動旋轉，所述支座可相互獨立地、相對於條帶W1和W2的送出方向橫向地來回移動。
條帶W1、W2都對準通過設備10的一個給定的條帶行進路徑。當條帶W1或W2從某一捲筒B1或B2送出時，支承著該捲筒的支座32或34藉助傳統的裝置(未示)橫向地移動一個條帶的寬度(38mm)，以使下一鄰接的條帶W1或W2對準給定的條帶路徑。捲筒捲軸28、30由伺服電機確實地帶動旋轉，其轉速受到位於拼接設備16和條帶儲存器18之間的一輸帶輥17(圖1)的控制。輸帶輥17依次與KDF過濾嘴製造機22的速度同步。當條帶W1或W2被送出時，捲筒捲軸28或30必須加速轉動，以維持一與輸帶輥的速度相等的恆定的條帶送出速度。
捲筒速度受到第一和第二控制調節裝置36、38的控制，所述調節裝置與通過兩對導輥40和42(圖2中只示出了一個導輥42)之間的條帶W1或W2相接觸。控制調節裝置36、38包括調節臂44，調節臂44藉助於施加在其樞軸46上的一個輕微的逆時針轉矩而支承在相應的條帶W1或W2上。假設條帶W1和W2藉助輸帶輥17以一恆定的速度供給至KDF過濾嘴製造機22，應該理解，當捲筒B1或B2上的條帶W1或W2在捲筒的某一迴轉速度下被放出時，調節臂將開始繞樞軸46順時針地樞轉。調節臂44的角移動量可由一傳感器48檢測，所述傳感器可以例如是光傳感器或其它合適的傳感器，傳感器的輸出信號可以用來控制捲筒捲軸28、30的伺服驅動電機的速度，從而可以在條帶W1或W2被送出的過程中(除了下文將要描述的拼接作業)維持一個與輸帶輥的速度相等的條帶速度。
與從每一捲筒送出的條帶對準的諸傳感器50可檢測出條帶何時已被退繞或放出至某一給定的捲筒直徑。當達到該直徑時，一對傳感器50沿軸線D(圖2)相互作用，並給輸帶輥17傳輸一信號以使其增大條帶速度，進而導致調節臂44順時針樞轉，於是從傳感器48傳送一信號，使伺服驅動電機增大與之相連的捲筒的轉速。這將會導致條帶速度大於KDF速度，從而此時使條帶可以積聚在條帶儲存器18內，以備進行如下所述的拼接作業。
玻璃纖維條帶的旋轉和送出將導致因初始的剪切作業而產生的玻璃纖維和玻璃粉屑散布到捲筒周圍的大氣中。這樣的纖維和粉屑可由設置在捲筒上方的一壓力通風室52吸入。壓力通風室52通過管道54、56連接於一排風機(未示)，該排風機可抽出玻璃纖維和粉屑，以便收集並清除。
圖3示出了設置在輸帶輥17和雙捲筒退繞器14的相應導軌40、42之間的拼接設備。設備10的控制面板58設在拼接設備16處，因為操作者需要位於拼接設備處，將來自兩個捲筒的條帶引至拼接設備，並給拼接設備裝上膠帶條，以便製作拼接頭。應該可以看出，對條帶W1和W2而言，通過拼接頭16及其下遊的條帶路徑P是相同的。
拼接設備的工作會產生一定數量的玻璃纖維粉屑和脫落的玻璃纖維。有利的是，在拼接設備上會產生所述粉屑和纖維的位置上設置一些吸氣軟管。這些吸氣軟管通過一管道55(圖2)連接於排風機，所述管道可將粉屑和玻璃纖維帶走，以便收集並清除。吸氣軟管還可以位於設備10內的、會產生玻璃纖維粉屑和纖維的任何其它地方。
現請參見圖10A和10B，條帶儲存器18包括一狹窄的矩形容室60，它就位於輸帶輥17的下遊。一透明的塑料前面板或進出門62藉助鉸鏈64鉸接於容室的前側。如果玻璃纖維條帶在條帶儲存器內發生糾纏、扭曲或纏繞，操作者可以用肉眼觀察到，並且可以很方便地通過門62觸及，用手工加以糾正或消除。容室60包括一後金屬板66、側壁68和一底壁70。在容室60的壁上安裝了一彎曲的金屬引導件72，其形狀是當條帶在儲存器內積聚時，可最大限度地防止條帶發生例如糾纏、扭曲、纏繞之類的紊亂。在後壁66上安裝了一引導臂74，條帶W1或W2受引導而從輸帶輥17經過引導臂74上方。
下面將參照圖2-7，特別是參照圖4-7來描述拼接設備16的操作情況。拼接設備16包括入口條帶引導件76、77和出口條帶引導件78、79，它們分別布置在一拼接區域的上遊和下遊。一固定的條帶隔板80位於引導件76、77之間，從而形成了一對入口條帶引導件。設置了上、下條帶夾頭81、82，以便將條帶W1和W2分別夾持在它們各自的條帶引導件76、80和77、80之間，還設置了一個下遊條帶夾頭83，以便在條帶被傳送至輸帶輥17乃至更下遊之前，將條帶W1或W2夾持在出口條帶引導件78、79之間。在入口條帶引導件內布置了上、下空氣噴嘴84、85，以便在上遊方向上引導一空氣射流，將已經完全從捲筒上退繞的條帶的殘留後端從拼接裝置推出。
一膠帶底座86可支承拼接膠帶T1的下條，該下條可由底座86內的若干個吸氣孔(未示)保持在位。膠帶夾頭87可支承拼接膠帶T2的上條，它也通過夾頭表面內的若干個吸氣孔保持在位，所述夾頭可以沿著離開或朝著膠帶底座86的方向垂直地移動。在底座86和夾頭87之間有一個可伸縮的刀片88，它可以將條帶的端部切成方的，以便拼接。條帶傳感器89、90是這樣定位的，即，當一個條帶端部定位以便拼接時，傳感器能分別檢測到條帶W1、W2的前端的存在。
膠帶底座86和膠帶夾頭87還可以藉助某些機構(未示)朝離開條帶行進路徑的方向移動，以便於操作者將拼接膠帶T1、T2放到底座和夾頭上。例如，膠帶底座86可以相對於條帶路徑P的橫向移動(由圖4看的話，是沿著離開紙面的方向)，這樣就可以很方便地將膠帶條T1以粘結側朝外的方式放到底座86的上表面91上。膠帶夾頭87可以繞平行於條帶路徑P的一軸線樞轉，因而其下表面92可以是垂直的，並可以面對著操作者以便放置膠帶。對本技術領域的熟練人員而言，底座86和夾頭87的便於放置拼接膠帶的其它定位方式也是很清楚的。
假設捲筒B2剛開始退繞條帶W2，條帶W2將通過拼接裝置16、輸帶輥17、條帶儲存器18，直至複合條帶製造機20。操作者可將膠帶底座86和膠帶夾頭87移動到它們的膠帶裝載位置，並將膠帶條T1和T2分別放到表面91和92上，在那裡膠帶條藉助空氣吸附來加以保持。條帶W1的前端將從輥子93的下方通過，並進入條帶引導件76和條帶隔板80之間的空間內，它向下遊移動，直到條帶端部傳感器89檢測到它的出現。傳感器89啟動條帶上夾頭81，將條帶W1的前端保持在進行拼接的位置。拼接裝置此時的位置情況如圖4所示。
當傳感器50(圖2)檢測到捲筒B2已經退繞至一預定直徑時，它向輸帶輥17傳輸一信號以便增大條帶的速度。隨著輸帶輥17的加速，調節臂44順時針地樞轉，這將導致伺服驅動電機帶動捲筒B2旋轉得更快。這樣將導致條帶W2積聚在條帶儲存器內以備拼接。在達到捲筒B2的一預定速度時，伺服驅動電機將停止轉動捲筒B2，條帶夾頭82、83被啟動而將條帶W2夾持在條帶引導件77、80和78、79之間，刀片88在膠帶底座86和膠帶夾頭87之間切割條帶W2並退回(圖5)。
刀片88退回之後，條帶夾頭82釋放，空氣噴嘴85工作將條帶W2的條帶端部殘留物推出拼接裝置16(圖6)。隨後，膠帶夾頭87向下移動得抵住膠帶底座86，從而使膠帶條T1、T2的粘結側抵住相互鄰接的條帶W2的後端和條帶W1的前端的上、下條帶表面，從而形成拼接頭(圖7)。
拼接頭形成之後，膠帶夾頭87和條帶夾頭81、83退回，輸帶輥17開始將拼接後的玻璃纖維條帶從拼接裝置拉出。在拼接作業過程中，來自條帶儲存器18的條帶被供給KDF過濾嘴製造機22和複合條帶製造機20，並且儲存器內積聚的條帶W2大部分都被用光。接著，捲筒支座34移動一個條帶的寬度，以使捲筒B2上的下一鄰接的條帶對準條帶路徑P。隨後，操作者將新的膠帶條T1、T2裝到拼接裝置上，將下一條帶W2的前端引入條帶引導件77、80，直到傳感器90，該傳感器啟動條帶夾頭82，定位條帶W2，以進行下一次拼接，該過程與以上結合圖4-7所述的過程大致相同，只是被送出的條帶是W1，被夾持以便拼接的條帶是W2。
傳感器89、90處在刀片88的切割平面的略微上遊的位置(圖4)，因而當把拼接膠帶條T1、T2施加於條帶W1、W2的端部時，在條帶的端部之間形成了一大約為1/8英寸至3/8英寸的間隙G。參見圖8和9，其中示出了一個較佳的拼接結構，在條帶W1和W2之間具有間隙G。膠帶T1、T2的寬度最好是小於條帶W1、W2的寬度。間隙G可使條帶W1和W2之間的具有非常牢固可靠的拼接接頭。如果將條帶的端部布置成相互緊靠的對接形式，則如圖9中假想線所示的接頭的撓曲將導致膠帶T2與條帶端部W1和W2之間的粘結脫開或鬆動。
圖11和12示出了複合條帶製造機或成形機20，其中有來自條帶儲存器18的條帶W1或W2通過。全寬(38mm)的條帶經過導輥94、95行進至一條帶縱切機構96，在那裡，藉助切割刀97將條帶縱向地切割成兩個相等的細條Wa、Wb，它們的寬度大約是19mm。條帶Wa和Wb在縱切機構96處分離，並沿著分別經過導輥98、99和100、101的行進路徑P1和P2垂直地分開。在一捲筒捲軸102上安裝了一菸草紙條帶Wt的捲筒B3。條帶Wt由KDF過濾嘴製造機以等同於條帶Wa和Wb的速度從捲筒B3拉出。條帶Wt經過並繞過多個傳統的輥子104、106，隨後垂直向上到位於路徑P1、P2之間的輥子108，在那裡，橫向地對準，並沿基本平行於路徑P1、P2的路徑P3由引導件115引導至輥子110。從輥子98、100、108開始，連續至輥子99、101、110，三個條帶Wa、Wb、Wt橫向地對準，成層疊關係，隨後藉助輥子112、113、114會聚成一個三層的複合條帶Wc，如圖13所示，該複合條帶包括夾設在玻璃纖維條帶Wa和Wb之間的菸草紙條帶Wt。
條帶Wc在下遊是這樣通過的，即，從複合條帶製造機20至KDF過濾嘴製造機22，在製造機22處，該複合條帶包裹住由擠壓機12生成的碳燃料棒，並用紙再次包裹而形成一用於菸草製品的連續的碳燃料棒。
設備10的工作過程如下所述一碳燃料棒由擠壓機12連續擠壓而成，並通過一傳送裝置24直接傳送到KDF過濾嘴製造機22，在那裡，碳燃料棒與一複合的玻璃纖維/菸草紙條帶相結合，並用一紙再次包裹而形成一連續的碳燃料棒，該燃料棒隨即被切割成用於製造菸草製品的單個燃料元件。複合的玻璃纖維/菸草紙條帶Wc還與碳燃料棒平行地形成，並與用來再包裹的紙一起供給至KDF過濾嘴製造機。
複合條帶Wc這樣連續地形成，即，將具有某一給定長度的條帶W1、W2從一雙捲筒退繞裝置14的兩個捲筒B1、B2上退繞，並在一拼接設備16中對所述的兩個條帶進行半自動的拼接。在拼接作業之前，退繞裝置14加速，從而在一條帶儲存器18內積聚了多餘的條帶材料，因此，當把各條帶保持不動以便拼接時，可給KDF過濾嘴製造機供給足夠的條帶材料，這樣就可以維持恆定不變的生產率。
玻璃纖維條帶W1、W2的寬度是最終形成的複合條帶寬度的兩倍。因此，在條帶卷上只需要較少的切縫，條帶W1和W2可以承受較大的張力，不會斷裂或拉長。此外，由於是在拼接裝置的下遊將條帶縱切為兩個條帶，所以只需要一個雙捲筒退繞裝置。如果條帶是以最終的複合條帶的寬度供給的話，則需要兩個退繞裝置和四個捲筒來維持一連續的工藝。
在複合條帶製造機20中，條帶W1或W2被縱切為兩個相等的條帶Wa、Wb，並藉助一導輥系統垂直地分開。將一菸草紙條帶Wt設置在條帶Wa、Wb之間，並在這些條帶藉助導輥系統沿橫向和垂向會聚成一個三層的複合條帶Wc時，使所述菸草紙條帶夾設在條帶Wa和Wb之間。隨後，將複合條帶Wc供給至KDF過濾嘴製造機22，在那裡，以一種傳統的方式將複合條帶包裹到碳燃料棒上，並用一紙再加以包裹，以便用於一菸草製品。
雖然上面已經詳細描述了本發明的各較佳實施例，但應該理解，本技術領域的熟練人員可以在不偏離本發明的精神和保護範圍的情況下，對這些實施例作出種種變化和改動。因此，本發明應該僅限於所附權利要求限定的保護範圍，並受到相應法規的保護。
權利要求
1．一種用來形成用於菸草製品生產的複合條帶的設備，包括一雙捲筒退繞裝置，用於將具有某一給定寬度的玻璃纖維條帶交替地從第一和第二捲筒沿一行進路徑退繞；一拼接裝置，用於將從一個捲筒退繞的第一條帶的後端拼接到從另一捲筒退繞的第二條帶的前端；以及一複合條帶製造機，用於接收來自於拼接裝置的條帶並形成複合條帶，它包括將第一或第二條帶縱切成兩個寬度基本相同的窄條帶的一縱切裝置，一用於將兩個窄條帶垂直分開的第一導輥系統，一卷繞了一紙條帶的第三捲筒，一用於將所述紙條帶引導至兩個窄條帶之間的一個位置上的第二導輥系統，所述第一和第二導輥系統包括若干個輥子，用於引導所述兩個窄條帶和所述紙條帶形成一個三層複合條帶，並使所述紙條帶夾設在所述兩個窄條帶之間。
2．如權利要求1所述的設備，其特徵在於，它包括一位於所述拼接裝置下遊的條帶儲存器；用於檢測從第一和第二捲筒送出的第一和第二條帶的條帶送出量的裝置；響應於所述傳感裝置而增大條帶從第一或第二捲筒送出的速率從而在所述條帶儲存器內儲存一定長度的條帶的裝置。
3．如權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述傳感裝置包括用於檢測當條帶從第一或第二捲筒送出後剩餘條帶之直徑的裝置。
4．如權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述用於增大條帶送出速率的裝置包括位於拼接裝置下遊的各輸帶輥；位於各輸帶輥和相應捲筒之間的調節裝置，用於產生一可控制相應捲筒之轉速的輸出信號。
5．如權利要求4所述的設備，其特徵在於，所述調節裝置包括一支承在所述條帶上並可圍繞一樞軸樞轉的調節臂；一傳感器，用於檢測所述調節臂繞所述樞軸旋轉的角度位置，以便產生用於控制使條帶從中送出的各捲筒的轉速的所述輸出信號。
6．如權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述拼接裝置包括一對入口條帶引導件和一出口條帶引導件；一與每一條帶引導件協作的夾頭，用於將來自第一和第二捲筒的各條帶夾持在每一條帶引導件內；在每個入口條帶引導件處、用於從其推出一條帶剩餘部分的裝置；一設置在所述入口和出口條帶引導件之間、用於切割所述條帶以便進行拼接的切割裝置；設置在所述入口和出口條帶引導件之間、用於對切割後的條帶進行拼接的裝置。
7．如權利要求6所述的設備，其特徵在於，所述拼接頭施加裝置包括一膠帶底座和一布置在所述條帶通過拼接裝置的行進路徑上的膠帶夾頭，所述膠帶底座和膠帶夾頭內的抽吸裝置能相對於所述膠帶底座和膠帶夾頭可釋放地保持住一有關的拼接膠帶條。
8．如權利要求7所述的設備，其特徵在於，所述膠帶底座和膠帶夾頭可以沿著彼此面對或離開的方向相對移動，以便將拼接膠帶施加到需拼接條帶的上、下表面，所述切割裝置位於膠帶底座和膠帶夾頭之間的一切割平面內，並且當膠帶底座和膠帶夾頭相互面對地移動以便將拼接膠帶施加到需拼接的條帶上時，所述切割裝置退回。
9．如權利要求8所述的設備，其特徵在於，所述膠帶底座和膠帶夾頭朝離開條帶行進路徑的方向移動，以便於將拼接膠帶放到膠帶底座和膠帶夾頭上。
10．如權利要求6所述的設備，其特徵在於，它包括設置在每一入口條帶引導件下遊和切割平面上遊的一個條帶端部傳感器，該傳感器用於檢測來自第一和第二捲筒的各條帶的前端，並產生一用來啟動用於入口條帶引導件的夾頭的輸出信號。
11．如權利要求6所述的設備，其特徵在於，所述條帶剩餘部分推出裝置包括一布置在每一入口條帶引導件內的空氣噴嘴，用於在上遊方向上對條帶剩餘部分施加加壓的空氣，以迫使條帶剩餘部分沿上遊方向排出其所在的入口條帶引導件。
12．如權利要求1所述的設備，其特徵在於，它還包括當一玻璃纖維條帶已經從所述第一和第二捲筒中的一個捲筒上退繞下來之後，用於使所述第一和第二捲筒交替地相對於行進路徑橫向移動一個等於玻璃纖維條帶寬度的距離的裝置，以便使下一個玻璃纖維條帶對準條帶的行進路徑。
13．如權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述玻璃纖維條帶的寬度大約是38mm，所述窄條帶的寬度大約是19mm，所述紙條帶包括寬度大約為19mm的菸草紙。
14．如權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述複合條帶製造機的導輥系統包括用於使兩個窄條帶在縱切機構處垂直分開的若干個輥子、以及用於使兩個窄條帶和紙條帶垂直地並橫向地會聚進入所述三層複合條帶內的若干個輥子。
15．如權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述條帶儲存器包括一狹窄的矩形容室，它具有一透明的前面板、一設置在所述儲存器內的彎曲的金屬引導件，用以防止積聚的條帶發生紊亂。
16．一種用來拼接用於菸草製品生產的一玻璃纖維條帶的設備，包括一對入口條帶引導件，用於引導具有上、下表面的第一和第二玻璃纖維條帶，所述條帶從各自的第一和第二捲筒送出，並沿一行進路徑送往一拼接區域；一出口條帶引導件，用於引導來自拼接區域的拼接後的條帶；一與每一條帶引導件相關的夾頭，用於將一條帶夾持在相關的條帶引導件內；用於將一條帶剩餘部分從每一入口條帶引導件推出的裝置；一設置在所述入口條帶引導件和所述出口條帶引導件之間的切割裝置，用於沿橫向於條帶行進路徑的一個切割平面對所述條帶進行切割；以及設置在所述入口條帶引導件和所述出口條帶引導件之間的裝置，用於在所述拼接區域對所述條帶施加一拼接頭。
17．如權利要求16所述的設備，其特徵在於，所述拼接頭施加裝置包括用於對所述條帶的上、下表面施加一膠帶條的裝置。
18．如權利要求16所述的設備，其特徵在於，所述拼接頭施加裝置包括一膠帶底座和一膠帶夾頭；位於所述膠帶底座和膠帶夾頭內的抽吸裝置，用於將相應的拼接膠帶條保持到所述膠帶底座和膠帶夾頭上；用於所述膠帶底座和膠帶夾頭沿著彼此面對的方向相對移動的裝置，以便將所述接膠帶施加到條帶的上、下表面上。
19．如權利要求16所述的設備，其特徵在於，所述推出裝置包括一布置在每一入口條帶引導件內的空氣噴嘴，用於在上遊方向上對條帶剩餘部分施加加壓的空氣，以迫使條帶剩餘部分沿上遊方向排出其所在的入口條帶引導件。
20．如權利要求16所述的設備，其特徵在於，它包括設置在每一入口條帶引導件下遊附近和切割平面上遊附近的一個條帶端部傳感器，該傳感器用於檢測來自第一和第二捲筒的各條帶的前端，並產生一用來啟動用於各入口條帶引導件的夾頭的輸出信號。
21．如權利要求18所述的設備，其特徵在於，所述膠帶底座和膠帶夾頭可以朝離開條帶行進路徑的方向移動，以便於將拼接膠帶放到膠帶底座和膠帶夾頭上。
22．一種用來連續形成用於菸草製品生產的複合條帶的方法，該方法包括如下步驟使具有某一給定寬度的第一玻璃纖維條帶沿著一行進路徑從一第一捲筒上退繞；將所述第一條帶縱切成兩個寬度大致相等的窄條帶；將所述兩個窄條帶分開成間隔關係；引導一紙條帶通過所述兩個窄條帶之間；以及使所述兩個窄條帶和所述紙條帶沿兩個方向會聚到一起，從而形成一個三層的複合條帶，所述紙條帶夾設在所述兩個窄條帶之間。
23．如權利要求22所述的方法，其特徵在於，該方法包括如下步驟提供一卷繞在一第二捲筒上的、具有所述給定寬度的第二玻璃纖維條帶，所述第二玻璃纖維條帶具有一前端；將所述第二玻璃纖維條帶的前端沿所述行進路徑定位到一個拼接區域內；檢測來自第一捲筒的第一玻璃纖維條帶的退繞速度；當達到某一預定的退繞速度時，停止第一玻璃纖維條帶的退繞工作；在所述拼接區域內，沿著一切割平面對停下來的第一玻璃纖維條帶進行切割，從而形成第一玻璃纖維條帶的後端和第一玻璃纖維條帶的條帶殘留物；將第二玻璃纖維條帶的前端拼接於第一玻璃纖維條帶的後端；以及使所述第二玻璃纖維條帶沿所述行進路徑從所述第二捲筒上退繞。
24．如權利要求23的方法，其特徵在於，該方法包括如下步驟在拼接步驟之前，切割步驟之後，將第一玻璃纖維條帶的條帶殘留物推出。
25．如權利要求23所述的方法，其特徵在於，該方法包括如下步驟當所述第一玻璃纖維條帶停止，並且在切割步驟的過程中，在拼接區域的上遊和下遊對第一玻璃纖維條帶進行夾持。
26．如權利要求23所述的方法，其特徵在於，所述拼接步驟包括如下步驟在拼接區域內將拼接膠帶條施加到第一和第二玻璃纖維條帶的上、下表面。
27．如權利要求23所述的方法，其特徵在於，該方法包括如下步驟檢測第一捲筒上已退繞的條帶的量；在檢測到捲筒上保留的第一條帶達到一預定量時，並且在使第一玻璃纖維條帶的退繞停止之前，增大第一捲筒的退繞速度；以及，在拼接區域的上遊積聚一定長度的第一玻璃纖維條帶。
28．如權利要求23所述的方法，其特徵在於，該方法包括如下步驟在拼接之前，使第二玻璃纖維條帶的前端與第一玻璃纖維條帶的後端彼此隔開，從而在兩者間形成一預定尺寸的間隙。
29．如權利要求28所述的方法，其特徵在於，所述預定尺寸是大約1/8至大約3/8英寸。
30．如權利要求23所述的方法，其特徵在於，所述方法包括如下步驟從所述第一和第二捲筒交替送出一玻璃纖維條帶，並在拼接區域內將玻璃纖維條帶拼接到一起，從而可以連續地供給一玻璃纖維條帶來形成所述複合條帶。
全文摘要
本發明提供了一種用來形成一用於菸草製品的燃料元件生產的複合條帶的方法和設備,包括一讓玻璃纖維條帶交替退繞的雙捲筒退繞裝置。採用一拼接設備將來自退繞裝置的兩個捲筒的條帶拼接到一起。可進行傳感和速度控制,用以檢測退繞速度和保留在一捲筒上的條帶的量,以便在拼接和條帶停止以進行拼接之前控制條帶的積聚量。在拼接設備的上遊,條帶被供給至複合條帶成形機,並在那裡被縱切成相等的兩半,且垂直地分開。一紙條帶被引導至兩個半條帶之間,諸條帶會聚形成一個三層式的複合條帶,其中紙條帶夾設在兩個玻璃纖維條帶之間。該複合條帶被供給至一KDF過濾嘴製造機,並在那裡與一碳棒相結合而製作一燃料元件。
文檔編號B32B37/16GK1208691SQ981096
公開日1999年2月24日 申請日期1998年6月4日 優先權日1997年6月4日
發明者D·R·威爾金森, J·L·納爾遜, J·K·羅傑, V·B·巴恩斯, B·S·法格 申請人:R·J·雷諾茲菸草公司