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Die
Erfindung betrifft eine Umlenkvorrichtung zur Förderung und Umlenkung wenigstens
eines Filtertowstranges. Diese Vorrichtung kann mit einem Formatteil,
insbesondere mit einem Einlaufsystem einer Maschine zur Herstellung
von Filterstäben
gekoppelt werden. Überdies
betrifft die Erfindung eine Maschine umfassend eine derartige Umlenkvorrichtung
und ein Verfahren zum Fördern
und Umlenken wenigstens eines Filtertowstranges.
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Eine
Umlenkvorrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise
aus der WO 2005/058 079 A1 bekannt. Diese Umlenkvorrichtung wird
in Doppelstrangmaschinen eingesetzt, die zwei Formatstrecken zur
Bildung kontinuierlicher Filterstäbe sowie eine Filtermaterialzuleitung
für jede
Formatstrecke umfassen. Die Zuleitungen erhalten das Filtermaterial
von einer Förderstrecke,
die sich zwischen einem Einlaufbereich der Zuleitungen und einem
Vorratsbereich aus zwei Filtermaterialballen erstreckt. Von den
Ballen werden jeweils Lunten abgewickelt, die entlang der Förderstrecke
einem Gebläse zugeführt werden,
das im Einlaufbereich dazu vorgesehen ist, die beiden Lunten transversal
in zwei Filtermaterialstreifen auseinander zu ziehen. Nach dem Gebläse werden
die beiden Streifen entlang jeweiliger Zuführungen durch eine Presseinrichtung,
sodann durch eine Expansionseinrichtung, in der Luft in die Streifen
geblasen wird, um deren Volumen zu erhöhen, und schließlich durch
eine Aufbereitungseinrichtung gefördert, wo chemische Substanzen
den Streifen zugegeben werden, um dem Filtermaterial Geschmack und
Formbarkeit zu verleihen.
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Jede
Zuführung
ist mit der Formatstrecke durch eine Stabilisierungseinheit verbunden,
die dazu dient, die Streifen in Stränge aus Filtermaterial umzuwandeln und
zu stabilisieren. Die Stabilisierungseinheit erhält einen Streifen von der Zuführung und
fördert
diesen, in der Form eines gleichmäßigen Stranges, auf einen Streifen
aus zuvor gummiertem Papier in der Formatstrecke. Die Stabilisierungseinheit
weist üblicherweise
für jede
Zuführung
einen Trichter auf, in den der Streifen eingeführt und verdichtet wird, wodurch
der Filtermaterialstrang gebildet wird. Um die Homogenität des Filtermaterials
im Strang zu verbessern, kann Luft in den Trichter eingeblasen werden,
wie beispielsweise in der
US 4,200,616
A1 beschrieben.
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Der
Papierstreifen wird in der Formatstrecke transversal um den Strang
gewunden, wodurch ein kontinuierlicher Filterstab gebildet wird.
Am Auslass der Formatstrecken kontrolliert eine Kontrolleinheit die
Dichte der Filterstäbe.
Ein Schneidkopf schneidet die Stäbe
in einzelne Filterabschnitte.
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Es
ist bekannt, in der Stabilisierungseinheit den Abstand zwischen
den beiden Filtermaterialsträngen
zu senken. Zum Beispiel wird in der WO 2005/058 079 A1 der Abstand
zwischen den beiden Filtermaterialsträngen dadurch verringert, dass
für jeden
Filtermaterialstrang zwei Einlauftrichter mit zwei Krümmungsbögen verwendet
werden.
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Die
Verringerung des Abstandes zwischen den beiden Strängen in
der Stabilisierungseinheit der Maschine gemäß der WO 2005/058 079 A1 wird durch
zwei Umlenkrollen bewirkt, die einen V-förmigen Querschnitt aufweisen.
Die beiden Umlenkrollen wirken mit den Krümmungsbögen der beiden Einlasstrichter
zusammen und erhalten den Filtertowstrang von zwei Transportrollen.
Der Filtermaterialstrang wird daher mechanisch in die beiden Einlaustrichter eingespeist.
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Aufgrund
der Umlenkfunktion kann die Stabilisierungseinheit auch als Umlenkeinheit
angesehen werden.
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Filterstäbe, die
auf bekannten Filterstabmaschinen mit einer vorstehend beschriebenen
Stabilisierungs- bzw. Umlenkeinheit hergestellt werden, weisen eine
unzureichende Homogenität
auf.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Umlenkvorrichtung
derart weiter zu entwickeln, dass Filterstäbe mit verbesserter Homogenität hergestellt
werden können. Überdies
soll die Vorrichtung mit vergleichsweise geringen Kosten leicht
zu implementieren sein. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht
darin, eine Maschine mit einer derartigen Umlenkvorrichtung sowie ein
Verfahren zum Fördern
und Umlenken wenigstens eines Filtertowstranges anzugeben.
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Erfindungsgemäß wird die
vorstehend genannte Aufgabe im Hinblick auf die Umlenkvorrichtung
durch den Gegenstand des Anspruchs 1, im Hinblick auf die Maschine
durch den Gegenstand des Anspruchs 29 und im Hinblick auf das Verfahren durch
den Gegenstand des Anspruchs 32 gelöst. Alternativ wird die Aufgabe
durch eine Vorrichtung zur Herstellung von Zigarettenfiltern nach
dem unabhängigen
Anspruch 33 gelöst.
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Weitere
Verbesserungen und konstruktive Details der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
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Ein
wesentlicher Punkt der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer
Transporteinrichtung zur pneumatischen Förderung des wenigstens einen
Filterstranges sowie einer Umlenkeinrichtung, die mit der Transporteinrichtung
zur pneumatisch angetriebenen Umlenkung des Filtertowstranges zusammenwirkt.
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Dies
bedeutet, dass die Förderrichtung
des Stranges geändert
wird, wobei die Antriebskraft, wenigstens in dem Bereich, wo die
Förderrichtung
geändert
wird, also im Bereich der Umlenkung pneumatisch aufgebracht wird.
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Ohne
sich an die folgende Theorie zu binden, wird angenommen, dass die
Kombination des pneumatischen Transportes mit der Umlenkung des Stranges
in einer verstärkten
Verwirbelung des Materiales resultiert, wodurch ein sehr homogenes
Filtermaterial erhalten wird. Insbesondere sind der Zugwiderstand
sowie die Zugwiderstandstreuung eines Filterstabes signifikant verbessert,
der durch eine Filterstrangmaschine mit der erfindungsgemäßen Umlenkvorrichtung
erhältlich
ist. Überdies
kann die erfindungsgemäße Umlenkvorrichtung
kostengünstig realisiert
werden, so dass die Gesamtkosten der Filterstrangmaschine verringert
werden. Die erfindungsgemäße Umlenkvorrichtung
kann auf einfache Weise in bekannten Filterstrangmaschinen verwendet
werden, wobei lediglich die bestehende Umlenkeinheit einer derartigen
Maschine durch die erfindungsgemäße Umlenkvorrichtung
ersetzt wird.
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Im
Gegensatz zu der erfindungsgemäßen Umlenkvorrichtung
ist die bekannte Umlenkvorrichtung gemäß WO 2005/058 079 A1 darauf
ausgerichtet, den Filtertowstrang mechanisch in das Formatteil der
Maschine einzuspeisen. Die bekannte Umlenkvorrichtung koppelt dazu
einen mechanischen Förderer
mit einer Umlenkeinrichtung. Diese Filterstrangmaschine ist daher
nicht in der Lage, ein Filtermaterial herzustellen, das im Hinblick
auf die Homogenität,
den Zugwiderstand und die Zugwiderstandstreuung vergleichbar ist
mit einem Filtermaterial, das durch eine Filterstrangmaschine erhältlich ist,
die eine erfindungsgemäße Umlenkvorrichtung
umfasst.
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Die
Umlenkvorrichtung gemäß
US 4,522,616 arbeitet ebenfalls
auf mechanischer Basis unter Verwendung einer Umlenkrolle. Der von
der Umlenkrolle kommende Strang wird in einen Trichter durch einen vorwärts gerichteten
Luftstrom einer Düse
eingeführt, die
unmittelbar vor dem Trichter angeordnet ist. Dies bedeutet, dass
die Düse
ausschließlich
dazu verwendet wird, den Strang in den Trichter einzuführen, wobei
keine Ablenkung bzw. Umlenkung des Stranges stattfindet. Aufgrund
der Antriebsrolle, die mit der Umlenkrolle zusammenwirkt, erfolgt
die Umlenkung des Filtertowstranges auf mechanische Weise.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Umlenkeinrichtung derart angepasst, dass die Umlenkung des
wenigstens einen Filtertowstranges wenigstens eine horizontale Komponente
aufweist. Es hat sich gezeigt, dass aufgrund der horizontalen Komponente
der Umlenkung der Zugwiderstand und die Zugwiderstandstreuung weiter
verbessert werden können.
Im Gegensatz dazu sieht die Umlenkvorrichtung gemäß
US 4,522,616 ausschließlich eine
vertikale Umlenkung des Stranges vor.
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Die
Transporteinrichtung kann wenigstens eine pneumatisch betriebene
Transportdüse
aufweisen, wodurch eine besonders einfache technische Umsetzung
der Transporteinrichtung erzielt wird, da herkömmliche Transportdüsen verwendet
werden können.
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Vorzugsweise
weist die Transporteinrichtung zwei Transportdüsen auf, die im Bereich der
Einlassseite und der Auslassseite der Vorrichtung angeordnet sind.
Der Einsatz zweier Transportdüsen,
von denen eine Düse
der anderen Düse
nachgeordnet ist, verbessert die Flexibilität des Herstellungsprozesses.
Beispielsweise können
die beiden Düsen
mit unterschiedlichen Drücken
betrieben werden, um die Eigenschaften des Filtertowstranges zu
beeinflussen.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Umlenkeinrichtung
wenigstens einen Krümmungsbogen,
der zumindest abschnittsweise den Förderweg des Filtertowstranges
bestimmt. Der Einsatz eines Krümmungsbogens
im Zusammenhang mit der Umlenkeinrichtung hat den Vorteil, dass
eine kontinuierliche Umlenkung des Filtertowstranges erreicht wird.
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Generell
gilt, dass jede Komponente mit einem kontinuierlich gekrümmten Aufbau,
der eine Ablenkung eines Luftstromes bewirkt, wie beispielsweise
ein Prallblech, geeignet ist, um die Umlenkeinrichtung zu implementieren.
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Der
Krümmungsbogen
kann mit der an der Auslassseite vorgesehenen Transportdüse und/oder mit
der an der Einlassseite vorgesehenen Transportdüse verbunden, insbesondere
lösbar
verbunden sein. Auf diese Weise wirken der Krümmungsbogen und die Transportdüse unmittelbar
zusammen, wodurch sichergestellt wird, dass die Umlenkung pneumatisch
angetrieben wird bzw. pneumatisch erfolgt. Aufgrund der lösbaren Verbindung
zwischen dem Krümmungsbogen
und der Transportdüse
kann jeweils eine der beiden Transportdüsen mit einem Krümmungsbogen
oder beide Transportdüsen
jeweils mit einem Krümmungsbogen
ausgestattet sein.
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Um
die Position des Krümmungsbogens bzw.
der Vielzahl der Krümmungsbögen entweder
im Hinblick auf die Transportdüse
oder im Hinblick auf einen gegenüber
angeordneten Krümmungsbogen einzustellen,
kann vorgesehen sein, dass der Krümmungsbogen bzw. die Vielzahl
der Krümmungsbögen drehbar
bzw. schwenkbar angeordnet sind.
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Die
Untergrenze des Krümmungswinkels des
Krümmungsbogens
kann wenigstens 10° betragen,
wobei bevorzugte Bereiche zwischen 10°–80°, 20°–60° und 30°–50° liegen.
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Eine
gleichmäßige Überführung des
Filtertowstranges von einem Krümmungsbogen
zu dem zugeordneten weiteren Krümmungsbogen
kann dadurch erreicht werden, dass die von der jeweiligen Transportdüse entfernten
Enden der Krümmungsbögen fluchtend
angeordnet sind.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die Krümmungsbögen durch
einen Rohrabschnitt, insbesondere einen geradlinig ausgebildeten
Rohrabschnitt verbunden sind. Diese Ausführungsform ist insbesondere
unter Sicherheitsgründen
als bevorzugt anzusehen, da dabei vermieden wird, dass ein schnell
laufender, ungeschützter
Filtertowstrang für
Betriebspersonal zugänglich
ist.
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Überdies
stellt der Rohrabschnitt ein wirksames Mittel dar, die Länge der
Umlenkvorrichtung zu vergrößern, was
zu dem positiven Effekt führt,
dass Pulsationen gedämpft
werden, die insbesondere bei hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten
kritisch werden. Erhöhte
Pulsationen stehen im Zusammenhang mit den an der Einlaufdüse aufgebrachten
höheren Drücken, die
erforderlich sind, um eine ordnungsgemäße Einspeisung des Stranges
in den Finger zu gewährleisten.
Aufgrund der kurzen Führungskanäle bei herkömmlichen
Umlenksystemen werden derartige Pulsationen fast ungedämpft auf
das Formatteil der Maschine übertragen.
Dies führt
zu einer erhöhten
Streuung des Zugwiderstandes, insbesondere bei hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten.
Außerdem
verstärkt
die vergrößerte Länge des
Systems gemäß dieser
Ausführungsform
der Erfindung den Blüheffekt
(blooming effect).
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Der
Rohrabschnitt kann zumindest abschnittsweise perforiert sein, wodurch
das Austreten von Druckluft aus dem Rohrabschnitt ermöglicht wird.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Rohrabschnitt mit einer Zufuhreinrichtung
zur Einspeisung von Zusatzstoffen, wie Aktivkohle, Weichmacher und/oder
zur Einspeisung von Wasser versehen. Aufgrund der vergrößerten Länge des
Systems führt
die Einspeisung von Additiven und/oder Wasser im Rohrabschnitt zu
einer homogenen Verteilung der Additive und/oder des Wassers im
Filtertowstrang. Überdies
gewährleistet die
Einspeisung von Wasser im Rohrabschnitt der Umlenkvorrichtung eine
sichere Trennung der Wasserzufuhr vom Triacetinkreislauf, der wasserfrei
sein muss, um eine Hydrolyse des Triacetins zu vermeiden.
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In
einer anderen Ausführungsform
ist ein Freiraum zwischen den Krümmungsbögen ausgebildet,
wodurch die Freisetzung chemischer Substanzen aus dem Filtertowstrang
ermöglicht
wird, die dem Strang zugegeben wurden, bevor dieser in die Umlenkvorrichtung
eingeführt
wird.
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Vorzugsweise
ist die Umlenkeinrichtung für einen
horizontalen Versatz des wenigstens einen Filtertowstranges von
mindestens 5 cm, insbesondere von 5–50 cm, insbesondere von 10–40 cm,
insbesondere von 15–30
cm angepasst. Eine geeignete Länge der
Vorrichtung, um eine gute Verwirbelung des Filterstrangmateriales
zu erzielen, wird erreicht, wenn die longitudinale Gesamtlänge der
Vorrichtung mindestens 200 mm, insbesondere 200–1000 mm, insbesondere 500–900 mm,
insbesondere 600–800
mm beträgt.
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Die
Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die in den beigefügten Zeichnungen
schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert. In
diesen zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
einer Doppelstrangfilterstabmaschine gemäß der Erfindung;
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2 eine
Draufsicht der Maschine gemäß 1;
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3 eine
Seitenansicht im Teilschnitt der Stabilisierungseinheit bzw. Umlenkvorrichtung
der Maschine gemäß 1,
wobei aus Gründen
der Klarheit Teile weggelassen wurden;
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4 einen
Schnitt entlang der Linie IV-IV der Stabilisierungseinheit bzw.
Umlenkvorrichtung gemäß 3;
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5 einen
Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Umlenkvorrichtung
umfassend einen Rohrabschnitt;
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6 einen
Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Umlenkvorrichtung,
wobei der Rohrabschnitt perforiert ist; und
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7 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Umlenkvorrichtung,
das für
eine Doppelstrangmaschine angepasst ist.
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Bezugszeichen 1 in 1 bezeichnet
insgesamt eine Doppelstrangmaschine zur Herstellung von Zigarettenfiltern.
Die Maschine 1 umfasst ein Formatteil mit zwei Formatstrecken 2a, 2b jeweils
zur Bildung kontinuierlicher Filterstäbe 3a, 3b sowie,
für jede
Formatstrecke 2a, 2b, jeweils eine Filtermaterialzuführung 4a, 4b.
Die Zuführungen 4a, 4b erhalten Filtermaterial
von der Förderstrecke 5,
die Teil der Maschine 1 bildet und sich zwischen einer
Einlaufstation 6 der Zuführungen 4a, 4b und
einem Vorratsbereich 7 erstreckt, der zwei Ballen 8a, 8b aus
Filtermaterial umfasst.
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Wie
in den 1 und 2 dargestellt, werden jeweilige
Lunten 9a, 9b von den Ballen 8a, 8b abgewickelt
und entlang der Förderstrecke 5 durch eine
Führungsrollenanordnung 10a gefördert, die
an der Einlaufstation 6 angeordnet ist.
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Die
Förderstrecke 5 umfasst
eine Doppelführungseinrichtung 11,
die oberhalb der Ballen 8a, 8b zur Führung der
Lunten 9a, 9b angeordnet ist. Die Förderstrecke 5 umfasst
ferner eine Saugeinrichtung 12, die unmittelbar in Förderrichtung
vor der Führungsanordnung 10a an
der Einlaufstation 6 angeordnet ist, um die Lunten 9a, 9b in
transversaler Richtung in jeweilige abschnittsweise flache Streifen 13a, 13b auseinander
zu ziehen, die der Führungseinrichtung 10a zugeführt werden.
Nach der Führungseinrichtung 10a werden
die beiden Streifen 13a, 13b entlang der Zuführungen
bzw. Zuführstrecken 4a, 4b in
im Wesentlichen horizontaler Richtung 14 durch eine Presseinrichtung 15 gefördert, die
eine Führungsrollen-
bzw. Bremsrollenanordnung 10a sowie zwei Antriebsrollenanordnungen 10b, 10c umfasst. Die
beiden Streifen 13a, 13b werden daraufhin entlang
der jeweiligen Zuführungen 4a, 4b in
Richtung 14 durch eine Expansionseinrichtung 16 gefördert, die
Luft in die Streifen 13a, 13b einbläst, um deren Volumen
zu erhöhen.
Daraufhin werden die Streifen 13a, 13b durch eine
Aufbereitungseinrichtung 17 transportiert, wo chemische
Substanzen, insbesondere Triacetin, den Streifen 13a, 13b zugegeben
werden, so dass dem Filtermaterial Formbarkeit und/oder Aroma verliehen
wird. Schließlich
werden die beiden Streifen 13a, 13b entlang der
jeweiligen Zuführungen 4a, 4b in
Richtung 14 durch eine Antriebsrollenanordnung 10d gefördert, die ähnlich wie die
Anordnungen 10b, 10c aufgebaut ist und einen Auslaufbereich
der Zuführungen 4a, 4b bzw.
Zuführstrecken 4a, 4b definiert.
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Die
Zuführungen 4a, 4b sind
mit den Formatstrecken 2a, 2b des Formatteiles
durch eine Stabilisierungseinheit bzw. Umlenkvorrichtung 18 verbunden,
die der Rollenanordnung 10d unmittelbar nachgeordnet ist.
Die Stabilisierungseinheit 18 erhält die Streifen 13a, 13b aus
den Zuführungen 4a, 4b,
sammelt die Streifen 13a, 13b gleichmäßig zur
Bildung von zwei Strängen
aus Filtermaterial und fördert
die Filtermaterialstränge
zu den Formatstrecken 2a, 2b. In den beiden Formatstrecken 2a, 2b wird
jeder Filtermaterialstrang auf einen Papierstreifen 19a, 19b gefördert, der
zuvor in einer Gummierstation 20 gummiert wurde und daraufhin
transversal um den Filtermaterialstrang zur Bildung eines kontinuierlichen
Filterstabes 3a, 3b gewickelt wird.
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Am
Ausgang der Formatstrecken 2a, 2b kontrollieren
eine oder mehrere Kontrollstationen 21 verschiedene Qualitätseigenschaften
der Filterstäbe 3a, 3b (beispielsweise
Dichte, Durchmesser, Erscheinungsbild...). Ein Schneidkopf 22 schneidet
die Stäbe 3a, 3b transversal
in jeweils nachfolgende Filterabschnitte (nicht gezeigt).
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Wie
in den 3, 4 dargestellt, umfasst die Stabilisierungseinheit 18 ein
Gehäuse 23,
das am Rahmen der Maschine 1 befestigt ist und im Inneren zwei
seitlich nebeneinander angeordnete Stabilisierungsstrecken 24a, 24b hält, die
zur Verringerung des Abstandes zwischen den beiden Filtermaterialsträngen konvergieren.
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Jede
Stabilisierungsstrecke 24 umfasst einen Einlauftrichter 25,
in den der Streifen 13 aus der Zuführung 4 gefördert wird,
sowie einen nachgeordneten Auslauftrichter 26, durch den
der Filtertowstrang zur Formatstrecke 2 gefördert wird.
Der Ein lauftrichter 25 und der Auslauftrichter 26 weisen jeweils
eine Düse
auf, mit deren Hilfe ein Antriebs-Gasstrom, insbesondere Luftstrom,
zur Förderung
des Stranges erzeugt wird. Die Trichter 25, 26 fungieren
daher jeweils als Transportdüse.
Jeder Trichter 25 weist eine gerade zentrale Symmetrieachse 27 auf,
die parallel zur Förderrichtung
verläuft, bzw.
in der Förderebene
des Streifens 13 im Bereich der Zuführung 4 liegt. Jeder
Auslauftrichter 26 weist ebenfalls eine geradlinige zentrale
Symmetrieachse 28 auf, die bezüglich der Förderrichtung des Filtermaterialstranges
aus dem Einlauftrichter 25 sowie bezüglich der Förderrichtung des Filtermaterialstranges
entlang der Formatstrecke 2 geneigt verläuft. Zwischen
dem jeweiligen Einlauftrichter 25 und Auslauftrichter 26 ist
ein rohrförmiges
Umlenkteil angeordnet, insbesondere ein Krümmungsbogen 29, der einen
gekrümmten
Abschnitt zur Umlenkung der Förderrichtung
des Filtermaterialstranges aus dem Einlauftrichter 25 aufweist.
Jeder Krümmungsbogen 29 ist
vorzugsweise direkt mit dem Ausgang des Einlauftrichters 25 verbunden.
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Zur
weiteren Verbesserung der Homogenität des Filtermaterials im Filtermaterialstrang
wird Luft in jeden Trichter 25, 26 eingeblasen.
Konkret umfasst jeder Trichter 25, 26 einen rohrförmigen Körper 30 mit
einem sich eng verjüngenden
Eingangsbereich (d.h. mit einem allmählich abnehmenden Strömungskanaldurchmesser)
und einem zylindrischen Zwischenabschnitt (d.h. mit einem konstanten
Strömungskanaldurchmesser).
Jeder Trichter 25, 26 umfasst ferner einen sich
leicht aufweitenden weiteren rohrförmigen Körper 31 (d.h. mit
einem allmählich
zunehmenden Strömungskanaldurchmesser),
der dem rohrförmigen
Körper 30 nachgeordnet
ist.
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Der
rohrförmige
Körper 30 ist
in den weiteren rohrförmigen
Körper 31 eingeschraubt,
wodurch zwischen einer Außenfläche des
rohrförmigen
Körpers 30 und
einer Innenfläche
des weiteren rohrförmigen Körpers 31 ein
rohrförmiger
Luftströmungskanal 32 begrenzt
ist, in den eine Mehrzahl von Einblasöffnungen 33 münden, die
die Innenfläche
des rohrförmigen Körpers 30 im
zylindrischen Zwischenabschnitt durchbrechen. Zufuhrkanäle 34 sind
in dem weiteren rohrförmigen
Körper 31 gebildet,
durch die, im Betrieb, Druckluft in den rohrförmigen Kanal 32 und
von dort durch die Einblasöffnungen 33 in
den Strömungskanal
des rohrförmigen
Körpers 30 eingebracht
wird.
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Die
Einblasöffnungen 33 im
Einlauftrichter 25 sind, bezogen auf die zentrale Symmetrieachse 27, so
orientiert, dass dem Luftstrom eine axiale Komponente, d.h. eine
Komponente parallel zur zentralen Symmetrieachse 27, aufgeprägt wird.
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In
einer Abwandlung sind die Einblasöffnungen 33 im Einlauftrichter 25 bezüglich der
zentralen Symmetrieachse 27 derart orientiert, dass dem
Luftstrom sowohl eine axiale Komponente als auch eine radiale Komponente
(d.h. senkrecht zur zentralen Symmetrieachse 27) aufgeprägt wird.
Dabei herrscht die axiale Luftströmungskomponente vor, die dazu dient,
das Filtermaterial durch den Einlauftrichter 25 zu pressen,
wohingegen die radiale Luftströmungskomponente
dazu dient, die Luftströmung
zu verwirbeln.
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Die
Einblasöffnungen 33 im
Auslauftrichter 26 sind bezüglich der zentralen Symmetrieachse 28 derart
orientiert, dass primär
eine axiale Komponente (d.h. parallel zur zentralen Symmetrieachse 28)
der Luftströmung
aufgeprägt
wird, wodurch der auf das Filtermaterial wirkende Vorschub maximiert
wird.
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Bei
der Montage und Justierung der Stabilisierungseinheit 18 kann
der Luftströmungsbereich
jedes rohrförmigen
Kanals 32 dadurch eingestellt werden, dass der rohrförmige Körper 13 in
den weiteren rohrförmigen
Körper 31 hinein-
bzw. herausgeschraubt wird, wodurch die Luftgeschwindigkeit und -strömung durch
die Einblasöffnungen 33 eingestellt werden.
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Ferner
sei angemerkt, dass das Filterstrangmaterial zwischen jedem Einlauftrichter 25 und
Auslauftrichter 26 durch den Freiraum 35 gefördert wird, wobei
das Filterstrangmaterial sich frei, d.h. ohne Führungsteil bewegt.
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In
Abwandlung der in den 1 bis 4 dargestellten
Ausführungsbeispiele
kann jeder Trichter 25 mit dem korrespondierenden Trichter 26 durch ein
perforiertes rohrförmiges
Expansionsteil verbunden sein.
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Der
Freiraum 35, durch den das Filterstrangmaterial frei bewegt
wird, ermöglicht
eine Expansion der durch die Einblasöffnungen 33 jedes
Einlauftrichters 25 eingeblasenen Druckluft, wodurch unerwünschte Gegendruck-Phänomene vermieden
werden. Ferner wird dadurch ermöglicht,
dass das Filterstrangmaterial überschüs sige chemische
Substanzen freisetzt, die in der Aufbereitungseinrichtung 17 zugegeben
wurden. Um die aus dem Filterstrangmaterial freigesetzten chemischen
Substanzen zu sammeln und abzuführen,
ist das Gehäuse 23 nach unten
geneigt angeordnet und weist am tiefsten Punkt einen Auffangkanal
auf, der zu einem Auffangbecken führt. Um zu vermeiden, dass
die aus dem Filterstrangmaterial freigesetzten chemischen Substanzen
aus dem Gehäuse 23 entweichen
und die übrige
Maschine 1 kontaminieren, ist das Gehäuse 23 im Wesentlichen
abgedichtet und weist lediglich Auslassöffnungen auf, die in einem
mittleren Bereich des Gehäuses 23 angeordnet
und gegen direkte Besprühung
abgeschirmt sind.
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Um
eine freie Expansion der durch die Einblasöffnungen 33 in jeden
Auslauftrichter 26 eingeblasenen Druckluft zu ermöglichen
(und somit ungewünschte
Gegendruck-Phänomene
zu vermeiden), ist jeder Auslauftrichter 26 mit einem leicht
konischen, perforierten rohrförmigen
Körper 37 versehen,
der eine Mehrzahl von Öffnungen 38 aufweist und
dem Auslauftrichter 26 unmittelbar nachgeordnet ist. Die
Durchgangsöffnungen 38 in
jedem perforierten rohrförmigen
Körper 37 sind
vorzugsweise nur auf der Oberseite des perforierten rohrförmigen Körpers 37 angeordnet,
um eine nach unten gerichtete Luftströmung, d.h. eine auf die Formatstrecke 2 gerichtete
Luftströmung
zu vermeiden.
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In
einem nicht dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel umfasst jede
Stabilisierungsstrecke 24 der Stabilisierungseinheit 18 einen,
zwei oder noch mehr Zwischentrichter, die zwischen dem Einlauftrichter 25 und
dem Auslauftrichter 26 angeordnet und identisch wie die
Trichter 25, 26 aufgebaut sind.
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In
einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist die vorstehend
beschriebene Maschine 1 als Einzelstrangsmaschine ausgebildet und
umfasst daher ein Formatteil mit einer Formatstrecke 2 zur
Bildung eines kontinuierlichen Filterstabes 3 und eine
Filtermaterialzuführung 4.
In diesem Fall umfasst die Stabilisierungseinheit bzw. Umlenkvorrichtung 18 eine
Stabilisierungsstrecke 24 mit vorstehend beschriebenen
Einlauf- und Auslauftrichtern 25, 26. In ähnlicher
Weise kann die vorstehend beschriebene Maschine 1 als Dreifach-
oder Vierfachstrangmaschine ausgebildet sein und somit ein Formatteil
mit drei oder vier Formatstecken 2 zur Bildung von drei
oder vier kontinuierlichen Filterstäben 3 sowie drei oder
vier Filtermaterialzuführungen 4 umfassen.
In diesem Fall weist die Stabilisierungsein heit bzw. Umlenkvorrichtung 18 drei
oder vier Stabilisierungsstrecken 24 auf, die jeweils mit
den vorstehend beschriebenen Einlauf- und Auslauftrichter 25, 26 ausgestattet
sind.
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Das
mit der vorstehend beschriebenen Stabilisierungseinheit bzw. Umlenkvorrichtung 18 herstellbare
Filtermaterial weist eine hervorragende Homogenität auf und
ist, zumindest im Hinblick auf die Homogenität, Filtermaterialien überlegen,
die mit gegenwärtig
auf dem Markt erhältlichen
Stabilisierungseinheiten hergestellt werden.
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Die
Antriebsrollenanordnungen 10b, 10c, 10d unterscheiden
sich entlang der Zuführungen 4a, 4b in
Größe und Anordnung,
sind aber funktional identisch. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich
daher nur auf eine der Antriebsrollenanordnungen 10b, 10c, 10d,
die der Einfachheit halber mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet
wird. Jede Antriebsrollenanordnung 10 umfasst für jede Zuführung 4 eine
Antriebsrolle, die durch einen Motor unabhängig von den Motoren der anderen
Rollen gedreht wird, sowie eine frei drehende Rolle, die an der
Antriebsrolle anliegt und mit dieser zusammmenwirkt. Die beiden
Motoren der beiden Antriebsrollen jeder Antriebsrollenanordnung 10 können auf
der selben Seite der Zuführungen 4 im
Maschinenrahmen angeordnet sein. Alternativ kann bei jeder Antriebsrollenanordnung 10 der
Motor einer Antriebsrolle im Rahmen der Maschine 1 und
der Motor der anderen Antriebsrolle neben der Antriebsrolle angeordnet
sein.
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Nachfolgend
wird die Umlenkvorrichtung, die auch als Stabilisierungseinheit 18 bezeichnet
wird, näher
beschrieben.
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Wie
in den 3, 4 dargestellt, weist die Umlenkvorrichtung
im Wesentlichen eine Umlenkeinrichtung 50 sowie eine Transporteinrichtung 40 auf, die
miteinander derart zusammenwirken, dass die Umlenkung des Filtertowstranges 13,
der durch die Umlenkvorrichtung bewegt wird, pneumatisch erfolgt.
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Es
bestehen verschiedene Möglichkeiten, die
Umlenkvorrichtung technisch zu realisieren. Beispielsweise ist es
möglich,
wie in den 3, 4 dargestellt,
einen Krümmungsbogen 29 zu
verwenden, der mit den pneumatisch betriebenen Transportdüsen 25, 26 verbunden
ist. In den in den 3, 4 dargestellten
Beispie len sind nur die Transportdüsen 25a, 25b auf
der Einlassseite der Umlenkvorrichtung 18 jeweils mit einem
Krümmungsbogen 29a, 29b versehen.
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Es
ist auch möglich,
nur die Transportdüsen 26a, 26b auf
der Auslassseite der Umlenkvorrichtung jeweils mit einem Krümmungsbogen
zu versehen (nicht dargestellt). Eine weitere Option besteht darin, sowohl
die Transportdüsen 26 auf
der Auslassseite als auch die Transportdüsen 25 auf der Einlassseite der
Umlenkvorrichtung mit jeweiligen Krümmungsbögen 29 auszustatten
(5–7).
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Generell
ist es möglich,
den Krümmungsbogen
entweder der zugehörigen
Transportdüse
in Förderrichtung
nachzuordnen, wie in 3, 4 dargestellt,
was bedeutet, dass der Strang pneumatisch, also durch die Einspeisung
von Druckluft, durch den Krümmungsbogen 29 gedrückt wird.
Wenn der Krümmungsbogen 29 in
Förderrichtung
oberhalb der jeweiligen Transportdüse angeordnet ist, wie in den 5–7 für die Transportdüse 26 auf
der Auslassseite der Umlenkvorrichtung dargestellt, wird der Strang
durch den Krümmungsbogen 29 gesaugt.
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Ferner
ist möglich,
den Krümmungsbogen 29 in
Förderrichtung
oberhalb und/oder unterhalb der jeweiligen Düse anzuordnen, wobei die Alternative, den
Krümmungsbogen
in Förderrichtung
unterhalb der Düse
anzuordnen und damit den Strang pneumatisch durch den Krümmungsbogen
zu pressen, zu besseren Ergebnissen führt im Hinblick auf den Zugwiderstand
und die Zugwiderstandstreuung des Filtermaterials.
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In 4,
wie auch in den 5–7 ist zu sehen,
dass die Umlenkeinrichtung 50 angepasst ist, um eine Umlenkung
des Filtertowstranges in einer Richtung zu bewirken, die wenigstens
eine horizontale Komponente umfasst. In dem in 3 dargestellten
Beispiel wird die Umlenkung sowohl mit einer horizontalen als auch
einer vertikalen Komponente durchgeführt, da die gesamte Umlenkvorrichtung
bezogen auf eine horizontale Ebene geneigt angeordnet ist.
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Umlenkung
bedeutet dabei allgemein, dass die Förderrichtung wenigstens einmal
geändert
wird.
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Zur
technischen Realisierung der Umlenkeinrichtung 50 können die
Krümmungsbögen 29 durch
andere Mittel ersetzt werden, beispielsweise durch Komponenten mit
einem offenen Aufbau, insbesondere durch eine gekrümmte Prallplatte,
die der pneumatischen Transporteinrichtung 40 zugeordnet ist.
Die gekrümmte
Prallplatte kann eingesetzt werden, um den gewünschten Offset des Filtertowstranges 13 zu
erzielen und gleichzeitig den Filtertowstrang kontinuierlich umzulenken.
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Generell
können
Komponenten zur technischen Umsetzung der Umlenkeinrichtung 50 verwendet
werden, die eine kontinuierliche und pneumatisch angetriebene Umlenkung
des Filtertowstranges ermöglichen.
Dies bedeutet, dass die Umlenkeinrichtung 50 wenigstens
eine kontinuierlich gekrümmte Wand
aufweisen sollte, die wenigstens abschnittsweise den Führungsweg
des Filtertowstranges begrenzt und gleichzeitig die Förderrichtung ändert. Allgemein
umfasst die Umlenkeinrichtung 50 ein Umlenkteil, das zwischen
einem Einlauftrichter oder einer Einlauf-Transportdüse und einem Auslauftrichter oder
einer Auslauf-Transportdüse
angeordnet ist. Das Umlenkteil kann rohrförmig ausgebildet sein und umfasst
einen gekrümmten
Abschnitt zur Umlenkung der Förderrichtung
des Filtermaterialstranges bzw. der Lunte, die aus dem Einlauftrichter
oder der Einlauf-Transportdüse
kommt.
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Wenn
die Umlenkvorrichtung in einer Doppelstrangmaschine eingesetzt werden
soll, ist es vorteilhaft, die Förderrichtung
so zu ändern,
dass die beiden Stränge
aufeinander zugeführt
werden, d.h. konvergieren (4). Die
Stränge
können
sodann dem Einlaufsystem eines Formatteils der Maschine zugeführt werden.
In anderen Fällen
kann es sinnvoll sein, den Strang in eine andere Richtung umzulenken,
beispielsweise wenn zwei separate Formatteile verwendet werden,
die voneinander beabstandet angeordnet sind.
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Die
Vorrichtung wird noch flexibler gestaltet, wenn die Krümmungsbögen 29 lösbar mit
der jeweiligen Transportdüse 25, 26 verbunden
sind, da die Vorrichtung dann an unterschiedliche Prozessbedingungen
angepasst werden kann. Überdies
können die
Krümmungsbögen 29 schwenkbar
bzw. drehbar angeordnet sein, wodurch die Richtung, unter der die Stränge den
jeweiligen Krümmungsbogen 29 verlassen,
verändert
werden kann. Der Krümmungsbogen 29 auf
der Einlassseite und der Krümmungsbogen 29 auf
der Auslassseite der Vorrichtung können einfach ausge richtet werden,
indem die jeweiligen Krümmungsbögen 29 entsprechend
verschwenkt werden.
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Wie
in 4 erkennbar, ist jeder Krümmungsbogen 29a, 29b auf
der Einlassseite der Vorrichtung derart orientiert, dass die zentrale
Symmetrieachse des freien Endes des Krümmungsbogens 29a, 29b die
zentrale Symmetrieachse der entfernt angeordneten Transportdüse 26a, 26b auf
der Auslassseite der Vorrichtung in der Einlassebene schneidet.
Diese Ausrichtung des Krümmungsbogens 29a, 29b bezüglich der
Transportdüsen 26a, 26b auf
der Auslassseite der Vorrichtung sorgt für eine gleichmäßige Überführung des
Stranges 13 von dem jeweiligen Krümmungsbogen 29a, 29b zu
den Transportdüsen 26a, 26b.
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Das
Ausführungsbeispiel
gemäß den 3, 4 betrifft
eine Umlenkvorrichtung, die einen Freiraum 35 zwischen
den Krümmungsbögen 29a, 29b und
den Auslasstransportdüsen 26a, 26b aufweist. Alternativ
ist es auch möglich,
einen Rohrabschnitt 51, insbesondere einen geraden Rohrabschnitt 51 vorzusehen,
der einen Krümmungsbogen 29 auf
der Einlassseite der Vorrichtung und einen Krümmungsbogen 29' auf der Auslassseite
der Vorrichtung verbindet. Um den gewünschten Versatz des Systems zu
erzielen, sind die beiden Krümmungsbögen 29, 29' in entgegengesetzten
Richtungen gekrümmt,
wobei die zentrale Symmetrieachse der Krümmungsbögen 29, 29', die koaxial
mit der zentralen Symmetrieachse der jeweiligen Transportdüse 25, 26 ist,
parallel verlaufen. Überdies
fluchten die Enden der jeweiligen Krümmungsbögen 29, 29', die von der
jeweils zugeordneten Transportdüse 25, 26 entfernt
angeordnet sind, so dass der Rohrabschnitt 51 zwischen die
beiden Krümmungsbögen 29, 29' eingepasst werden
kann.
-
Der
Rohrabschnitt 51 stellt ein äußerst wirksames Mittel dar,
um die Länge
des Rohrsystems zu vergrößern. Dadurch
werden die mit dem System erzielbare Verwirbelung des Filtermaterials
und der Blüheffekt
(blooming effect) verstärkt.
Der Rohrabschnitt 51 muss sich nicht notwendigerweise gerade erstrecken.
Es ist auch möglich,
einen Rohrabschnitt einzusetzen, der, wenigstens abschnittsweise,
Krümmungsbögen aufweist
bzw. allgemein gekrümmt
ist.
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Wie
in 6 dargestellt, kann der Rohrabschnitt 51 perforiert
sein, um Druckluft austreten zu lassen, die durch die Transportdüse 25 auf
der Einlassseite der Vorrichtung zugeführt wurde.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, die in den Figuren nicht dargestellt ist, ist eine
Zufuhreinrichtung dem Rohrabschnitt zugeordnet, die die Einspeisung
von Additiven, wie beispielsweise Aktivkohle, Weichmacher oder anderen
Substanzen in den Filtertowstrang ermöglicht. Überdies kann die Zufuhreinrichtung
dazu verwendet werden, um Wasser in den Strang einzuspeisen, wodurch
die Aushärtezeit
beeinflusst wird. Ein besonderer Vorteil des Rohrabschnittes 51 besteht
darin, dass die Länge
des Systems vergrößert wird.
Dadurch wird es möglich,
dass die eingespeisten Additive und/oder das eingespeiste Wasser
sich homogen über
die Länge
des Rohrabschnittes im Filtertowstrang verteilt. Die Qualität der Filterstäbe, die mit
einer Maschine umfassend eine solche Umlenkvorrichtung hergestellt
werden, kann somit signifikant verbessert werden.
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Im
Hinblick auf die Dimension der Umlenkvorrichtung ist es vorteilhaft,
dass der horizontale Versatz der Umlenkeinrichtung 50 wenigstens
5 cm beträgt.
Ein bevorzugter Bereich beträgt
5–50 cm, insbesondere
10–40
cm, insbesondere 15–30
cm. Die longitudinale Gesamtlänge
der Vorrichtung sollte wenigstens 200 mm betragen. Dies bedeutet,
dass der axiale Abstand zwischen der Einlassseite und der Auslassseite
der Vorrichtung wenigstens 200 mm beträgt. Bevorzugte Bereiche liegen
von 200–1000
mm, insbesondere 500–900
mm, insbesondere 600–800 mm.
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Der
Krümmungswinkel
jedes Krümmungsbogens
beträgt
wenigstens 10°.
Der Krümmungswinkel ist
dabei der spitze Winkel zwischen den beiden zentralen Symmetrieachsen
eines Krümmungsbogens. Der
Krümmungswinkel
in 7 ist mit a bezeichnet. Bevorzugte Bereiche liegen
zwischen 10°–80°, insbesondere
20°–60°, insbesondere
30°–50°.
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Die
vorstehend beschriebene Umlenkvorrichtung kann sowohl für eine Einzelstrang-
als auch für
eine Doppelstrangmaschine verwendet werden, wobei die für die Einzelstrangmaschine
vorgesehenen Ausführungsbeispiele
in den 5 und 6 und die für die Doppelstrangmaschine
vorgesehenen Ausführungsbeispiele
in den 1–4 und 7 dargestellt
sind.
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Die
Rohrsysteme gemäß den 5–7 können auch
in einem Gehäuse 23 angeordnet
sein, wie für
die Umlenkeinrichtung 50 gemäß den 1–4 vorgesehen.
-
Zusammenfassend
verbessert die erfindungsgemäße Vorrichtung
den Zugwiderstand sowie die Zugwiderstandstreuung aufgrund der kombinierten
Umlenkung und pneumatischen Förderung,
die zu einer Verbesserung der Verwirbelung im System und somit zu
einer erhöhten
Homogenität
des Filtermaterials führt.
-
Überdies
erlauben die vorstehend beschriebenen Umlenkvorrichtungen eine Dämpfung der
Pulsationen, die bei höheren
Verarbeitungsgeschwindigkeiten auftreten. Die Dämpfung der Pulsationen erfolgt
aufgrund der vergrößerten Länge des
Förderweges,
insbesondere im Zusammenhang mit der Verwendung eines Rohrabschnittes
zwischen zwei zugeordneten Krümmungsbögen auf
der Einlass- und Auslassseite der Vorrichtung. Auf diese Weise kann auch
der Blüheffekt
verbessert werden.
-
- 1
- Maschine
- 2a,
2b
- Formatstrecken
- 3a,
3b
- Filterstäbe
- 4a,
4b
- Zuführungen
- 5
- Förderstrecke
- 6
- Einlaufstation
- 7
- Vorratsbereich
- 8a,
8b
- Ballen
- 9a,
9b
- Lunte
- 10a
- Führungsrollenanordnung
- 10b,
10c
- Antriebsrollenanordnung
- 10d
- Rollenanordnung
- 11
- Doppelführungseinrichtung
- 12
- Saugeinrichtung
- 13a,
13b
- Strang
- 14
- horizontale
Richtung
- 15
- Presseinrichtung
- 16
- Expansionseinrichtung
- 17
- Aufbereitungseinrichtung
- 18
- Stabilisierungsanordnung
bzw. Umlenkvorrichtung
- 19a,
19b
- Streifen
aus gummiertem Papier
- 20
- Gummierstation
- 21
- Kontrollstation
- 22
- Schneidkopf
- 23
- Gehäuse
- 24a,
24b
- Stabilisierungsstrecken
- 25,
26
- Transportdüsen
- 27,28
- Symmetrieachsen
- 29
- Krümmungsbogen
- 30
- rohrförmiger Körper
- 31
- weiterer
rohrförmiger
Körper
- 32
- Luftkanal
- 33
- Einblasöffnungen
- 34
- Zufuhrkanäle
- 35
- Freiraum
- 36
- Auslassöffnungen
- 37
- perforierter
rohrförmiger
Körper
- 40
- Transporteinrichtung
- 50
- Umlenkeinrichtung
- 51
- Rohrabschnitt