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Die
Erfindung betrifft eine Ausbreiterdüse zum Ausbreiten von
für die Herstellung von Rauchartikeln verwendetem Tow,
mit einem Gehäuse, das eine Toweintrittsöffnung,
eine Towaustrittsöffnung und einen die Towaustrittsöffnung
mit der Toweintrittsöffnung verbindenden Towführungskanal
aufweist, der zur Führung eines Tows von der Toweintrittsöffnung zur
Towaustrittsöffnung ausgebildet und in seiner Breite durch
zwei voneinander beabstandete Randabschnitte des Gehäuses
begrenzt ist, sowie mit einem Gasanschluss, der über eine
Gasaustrittsöffnung so in den Towführungskanal
mündet, dass ein dem Gasanschluss zugeführter
und aus der Gasaustrittsöffnung in den Towführungskanal
austretender Gasstrom winklig, vorzugsweise etwa quer, zu einer
zwischen den beiden voneinander beabstandeten Randabschnitten gebildeten
Förderebene gerichtet ist.
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Üblicherweise
werden aus dem Tow Filterstäbe für Rauchartikel,
insbesondere Zigaretten, hergestellt. Als Teil dieses Herstellungsprozesses
werden sogenannte Towaufbereiter eingesetzt, die das zu verarbeitende
Tow in Form eines kontinuierlichen Bandes, Streifens oder Stranges
von einem Towballen abziehen und anschließend verschiedenen
Aufbereitungsschritten unterwerfen. Die Towaufbereiter sind gewöhnlich
Teil einer Anlage zur Herstellung von Filterstäben und enthalten
verschiedene Bearbeitungseinrichtungen, die das Tow durchläuft.
Zu diesen Bearbeitungseinrichtungen gehört auch beispielsweise
die Anordnung von Reckwalzen, um das Tow zu spannen und zu entspannen.
Dabei werden die Einzelfäden des Tows voneinander gelöst,
wodurch das gesamte Tow bauschig wird. Um diesen Aufbereitungsprozess
zu optimieren, werden sogenannte Ausbreiterdüsen eingesetzt,
welche das Tow ausbreiten, um eine größere Angriffsfläche
bei der Towfädenvereinzelung zu erzielen. Hierzu ist gewöhnlich
die Ausbreiterdüse vor Eintritt in den Towaufbereiter oder
zumindest vor der Anordnung der Reckwalzen vorgesehen.
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In
der Ausbreiterdüse tritt ein Gasstrom, gewöhnlich
unter Druck und vorzugsweise Druckluft, winklig, vorzugsweise etwa
quer, zu einer Förderebene, die zwischen den beiden voneinander
beabstandeten Randabschnitten des Towführungskanals aufgespannt
ist und in der das Tow läuft, und somit winklig, vorzugsweise
etwa quer, zur Bewegungsrichtung des Tows aus und beaufschlagt das
Tow mit nach außen wirkenden Kräften, wodurch
sich eine Ausbreitung bzw. Verbreiterung des Tows ergibt. Wie bereits erwähnt,
besteht die Funktion der Ausbreiterdüse darin, das Tow
auszubreiten. In diesem Zusammenhang wird unter „ausbreiten"
die Überführung des Tows in eine im Wesentlichen
flache und ebene Band- oder Streifenform und/oder die Vergrößerung der
Breite des Tows durch Auffächern, Spreizen oder Öffnen
verstanden.
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Eine
solche Ausbreiterdüse ist beispielsweise in der
EP 1 096 047 A1 beschrieben.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ausbreiterdüse
der eingangs genannten Art derart zu modifizieren, dass für
deren Wirkung die jeweilige Qualität und Spezifikation
des behandelten Tows eine bessere Berücksichtigung findet.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen eine Ausbreiterdüse
zum Ausbreiten von für die Herstellung von Rauchartikeln
verwendetem Tow, mit einem Gehäuse, das eine Toweintrittsöffnung,
eine Towaustrittsöffnung und einen die Towaustrittsöffnung
mit der Toweintrittsöffnung verbindenden Towführungskanal
aufweist, der zur Führung eines Tows von der Toweintrittsöffnung
zur Towaustrittsöffnung ausgebildet und in seiner Breite
durch zwei voneinander beabstandete Randabschnitte des Gehäuses
begrenzt ist, sowie mit einem Gasanschluss, der über eine
Gasaustrittsöffnung so in den Towführungskanal mündet,
dass ein dem Gasanschluss zugeführter und aus der Gasaustrittsöffnung
in den Towführungskanal austretender Gasstrom winklig,
vorzugsweise etwa quer, zu einer zwischen den beiden voneinander
beabstandeten Randabschnitten gebildeten Förderebene gerichtet
ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungsweite der
Gasaustrittsöffnung veränderbar ist.
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Durch
die erfindungsgemäß vorgesehene Veränderbarkeit
der Öffnungsweite der Gasaustrittsöffnung wird
eine Anpassung an unterschiedliche Towqualitäten und -spezifikationen
möglich. Somit lässt sich mit Hilfe der Erfindung
die Wirkung der Ausbreiterdüse in Abhängigkeit
von der jeweiligen Towqualität und -spezifikation optimieren.
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Bevorzugte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen
angegeben.
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So
erstreckt sich vorzugsweise die Gasaustrittsöffnung im
Wesentlichen über die gesamte Breite des Towführungskanals,
um eine besonders gute Ausbreiterwirkung zu erzielen, und zwar auch
in Abhängigkeit unterschiedlicher Breiten der zu behandelnden
Towstränge.
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Bevorzugt
ist die Gasaustrittsöffnung als Schlitz ausgebildet, deren
Breite veränderbar ist, und zwar vorzugsweise im Wesentlichen über
deren gesamte Länge. Bei einer Weiterbildung dieser Ausführung
sollte die Breite der schlitzförmigen Gasaustrittsöffnung
stets im Wesentlichen über deren gesamte Länge
konstant bleiben, und zwar unabhängig von der augenblicklichen
Einstellung des hier die Öffnungsweite bestimmenden Breitenmaßes.
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Vorzugsweise
ist die Breite der schlitzförmigen Gasaustrittsöffnung
etwa zwischen 0,5 und 1,5 mm veränderbar. Es sind aber
selbstverständlich auch andere Maße grundsätzlich
denkbar.
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Eine
konstruktiv besonders bevorzugte Möglichkeit zur Verstellung
der Öffnungsweite der Gasaustrittsöffnung zeichnet
sich dadurch aus, dass die Wand des Gehäuses, in der die
Gasaustrittsöffnung ausgebildet ist, in zwei voneinander
beabstandete Wandabschnitte unterteilt ist, die zwischen sich die Gasaustrittsöffnung
begrenzen, wobei zur Einstellung der Öffnungsweite der
Gasaustrittsöffnung der Abstand zwischen den beiden Wandabschnitten
veränderbar ist, indem der eine Wandabschnitt gegenüber
dem anderen Wandabschnitt bewegbar angeordnet ist oder beide Wandabschnitte
relativ zueinander bewegbar angeordnet sind.
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Eine
weitere bevorzugte Ausführung der Erfindung zeichnet sich
dadurch aus, dass die Gasaustrittsöffnung mindestens zwei
Abschnitte aufweist, die jeweils durch ein erstes Ende und ein zweites Ende
begrenzt sind, von denen jeweils das erste Ende zum benachbarten
Randabschnitt des Towführungskanals sowie zur Toweintrittsöffnung
näher liegt als das zweite Ende. Mit dieser Ausführung
lässt sich der Gasaustrittsöffnung eine Formgebung
verleihen, bei welcher mindestens zwei winklig zueinander ausgerichtete
Abschnitte so ausgebildet sind, dass deren von den Randabschnitten
entfernt liegenden zweiten Enden in Richtung auf die Towaustrittsöffnung
weisen und dieser näher liegen als die ersten Enden. Diese
besondere Formgebung der Gasaustrittsöffnung hat zur Folge,
dass die Druckluft das Tow besonders wirkungsvoll mit nach außen
wirkenden Kräften beaufschlagt, wodurch sich besonders
effektiv die gewünschte Ausbreitung bzw. Verbreiterung des
Tows realisieren lässt. Vorzugsweise kann die Gasaustrittsöffnung
etwa die Form eines zur Toweintrittsöffnung offenen „U"
oder die Form eines mit der Spitze zur Towaustrittsöffnung
weisenden „V" haben.
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Außerdem
kann die Gasaustrittsöffnung eine Form haben, die in Bezug
auf eine im Towführungskanal etwa mittig zwischen den beiden Randabschnitten
definierte Symmetrieachse etwa symmetrisch ist.
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Der
Gasanschluss kann einen Gaszufuhrkanal aufweisen, der sich zumindest
teilweise in Richtung auf die Gasaustrittsöffnung verjüngt,
wobei vorzugsweise der Gaszufuhrkanal zumindest abschnittsweise
einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt hat.
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Für
eine bessere Führung des Tows durch den Towführungskanal
sollten die beiden voneinander beabstandeten und den Towführungskanal
begrenzenden Randabschnitte jeweils als Anschlag vorgesehen sein,
mit dem das Tow in berührende Anlage bringbar ist. Bei
einer Weiterbildung dieser Ausführung weist mindestens
einer der beiden Randabschnitte benachbart zur Towaustrittsöffnung einen
konvexen Vorsprung auf. Die Verwendung der Randabschnitte als Anschläge
führt zu einer Vergleichmäßigung der
Breite des Tows, wobei die Anschläge so geformt sind, dass
die Wirkung der Ausbreiterdüse nicht behindert und dennoch
ein schonendes Führen des Tows ermöglicht wird.
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Damit
für die Funktion der Ausbreiterdüse auch die Breite
des Tows eine bessere Berücksichtigung findet, sollte der
Abstand zwischen den Randabschnitten und somit die Breite des Towführungskanals
veränderbar sein, indem der eine Randabschnitt gegenüber
dem anderen Randabschnitt bewegbar angeordnet ist oder beide Randabschnitte
relativ zueinander bewegbar angeordnet sind. Auf diese Weise ist
es möglich, die Wirkung der Ausbreiterdüse in
Abhängigkeit von der Breite des Tows zu optimieren.
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Nachfolgend
wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Ausbreiterdüse gemäß einer
bevorzugten Ausführung der Erfindung;
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2 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht der Ausbreiterdüse
von 1;
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3 eine
Unteransicht auf die einen Towführungskanal begrenzende
Innenseite einer einen Luftaustrittsspalt enthaltenen Wand eines
Düsengehäuses der Ausbreiterdüse von 1,
wobei die den Towführungskanal begrenzende gegenüberliegende Wand
des Düsengehäuses entfernt ist; und
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4 in
schematischer Darstellung die gleiche Ansicht von 3,
wobei zusätzlich noch zwei den Towführungskanal
seitlich begrenzende Anschläge sowie ein Abschnitt eines
Towbandes gezeigt sind.
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Bei
der Herstellung von Filterstäben für Rauchartikel,
insbesondere Zigaretten, werden sogenannte Towaufbereiter eingesetzt,
die das zu verarbeitende Tow in Form eines kontinuierlichen Bandes, Streifens
oder Stranges von einem Towballen abziehen und anschließend
verschiedenen Aufbereitungsschritten unterwerfen. Die Towaufbereiter
sind gewöhnlich Teil einer Anlage zur Herstellung von Filterstäben
und enthalten verschiedene Bearbeitungseinrichtungen, die das Tow
durchläuft. Zu diesen Bearbeitungseinrichtungen gehört
auch beispielsweise die Anordnung von Reckwalzen, um das Tow zu spannen
und zu entspannen. Dabei werden die Einzelfäden des Tows
voneinander gelöst, wodurch das gesamte Tow bauschig wird.
Um diesen Aufbereitungsprozess zu optimieren, werden sogenannte Ausbreiterdüsen
eingesetzt, welche das Tow ausbreiten, um eine größere
Angriffsfläche bei der Towfädenvereinzelung zu
erzielen. Hierzu ist gewöhnlich die Ausbreiterdüse
vor Eintritt in den Towaufbereiter oder zumindest vor der Anordnung
der Reckwalzen vorgesehen.
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Wie
bereits erwähnt, besteht die Funktion der Ausbreiterdüse
darin, das Tow auszubreiten. In diesem Zusammenhang wird unter „ausbreiten"
die Überführung des Tows in eine im Wesentlichen
flache und ebene Band- oder Streifenform und/oder die Vergrößerung
der Breite des Tows durch Auffächern, Spreizen oder Öffnen
verstanden.
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Eine
solche Ausbreiterdüse ist in einer bevorzugten Ausführung
in den Figuren dargestellt.
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Wie
insbesondere die 1 und 2 erkennen
lassen, weist die dargestellte Ausbreiterdüse ein Düsengehäuse 2 auf,
das im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa die Form
eines flachen Quaders hat und an seinen breiten Langseiten durch
eine plattenförmige erste Wand 4 und eine plattenförmige zweite
Wand 6 begrenzt wird. Die erste Wand 4 und die
zweite Wand 6 sind in einem Abstand voneinander angeordnet,
wodurch zwischen diesen beiden Wänden 4, 6 ein
Zwischenraum gebildet wird, der an beiden schmalen Langseiten des
Düsengehäuses 2 offen ist. Bei diesem
Zwischenraum handelt es sich um einen Towführungskanal 8,
durch den ein Towband hindurch läuft. Dabei tritt das Towband
durch eine Toweintrittsöffnung 10 an der einen
schmalen Langseite des Düsengehäuses 2 in
den Towführungskanal 8 ein und durch eine Towaustrittsöffnung 12 an
der gegenüberliegenden schmalen Langseite des Düsengehäuses 2 aus
dem Towführungskanal wieder aus. In 2 ist mit
dem Pfeil A die Bewegungsrichtung des Towbandes angedeutet.
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Wie
insbesondere die 1 und 2 ferner
erkennen lassen, weist die dargestellte Ausbreiterdüse
einen Luftzufuhranschluss 14 auf, der mit dem Düsengehäuse 2 mechanisch
fest gekoppelt ist. Der Luftzufuhranschluss 14 weist im
dargestellten Ausführungsbeispiel einen geradlinigen Rohrabschnitt 16 auf,
der mit einem Befestigungsflansch 18 versehen ist. Mit
Hilfe des Befestigungsflansches 18 wird der Luftzufuhranschluss 14 mit
einer Luftdruckquelle gekoppelt. Gleichzeitig dient im dargestellten Ausführungsbeispiel
der Befestigungsflansch 18 auch zur Montage der Ausbreiterdüse
an einer Halterung schlechthin. Der Luftzufuhranschluss 14 weist ferner
einen Krümmer 20 auf, der den rohrförmigen Abschnitt 16 mit
dem verjüngten Ende eines trichterförmigen Gehäuses 22 verbindet.
Die erste Wand 4 des Düsengehäuses 2 ist
mit ihrer Außenseite an der offenen Breitseite des trichterförmigen
Gehäuses 22 angeordnet, so dass die offene Breitseite
des trichterförmigen Gehäuses 22 die
Außenseite der ersten Wand 4 des Düsengehäuses 2 im
Wesentlichen abdeckt und von dieser verschlossen wird, wie insbesondere 2 erkennen
lässt.
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Der
Luftzufuhranschluss 14 ist hohl, und der rohrförmige
Abschnitt 16, der Krümmer 20 und das trichterförmige
Gehäuse 22 kommunizieren miteinander.
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Selbstverständlich
ist der rohrförmige Abschnitt 16 des Luftzufuhranschlusses 14 am
Befestigungsflansch 18 offen, so dass Druckluft von einer am
Befestigungsflansch 18 angeschlossenen externen Druckluftquelle,
die in den Figuren nicht gezeigt ist, durch den rohrförmigen
Abschnitt 16 und den Krümmer 20 in das
trichterförmige Gehäuse 22 gelangen kann.
Wie insbesondere 2 ferner erkennen lässt,
ist das trichterförmige Gehäuse 22 des Luftzufuhranschlusses 14 mit
dem Towführungskanal 8 im Düsengehäuse 2 über
einen Luftzufuhrkanal 24 verbunden, der in der ersten Wand 4 des
Düsengehäuses 2 ausgebildet ist und über
eine Luftaustrittsöffnung 26 an der den Towführungskanal 8 begrenzenden
Innenseite der ersten Wand 4 in den Towführungskanal 8 mündet.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel verjüngt
sich der Luftzufuhrkanal 24 vom trichterförmigen
Gehäuse 22 des Luftzufuhranschlusses 14 in
Richtung auf die Luftaustrittsöffnung 26. Aufgrund
der beschriebenen und insbesondere in 2 erkennbaren
Anordnung und Ausrichtung des Luftzufuhrkanals 24 und der
Luftaustrittsöffnung 26 wird die Druckluft in
den Towführungskanal 8 etwa quer zur Bewegungsrichtung
des Towbandes gemäß Pfeil A eingeblasen, was durch
den Pfeil B angedeutet ist.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel tritt die Druckluft in
einem Winkel von etwa 90° gegenüber der Bewegungsrichtung
des Towbandes (gemäß Pfeil A) aus der Luftaustrittsöffnung 26 aus;
deshalb ist in 2 der Pfeil B in einem Winkel
von etwa 90° gegenüber dem Pfeil A ausgerichtet.
Alternativ ist es aber auch denkbar, den Luftzufuhrkanal 24 und
die Luftaustrittsöffnung 26 so zu gestalten, dass
die Druckluft aus der Luftaustrittsöffnung 26 schräg
in Richtung auf die Toweintrittsöffnung 10 in
den Towführungskanal 8 austritt, wobei der Winkel
gegenüber der Bewegungsrichtung des Towbandes gemäß Pfeil A
kleiner als 90° ist und vorzugsweise nicht kleiner als
30° betragen und bevorzugt zwischen 55° und 60° liegen
sollte.
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Wie
die 3 und 4 erkennen lassen, ist die Luftaustrittsöffnung 26 als
Schlitz oder Spalt ausgebildet und hat im dargestellten Ausführungsbeispiel
eine symmetrische und mit ihrer Spitze zur Towaustrittsöffnung 12 weisende „V"-Form.
Außerdem erstreckt sich die spalt- bzw. schlitzförmige Luftaustrittsöffnung 26 über
die gesamte Breite des Towführungskanals 8. In
diesem Zusammenhang sei der guten Vollständigkeit halber
angemerkt, dass unter „Breite" das Maß quer zur
Bewegungsrichtung des Towbandes gemäß Pfeil A
verstanden wird. Ferner sei an dieser Stelle hinzugefügt,
dass der stromaufwärts vor der Luftaustrittsöffnung 26 liegende
und mit dieser kommunizierende Luftzufuhrkanal 24 die gleiche
Form und Ausrichtung wie die in den 3 und 4 erkennbare
Luftaustrittsöffnung 26 hat, was in den Figuren
allerdings nicht dargestellt ist.
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Wie
die 2 bis 4 ferner erkennen lassen, ist
die plattenförmige erste Wand 4 des Düsengehäuses 2 in
Bewegungsrichtung des Towbandes gemäß Pfeil A
in zwei Hälften bzw. Abschnitte 4a und 4b unterteilt,
die in einem geringfügigen Abstand voneinander angeordnet
sind und zwischen sich den Luftzufuhrkanal 24 und die sich
daran anschließende spalt- bzw. schlitzförmige
Luftaustrittsöffnung 26 bilden. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel ist der erste Wandabschnitt 4a in
Richtung der von der Wand 4 aufgespannten Ebene gegenüber
dem anderen Wandabschnitt 4b bewegbar angeordnet. Hierzu
sind Verstellschrauben 28 vorgesehen, die ortsfest, jedoch
drehbar am benachbarten Randabschnitt des anderen Wandabschnittes 4b gelagert
sind und sich in Schraubeingriff mit dem ersten Wandabschnitt 4a befinden.
Durch Drehen der Verstellschrauben 28 lässt sich
der Abstand des ersten Wandabschnittes 4a gegenüber
dem zweiten Wandabschnitt 4b in Richtung des in 4 gezeigten
Doppelpfeils C verändern, wodurch sich zwangsläufig
die Breite oder Öffnungsweite bzw. das Spaltmaß der
spalt- bzw. schlitzförmigen Luftaustrittsöffnung 26 verändert.
Somit erlaubt diese Anordnung eine Verstellung des Spaltmaßes
an der Luftaustrittsöffnung 26, was den Vorteil
hat, dass für die Wirkung der Ausbreiterdüse die
jeweilige Towqualität und -spezifikation eine bessere Berücksichtigung
findet. Vorzugsweise liegt die Öffnungsweite bzw. das Spaltmaß der
spalt- bzw. schlitzförmigen Luftaustrittsöffnung 26 etwa
zwischen 0,5 und 1,5 mm.
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Wie
desweiteren 4 erkennen lässt, sind die
beiden voneinander beabstandeten und die Breite des Towführungskanals 8 quer
zur Bewegungsrichtung des Towbandes gemäß Pfeil
A begrenzenden Randabschnitte des Düsengehäuses 2 als
Anschläge 30 ausgebildet, welche in Richtung der
Breite des Towfüh rungskanals 8 und somit quer
zur Bewegungsrichtung des in 4 schematisch
in Draufsicht abschnittsweise dargestellten Towbandes 32 gemäß Pfeil
A verstellbar angeordnet sind. Somit sind die Anschläge 30 in
Richtung des Doppelpfeils D von 4 beweglich
gelagert. Dies hat zur Folge, das der für die Ausbreitung
wirksame Bereich W (vgl. 4) einstellbar ist, was zum
Vorteil hat, dass für die Funktion der dargestellten Ausbreiterdüse
auch die Breite des Towbandes 32 eine bessere Berücksichtigung
findet. Selbstverständlich sind in den Figuren nicht gezeigte
Feststell- bzw. Arretiermittel vorzusehen, um die Anschläge 30 in
der gewünschten Position für eine sichere Funktion
feststellen zu können. Vorzugsweise sollte eine symmetrische
Verstellung der Anschläge 30 gegeben sein. Wie 4 ferner
erkennen lässt, weisen die Anschläge 30 einen
benachbart zur Towaustrittsöffnung 12 angeformten konvexen
Vorsprung 30a auf, an den das Towband 32 mit seinen
Rändern in berührende Anlage gelangt. Die Anschläge 30 dienen
zur Vergleichmäßigung der Breite des Towbandes 32 und
sind, wie beschrieben und dargestellt, so geformt, dass die Ausbreiterwirkung
der dargestellten Ausbreiterdüse nicht behindert und dennoch
ein schonendes Führen des Towbandes 32 ermöglicht
wird.
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Die
besondere Formgebung der Luftaustrittsöffnung 26 hat
zur Folge, dass die Druckluft, welche aus der Luftaustrittsöffnung 26 in
den Towführungskanal 8 in Richtung des Pfeils
B (2) etwa quer zur Bewegungsrichtung des Towbands 32 gemäß Pfeil
A und somit etwa senkrecht zu einer zwischen der Toweintrittsöffnung 10,
der Towaustrittsöffnung 12 und den Anschlägen 30 aufgespannten
und in Längsrichtung des Towführungskanals 8 verlaufenden
Förderebene austritt, das Towband 32 mit nach außen
wirkenden Kräften beaufschlagt, wodurch sich eine Ausbreitung
bzw. Verbreiterung des Towbands 32 ergibt, wie in 4 schematisch
dargestellt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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