DE102012201279A1

DE102012201279A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten eines Umhüllungsmaterialstreifens

Info

Publication number: DE102012201279A1
Application number: DE102012201279A
Authority: DE
Inventors: Bastian Benz; Thorsten Scherbarth; Stephan Wolff; Gunnar Tons
Original assignee: Hauni Maschinenbau GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2013-08-01
Also published as: EP2620062A3; CN103222681A; EP2620062A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Umhüllungsmaterialstreifens (33) für einen stabförmigen Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie mit den folgenden Verfahrensschritten:
– Bereitstellen des Umhüllungsmaterialstreifens (33),
– Fördern des Umhüllungsmaterialstreifens (33) in einer längsaxialen Förderrichtung (90) zu einer Prägevorrichtung (36) und
– Prägen des Umhüllungsmaterialstreifens (33), wobei der Umhüllungsmaterialstreifen (33) beim Prägen wenigstens zeitweise kontinuierlich gefördert wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Umhüllungsmaterialstreifens (33) für einen stabförmigen Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei eine Prägevorrichtung (36) vorgesehen ist, mittels der der Umhüllungsmaterialstreifen (33) während einer längsaxialen Förderung (90) des Umhüllungsmaterialstreifens (33) prägbar ist oder geprägt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass vor dem Prägen des Umhüllungsmaterialstreifens (33) der Umhüllungsmaterialstreifen (33) befeuchtet wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass stromaufwärts der Prägevorrichtung (36) eine Befeuchtungsvorrichtung (50) zum Befeuchten des Umhüllungsmaterialstreifens (33) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Umhüllungsmaterialstreifens für einen stabförmigen Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie mit den folgenden Verfahrensschritten:

– Bereitstellen des Umhüllungsmaterialstreifens,
– Fördern des Umhüllungsmaterialstreifens in einer längsaxialen Förderrichtung zu einer Prägevorrichtung und
– Prägen des Umhüllungsmaterialstreifens, wobei der Umhüllungsmaterialstreifen beim Prägen wenigstens zeitweise kontinuierlich gefördert wird.

In letzter Zeit sind sogenannte Combined Performance Filter (CP-Filter) bekannt geworden.
Die chinesische Patentanmeldung CN 258802 Y offenbart eine Rillenfilter-Herstellmaschine, die zur Herstellung von Zigarettenfilterstäben mit diagonalen Rillen dient. Hierbei wird eine Papierzufuhr auf einer anderen Seite eines Maschinengestells verdoppelt und als Papierzufuhr einer Spezialbobine, auf deren Oberteil eine Prägevorrichtung angebracht ist, vorgesehen. Die Prägevorrichtung weist ein Doppelrollenpaar mit diagonaler Rillenprägung, eine Saugluft- /Papierführungsnut, Papierführungsrollen sowie eine Papierführungsnut und einen Infrarotschalter auf. Es können Rillenfilterstäbe verschiedener Prägungen hergestellt werden. Das Doppelrollenpaar zum Prägen ist konvex-konkav ausgebildet.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein effizientes Verfahren und eine effiziente Vorrichtung anzugeben, mittels derer eine verlässliche und stabile Prägung in einem Umhüllungsmaterialstreifen für einen stabförmigen Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere für Filter und/oder Zigaretten, durchgeführt werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Bearbeiten eines Umhüllungsmaterialstreifens für einen stabförmigen Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie mit den folgenden Verfahrensschritten:

– Bereitstellen des Umhüllungsmaterialstreifens,
– Fördern des Umhüllungsmaterialstreifens in einer längsaxialen Förderrichtung zu einer Prägevorrichtung und
– Prägen des Umhüllungsmaterialstreifens, wobei der Umhüllungsmaterialstreifen beim Prägen wenigstens zeitweise kontinuierlich gefördert wird,

Durch den Verfahrensschritt des Befeuchtens des Umhüllungsmaterialstreifens, der vorzugsweise aus Fasern bestehendes Papier ist, werden die im Umhüllungsmaterialstreifen angeordneten Fasern plastisch verformbar, so dass das Prägen des Umhüllungsmaterialstreifens sicherer gewährleistet ist und durch die Möglichkeit der plastischen Verformung der Fasern auch eine stabile Prägung erzielt wird. Bei dem Papier kann es sich um übliches Zigarettenpapier oder Filterstab- bzw. Filterstrangumhüllungspapier handeln. Es kann allerdings auch ein Krepppapier verwendet werden.
Vorzugsweise wird beim Befeuchten ein Durchfeuchtungsgrad des Umhüllungsmaterialstreifens von 5 % bis 13 %, insbesondere 7 % bis 9 %, erzielt. Hierbei handelt es sich um die Gewichtsprozentangabe.
Wenn beim Prägen der Umhüllungsmaterialstreifen erwärmt wird und/oder erwärmt ist, wird eine bessere Verhornung bzw. Verhärtung der Oberfläche des Umhüllungsmaterialstreifens erzielt und damit eine stabilere Prägung. Vorzugsweise wird der Umhüllungsmaterialstreifen vor dem Befeuchten erwärmt. Vorzugsweise wird der Umhüllungsmaterialstreifen auf eine Temperatur von 70°C bis 100°C beim Prägen gebracht. Insbesondere durch diese Maßnahme wird eine Verhornung und Verhärtung der Oberfläche beim Prägen sichergestellt.
Vorzugsweise wird der Umhüllungsmaterialstreifen nach dem Prägen in einer Trocknungsvorrichtung getrocknet, damit der Umhüllungsmaterialstreifen gut weiterverarbeitet werden kann und insbesondere keine Feuchte an das zu umhüllende Strangmaterial abgibt.
Besonders bevorzugt ist es, wenn das Verfahren dadurch weitergebildet wird, dass vor dem Prägen der Umhüllungsmaterialstreifen mit einem Stabilisierungsmittel, insbesondere Methylcellulose, behandelt wird. Das Stabilisierungsmittel ist vorzugsweise in Wasser gelöst und wird mit dem Wasser, das zum Befeuchten dient, auf den Umhüllungsmaterialstreifen aufgebracht. Vorzugsweise wird der Umhüllungsmaterialstreifen von zwei Seiten befeuchtet.
Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Herstellen eines Strangs der Tabak verarbeitenden Industrie, umfassend ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Bearbeiten eines Umhüllungsmaterialstreifens für einen stabförmigen Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie, gelöst, wobei außerdem ein Strangmaterial in einem Einlaufbereich einer Formatvorrichtung auf den bearbeiteten Umhüllungsmaterialstreifen abgegeben wird und der bearbeitete Umhüllungsmaterialstreifen beim längsaxialen Fördern durch die Formatvorrichtung um das Strangmaterial herumgewickelt wird.
Vorzugsweise wird um den bearbeiteten Umhüllungsmaterialstreifen ein weiterer Umhüllungsmaterialstreifen angeordnet, wobei insbesondere der weitere Umhüllungsmaterialstreifen vor einem Kontakt mit dem bearbeiteten Umhüllungsmaterialstreifen vollflächig auf der dem bearbeiteten Umhüllungsmaterialstreifen zugewandten Seite des weiteren Umhüllungsmaterialstreifens beleimt wird.
Bei dem weiteren Umhüllungsmaterialstreifen kann es sich um den ansonsten üblichen Umhüllungsmaterialstreifen handeln, der um Strangmaterial in einer Formatvorrichtung herum gewickelt wird und entsprechend verschlossen wird, um das Strangmaterial in Form zu bringen und in Form zu behalten.
Beim Strangmaterial kann es sich um Tabak handeln oder um Filtermaterial, beispielsweise Filtertow. Ferner kann das Strangmaterial aus Filtersegmenten zusammengesetzt sein. Zur Herstellung eines derartigen Stranges sei beispielsweise auf die EP 1 427 299 B1 verwiesen, bei der mittels mehrerer selbständiger Funktionseinheiten, die als Module ausgestaltet sind und die insgesamt eine Filtersegmentzusammenstellmaschine bilden bzw. einen Teil von der Filterherstellmaschine, Filtersegmente zusammengestellt werden, wobei diese bei der Zusammenstellung queraxial gefördert werden und anschließend mit einer Übergabevorrichtung in eine längsaxiale Förderbewegung überführt werden, um in einen Strang einer Strangmaschine überführt zu werden. In der Strangmaschine wird dann in längsaxialer Förderrichtung der Strang geführt und mit dem bzw. den Umhüllungsmaterialien umhüllt, um anschließend entsprechende Filterstäbe abzulängen.
Im Hinblick auf die Bearbeitung von Filtertow wird auf die EP 1 625 799 B1 verwiesen, aus der eine Filterherstellmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie bekannt ist, bei der eine Filterstrangmaschine und eine Filtertowaufbereitungsmaschine miteinander verbunden sind, um insgesamt die Filterherstellmaschine vorzusehen. Hierbei wird Filtertow von einem Filtertowballen abgezogen, in der Filteraufbereitungsmaschine aufbereitet, beispielsweise gereckt und mit Triacetin besprüht, um dann anschließend auf die Filterstrangmaschine übergeben zu werden und dort einen Filterstrang zu bilden, der beispielsweise mit einem Umhüllungsmaterial umhüllt ist. Zum Ende werden schließlich entsprechende Filterstäbe von dem Filterstrang abgelängt.
Gelöst wird die Aufgabe ferner durch eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Umhüllungsmaterialstreifens für einen stabförmigen Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei eine Prägevorrichtung vorgesehen ist, mittels der der Umhüllungsmaterialstreifen während einer längsaxialen Förderung des Umhüllungsmaterialstreifens prägbar ist oder geprägt wird, wobei stromaufwärts der Prägevorrichtung eine Befeuchtungsvorrichtung zum Befeuchten des Umhüllungsmaterialstreifens vorgesehen ist.
Vorzugsweise ist die Befeuchtungsvorrichtung zwischen einer Umhüllungsmaterialstreifenzugregelungsvorrichtung und der Prägevorrichtung vorgesehen. Durch diese Weiterbildung wird eine sehr präzise Befeuchtung des Umhüllungsmaterialstreifens ermöglicht.
Vorzugsweise ist eine Heizvorrichtung vorgesehen. Die Heizvorrichtung ist vorzugsweise im Bereich der Prägevorrichtung angeordnet und/oder in der Prägevorrichtung integriert. Die Heizvorrichtung kann beispielsweise in einer Prägewalze der Prägevorrichtung angeordnet sein. Ferner vorzugsweise ist eine Heizvorrichtung stromaufwärts der Befeuchtungsvorrichtung vorgesehen und/oder in der Befeuchtungsvorrichtung integriert. Vorzugsweise besprüht die Befeuchtungsvorrichtung erwärmtes Wasser bzw. eine erwärmte Flüssigkeit auf den Umhüllungsmaterialstreifen. Damit ist eine Heizvorrichtung vorgesehen, die die auf den Umhüllungsmaterialstreifen zu sprühende Flüssigkeit erwärmt.
Vorzugsweise ist eine Trocknungsvorrichtung unmittelbar stromabwärts der Prägevorrichtung vorgesehen, wodurch es ermöglicht ist, dass der Umhüllungsmaterialstreifen bei Kontakt mit dem Strangmaterial getrocknet wird bzw. im Wesentlichen getrocknet ist.
Besonders bevorzugt ist eine Variante, bei der die erfindungsgemäße Vorrichtung als Einschubvorrichtung oder Prozesseinheit einer Einschubvorrichtung ausgebildet ist, wobei die Einschubvorrichtung zwischen einer Filterstrangmaschine und einer Filtertowaufbereitungsmaschine oder einer Filtersegmentzusammenstellmaschine für Multisegmentfilter montiert ist oder montierbar ist, wobei die Einschubvorrichtung insbesondere eine Versorgungseinheit umfasst, die mit der Prozesseinheit lösbar verbindbar ist.
Bezüglich dieser bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird insbesondere verwiesen auf die am 09.11.2011 beim Deutschen Patent- und Markenamt eingereichte Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen DE 10 2011 085 981.0 und dem Titel „Filterherstellmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie“.
Durch diese bevorzugte Maßnahme ist die Filterherstellung flexibler als bisher möglich, da durch die Einschubvorrichtung das Filtermaterial und/oder der Umhüllungsmaterialstreifen sehr variabel bearbeitet bzw. aufbereitet werden kann. Durch Vorsehen einer oder mehrerer Einschubvorrichtungen können auch verschiedene Bearbeitungs- bzw. Aufbereitungsprozesse vorgesehen werden, wobei durch Austauschen der jeweiligen Prozesseinheit durch eine andere Prozesseinheit eine andere Art der Aufbereitung bzw. Bearbeitung ermöglicht ist. Somit kann auch sehr schnell von der Herstellung einer Filterart zu einer weiteren Filterart gewechselt werden, wodurch der Filterwechsel sehr effizient gestaltet werden kann. Beispielsweise kann durch diese Maßnahme sehr schnell eine andere Art der Prägung auf dem Umhüllungsmaterialstreifen vorgesehen werden. Gemäß der Erfindung ist beispielsweise eine längsaxiale Prägung vorgesehen. Es könnten allerdings auch andere Arten der Prägungen vorgesehen sein, die dann auf der entsprechenden Einschubvorrichtung bzw. der Prozesseinheit einer Einschubvorrichtung möglich sind. Ferner kann auch ein anderes Umhüllungsmaterial entsprechend bearbeitet werden bzw. das Umhüllungsmaterial einfach mit einer anderen Flüssigkeit auch bei anderen Prozesstemperaturen verarbeitet bzw. bearbeitet werden. Hierzu muss beispielsweise lediglich die Prozesseinheit ausgetauscht werden, die mit der Versorgungseinheit dann verbunden wird.
Erfindungsgemäß umfasst eine Filterherstellmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie eine erfindungsgemäße vorgenannte Vorrichtung mit den entsprechenden vorgenannten Merkmalen.
Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:
1 schematisch eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Filterherstellmaschine mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bearbeitung eines Umhüllungsmaterialstreifens,
2 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Filterherstellmaschine mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bearbeitung eines Umhüllungsmaterialstreifens in einer anderen Ausgestaltung,
3 einen Ausschnitt aus einer Prägevorrichtung in einer schematischen Darstellung,
4 einen schematischen Ausschnitt aus einer anderen Ansicht der beiden Prägewalzen aus 3,
5 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäß hergestellten Filterstrang in schematischer Darstellung und
6 eine schematische Ausschnittdarstellung von zwei miteinander wirkenden Prägewalzen.
In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.
1 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Filterherstellmaschine mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bearbeitung eines Umhüllungsmaterialstreifens. Die Filterherstellmaschine umfasst eine Filtertowaufbereitungsmaschine 20 und eine Filterstrangmaschine 40, wie diese beispielsweise in der EP 1 625 799 B1 beschrieben sind. Erfindungsgemäß ist nun noch eine Einschubvorrichtung 30 vorgesehen, mittels der der Umhüllungsmaterialstreifen 33 erfindungsgemäß bearbeitet werden kann. In 1 sind die Komponenten zur Bearbeitung des Umhüllungsmaterialstreifens 33 nur schematisch angedeutet und werden im Folgenden näher beschrieben.
In 1 sind in Förderrichtung 100 eine Filtertowaufbereitungsmaschine 20, die Einschubvorrichtung 30 und anschließend die Filterstrangmaschine 40 hintereinander angeordnet. Die Anordnung ist in diesem Ausführungsbeispiel hintereinander fluchtend oder hintereinander in einer Linie. In der Filtertowaufbereitungsmaschine 20 wird Filtertow 11, das von einem Filtertowballen 10 abgezogen wird, aufbereitet, beispielsweise gereckt, auseinandergezogen und mit Triacetin besprüht, um anschließend durch einen Einlauftrichter 41 der Filterstrangmaschine 40 überführt zu werden, dem sich dann eine Formatvorrichtung 42 anschließt. Durch die Einschubvorrichtung 30 können nun Aufbereitungsschritte, beispielsweise am Umhüllungsmaterialstreifen 33, vorgenommen werden. Es können zusätzlich auch Bearbeitungsschritte an dem Filtertow vorgenommen werden. Diese weiteren Bearbeitungsschritte am Filtertow sind allerdings nicht näher erläutert.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 wird nun beispielsweise ein Umhüllungsmaterialstreifen 33 durch die erste Prägewalze 34, die in Eingriff mit der zweiten Prägewalze 35 steht, geprägt. Der bearbeitete Umhüllungsmaterialstreifen 33 gelangt dann in der Abbildung gemäß 1 unter den Filtertowstreifen 11 und unterhalb des Einlauftrichters 41 in die Formatvorrichtung 42. In der Formatvorrichtung 42 wird der Filtertowstreifen 11 auf dem Umhüllungsmaterialstreifen 33 abgelegt. In der Formatvorrichtung 42 wird dann der Umhüllungsmaterialstreifen um den Filtertowstreifen 11 gewickelt und entsprechend eine Längsnaht durch Verklebung geschlossen. Alternativ kann der Umhüllungsmaterialstreifen 33 auch auf Stoß um den Filtertowstreifen 11 gewickelt werden und ein weiterer Umhüllungsmaterialstreifen, der nicht dargestellt ist, um den aufbereiteten Umhüllungsmaterialstreifen 33 gewickelt werden und entsprechend mit Klebstoff versehen geschlossen werden. Hierdurch können dann durch Ablängen des entstehenden Filterstrangs entsprechende CP-Filter hergestellt werden.
Die Einschubvorrichtung 30 sieht in diesem Ausführungsbeispiel so aus, dass diese aufgeteilt ist in eine Versorgungseinheit 31 und eine Prozesseinheit 32. Die Versorgungseinheit 31 dient zur Versorgung mit elektrischer Energie, beispielsweise Strom und Spannung, Druckluft, sofern nötig, Wasserkühlung bzw. eine Heizung mit erwärmtem Wasser und eine Steuerung. In der Prozesseinheit könnte auch eine Steuervorrichtung vorgesehen sein, und ansonsten die Vorrichtungsmerkmale, die hier in diesem Fall für die Prägung notwendig bzw. gewünscht sind.
Als Beispiel, welche Merkmale in einer entsprechenden Prozesseinheit gewünscht sein können, wird im Folgenden auf 2 eingegangen. Zunächst sei allerdings noch darauf hingewiesen, dass die Einschubvorrichtung 30 an deren jeweiligen ersten Seite 91 mit der Filterstrangmaschine 40 lösbar verbindbar ist und an deren zweiten Seite 92 mit der Filtertowaufbereitungsmaschine 20 lösbar verbindbar ist. Zudem ist es möglich, dass mehrere Einschubvorrichtungen 30 in Förderrichtung 100 hintereinander angeordnet sind, um weitere Funktionalitäten zur Bearbeitung von Umhüllungsmaterialstreifen 33 und/oder dem Filtertow vorzusehen. Vorzugsweise ist nur die Versorgungseinheit 31 unmittelbar mit der Filtertowaufbereitungsmaschine 20 und der Filterstrangmaschine 40 verbindbar. Die Prozesseinheit 32 ist dann ausschließlich unmittelbar mit der Versorgungseinheit 31 verbindbar. Es könnten zudem auch andere Prozesseinheiten 32 Verwendung finden, mit denen unterschiedliche Arten von Prägungen gewährleistet werden können, und zwar dergestalt, dass schnell und einfach ein Wechsel zu den unterschiedlichen Prozesseinheiten 32 möglich ist.
2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Filterherstellmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie mit einer sehr schematisch dargestellten Filtertowaufbereitungsmaschine 20, einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bearbeitung eines Umhüllungsmaterialstreifens, beispielsweise in Form der Einschubvorrichtung 30 und einer Filterstrangmaschine 40, die auch sehr schematisch dargestellt ist. Das aufbereitete Filtertow 11 aus der Filtertowaufbereitungsmaschine 20 wird über Rollen 61 oberhalb der Bahn des Umhüllungsmaterialstreifens 33 der erfindungsgemäßen Umhüllungsmaterialstreifenbearbeitungsvorrichtung gelenkt und dann in einen Einlauftrichter 41 der Filterstrangmaschine eingefädelt bzw. eingebracht.
Ein Umhüllungsmaterialstreifen 33 wird von außerhalb der Einschubvorrichtung oder alternativ von einem Vorrat in der Einschubvorrichtung 30, der nicht dargestellt ist und beispielsweise eine Bobine oder ein Bobinenwechsler sein kann, über Rollen 60 zunächst zu einer Umhüllungsmaterialstreifenzugregelungsvorrichtung 55, die dafür sorgt, dass der Umhüllungsmaterialstreifen mit einer möglichst konstanten vorgebbaren Zugkraft gefördert wird, gelenkt. Hieran schließt sich stromabwärts der Umhüllungsmaterialstreifenzugregelungsvorrichtung 55 eine Befeuchtungsvorrichtung 50 an, in der der Umhüllungsmaterialstreifen 33 befeuchtet wird, beispielsweise mit Wasser, das vorzugsweise mit einem Stabilisierungsmittel versetzt ist, beispielsweise Methylzellulose. Stromaufwärts und/oder stromabwärts der Befeuchtungsvorrichtung 50 kann eine Heizvorrichtung vorgesehen sein, um den Umhüllungsmaterialstreifen zu erwärmen. Die Heizvorrichtung kann beispielsweise Wärmestrahlung ausnutzen oder Heißluft kann hier verwendet werden. Bei Verwendung von Methylzellulose als Additiv, beispielsweise zu Wasser, ist die anschließende Prägung stabiler. Die Befeuchtung geschieht vorzugsweise so, dass der Umhüllungsmaterialstreifen 33 eine Feuchte von 5 bis 13 Massenprozent, insbesondere vorzugsweise von 7 bis 9 Massenprozent und insbesondere von 8 Massenprozent, beim Prägen aufweist. Die Befeuchtung geschieht in 2 einseitig von unten. Besonders bevorzugt ist ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Befeuchtung von beiden Seiten, d.h. zusätzlich zu der Ausgestaltung von 2, auch von oben geschieht.
Der befeuchtete Umhüllungsmaterialstreifen wird dann in Förderrichtung 90 über Umlenkrollen 60 zu einer Prägevorrichtung 36 gefördert. Die Prägevorrichtung 36 umfasst eine erste Prägewalze 34 und eine Prägewalze 35, die nachstehend noch näher erläutert werden. Hierdurch wird vorzugsweise eine längsaxiale Prägung des Umhüllungsmaterialstreifens erzielt, d.h. eine Prägung, die in einem Schnitt quer zur Längsachse des Umhüllungsmaterialstreifens eine Wellenform zeigt.
In 2 ist in der Prägevorrichtung 36 eine Heizvorrichtung 56 integriert, die mittels Wärmestrahlung, beispielsweise Infrarotstrahlung, den Umhüllungsmaterialstreifen, insbesondere weiter, erwärmt. Es kann auch eine Heizung in einer oder beiden Prägewalzen 34, 35 vorgesehen sein.
Wenigstens eine Prägewalze, in 2 die erste Prägewalze 34, ist mit einer Schwenkvorrichtung 64 versehen, die im Falle eines Wicklers ein Abschwenken einer Prägewalze von der anderen Prägewalze ermöglicht. Bevorzugt sind zwei Schwenkvorrichtungen, d.h. für jede Prägewalze eine Schwenkvorrichtung 64, vorgesehen. Die Prägewalzen 34 und 35 können auch linear verschiebbar angeordnet sein. Unmittelbar anschließend an die Prägevorrichtung 36 ist stromabwärts eine Trocknungsvorrichtung 51 vorgesehen, mittels der der geprägte Umhüllungsmaterialstreifen 33 getrocknet wird. Hieran schließt sich stromabwärts eine Führung 63 an, mittels der insbesondere eine seitliche Führung des Umhüllungsmaterialstreifens ermöglicht ist, um so die seitliche Lage des Umhüllungsmaterialstreifens, insbesondere relativ zur seitlichen Lage eines weiteren Umhüllungsmaterialstreifens 52, zu regeln bzw. zu steuern.
Der geprägte Umhüllungsmaterialstreifen wird dann in der Strangmaschine 40 auf einen weiteren Umhüllungsmaterialstreifen 52 aufgelegt, und anschließend in einer nicht dargestellten Formatvorrichtung um den Filtertowstreifen 11 in der Formatvorrichtung gewickelt.
Der Umhüllungsmaterialstreifen 52 wird auf der Kleberseite 53 mittels einer Beleimvorrichtung 54 beleimt. Hierdurch ergibt sich eine sichere Verbindung des Umhüllungsmaterialstreifens 52 mit dem geprägten Umhüllungsmaterialstreifen 33. Der Umhüllungsmaterialstreifen 52 wird mittels der Umlenkrolle 62 entsprechend umgelenkt.
Durch Vorsehen einer Umhüllungsmaterialstreifenspannungsregelung, die als Beispiel in 2 als Zugkrafteinstellvorrichtung 65 bezeichnet wird, wird vor dem Formateinlauf die Umhüllungsmaterialstreifenspannung des bearbeiteten Umhüllungsmaterialstreifens 33 eingestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Kraft oder federbelastete Prägewalzenaufhängung vorgesehen. Es kann auch alternativ ein Kraft- oder Drehmoment geregelter Tänzer entsprechend der Ausgestaltung der Umhüllungsmaterialstreifenzugregelungsvorrichtung 55 vorgesehen sein. Vorzugsweise wird eine Umhüllungsmaterialstreifenspannung von 1 bis 20 N, insbesondere vorzugsweise von 2 bis 15 N, ferner vorzugsweise von 3 bis 10 N, im Bereich stromaufwärts der Prägevorrichtung 36 eingehalten. Im Bereich zwischen dem Formateinlauf der Strangvorrichtung 40 und der Prägevorrichtung 36 wird mittels der Zugkrafteinstellvorrichtung 65 der geprägte Umhüllungsmaterialstreifen möglichst spannungsfrei gehalten.
3 zeigt schematisch in einer Seitenansicht die erste Prägewalze 34 und die zweite Prägewalze der Prägevorrichtung 36. Der Umhüllungsmaterialstreifen 33 wird in den Wirkbereich der beiden Prägewalzen 34 und 35 gebracht.
Die Prägewalze 34 weist intermittierend Prägebereiche 72 bis 75 auf. Hierdurch werden auf dem Umhüllungsmaterialstreifen 33 entsprechende Bereiche geprägt und entsprechende Bereiche nicht geprägt. Diese sind jeweils abwechselnd in Förderrichtung angeordnet.
Die Anordnung der Prägewalzen 34 und 35 ist bevorzugt vertauscht zu der in 3 dargestellten, d.h. die Prägewalze 34 ist dann unterhalb der Prägewalze 35 angeordnet. Die Prägewalze 34 ist damit unterhalb des Umhüllungsmaterialstreifenlaufs angeordnet.
4 zeigt einen Ausschnitt der beiden Prägewalzen 34 und 35 aus 3 in einer Darstellung von einer anderen Seite, und zwar in diesem Fall in 3 von links auf die beiden Prägewalzen schauend. Von der ersten Prägewalze 34 ist der Prägebereich 75 gut zu erkennen und ein weiterer Bereich 71, der nicht zur Prägung beiträgt. Im Prägebereich 75 ist die Prägewalze mit einer Kontur versehen, die abwechselnd Erhebungen und Nuten aufweist. Die Erhebungen haben einen Radius r1 und die Nuten einen Radius r2. Es sind insgesamt fünf Nuten dargestellt und sechs Erhebungen. Im Wesentlich formkomplementär hierzu ist die zweite Prägewalze 35, die allerdings vollumlaufend einen Prägebereich aufweist, also keine intermittierenden Prägebereiche, die sich mit weiteren Bereichen 71 abwechseln. Auch hier sind entsprechende Nuten und Erhebungen vorgesehen, wobei die Erhebungen einen Radius r4 aufweisen und die Nuten einen Radius r3. Die Erhebungen der ersten Prägewalze 34 greifen in die Nuten der zweiten Prägewalze 35 ein und andersherum greifen die inneren Erhebungen der zweiten Prägewalze 35 in die Nuten der ersten Prägewalze 34 ein. Die äußeren Erhebungen der zweiten Prägewalze 35 umrahmen in diesem Ausführungsbeispiel die äußeren Erhebungen der ersten Prägewalze 34. Es ist festzustellen, dass die erste Prägewalze 34 und die zweite Prägewalze 35 so voneinander beabstandet sind, dass diese sich nicht berühren, um so eine Beschädigung des Umhüllungsmaterialstreifens zu verhindern. Je nach Wahl des Umhüllungsmaterialstreifens wird dieser Abstand entsprechend einzustellen sein. Es ist ferner festzustellen, dass die verwendeten Radien keine gemeinsamen Teiler aufweisen, um den Verschleiß der Prägewalzen zu minimieren.
5 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen hergestellten Filterstrang. Filtermaterial 110 ist umschlossen von dem geprägten Umhüllungsmaterialstreifen 33, der auf Stoß um das Filtermaterial gewickelt ist, so dass sich ein Stoßbereich 111 ergibt. Um dieses herumgewickelt und mit dem Umhüllungsmaterialstreifen 33 verklebt ist ein Umhüllungsmaterialstreifen 52, der dem üblichen Umhüllungsmaterialstreifen bei einem Filterstrang entspricht. Zwischen den Klebestellen, d.h. den Kontaktstellen der beiden Umhüllungsmaterialstreifen 33 und 52 sind entsprechend längsaxiale Lüftungsschlitze bzw. Lüftungsbereiche vorgesehen, wodurch sich die erhöhte Filterwirkung bei Filterzigaretten ergibt.
6 zeigt eine schematische Ausschnittsdarstellung zweier Prägewalzen 34 und 35, die miteinander in Wirkverbindung sind. Die Prägewalze 34 weist schematisch dargestellt drei Erhebungen auf und zwei Nuten, und zwar in einem Prägebereich 75. Die Erhebungen und damit auch die Nuten sind im Wesentlichen in vertikaler Richtung ausgebildet, wie dieses der Doppelpfeil 76 zeigt. Die Flankenwinkel der Erhebungen bzw. der Nuten sind somit relativ steil, d.h. bei ungefähr 0°. Hierdurch wird der Umhüllungsmaterialstreifen, der in 6 nicht dargestellt ist, weitestgehend zwischen den vertikalen Flanken eingeklemmt. Hierdurch entfällt bei einer üblichen Walzengeometrie, die eine quasi sinusförmige Ausgestaltung aufweist, ein Dehnungsanteil in horizontaler Richtung. Es wird somit eine Prägung vorgenommen, bei der der Umhüllungsmaterialstreifen im Wesentlichen in vertikaler Richtung gedehnt wird und nicht in horizontaler Richtung. Hierdurch wird ein nach der Prägung bauchiger Umhüllungsmaterialstreifen vermieden.
Um eine möglichst schonende Behandlung zu ermöglichen, sind die Erhebungen bzw. Nuten im Querschnitt rund, beispielsweise halbkreisförmig, ausgebildet.
Die Gegenprägewalze 35 ist mit zwei Erhebungen und einer Nut sowie am Rand zweier Halbnuten versehen. Dieses Ausführungsbeispiel der 16 soll nur schematisch die Walzengeometrie der Prägewalzen 34 und 35 darstellen. Für eine entsprechende Prägung mit beispielsweise 18 Rillen erstrecken sich die Walzen 34 und 35 natürlich weiter in die rechte bzw. linke Richtung der 6, so dass dort dann die Prägewalze 34 beispielsweise 18 Nuten aufweist und 19 Erhebungen. Die Gegenprägewalze 35 weist dann 18 Erhebungen und 17 Nuten sowie zwei Teilnuten am jeweiligen Rand der Prägewalze 35 auf.
Als Umhüllungsmaterialstreifen eignet sich Papier, insbesondere Krepppapier. Als Verfahrensschritte zur Bearbeitung des zu prägenden Umhüllungsmaterialstreifens wird das Umhüllungsmaterial von einer Bobine abgewickelt, und zwar mittels einer Papierzugregelung. Es wird dann das Umhüllungsmaterial befeuchtet, um das Umhüllungsmaterial plastisch verformbarer, insbesondere fließfähig, zu machen. Entsprechend kann Feuchtigkeit bzw. in diesem Fall beispielsweise Wasser auf den Umhüllungsmaterialstreifen gesprüht werden, beispielsweise mit einer Zwei-Stoffdüse oder mit einer Ein-Stoffdüse und einem Dosierschieber. Es kann auch Dampf aufgebracht werden oder Flüssigkeit bzw. Wasser mit einer Flachdüse aufgestrichen werden. Es kann auch Flüssigkeit bzw. Wasser mittels eines Schwamms aufgetragen werden. Der Flüssigkeits- oder Wasserauftrag ist vorzugsweise mit einem Steuerungs- oder Regelsystem zu dosieren, wobei als Eingriffsmöglichkeit eine Pumpendrehzahl, ein Druckregelventil oder ein Volumenstromregelventil vorgesehen ist. Es können Additive zur Flüssigkeit hinzugebracht werden bzw. in der Flüssigkeit gelöst sein, wie beispielsweise Methylzellulose, um den Umhüllungsmaterialstreifen nach dem Prägen in Form zu halten. Der Prägeprozess selbst kann mit beheizten Prägewalzen geschehen. Die Walzen sind entsprechend vorzugsweise aufzuhängen, um eine Fluchtmöglichkeit für den Fall eines Umhüllungsmaterialstreifenwicklers vorzusehen. Hierzu eignet sich eine Schwinge oder eine Gleitführung, beispielsweise mit Tellerfedern oder Druckluftzylindern.
Zudem kann ein Schaber vorgesehen sein, der an die Druckwalzen angreift, um überschüssige Flüssigkeit bzw. einen überflüssigen Zusatzstoff abzuschaben.
Die Prägewalzen haben eine entsprechende Geometrie, beispielsweise in Form einer Matrize mit einer Patrize, die im Wesentlichen formkomplementär zueinander sind. Diese dürfen den Umhüllungsmaterialstreifen beim Prägen nicht vollständig einquetschen, sondern sollten Bereiche zum Dehnen freihalten. Die Walzenumfänge sollten keinen gemeinsamen Teiler haben, um Verschleißmuster zu verhindern.
Eine entsprechende Beheizung bzw. Erwärmung des Umhüllungsmaterialstreifens kann induktiv geschehen. Beispielsweise kann ein Spulenkern in einer Prägewalze oder beiden Prägewalzen jeweils vorgesehen sein. Es kann auch eine Wärmestrahlung vorgesehen sein. Es könnten beispielsweise Heizstäbe in kurzen Abständen vor der Prägewalze angeordnet sein. Zudem kann Heißluft auf die Prägewalzen geblasen werden und so die Prägewalze geheizt werden. Es können auch Heizstäbe in den Prägewalzen vorgesehen sein. Zudem könnte auch ein erhitztes Fluid, wie Wasser, Öl oder Dampf, in eine oder beide Walzen geleitet werden.
Beim Prägen des Umhüllungsmaterialstreifens sollte eine geringe Umschlingung des Umhüllungsmaterialstreifens um eine der Prägewalzen vorgesehen sein. Die Umschlingung beträgt vorzugsweise zwischen 0° und 90°, insbesondere vorzugsweise zwischen 0° und 30° und besonders vorzugsweise zwischen 0° und 5°.
Als Trocknungsvorrichtung kann ein Heißluftkanal, eine Vorrichtung mit einer Infrarotheizung, eine Mikrowellenheizung oder eine andere übliche Papierheizung verwendet werden.
Bei der Verwendung einer intermittierenden ersten Prägewalze 34, wie dieses in dem Beispiel der 3 und 4 dargestellt ist, sollte vorzugsweise ein Schnittlagesensor vorgesehen sein, um die Schnittlage beispielsweise eines abzulängenden Filterstabs von einem hergestellten Filterstrang an das Prägemuster anzupassen. Es kann alternativ allerdings auch vorgesehen sein, eine kontinuierliche Prägung in längsaxialer Richtung vorzusehen. In diesem Fall ist die erste Prägewalze 34 entsprechend nicht mit unterschiedlichen Prägebereichen 72 bis 75 versehen, sondern weist radial umlaufend einen ununterbrochenen Prägebereich auf.
Das Spaltmaß des Einlauffingers der Formatvorrichtung der Strangmaschine sollte bei der Herstellung von Filtern mit wenigstens teilweise geprägtem Umhüllungsmaterialstreifen etwas größer sein als üblich, um ein Ausglätten der Prägung zu vermeiden.
Vorstehend wurde die Erfindung anhand einer einbahnigen Strangmaschine erläutert. Für eine zwei- oder mehrbahnige Strangmaschine können beispielsweise breitere Prägewalzen verwendet werden und ein Umhüllungsmaterialstreifen geprägt werden, der der zweifachen oder mehrfachen Breite für einen Strang entspricht. Nach dem Prägen kann der Umhüllungsmaterialstreifen längsaxial in zwei oder mehr Streifen geschnitten werden und den jeweiligen Strängen zugeführt werden. Es kann auch vorkonfektioniertes, d.h. vorgeschnittenes, Umhüllungsmaterial verarbeitet werden.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein.
Bezugszeichenliste

10: Filtertowballen
11: Filtertowstreifen
20: Filtertowaufbereitungsmaschine
21: Bedienseite
22: Rückseite
30: Einschubvorrichtung
31: Versorgungseinheit
32: Prozesseinheit
33: Umhüllungsmaterialstreifen
34: erste Prägewalze
35: zweite Prägewalze
36: Prägevorrichtung
40: Filterstrangmaschine
41: Einlauftrichter
42: Formatvorrichtung
50: Befeuchtungsvorrichtung
51: Trocknungsvorrichtung
52: Umhüllungsmaterialstreifen
53: Klebeseite
54: Beleimvorrichtung
55: Umhüllungsmaterialstreifenzugregelungsvorrichtung
56: Heizvorrichtung
60: Umlenkrolle
61: Umlenkrolle
62: Umlenkrolle
63: Führung
64: Schwenkvorrichtung
65: Zugkrafteinstellvorrichtung
71: weiterer Bereich
72: Prägebereich
73: Prägebereich
74: Prägebereich
75: Prägebereich
76: Doppelpfeil
90: längsaxiale Förderrichtung
91: erste Seite
92: zweite Seite
100: Förderrichtung
110: Filtermaterial
111: Stoßbereich
r1, r2, r3, r4: Radius

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CN 258802 Y [0003]
EP 1427299 B1 [0014]
EP 1625799 B1 [0015, 0033]
DE 102011085981 [0021]

Claims

Verfahren zum Bearbeiten eines Umhüllungsmaterialstreifens (33) für einen stabförmigen Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie mit den folgenden Verfahrensschritten: – Bereitstellen des Umhüllungsmaterialstreifens (33), – Fördern des Umhüllungsmaterialstreifens (33) in einer längsaxialen Förderrichtung (90) zu einer Prägevorrichtung (36) und – Prägen des Umhüllungsmaterialstreifens (33), wobei der Umhüllungsmaterialstreifen (33) beim Prägen wenigstens zeitweise kontinuierlich gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Prägen des Umhüllungsmaterialstreifens (33) der Umhüllungsmaterialstreifen (33) befeuchtet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Befeuchten ein Durchfeuchtungsgrad des Umhüllungsmaterialstreifens (33) von 5 % bis 13 %, insbesondere 7 % bis 9 %, erzielt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Prägen der Umhüllungsstreifen (33) erwärmt wird und/oder ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Umhüllungsmaterialstreifen (33) auf eine Temperatur von 70°C bis 100°C beim Prägen gebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Prägen der Umhüllungsmaterialstreifen (33) in einer Trocknungsvorrichtung (51) getrocknet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Prägen der Umhüllungsmaterialstreifen (33) mit einem Stabilisierungsmittel, insbesondere Methylcellulose, behandelt wird.
Verfahren zum Herstellen eines Strangs der Tabak verarbeitenden Industrie, umfassend ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei außerdem ein Strangmaterial (11) in einem Einlaufbereich einer Formatvorrichtung (42) auf den bearbeiteten Umhüllungsmaterialstreifen (33) abgegeben wird und der bearbeitete Umhüllungsmaterialstreifen (33) beim längsaxialen Fördern (100) durch die Formatvorrichtung (42) um das Strangmaterial (11) herumgewickelt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass um den bearbeiteten Umhüllungsmaterialstreifen (33) ein weiterer Umhüllungsmaterialstreifen (52) angeordnet wird, wobei insbesondere der weitere Umhüllungsmaterialstreifen (52) vor einem Kontakt mit dem bearbeiteten Umhüllungsmaterialstreifen (33) vollflächig auf der dem bearbeiteten Umhüllungsmaterialstreifen (33) zugewandten Seite (53) des weiteren Umhüllungsmaterialstreifens (52) beleimt wird.
Vorrichtung zur Bearbeitung eines Umhüllungsmaterialstreifens (33) für einen stabförmigen Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei eine Prägevorrichtung (36) vorgesehen ist, mittels der der Umhüllungsmaterialstreifen (33) während einer längsaxialen Förderung (90) des Umhüllungsmaterialstreifens (33) prägbar ist oder geprägt wird, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts der Prägevorrichtung (36) eine Befeuchtungsvorrichtung (50) zum Befeuchten des Umhüllungsmaterialstreifens (33) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Befeuchtungsvorrichtung (50) zwischen einer Umhüllungsmaterialstreifenzugregelungsvorrichtung (55) und der Prägevorrichtung (36) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizvorrichtung (56) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (56) im Bereich der Prägevorrichtung (36) angeordnet ist und/oder in der Prägevorrichtung (36) integriert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trocknungsvorrichtung (51) unmittelbar stromabwärts der Prägevorrichtung (36) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als Einschubvorrichtung (30) oder Prozesseinheit (32) einer Einschubvorrichtung (30) ausgebildet ist, wobei die Einschubvorrichtung (30) zwischen einer Filterstrangmaschine (40) und einer Filtertowaufbereitungsmaschine (20) oder einer Filtersegmentzusammenstellmaschine für Multisegmentfilter montiert ist oder montierbar ist, wobei die Einschubvorrichtung (30) insbesondere eine Versorgungseinheit (31) umfasst, die mit der Prozesseinheit (32) lösbar verbindbar ist.
Filterherstellmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14.