DE102018122121A1

DE102018122121A1 - Herstellung von mehrlagigen Hohlrohren

Info

Publication number: DE102018122121A1
Application number: DE102018122121.5A
Authority: DE
Inventors: Arne Schulz; Mathias Schafforz; Markus Schween; Sönke Horn; Andreas Tönsmann; Andreas Reichert; Franz Hartmann; Frank Grothaus
Original assignee: Hauni Maschinenbau GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2018-09-11
Filing date: 2018-09-11
Publication date: 2020-03-12
Also published as: WO2020053029A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mehrlagigen Hohlrohren (10) der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei in einem Strangverfahren ein Hohlrohr (10) mittels einer Formatvorrichtung (30) geformt wird, wobei die Formatvorrichtung (30) ein Formatband (43) aufweist, das ein Material (25, 26), aus dem das Hohlrohr (10) hergestellt wird, in Förderrichtung durch die Formatvorrichtung (30) fördert. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Dicke (d) des Formatbands (43) gemessen wird und in Abhängigkeit der gemessenen Dicke (d) des Formatbands (43) ein Durchmesser (50) einer eingeschriebenen Kontur einer Durchgangsöffnung (56) der Formatvorrichtung (30) eingestellt wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Formatvorrichtung (30) einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie zur Herstellung von mehrlagigen Hohlrohren der Tabak verarbeitenden Industrie.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mehrlagigen Hohlrohren der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei in einem Strangverfahren ein Hohlrohr mittels einer Formatvorrichtung geformt wird, wobei die Formatvorrichtung ein Formatband aufweist, das ein Material, aus dem das Hohlrohr hergestellt wird, in Förderrichtung durch die Formatvorrichtung fördert.
Die Erfindung betrifft ferner eine Formatvorrichtung einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie zur Herstellung von mehrlagigen Hohlrohren der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei in einem Förderabschnitt der Formatvorrichtung eine Durchgangsöffnung vorgesehen ist, durch die ein Formatband förderbar ist, wobei die Formatvorrichtung ein Unterformat und ein wenigstens eine Stützleiste und/oder eine Deckleiste aufweisendes Oberformat umfasst, wobei eine Messvorrichtung zur Bestimmung der Dicke des Formatbands vorgesehen ist.
In der Tabak verarbeitenden Industrie werden Stränge, beispielsweise Tabakstränge, Filterstränge oder Hohlrohre hergestellt, um diese in einzelne Abschnitte zu schneiden, die dann beispielsweise zu Filterzigaretten weiter verarbeitet werden.
Hierzu wird beispielsweise ein Umhüllungsmaterial in einer Formatvorrichtung um Filtermaterial oder Tabak gewickelt, am Rand mit einem Klebstoff versehen und die Klebstoffnaht wird anschließend versiegelt. Hierzu ist in der Formatvorrichtung ein Formatband vorgesehen, auf das das Umhüllungsmaterial aufgelegt wird, auf das selbst wieder Filtermaterial oder Tabak aufgebracht wird, um dann eine Formung des Strangs bei gleichzeitiger Umhüllung des Filtermaterials bzw. des Tabaks mit dem Umhüllungsmaterialstreifen zu ermöglichen. Hierzu umgibt das Formatband fast vollständig das Umhüllungsmaterial. Eine Ausnahme ist nur ein Zwickel, der zum Verkleben des Umhüllungsmaterials mit dem anderen Ende des Umhüllungsmaterials vorgesehen ist und zum Verschließen des Umhüllungsmaterialstreifens um das Filtermaterial bzw. den Tabak.
In der Tabak verarbeitenden Industrie werden zudem Röhrchen, beispielsweise Pappröhrchen oder Papierröhrchen, verwendet, um beispielsweise besondere Filter, wie einen Rezessfilter oder einen Hohlfilter, zur Verfügung zu stellen. Zudem dienen derartige Röhrchen auch als Abstandshalter in Heat-not-Burn-Produkten. Ein entsprechendes Röhrchen sollte eine gewisse Stabilität aufweisen, weswegen es bekannt ist, mehrwandige Papierrohre herzustellen. Derartige Röhrchen werden aus Hohlrohrsträngen abgelängt.
Aus DE 10 2016 124 051 A1 ist es bekannt, doppellagige Röhrchen der Tabak verarbeitenden Industrie in einem Strangverfahren herzustellen. Hierzu werden zunächst Hohlrohre aus mehreren Lagen Material in einem Strangverfahren mittels einer Formatvorrichtung geformt. Die Formatvorrichtung weist ein Formatband auf, das durch die Formatvorrichtung geführt wird und die Materialien in Förderrichtung mitzieht. Aufgrund dessen, dass Hohlrohre wenig Druck nach außen abgeben, gibt es einen im Vergleich zu der Herstellung von Zigarettensträngen oder Filtersträngen relativ großen Schlupf zwischen dem Material, aus dem die Hohlrohre hergestellt werden, und dem Formatband. Hierdurch entsteht ein relativ großer Verschleiß der Formatbands.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Qualität von hergestellten Hohlrohren und daraus abgelängten Röhrchen zu verbessern, wobei zudem auch die Standzeit des Formatbands einer Formatvorrichtung einer Strangmaschine bei der Herstellung der Hohlrohre erhöht werden soll.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung von mehrlagigen Hohlrohren der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei in einem Strangverfahren ein Hohlrohr mittels einer Formatvorrichtung geformt wird, wobei die Formatvorrichtung ein Formatband aufweist, das ein Material, aus dem das Hohlrohr hergestellt wird, in Förderrichtung durch die Formatvorrichtung fördert, das dadurch weitergebildet ist, dass die Dicke des Formatbands gemessen wird und in Abhängigkeit der gemessenen Dicke des Formatbands ein Durchmesser einer eingeschriebenen Kontur einer Durchgangsöffnung der Formatvorrichtung eingestellt wird.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die formgebende Röhrengeometrie im Verfahren auch bei Verschleiß des Formatbands annähernd konstant gehalten werden, wobei herstellungsbedingte Formatbanddickenschwankungen und auch Formatbanddickenschwankungen im Betrieb ausgeglichen werden können. Durch eine konstantere Einstellung des Durchmessers der eingeschriebenen Kontur der Durchgangsöffnung der Formatvorrichtung wird eine gleichbleibende Mitnahme des Materials, aus dem die mehrlagigen Hohlrohre gebildet werden, sowie eine höhere Standzeit des Formatbands erzielt.
Das Material, aus dem die Hohlrohre gebildet werden, kann zwei oder mehr Materialstreifen umfassen, die übereinandergelegt und verklebt sind. Beispielsweise können Papierstreifen, Pappstreifen oder Kunststoffstreifen verwendet werden.
Die Förderrichtung durch die Formatvorrichtung ist in einer längsaxialen Richtung des herzustellenden Hohlrohrs bzw. der herzustellenden Hohlrohre. Die Hohlrohre können im Querschnitt kreisförmig oder ellipsenförmig sein. Die Außenkontur der Hohlrohre entsprechen einer Innenkontur der Formatvorrichtung, und zwar der Innenfläche des Formatbands und der Innenoberfläche der Formatvorrichtung, die im Bereich der Durchgangsöffnung angeordnet ist und formatbandfrei ist. Unter einer eingeschriebenen Kontur ist insbesondere eine geschlossene geometrische Linie zu verstehen, die eine Durchgangsöffnung der Formatvorrichtung einschreibt. Im realen Aufbau der Formatvorrichtung kann die Innenoberfläche, die zur Bildung des Strangs vorgesehen ist, auch Lücken aufweisen.
Vorzugsweise ist die eingeschriebene Kontur der Durchgangsöffnung ein Kreis oder eine Ellipse.
Am Eingang der Formatvorrichtung liegt diese Kontur allerdings noch nicht vor, da dort zunächst die mehreren Lagen Materialstreifen übereinandergelegt sind, auf das Formatband aufgelegt werden und dann im Laufe der Förderung durch die Formatvorrichtung entsprechend in queraxialer Richtung gebogen werden, um so zu Hohlrohren ausgebildet zu werden. Die Hohlrohre sind dann wenigstens einlagig ausgebildet.
Vorzugsweise weist die Formatvorrichtung ein Unterformat zur Aufnahme des Formatbands und wenigstens eine Stützleiste und/oder eine Deckleiste auf, wobei zum Einstellen des Durchmessers der eingeschriebenen Kontur der Durchgangsöffnung der Formatvorrichtung der Abstand zwischen dem Unterformat und der wenigstens einen Stützleiste und/oder der Deckleiste eingestellt wird. Hierdurch ist eine einfache Anpassung des Durchmessers möglich.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Dicke des Formatbands kontinuierlich oder in vorgebbaren Zeitabständen gemessen wird, um eine Änderung der Dicke der Formatbands kontinuierlich oder relativ zügig zu erkennen, um den Durchmesser entsprechend anpassen zu können.
Vorzugsweise wird ein zeitlicher und/oder örtlicher Mittelwert der Dicke des Formatbands gebildet, wobei der Mittelwert der Dicke des Formatbands zum Einstellen des Durchmessers der eingeschriebenen Kontur der Durchgangsöffnung der Formatvorrichtung dient. Unter einem zeitlichen Mittelwert ist insbesondere zu verstehen, dass die Dicke über einen gewissen Zeitraum gemessen wird und ein Integral über der Zeit der Dicken gebildet wird. Alternativ können auch Summen der im zeitlichen Abstand vorgenommenen Messungen gebildet werden und durch die Anzahl der Messungen geteilt werden.
Der Durchmesser der eingeschriebenen Kontur kann je nach Lage in der eingeschriebenen Kontur unterschiedlich groß sein.
Bei einem örtlichen Mittelwert der Dicke ist insbesondere zu verstehen, dass über die Breite oder über die Länge des Formatbands die Dicke örtlich bestimmt wird und ein Mittelwert dieser Messwerte gebildet wird. Vorzugsweise wird sowohl ein zeitlicher als auch ein örtlicher Mittelwert der Dicke des Formatbands gebildet.
Vorzugsweise geschieht das Einstellen des Durchmessers gesteuert oder geregelt. Zum Steuern des Einstellens des Durchmessers dient eine Steuervorrichtung. Entsprechend dient eine Regelvorrichtung zum geregelten Einstellen des Durchmessers.
Die Dicke des Formatbands liegt üblicherweise zwischen 0,5 und 0,8 mm, bevorzugt bei 0,65 mm. Eine Dickenabnahme im Betrieb von bis zu 0,1 mm kann möglich sein und kann mit der Erfindung kompensiert werden. Vorzugsweise findet eine Kompensation der Dicke durch eine Veränderung des Durchmessers schon bei einer Änderung der Dicke von 0,01 mm statt.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Formatvorrichtung einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie zur Herstellung von mehrlagigen Hohlrohren der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei in einem Förderabschnitt der Formatvorrichtung eine Durchgangsöffnung vorgesehen ist, durch die ein Formatband förderbar ist, wobei die Formatvorrichtung ein Unterformat und ein wenigstens eine Stützleiste und/oder eine Deckleiste aufweisendes Oberformat umfasst, wobei eine Messvorrichtung zur Bestimmung der Dicke des Formatbands vorgesehen ist, die dadurch weitergebildet ist, dass eine Stellvorrichtung vorgesehen ist, mittels der der Abstand des Unterformats zum Oberformat in Abhängigkeit der Dicke des Formatbands einstellbar oder eingestellt ist.
Hierdurch ist eine einfache Einstellbarkeit des Abstands des Unterformats vom Oberformat in Abhängigkeit der Dicke des Formatbands möglich, wodurch insbesondere die Geometrie der hergestellten mehrlagigen Hohlrohre konstant in Abhängigkeit der Dicke des Formatbands eingestellt werden kann.
Vorzugsweise ist eine Steuervorrichtung oder eine Regelvorrichtung vorgesehen, mittels der die Stellvorrichtung steuerbar oder regelbar ist. Durch diese Maßnahme kann im Betrieb automatisch eine Einstellung des Abstands des Unterformats zum Oberformat in Abhängigkeit der Dicke des Formatbands vorgenommen werden.
Vorzugsweise wird die Stützleiste und/oder die Deckleiste des Oberformats in deren Lage, insbesondere Höhe, in Abhängigkeit der Dicke des Formatbands gesteuert oder geregelt, wobei der Abstand der Stützleiste und/oder der Deckleiste des Oberformats zum Unterformat bei einem dünner werdenden Formatband verringert wird. Im Rahmen der Erfindung kann eine Deckleiste auch ein Heizsteg oder Kühlsteg sein oder umfassen.
Vorzugsweise wird zum Einstellen des Abstands ein zeitlicher und/oder räumlicher Mittelwert der Dicke des Formatbands verwendet.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Messvorrichtung zur Bestimmung der Dicke des Formatbands wenigstens eine Laserabstandsmessvorrichtung und/oder eine Kamera umfasst. In dem Fall, dass eine Kamera umfasst ist, kann die Messvorrichtung zur Bestimmung der Dicke des Formatbands eine Abschattung der Dicke des Formatbands aufnehmen und hieraus die Dicke bestimmen. Vorzugsweise sind wenigstens zwei Laserabstandsmessvorrichtungen vorgesehen. Zudem kann bei der Bestimmung der Dicke des Formatbands eine Materialmenge des Formatbands bzw. ein Grad des Abriebs des Formatbands bestimmt werden. Im letzten Fall kann hierzu auch eine Kamera dienen, wenn ein Formatband auf der Seite des Formatbands, auf die das Material zur Ausbildung der Hohlrohre aufgelegt wird, in der Breite, d.h. quer zur Längsachse, ein Abriebmaterial aufweist, das in der Dicke unterschiedlich stark ausgebildet ist und einen Kontrast zum restlichen Formatbandmaterial bildet. So kann bei kontinuierlichem Abrieb eine Grenzlinie mit einer Kamera erkannt werden, die sich je nach Menge des Abriebs dieses Materials zu einer Seite des Formatbands verschiebt.
Vorzugsweise ist zur Veränderung der Höhe der Stützleiste und/oder der Deckleiste die Stützleiste und/oder die Deckleiste gegenüber dem Unterformat verschwenkbar oder es geschieht eine zwangsgeführte, vorzugsweise stufenlose, Linearverstellung der Stützleiste und/oder der Deckleiste.
Vorzugsweise wird zur Veränderung der Höhe der Stützleiste und/oder der Deckleiste ein Blattfedertubentrieb verwendet.
Vorzugsweise weist der Blattfedertubentrieb ein mit Blattfedern versehenes Festlagergelenk auf, das insbesondere nach dem Koppelprinzip aufgebaut ist und insbesondere eine parallelogrammartige Verstellung ermöglicht.
Ferner vorzugsweise ist die Deckleiste wenigstens abschnittsweise als Heizsteg ausgebildet.
Zur Herstellung der Hohlrohre kann ein Verfahren zum Herstellen eines Strangs oder eines Hohlrohrs der Tabak verarbeitenden Industrie mit den folgenden Verfahrensschritten ausgeführt werden:

- Fördern eines ersten Materialstreifens mit einer ersten Breite und eines zweiten Materialstreifens mit einer zweiten Breite, insbesondere jeweils in einer längsaxialen Richtung,
- Beleimen wenigstens des zweiten Materialstreifens, wobei insbesondere das Beleimen vollflächig oder annähernd vollflächig geschieht,
- versetztes Zusammenführen des ersten und des zweiten Materialstreifens, so dass der erste und der zweite Materialstreifen übereinandergelegt und verklebt werden,
- Formen der übereinander gelegten Materialstreifen in einen rohrförmigen Strang, das dadurch weitergebildet ist, dass zum Formen der übereinander gelegten Materialstreifen in einen rohrförmigen Strang ein in einer längsaxialen Förderrichtung gefördertes Formatband nur teilweise um die übereinander gelegten Materialstreifen gewickelt wird, nämlich weniger als oder gleich 70% und mehr als oder gleich 30% der Breite der übereinander gelegten Materialstreifen.

Hierdurch wird insbesondere verhindert, dass sich in dem rohrförmigen Strang Falten bilden, die beispielsweise dadurch entstehen könnten, dass durch die vollflächige bzw. annähernd vollflächige Beleimung ein hoher Feuchteanteil in den Materialstreifen vorliegt, was durch fast vollständige Umhüllung durch ein Formatband zu einer Faltenbildung führen kann. Stattdessen ist vorgesehen, dass ein Teil der Formung des rohrförmigen Strangs durch entsprechend geformte, insbesondere glatte oder mit wenig Reibwiderstand versehene, Oberflächen ermöglicht ist. Zudem wird bei der Herstellung eine Hochovalität vermieden. Tatsächlich ist die Rundheit der erfindungsgemäß hergestellten Produkte wesentlich besser.
Insbesondere wird durch ein weniger breites Formatband erreicht, dass eine präzisere Ausbildung des rohrförmigen Strangs ermöglicht wird.
Vorzugsweise liegt eine Umschlingung des Hohlrohrs durch das Formatband von 180° bis 240°, insbesondere vorzugsweise von 200° bis 240°, insbesondere 220° bis 240°, vor.
Aus dem rohrförmigen Strang bzw. Hohlrohr können dann anschließend stabförmige Artikel, beispielsweise doppellagige Röhrchen der Tabak verarbeitenden Industrie, abgelängt werden.
Zu den Herstellungsverfahren wird beispielsweise auf die DE 10 2017 101 929.4 , die am 01.02.2017 beim Deutschen Patent- und Markenamt eingereicht wurde, Bezug genommen.
Vorzugsweise wird das Formatband in seiner queraxialen Lage stabilisiert. Hierdurch ist die Fertigungsgenauigkeit des Strangs der Tabak verarbeitenden Industrie weiter erhöht. Zum Stabilisieren des Formatbands in einer queraxialen Lage können in einer Formatvorrichtung ein oder zwei Anschläge vorgesehen sein, so dass eine queraxiale Lagefixierung des Formatbands ermöglicht ist.
Es können auch alternativ oder ergänzend Messmittel vorgesehen sein, die die queraxiale Lage des Formatbands messen und Aktoren, die die Lage des Formatbands regulieren und damit stabilisieren.
Vorzugsweise ist zum Verschließen der übereinandergelegten Materialstreifen eine formatbandfreie Führungs- und Formungsoberfläche in einer Formatvorrichtung vorgesehen. Hierdurch kommt es zu einer deutlich reduzierten Faltenbildung der übereinandergelegten Materialstreifen beim Formen des Strangs, insbesondere dann, wenn ein hohler Strang gebildet wird. Die formatbandfreie Führungs- und Formungsoberfläche hat eine sich in Förderrichtung ändernde Gestalt oder einen Querschnitt, so dass ein sukzessives Umwickeln der übereinandergelegten ersten und zweiten Materialstreifen ermöglicht ist.
Vorzugsweise ist der Strang ein Zigarettenstrang, ein Filterstrang oder ein hohles Rohr bzw. Hohlrohr. Aus dem Strang können nach der Herstellung des Strangs stabförmige Elemente, wie Zigarettenstäbe bzw. Tabakstöcke einfacher oder mehrfacher Gebrauchslänge, Filterstäbe einfacher oder mehrfacher Gebrauchslänge oder Röhrchen, wie doppellagige oder mehrlagige Röhrchen einfacher oder mehrfacher Gebrauchslänge, abgelängt werden.
Vorzugsweise weist die Formatvorrichtung ein Unterformat zur Aufnahme des Formatbands und wenigstens eine Stützleiste auf, wobei die Stützleiste auf dem Unterformat angeordnet ist und wenigstens einen Anschlag für das Formatband bildet. Hierdurch ist eine sehr präzise Fertigung von Strängen der Tabak verarbeitenden Industrie möglich.
Vorzugsweise sind zwei Stützleisten vorgesehen, die jeweils einen Anschlag für das Formatband bilden und in Förderrichtung links und rechts das Formatband in dessen queraxialer Lage stabilisieren. Vorzugsweise weist die wenigstens eine Stützleiste eine innenliegende Fläche auf, die zur Formung eines Strangs ausgebildet ist. Ferner vorzugsweise ist oder wird die wenigstens eine Stützleiste und/oder eine Deckleiste als Oberformat ausgebildet.
Wenn vorzugsweise ein Heizsteg oder ein Kühlsteg, insbesondere als Deckleiste, vorgesehen ist, ist je nach Klebstoffart ein schnelles Abbinden des Klebstoffs möglich. Vorzugsweise gibt die eingeschriebene Kontur einer inneren Oberfläche des Formatbands und der wenigstens einen Stützleiste, insbesondere am Ausgang der Formatvorrichtung, die Form des Strangs vor.
Vorzugsweise ist eine Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie mit einer Strangformungsvorrichtung, die eine erfindungsgemäße Formatvorrichtung aufweist, versehen.
Vorzugsweise ist in Förderrichtung des Strangs stromabwärts der Strangformungsvorrichtung eine Zugformatvorrichtung vorgesehen.
Vorzugsweise ist das Formatband auf der Innenseite mit einer haftreibungserhöhenden Beschichtung versehen.
Vorzugsweise ist die formatbandfreie Oberfläche der wenigstens einen Stützleiste oder der Deckleiste mit einer gleitreibungsverminderten Beschichtung versehen. Hierbei kann beispielsweise eine Keramikbeschichtung vorgesehen sein.
Als Formatbänder kommen Formatbänder der Hersteller Esband, Max-Schlatterer GmbH KG und Nasta S.R.L. infrage. Bei den Formatbändern der Firma Esband handelt es sich beispielsweise um die Typen V1178 aus Leinen sowie SQW 90 aus Leinen/Polyester und SAL75 aus Aramid. Bei den Formatbändern der Firma Nasta S.R.L. handelt es sich beispielsweise um die Typen LE354-4FCA aus Leinen und T1164-2FCA aus Aramid.
Vorzugsweise weist die Formatvorrichtung einen stromaufwärtigen Teil auf, in dem der Strang gebildet wird, und zudem einen stromabwärtigen Teil, der dazu dient, den gebildeten Strang weiter zu fördern und hierbei für ein Abbinden des Klebstoffs zu sorgen. Der zweite Teil der Formatvorrichtung weist beispielsweise eine Deckleiste auf, die einen Heizsteg oder einen Kühlsteg umfasst, um die Naht des Strangs zu heizen oder zu kühlen.
Vorzugsweise ist die längsaxiale Erstreckung des ersten Teils der Formatvorrichtung im Vergleich zum zweiten Teil der Formatvorrichtung in einem Verhältnis von 1:5 bis 1:20, insbesondere vorzugsweise bei 1:6 bis 1:10.
Vorzugsweise können aus den hergestellten Hohlrohren abgelängte Röhrchen als mundseitiges Endstück oder als Mittelstück zwischen zwei Filtersegmenten eines Filters einer Filterzigarette oder eines Filters eines stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie verwendet werden. Hierbei wird unter einem stabförmigen Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie insbesondere eine Zigarette bzw. Filterzigarette, aber auch ein Zigarillo, eine Zigarre, ein HnB-Produkt (Heat-not-Burn) oder eine E-Zigarette verstanden.
Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.
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 eine schematische Schnittdarstellung durch einen doppellagigen Materialstreifen in einer Schnittebene quer zur Längsachse der Materialstreifen,
2 ein hergestelltes doppellagiges Hohlrohr in einer schematischen Schnittdarstellung,
3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Hohlfilterstrangs in schematischer Darstellung,
4 eine schematische Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Formatvorrichtung in einer ersten Ausführungsform,
5 eine schematische Darstellung eines Teils einer Vorrichtung zur Messung des Formatbands,
6 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Formatvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform,
7 eine schematische Schnittdarstellung entlang des Schnitts A-A der 6,
8 eine schematische Schnittdarstellung entlang des Schnitts B-B der 6.

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 in einer schematischen Schnittdarstellung quer zur Längsachse von zwei Materialstreifen 11 und 12 den Zustand des ersten Materialstreifens 11 und des zweiten Materialstreifens 12, nachdem diese zusammengefügt worden sind. Hierbei ist zu erkennen, dass der erste Materialstreifen 11 auf seiner Oberseite einen Positionsklebstoff 17, beispielsweise einen Leim, aufweist. Auf den Positionsklebstoff 17 aufgelegt ist der zweite Materialstreifen 12.
Der erste Materialstreifen 11 weist links und rechts Kanten 13 und 14 auf und der zweite Materialstreifen 12 links und rechts Kanten 15 und 16.
Es ist zudem auf dem ersten Materialstreifen 11 eine Nahtbeleimung 18 vorgenommen worden, die dazu dient, mit dem rechts über den ersten Materialstreifen 11 überstehenden Teil des zweiten Materialstreifens 12 eine Verklebung vorzusehen. Es können auch Nahtbeleimungsstreifen vorgesehen sein, beispielsweise ein Nahtbeleimungsstreifen 18 auf der einen Seite des ersten Materialstreifens 11 und ein weiterer Nahtbeleimungsstreifen auf der entgegengesetzten Seite des Materialstreifens 11. Die Beleimung 17 kann zur gleichen Zeit wie die Beleimung 18 vorgenommen werden oder, wie vorstehend schon angegeben, im Nachhinein, und zwar vor der Formung des rohrförmigen Strangs oder Hohlrohrs, in einer Formatvorrichtu ng.
Nach Durchlaufen der Formatvorrichtung ergibt sich in dieser Konstellation ein doppellagiges Hohlrohr bzw. nach dem Ablängen dieses Stranges ein doppellagiges Röhrchen, das im Querschnitt in 2 schematisch dargestellt ist. Hier liegt dann der erste Materialstreifenabschnitt 11 im Inneren, wobei die Kanten 13 und 14 auf Stoß bzw. mit wenig Abstand voneinander angeordnet sind.
Dieser Stoßbereich 21 ist radial nicht fluchtend mit dem Stoßbereich 20 des zweiten Umhüllungsmaterialstreifens 12. Dort liegen auch die Kanten 15 und 16 auf Stoß bzw. mit einem kleinen Abstand voneinander versehen. Die Lücken der Stoßbereiche 20 und 21 können auch mit einem Klebstoff versehen sein. Im Fall der 2 ist allerdings kein Klebstoff vorgesehen. Im Gegensatz zum Stand der Technik ergibt sich eine bessere Rundheit, da eine Überlappung der Kante 16 beispielsweise mit dem zweiten Umhüllungsmaterialstreifen 12 eben nicht vorgesehen ist, sondern ein Fluchten bzw. eine im Wesentlichen kreisförmige Außenkontur.
Durch das Versetzen der Stoßbereiche 20 und 21 in Umfangsrichtung ist ein sehr sicherer Verschluss des hergestellten doppellagigen Röhrchens 10 ermöglicht. Außerdem wird hierdurch eine erhöhte Stabilität der doppellagigen Röhrchen 10 erzielt, da die Schwachstellen der einzelnen Lagen voneinander beabstandet sind.
Die Dicken des ersten Materialstreifenabschnitts 11 und des zweiten Materialstreifenabschnitts 12 zueinander können unterschiedlich oder im Wesentlichen gleich groß sein. Bei unterschiedlichen Dicken ist es bevorzugt, wenn der äußere Materialstreifenabschnitt, nämlich Materialstreifenabschnitt 12, dünner ist als der erste Materialstreifenabschnitt 11. Erfindungsgemäße und bevorzugte Dicken sind vorstehend beschrieben.
3 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Hohlfilterstrangs oder von doppellagigen Hohlrohren 10 der Tabak verarbeitenden Industrie.
Von einer nicht dargestellten Bobine wird ein entsprechend breiter Basismaterialstreifen 24 in Förderrichtung 34 abgezogen und über Rollen 41 gelenkt. Es schließt sich eine Schneidvorrichtung 23 an eine Materialstreifenzuführvorrichtung 22 an. In der Schneidvorrichtung 23 wird der Basismaterialstreifen 24 in Längsrichtung geschnitten. Die Schneidvorrichtung 23 ist ein Längsschneider.
Die geschnittenen Materialstreifen in Form eines ersten Materialstreifens 25 und eines zweiten Materialstreifens 26 werden noch parallel über eine weitere Umlenkrolle 41 gefördert, um dann mittels eines Querförderers 32 in Form einer Umlenkrolle voneinander getrennt zu werden. Der zweite Materialstreifen 26 wird nach einer weiteren Umlenkung mittels einer Beleimvorrichtung 27 im Wesentlichen vollständig beleimt, und zwar zumindest über die gesamte Länge. Diese Beleimvorrichtung 27 kann beispielsweise den Bereich einer Naht auslassen, muss dies allerdings nicht notwendigerweise.
Der erste Materialstreifen 25 wird getrennt von dem zweiten Materialstreifen 26 gefördert und mittels der Versatzvorrichtung 29 in Querrichtung zur Förderrichtung versetzt, so dass in dem Zugrollenpaar 28, mittels der eine Vereinigung des ersten Materialstreifens 25 mit dem zweiten Materialstreifen 26 geschieht, ein versetztes Aufeinanderliegen der Materialstreifen 25 und 26 erzielt wird. Die Materialstreifen liegen beispielsweise an dieser Stelle so vor, wie in 1 schematisch dargestellt.
Anschließend ist eine Heizvorrichtung 35 vorgesehen, mittels der der aufgebrachte Leim bzw. der aufgebrachte Klebstoff 17 vorgehärtet wird. Für den Fall, dass schon eine Nahtbeleimung stattgefunden hat, werden die übereinander gelegten Materialstreifen 25 und 26 einer Formatvorrichtung 30 zugeführt. Sofern die Nahtbeleimung noch nicht stattgefunden hat, findet diese mittels der Nahtbeleimungsvorrichtung 36 statt, die zwischen der Heizvorrichtung 35 und der Formatvorrichtung 30 angeordnet ist.
In der Formatvorrichtung 30 drückt der Einlauffinger 44 mit anschließenden Deckleisten die Materialstreifen nach unten auf das Formatband 43, das über entsprechende Umlenkrollen 41 endlos durch die Formatvorrichtung 30 geführt wird.
In der Formatvorrichtung 30 werden die Materialstreifen in eine runde Form oder eine ovale Form auf bekannte Weise umgeformt. Das Oberformat ist hierbei als beheiztes Oberformat 37 ausgebildet, um den Leim bzw. den Klebstoff 17 weiter abzubinden.
Anschließend können aus dem so gebildeten Strang 31 oder Hohlrohr 31 mittels der Ablängvorrichtung 38 entsprechend doppellagige Röhrchen in gewünschter Länge abgeschnitten werden.
Die Leimvorrichtung 27 und die Nahtbeleimungsvorrichtung 36 können als Flachdüsen, Spinnsprühdüsen oder gemäß EP 2 974 798 A1 ausgebildet sein. Es wird hier vorzugsweise ein flächiger Auftrag von Klebstoff bzw. Leim vorgenommen.
Die Heizvorrichtung 35 kann optional vorgesehen sein. Diese dient im Wesentlichen zum Voraushärten bzw. Vorhärten des Klebstoffs.
Zum genauen Ausrichten der Papierbahnen relativ zueinander, insbesondere um den richtigen Versatz in der Breite einzustellen, können entsprechende Sensoren vorgesehen sein, die die Lage der Kanten der Materialstreifen erkennen. Es können dann entsprechende Regelmechanismen vorgesehen sein, um die Lage der Materialstreifen zueinander zu regeln.
Zum leichteren Rundformen, insbesondere von dicken Papieren oder Pappen, kann ein Vorbiegen des Materialstreifens unmittelbar vor der Formatvorrichtung 30 oder unmittelbar nach dem Längsschneider erfolgen.
Das doppellagige Röhrchen kann einen Innendurchmesser von beispielsweise 3 mm bis 8 mm aufweisen.
4 zeigt schematisch in einer Schnittdarstellung eine Formatvorrichtung 30 einer erfindungsgemäßen Strangformungsvorrichtung. Die Formatvorrichtung 30 weist ein Unterformat 60 auf, in das ein im Vergleich zu üblichen Formatbändern weniger breites Formatband 43 eingebracht ist. An das Unterformat 60 schließen sich nach oben zwei Stützleisten 61 und 62 an, die in deren inneren Oberflächen 71 und 73 die Außenkontur eines zu formenden Strangs vorgeben. Die inneren Oberflächen 71 und 73 entsprechen einer Art Verlängerung der inneren Oberfläche 70 des Formatbands 43.
Zudem ist eine Deckleiste 63, die als Heizsteg ausgebildet ist, vorgesehen, die eine innere Oberfläche 72 aufweist, die auch eine entsprechende Krümmung in der Kontur hat, durch die auch die Außenkontur des zu bildenden Strangs vorgegeben wird. In der Durchgangsöffnung 56 der Formatvorrichtung 30 ist als Beispiel ein rohrförmiger Strang dargestellt, der aus einem ersten Materialstreifen 25 und einem zweiten Materialstreifen 26 gebildet ist. In dem Ausführungsbeispiel der 4 ist ein Oberformat 64 aus zwei Stützleisten 61 und 62 sowie einer Deckleiste 63 gebildet.
Die beiden Stützleisten 61 und 62 weisen Anschläge 65 und 66 auf, die die queraxiale Position des Formatbands 43 begrenzen.
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Dicke d des Formatbands 43 zu messen, um in Abhängigkeit der Dicke d des Formatbands 43 einen Durchmesser 50 der Durchgangsöffnung 56 einzustellen. Hierzu kann über eine Steuervorrichtung 51 bzw. eine Regelvorrichtung 52 beispielsweise der Abstand der Deckleiste 63 zu dem Unterformat 60 verändert werden. Beispielsweise kann der Abstand der Deckleiste 63 und damit der in 4 gezeigte Durchmesser 50 verringert werden, wenn sich die Dicke d des Formatbands 43 im laufenden Betrieb verkleinert. Das Verkleinern der Dicke d kann beispielsweise durch Abrieb geschehen. Es kann natürlich auch vorgesehen sein, dass die Stützleisten 61 und/oder 62 von deren Lage in Abhängigkeit der Dicke d des Formatbands 43 verändert werden. Es kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass die Lageveränderung der Stützleisten 61 und 62 nicht nur vertikal erfolgt, sondern auch einen horizontalen Anteil hat.
In 4 ist nur schematisch eine Verbindung der Steuer- bzw. Regelvorrichtung 51, 52 mit der Deckleiste 63 gezeigt, um das Prinzip der Erfindung an einem Beispiel zu erläutern. Es kann auch ein Oberformat 64 vorgesehen sein, bei dem die Stützleisten 61, 62 so weit nach oben ausgebildet sind, dass diese gleichzeitig die Funktion der Deckleiste 63 mit erfüllen.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, mittels der die Dicke eines Formatbands 43 gemessen wird. Das Formatband 43 wird um zwei Umlenkrollen 41 umgelenkt und in Förderrichtung 34 gefördert. Mittels einer Laserabstandsmessvorrichtung 45, die einen Laserstrahl 46 in Richtung des Formatbands 43 schickt, das um eine der Umlenkrollen 41 umgelenkt wird, wird der Abstand gemessen. Bei einer Dickenveränderung des Formatbands 43 wird sich der Abstand ändern, so dass hierdurch eine Änderung der Dicke d gemessen werden kann. Alternativ oder ergänzend kann beispielsweise mittels einer Kamera 47, die seitlich auf das geförderte Formatband 43 schaut, eine Dicke d bestimmt werden. Es kann auch eine Abschattung der Dicke d des Formatbands 43 gemessen werden, beispielsweise durch eine Lichtquelle, die von der einen Seite auf das Formatband 43 leuchtet, wohingegen auf der gegenüberliegenden Seite des Formatbands 43 beispielsweise eine Kamera 47 oder eine Reihe von lichtempfindlichen Sensoren angeordnet sind, mittels derer die Dicke d bestimmt werden kann. Es kann auch quer zur Förderrichtung des Formatbands 43 und in der Dicke d durch das Formatband 43 hindurch eine Materialmenge, beispielsweise mittels Mikrowellenstrahlen oder Strahlen in anderen Frequenzbereichen, bestimmt werden, über die auf die Dicke d zurückgeschlossen werden kann.
Vorzugsweise wird ein zeitlicher und/oder örtlicher Mittelwert der Dicke d bestimmt, wodurch das Messergebnis insgesamt verlässlicher zur Steuerung oder Regelung des Durchmessers 50 der Durchgangsöffnung 56 möglich ist.
6 zeigt schematisch in einer Draufsicht eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Formatvorrichtung 30. Es sind hier und in den 7 und 8 die für die Erläuterungen wesentlichen Elemente dargestellt. In 6 durchläuft die Materialbahn die Formatvorrichtung 30 von rechts nach links unterhalb der beiden dargestellten Deckleisten 63. Zur Veränderung der Höhe der Deckleisten 63 ist eine Blattfederverstelleinrichtung 80 vorgesehen, mittels dessen die Deckleisten 63 in der Höhe kontinuierlich bzw. stufenlos eingestellt werden können. Die Verstellung kann manuell, z.B. über ein Handrad, erfolgen oder auch, was bevorzugt ist, automatisiert. Es ist ein Festlagergelenk 82 vorgesehen, das in Verbindung mit den Darstellungen in 7 und 8 verständlicher wird.
7 zeigt eine schematische Schnittdarstellung entlang der Linie A-A der 6 und 8 zeigt eine schematische Schnittdarstellung entlang der Linie B-B der 6. Die Blattfedern 81 dienen als federndes Gegendruckmittel bzw. -gelenk, um ein Adapterbauteil 86, auf das die Deckleisten 63 aufgebracht sind, zu lagern. Mittels einer Exzenterwelle 83, auf der Exzenter 87 angeordnet sind, kann das Adapterbauteil 86 in der Höhe verändert werden. Hierzu wird die Exzenterwelle 83 beispielsweise mittels eines Motors 84 etwas verdreht, und zwar gelagert über die Drehlager 85, wodurch die Exzenter 87 gegen das Adapterbauteil 86 drücken und so die Höhe je nach Lage der Exzenterwelle 83 verändern. Dieses Festlagergelenk 82 ist nach dem Koppelprinzip aufgebaut, so dass eine Verstellung in einer Art Parallelogramm erfolgt.
Durch die Verstellung des Durchmessers 50 der Durchgangsöffnung 56 wird der Formatbandverschleiß ausgeglichen und die Produktqualität konstant gehalten.
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: Hohlrohr
11: erster Materialstreifenabschnitt
12: zweiter Materialstreifenabschnitt
13: Kante
14: Kante
15: Kante
16: Kante
17: Positionsklebstoff
18: Nahtklebstoff
20: Stoßbereich
21: Stoßbereich
22: Materialstreifenzuführvorrichtung
23: Schneidvorrichtung
24: Basismaterialsteifen
25: erster Materialstreifen
26: zweiter Materialstreifen
27, 27': Beleimvorrichtung
28: Zugrollenpaar
29: Versatzvorrichtung
30: Formatvorrichtung
31: Strang
32: Querförderer
34: Förderrichtung
35: Heizvorrichtung
36: Nahtbeleimungsvorrichtung
37: beheiztes Oberformat
38: Ablängvorrichtung
41: Umlenkrolle
43: Formatband
44: Einlauffinger mit anschließenden Deckleisten
45: Laserabstandsmessvorrichtung
46: Laserstrahl
47: Kamera
50: Durchmesser
51: Steuervorrichtung
52: Regelvorrichtung
56: Durchgangsöffnung
60: Unterformat
61: Stützleiste
62: Stützleiste
63: Deckleiste
64: Oberformat
65: Anschlag
66: Anschlag
70: innere Oberfläche
71: innere Oberfläche
72: innere Oberfläche
73: innere Oberfläche
80: Blattfederverstelleinrichtung
81: Blattfeder
82: Festlagergelenk
83: Exzenterwelle
84: Motor
85: Drehlager
86: Adapterbauteil
87: Exzenter
d: Dicke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016124051 A1 [0006]
DE 102017101929 [0036]
EP 2974798 A1 [0071]

Claims

Verfahren zur Herstellung von mehrlagigen Hohlrohren (10) der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei in einem Strangverfahren ein Hohlrohr (10) mittels einer Formatvorrichtung (30) geformt wird, wobei die Formatvorrichtung (30) ein Formatband (43) aufweist, das ein Material (25, 26), aus dem das Hohlrohr (10) hergestellt wird, in Förderrichtung (34) durch die Formatvorrichtung (30) fördert, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (d) des Formatbands (43) gemessen wird und in Abhängigkeit der gemessenen Dicke (d) des Formatbands (43) ein Durchmesser (50) einer eingeschriebenen Kontur einer Durchgangsöffnung (56) der Formatvorrichtung (30) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formatvorrichtung (30) ein Unterformat (60) zur Aufnahme des Formatbands (43) aufweist und wenigstens eine Stützleiste (61, 62) und/oder eine Deckleiste (63) aufweist, wobei zum Einstellen des Durchmessers (50) der eingeschriebenen Kontur der Durchgangsöffnung (56) der Formatvorrichtung (30) der Abstand zwischen dem Unterformat (60) und der wenigstens einen Stützleiste (61, 62) und/oder der Deckleiste (63) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (d) des Formatbands (43) kontinuierlich oder in vorgebbaren Zeitabständen gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein zeitlicher und/oder örtlicher Mittelwert der Dicke (d) des Formatbands (43) gebildet wird, wobei der Mittelwert der Dicke (d) des Formatbands (43) zum Einstellen des Durchmessers (50) der eingeschriebenen Kontur der Durchgangsöffnung (56) der Formatvorrichtung (30) dient.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen des Durchmessers (50) gesteuert oder geregelt geschieht.
Formatvorrichtung (30) einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie zur Herstellung von mehrlagigen Hohlrohren (10) der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei in einem Förderabschnitt der Formatvorrichtung (30) eine Durchgangsöffnung (56) vorgesehen ist, durch die ein Formatband (43) förderbar ist, wobei die Formatvorrichtung (30) ein Unterformat (60) und ein wenigstens eine Stützleiste (61, 62) und/oder eine Deckleiste (63) aufweisendes Oberformat (64) umfasst, wobei eine Messvorrichtung (45, 47) zur Bestimmung der Dicke (d) des Formatbands (43) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stellvorrichtung (80) vorgesehen ist, mittels der der Abstand des Unterformats (60) zum Oberformat (64) in Abhängigkeit der Dicke (d) des Formatbands (43) einstellbar oder eingestellt ist.
Formatvorrichtung (30) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuervorrichtung (51) oder eine Regelvorrichtung (52) vorgesehen ist, mittels der die Stellvorrichtung (80) steuerbar oder regelbar ist.
Formatvorrichtung (30) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützleiste (61, 62) und/oder die Deckleiste (63) des Oberformats (64) in deren Lage, insbesondere Höhe, in Abhängigkeit der Dicke (d) des Formatbands (43) gesteuert oder geregelt wird, wobei der Abstand der Stützleiste (61, 62) und/oder der Deckleiste (63) des Oberformats (64) zum Unterformat (60) bei einem dünner werdenden Formatband (43) verringert wird.
Formatvorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstellen des Abstands ein zeitlicher und/oder räumlicher Mittelwert der Dicke (d) des Formatbands (43) verwendet wird.
Formatvorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (46, 47) zur Bestimmung der Dicke (d) des Formatbands (43) wenigstens eine Laserabstandsmessvorrichtung (46) und/oder eine Kamera (47) umfasst.
Formatvorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung der Höhe der Stützleiste (61, 62) und/oder der Deckleiste (63) die Stützleiste (61, 62) und/oder die Deckleiste (63) gegenüber dem Unterformat (60) verschwenkbar ist oder eine zwangsgeführte, vorzugsweise stufenlose, Linearverstellung der Stützleiste (61, 62) und/oder der Deckleiste (63) geschieht.
Formatvorrichtung (30) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung der Höhe der Stützleiste (61, 62) und/oder der Deckleiste (63) ein Blattfedertubentrieb (80) verwendet wird.
Formatvorrichtung (30) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Blattfedertubentrieb (80) ein mit Blattfedern (81) versehenes Festlagergelenk (82) aufweist, das insbesondere nach dem Koppelprinzip aufgebaut ist und insbesondere eine parallelogrammartige Verstellung ermöglicht.
Formatvorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 6-13, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckleiste (63) wenigstens abschnittsweise als Heizsteg ausgebildet ist.