DE102020107088A1

DE102020107088A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Hohlrohren, insbesondere Trinkhalmen, und Verfahren hierzu

Info

Publication number: DE102020107088A1
Application number: DE102020107088.8A
Authority: DE
Inventors: Andreas Reichert
Original assignee: Hauni Maschinenbau GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2020-03-16
Filing date: 2020-03-16
Publication date: 2021-09-16
Also published as: EP4096911A1; WO2021185486A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Hohlrohren (10), insbesondere von Trinkhalmen, umfassend eine erste Formatvorrichtung (11), die ausgebildet ist, einen ersten Materialstreifen (21) längsaxial zu fördern und während der Förderung zu einem ersten Hohlrohr (23) zu formen, wobei eine zweite Formatvorrichtung (12) vorgesehen ist, die in Förderrichtung (20) hinter der ersten Formatvorrichtung (11) angeordnet ist und ausgebildet ist, einen zweiten Materialstreifen (22) während einer längsaxialen Förderung des zweiten Materialstreifens (22) um den ersten Materialstreifen (21) zu wickeln, so dass sich ein doppellagiges Hohlrohr (10) bildet, das im Inneren das erste Hohlrohr (23) aufweist und außen den zweiten Materialstreifen (22).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Hohlrohren, insbesondere von Trinkhalmen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen von Trinkhalmen.
Aus DE 10 2017 108 789 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines doppellagigen Röhrchens der Tabak verarbeitenden Industrie bekannt, bei dem ein innerer Materialstreifen längsaxial durch ein sich in Förderrichtung konisch verjüngendes Formungsrohr gefördert wird, wobei hierdurch ein Rohr aus dem inneren Materialstreifen gebildet wird. Es wird zudem eine Fläche eines längsaxial geförderten äußeren Materialstreifens mit einem Klebstoff beleimt und der zu einem Rohr geformte innere Materialstreifen auf die beleimte Fläche des äußeren Materialstreifens aufgebracht. Der äußere Materialstreifen wird um den zu einem Rohr geformten inneren Materialstreifen gewickelt, so dass sich ein doppellagiges Rohr bildet. Es ist zudem eine Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie mit einem sich in einer Förderrichtung eines inneren Materialstreifens konisch verjüngenden Formungsrohr in DE 10 2017 108 789 A1 offenbart, wobei an einem Ausgang des Formungsohrs sich eine Formatvorrichtung anschließt, wobei die Formatvorrichtung ein Formatband aufweist, das sich in Förderrichtung bewegt und wobei die Formatvorrichtung ausgebildet ist, nach einem Aufbringen des zu einem Rohr geformten inneren Materialstreifens auf einen äußeren Materialstreifen den äußeren Materialstreifen um den zu einem Rohr geformten inneren Materialstreifen zu wickeln.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen sehr stabilen Herstellprozess von Hohlrohren, insbesondere von Trinkhalmen, zu ermöglichen, wobei die Qualität der hergestellten Trinkhalme verbessert werden soll. Insbesondere ist es Aufgabe, von Wellen freie oder glatte Hohlrohre bzw. Trinkhalme herzustellen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Herstellung von Hohlrohren, insbesondere von Trinkhalmen, umfassend eine erste Formatvorrichtung, die ausgebildet ist, einen ersten Materialstreifen längsaxial zu fördern und während der Förderung zu einem ersten Hohlrohr zu formen, wobei eine zweite Formatvorrichtung vorgesehen ist, die in Förderrichtung hinter der ersten Formatvorrichtung angeordnet ist und ausgebildet ist, einen zweiten Materialstreifen während einer längsaxialen Förderung des zweiten Materialstreifens um den ersten Materialstreifen zu wickeln, so dass sich ein doppellagiges Hohlrohr bildet, das im Inneren das erste Hohlrohr aufweist und außen den zweiten Materialstreifen.
Durch Vorsehen der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann effizient ein doppellagiges Hohlrohr hergestellt werden, aus dem dann beispielsweise Trinkhalme abgelängt werden können. Die so hergestellten Hohlrohre weisen eine Längsnaht auf.
Durch Verwendung von zwei hintereinander angeordneten Formatvorrichtungen ist eine sehr stabile Herstellung von Hohlrohren mit sehr guten Eigenschaften möglich. Vorzugsweise überlappen die erste Formatvorrichtung und die zweite Formatvorrichtung teilweise. Unter Überlappen wird insbesondere verstanden, dass die beiden Formatvorrichtungen sich in Förderrichtung überlappen, d.h. teilweise übereinanderliegen oder teilweise nebeneinanderliegen. Der Ausgang der ersten Formatvorrichtung liegt vorzugsweise im Einlaufbereich des zweiten Materialstreifens der zweiten Formatvorrichtung.
Vorzugsweise umfasst die erste Formatvorrichtung eine erste Formatkammer und die zweite Formatvorrichtung umfasst eine zweite Formatkammer, wobei die erste Formatkammer und die zweite Formatkammer zueinander fluchtend, insbesondere kollinear, ausgerichtet sind. Hierdurch ist es insbesondere möglich, dass der zu einem Hohlrohr geformte erste Materialstreifen ohne Wellen zu bilden auf den zweiten Materialstreifen aufgebracht werden kann. Die Formatkammern sind in den Formatvorrichtungen längserstreckt und hohl und dienen zur Aufnahme der Materialstreifen und zur Formung der Materialstreifen in ein Rohr. Hierzu sind innenliegende Wände vorgesehen, die in Förderrichtung der Materialstreifen mit einem abnehmenden Krümmungsradius versehen sind. Auf diese Weise kann sich ein flacher oder im Wesentlichen flacher Materialstreifen an den Innenwänden anliegend oder an einem Formatband, das an den Innenwänden anliegt, anschmiegen und in Förderrichtung zunehmend zu einem Hohlrohr umgeformt werden.
Vorzugsweise ist in der zweiten Formatkammer ein Formatband vorgesehen, das die Formatkammer vom Anfang der Formatkammer bis zum Ende der Formatkammer durchläuft. Die erste Formatkammer und/oder die zweite Formatkammer ist im Querschnitt vorzugweise kreisförmig oder elliptisch. Unter einem elliptischen Querschnitt wird ein nicht kreisförmiger Querschnitt verstanden.
Vorzugsweise ist die erste Formatvorrichtung formatbandfrei. Die Förderung des ersten Materialstreifens erfolgt durch Zug, der auf den ersten Materialstreifen in der zweiten Formatvorrichtung wirkt.
Vorzugsweise umfasst jede Formatvorrichtung ein Unterformat und ein Oberformat. Das Unterformat ist das Teil der Formatvorrichtung, das zuerst mit dem Materialstreifen in Kontakt kommt und eine Vorformung ausführt. Das Oberformat selber schließt dann das Hohlrohr. Es sorgt also im Zusammenhang mit dem Unterformat für eine vollständige Hohlrohrformung.
Unter einem Schließen des Hohlrohrs wird hierbei insbesondere verstanden, dass die beiden seitlichen Kanten des Materialstreifens auf Stoß gelegt werden. Es ergibt sich dann eine längsaxiale Erstreckung dieser Stoßkante entlang des hergestellten Rohrs.
Vorzugsweise ist der Durchmesser der ersten Formatkammer kleiner als der Durchmesser der zweiten Formatkammer oder ist der Durchmesser der ersten Formatkammer so groß wie der Durchmesser der zweiten Formatkammer. Hierbei ist insbesondere der lichte Durchmesser zu verstehen, d.h. der Durchmesser der ersten Formatkammer und der Durchmesser der zweiten Formatkammer, in der ein Formatband mit durchläuft, wobei der Durchmesser von der Innenseite des Formatbandes zur Innenseite des gegenüberliegenden Oberformats gemeint ist.
Durch diese Maßnahme der Anpassung der Durchmesser wird dafür gesorgt, dass der innere Materialstreifen, d.h. der erste Materialstreifen, mit etwas Spannung zum äußeren Materialstreifen gefördert wird.
Vorzugsweise ist die erste Formatvorrichtung spiegelversetzt oder rotationsversetzt zur zweiten Formatvorrichtung angeordnet. Bei der Rotationsversetzung ist vorzugsweise eine Rotation um 180° vorgesehen.
Die erste Formatvorrichtung hat beispielsweise dann das Unterformat obenliegend und das Oberformat untenliegend und die zweite Formatvorrichtung das Unterformat untenliegend und das Oberformat obenliegend. Bei einer Spiegelversetzung ist die erste Formatvorrichtung an einer Ebene zur zweiten Formatvorrichtung gespiegelt. Bei einer Rotationsversetzung handelt es sich um eine Verdrehung. Zudem sind die Formatvorrichtungen zueinander linear verschoben, so dass die erste Formatvorrichtung in Förderrichtung der Materialstreifen stromaufwärts der zweiten Formatvorrichtung angeordnet ist. Hierbei ist vorzugsweise ein teilweiser Überlapp der Formatvorrichtungen vorgesehen.
Vorzugsweise sind die Oberformate der ersten Formatvorrichtung und der zweiten Formatvorrichtung zueinander benachbart angeordnet.
Vorzugsweise sind die Konturen der ersten Formatkammer und/oder der zweiten Formatkammer durchgehend symmetrisch. Der Querschnitt der Formatkammern ist somit symmetrisch. Dies hat den Vorteil, dass sehr hoch qualitative Hohlrohre gebildet werden können. Insbesondere werden sehr hoch qualitative doppellagige Hohlrohre gebildet.
Vorzugsweise ist im Einlaufbereich der ersten Formatvorrichtung ein Drückelement vorgesehen, das ausgebildet ist, den ersten Materialstreifen in eine Nut der ersten Formatvorrichtung zu drücken. Das Drückelement drückt den ersten Materialstreifen dann in die Nut, um eine Vorformung des ersten Materialstreifens in der Nut, die in dem Unterformat angeordnet ist und zur ersten Formatkammer gehört, vorzusehen. Vorzugsweise ist die Form der Nut und die Form des Drückelements auf den sich gegenüberliegenden bzw. zueinander benachbart angeordneten Seiten formkomplementär.
Vorzugsweise ist eine Rolle vorgesehen, die ausgebildet ist, das erste Hohlrohr auf den zweiten Materialstreifen zu drücken, damit eine stabile Verbindung des zu einem ersten Hohlrohr ausgebildeten ersten Materialstreifens mit dem zweiten Materialstreifen ermöglicht wird. Zudem dient die Rolle zur verbesserten Mitnahme des ersten Materialstreifens und des zweiten Materialstreifens durch das Formatband in der zweiten Formatvorrichtung. Durch diese Maßnahme wird vor allen Dingen auch dafür gesorgt, dass die auf Stoß liegenden Kanten des ersten Materialstreifens in dem ersten Hohlrohr geschlossen bleiben.
Vorzugsweise umfasst eine Strangmaschine zur Herstellung von Hohlrohren, insbesondere doppellagigen Hohlrohren, insbesondere von Trinkhalmen, eine erfindungsgemäße oder weitergebildete Vorrichtung, die vorstehend beschrieben ist.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen von Trinkhalmen mit den folgenden Verfahrensschritten:

- längsaxiales Fördern eines ersten Materialstreifens durch eine erste Formatkammer einer ersten Formatvorrichtung, wobei hierdurch ein erstes Hohlrohr aus dem ersten Materialstreifen gebildet wird,
- Beleimen einer Fläche eines längsaxial geförderten zweiten Materialstreifens mit einem Klebstoff,
- Aufbringen des zu einem Hohlrohr geformten ersten Materialstreifens auf die beleimte Fläche des zweiten Materialstreifens und Umhüllen des zu einem Hohlrohr geformten ersten Materialstreifens mit dem zweiten Materialstreifen, wobei das Umhüllen bei einer längsaxialen Förderung der Materialstreifen durch eine zweite Formatkammer einer zweiten Formatvorrichtung geschieht, wodurch ein doppellagiges Hohlrohr gebildet wird,
- anschließendes Ablängen des doppellangen Hohlrohrs in Trinkhalme.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können sehr hoch qualitative Trinkhalme hergestellt werden. Zudem ist eine sehr glatte Oberfläche sowohl von innen als auch außen bei den Trinkhalmen ermöglicht. Da der zweite Materialstreifen vorher beleimt bzw. mit Klebstoff versehen wurde, wird beim Umwickeln des zweiten Materialstreifens um den ersten Materialstreifen eine Verbindung der beiden Materialstreifen ermöglicht.
Das Wickeln des zweiten Materialstreifens um den ersten Materialstreifen geschieht in der zweiten Formatvorrichtung. Die zweite Formatvorrichtung weist vorzugsweise eine beheizte Nahtplätte bzw. ein beheiztes Oberformat auf, um ein schnelleres Abbinden des Nahtbereichs des doppellagigen Hohlrohrs zu ermöglichen. Vorzugsweise liegen die Nahtbereiche, d.h. die Kanten des ersten Materialstreifens gegenüber den Kanten des zweiten Materialstreifens. Die Nahtbereiche sind vorzugsweise um 180° versetzt zueinander.
Vorzugsweise wird die Fläche vollflächig beleimt oder im Wesentlichen vollflächig beleimt, wodurch eine sehr verlässliche Verbindung der beiden Materialstreifen möglich ist. Unter einer vollflächigen Beleimung wird insbesondere verstanden, dass der zweite Materialstreifen über die gesamte Breite beleimt wird. In Förderrichtung kann die Beleimung in einem kurzen Bereich unterbrochen sein, damit beim Ablängen des doppellagigen Hohlrohrs in beispielsweise Trinkhalme oder Hohlröhrchen ein vorzugsweise zu verwendendes Schneidmesser nicht mit Klebstoff verunreinigt wird. Der Schnittbereich wird sozusagen von der Beleimung ausgespart.
Um die Qualität des hergestellten Hohlrohrs, insbesondere doppellagigen Hohlrohrs, zu verbessern, kann der erste Materialstreifen mittels einer elliptischen Walze vorgeformt werden. Die Ellipse ist hierbei im Querschnitt der Walze vorgesehen.
Wenn der erste Materialstreifen eine erste und eine zweite Kante aufweist, die im geformten Hohlrohr auf Stoß liegen, ist eine sehr hohe Qualität der gebildeten doppellagigen Hohlrohre, insbesondere Trinkhalme, möglich. Die Qualität kann weiter erhöht werden, wenn der zweite Materialstreifen eine dritte und eine vierte Kante aufweist, die nach dem Umhüllen des ersten Materialstreifens mit dem zweiten Materialstreifen auf Stoß liegen. Besonders stabile Hohlrohre bzw. Trinkhalme sind dann möglich, wenn die Stoßbereiche des ersten Materialstreifens und des zweiten Materialstreifens gegenüberliegend sind.
Vorzugsweise liegt der Stoßbereich des ersten Materialstreifens zwischen einer 4 Uhr- und einer 8 Uhr-Position, vorzugsweise bei einer 6 Uhr-Position. Hierdurch werden die Kanten bzw. Kantenbereiche des ersten Materialstreifens durch Verkleben mit dem zweiten Materialstreifen schon in einem frühen Verfahrensstadium fixiert. Dies ermöglicht die Herstellung von sehr stabilen Hohlrohren bzw. Trinkhalmen. Der radiale Winkelabstand der Stoßbereiche des zweiten Materialstreifens im Verhältnis zum ersten Materialstreifen liegt bei vorzugsweise 145° und 225°. Bevorzugt ist ein radialer Winkelabstand von 170° und 190° vorgesehen. Besonders bevorzugt ist ein radialer Winkelabstand von 180° vorgesehen.
Vorzugsweise liegt das Verhältnis der Breite des zweiten Materialstreifens zur Breite des ersten Materialstreifens zwischen 52 zu 48 und 50,5 zu 49,5. Das Verhältnis der Breiten der Materialstreifen zueinander kann abhängig sein von dem Durchmesser des Hohlrohrs bzw. Trinkhalms. Beispielsweise kann bei einem Außendurchmesser von 4,5 mm das Verhältnis der Breiten im Bereich von 51,5 zu 48,5 liegen. Bei einem Außendurchmesser von beispielsweise 5,3 mm kann dieses Verhältnis bei 51,1 zu 48,9 liegen und bei einem Außendurchmesser von 7,4 mm kann dieses Verhältnis bei 50,5 zu 49,5 liegen.
Vorzugsweise ist ein innerer Stoß, der zwischen den Kanten des ersten Materialstreifens liegt, von 0,0 mm vorgesehen und ein äußerer Stoß zwischen den Kanten des zweiten Materialstreifens von 0,0 mm bis 0,4 mm vorgesehen.
Vorzugsweise liegt das Gewicht des ersten und/oder zweiten Materialstreifens für den Fall, dass es sich um Papier handelt, in einem Bereich von 27 g/m² bis 160 g/m², insbesondere 120 g/m² bis 140 g/m². Besonders bevorzugt ist das Gewicht bei 130 g/m².
Vorzugsweise ist die Dicke des ersten und des zweiten Materialstreifens in einem Bereich von 100 µm bis 180 µm, insbesondere 135 µm bis 175 µm, insbesondere 155 µm. Vorzugsweise liegt die Auftragsdicke des Klebstoffs, der auch als Positionsklebstoff bezeichnet wird, in einem Bereich von 10 µm bis 40 µm, insbesondere 15 µm bis 30 µm.
Die Breite der Materialstreifen kann je nach Format bei 23 mm bis 61 mm, insbesondere 24 mm bis 48 mm, liegen. Die Materialstreifen können aus Papier oder Pappe sein, das oder die die entsprechende Dicke und das entsprechende Gewicht wie oben angegeben hat. Das Papier kann einseitig oder beidseitig farbig sein, es können Patches beispielsweise aus Aluminium oder anderen Materialien aufgebracht sein oder das Papier kann mit einem Material bedampft sein, beispielsweise kann eine Alukaschierung vorgesehen sein. Es kann auch eine Prägung oder ein Aufdruck vorgesehen sein.
Als Klebstoff kann eine Klebstoffsorte oder können auch mehrere, beispielsweise zwei Klebstoffsorten, vorgesehen sein. Insbesondere kann ein PVA-Kleber (Polyvinylacetat-Kleber) vorgesehen sein und gegebenenfalls zusätzlich noch ein weiterer Hotmelt-Kleber.
Der hergestellte Durchmesser des doppellagigen Hohlrohrs liegt vorzugsweise zwischen 4 mm und 10 mm. Bevorzugt ist eine Dicke des ersten Materialstreifens und des zweiten Materialstreifens zwischen 0,1 mm und 0,18 mm, vorzugsweise 0,15 mm bis 0,16 mm, vorgesehen. Als Klebstoff kann ein Kaltleim oder ein Heißleim in Frage kommen.
Im Rahmen der Erfindung bedeutet ein Liegen von Kanten auf Stoß des jeweiligen Materialstreifenabschnitts, dass diese Kanten aneinanderstoßen oder einen kleinen Abstand voneinander haben.
Vorzugsweise erfolgt das längsaxiale Fördern des ersten Materialstreifens durch die erste Formatkammer und die zweite Formatkammer in einer geraden Linie. Unter einer geraden Linie ist ein fluchtendes Fördern des ersten Materialstreifens gemeint oder ein knickfreies Fördern.
Insbesondere bei der Herstellung von Trinkhalmen ist vorgesehen, ein inneres Röhrchen so zu formen, dass das fertig geformte innere Röhrchen koaxial in das äußere Röhrchen bzw. koaxial auf dem äußeren Materialstreifen aufgelegt bzw. eingelegt wird. Hierdurch muss der fertig geformte Materialstreifen des inneren Hohlrohrs nicht mehr umgelenkt werden, so dass keine zusätzlichen Knicke oder Spannungen im Materialstreifen, beispielsweise Papier, auftreten. Zum Formen der Materialstreifen wird die Kontur einer Formatvorrichtung bzw. der Formatkammer einer Formatvorrichtung verwendet. Hierbei kommen erfindungsgemäß zwei Formatvorrichtungen und zwei Formatkammern zur Verwendung. Die innere Fläche der Formatkammern stellt hierbei in Förderrichtung einen Übergang von einer Geraden oder im Wesentlichen Geraden zu einem Kreis oder einer Ellipse dar.
Der Innendurchmesser der Formatröhre bzw. der ersten Formatkammer der ersten Formatvorrichtung entspricht dem Außendurchmesser des geformten ersten Hohlrohrs bzw. innenliegenden Hohlrohrs. Hierdurch entsteht eine Spannung in dem Materialstreifen, die dazu führt, dass sich der Materialstreifen an die Innenwandung der ersten Formatkammer der ersten Formatvorrichtung anlegt und sich zu einem runden Kreis oder, falls die Formatkammer eine elliptische Form hat, zu einer Ellipse formt. Im Einlaufbereich der ersten Formatvorrichtung für das innere Hohlrohr dient ein Niederhalter oder eine Drückvorrichtung bzw. ein Drückelement dazu, den Materialstreifen gegen die Wandung der ersten Formatkammer zu drücken. Die erste und die zweite Formatvorrichtung können kleinbauend sein, wenn diese symmetrisch ausgestaltet sind, d.h. im Querschnitt, insbesondere durchgehend im Querschnitt, symmetrische Innenwandungen der Formatkammern aufweisen. Eine symmetrische Ausformung ist deswegen möglich, da der erste Materialstreifen beim Formen nicht übereinandergeschlagen wird, sondern die Kanten des ersten Materialstreifens auf Stoß geformt werden und vorzugsweise auch der zweite Materialstreifen nicht übereinandergeschlagen wird, sondern auch dort die Materialkanten Stoß an Stoß gelegt werden.
Um die erste Formatvorrichtung kurz gestalten zu können, erfolgt vorzugsweise die Umlenkung der zweiten Materialbahn um eine Umlenkung eines Formatbands der zweiten Formatvorrichtung. Bei der Umlenkung kann es sich um eine Umlenkrolle für das Formatband handeln.
Um die Rundheit des hergestellten inneren Hohlrohrs und des am Ende vollständig gefertigten doppellagigen Hohlrohrs zu verbessern, kann der erste Materialstreifen zusätzlich mit einer elliptischen Walze vorgeformt werden. Vorzugsweise ist zudem vorgesehen, mittels einer Rolle, die auch als Walze ausgebildet sein kann, das innere Hohlrohr auf den äußeren Materialstreifen zu drücken, um die Mitnahme des inneren Hohlrohrs zu verbessern. Alternativ kann an der gleichen Stelle oder ergänzend hierzu ein Leimauftrag mit einer Düse beispielsweise vorgesehen sein, um einen Nahtschluss des zweiten Materialstreifens noch sicherer zu gestalten. Durch die Erfindung ist es möglich, dass der innere Materialstreifen nicht getwistet werden muss, um innen und außen eine gleich glatte Oberfläche zu erzielen. Zudem ist eine Prozessstabilität, eine hohe Rundheit und eine geringe Leimmenge bzw. Klebstoffmenge möglich.
Vorzugsweise ist das Oberformat der ersten Formatvorrichtung in längsaxialer Richtung zweigeteilt, so dass zwei einen Teil der ersten Formatkammer bildende Backen vorgesehen sind.
Vorzugsweise ist eine Kühlung wenigstens eines Teils der ersten Formatvorrichtung vorgesehen.
Durch die Erfindung ist ferner ein selteneres Vorkommen eines Papierstaus bei der Herstellung von Hohlrohren möglich, da die offenen Strangformungsbereiche kurzgehalten werden können.
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 erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer dreidimensionaler Darstellung,
2 eine schematische dreidimensionale Darstellung von einigen sich bewegenden Elementen unter Weglassung von Teilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
3 eine schematische Schnittdarstellung entlang A-A aus 1,
4 eine schematische Schnittdarstellung entlang des Schnitts B-B aus 1,
5 eine Schnittdarstellung eines hergestellten Hohlrohrs,
6 eine schematische Schnittdarstellung entlang des Schnitts C-C aus 1 und
7 eine schematische Schnittdarstellung in einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung auch entlang eines Schnitts C-C aus 1.

Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.
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 dreidimensionale Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Es ist eine erste Formatvorrichtung 11 vorgesehen und in Förderrichtung 20 daran anschließend eine zweite Formatvorrichtung 12. Die erste Formatvorrichtung 11 überlappt in einem Überlappungsbereich 18 die zweite Formatvorrichtung 12. Die erste Formatvorrichtung 11 weist ein Unterformat 50 auf und ein Oberformat 51. Das Unterformat 50 mit dem Oberformat 51 bilden eine in 1 nicht dargestellte erste Formatkammer 31, die in diesem Ausführungsbeispiel Innenwände aufweist, die spätestens am Ausgang der ersten Formatvorrichtung 11 eine kreisrunde Kontur ausbilden. Das Unterformat 50 liegt in 1 oberhalb vom Oberformat 51. Das Unterformat 50 ist in Längsrichtung zweigeteilt. Das Oberformat 51 ist in diesem Ausführungsbeispiel in Längsrichtung auch zweigeteilt. Das Unterformat 50 und das Oberformat 51 können auch jeweils einstückig ausgebildet sein.
Im Einlaufbereich 13 der ersten Formatvorrichtung 11, also dort, wo der erste Materialstreifen 21 in die erste Formatvorrichtung 11 einläuft, ist ein Niederhalter bzw. ein Drückelement 14 vorgesehen, das den ersten Materialstreifen 21 in eine Nut des Oberformats 51 drückt. Dies ist in 6, nämlich eine schematische Schnittdarstellung entlang C-C aus 1, genauer dargestellt. Dort ist das Drückelement 14 innenliegend drückend auf den ersten Materialstreifen 21 dargestellt.
Die Nut im Unterformat 50 ist vorzugsweise beginnend mit einer geraden Fläche zur Aufnahme des ersten Materialstreifens 21 und bildet sich fortlaufend in Förderrichtung 20 immer weiter in Richtung eines Teilkreises oder eines Halbkreises hoch. Entsprechend ist in dem Oberformat 51 eine Nut vorgesehen, die die Verformung der Nut des Unterformats 50 aufgreift und spätestens am Ende der ersten Formatvorrichtung 11 einen zweiten Halbkreis bzw. Restteilkreis ausbildet, so dass die erste Formatkammer 31 der ersten Formatvorrichtung 11 im Querschnitt eine Kreisform aufweist.
Alternativ kann hier eine Ellipsenform vorgesehen sein. Bei einem kreisförmigen Querschnitt wird erreicht, dass sich ein erstes Hohlrohr 23 bildet, das im Querschnitt kreisförmig ist.
Durch Vorsehen des Oberformats 51 oberhalb des Unterformats 50 bildet sich so ein erstes Hohlrohr 23, das eine untenliegende erste Kante 41 und eine untenliegende zweite Kante 42 aufweist, die auf Stoß liegen (siehe 4).
Der erste Umhüllungsmaterialstreifen 21 wird durch die erste Formatvorrichtung 11 dadurch gezogen, dass diese aufgrund einer Haftung, vorzugsweise Haftreibung bzw. Klebhaftung, auf einem zweiten Umhüllungsmaterialstreifen 22 aufliegt. Der zweite Umhüllungsmaterialstreifen 22 wird durch ein Formatband 54, das eingangs der zweiten Formatvorrichtung 12 über eine Umlenkrolle 19 umgelenkt in die zweite Formatvorrichtung 12 eingebracht wird, durch die zweite Formatvorrichtung 12 hindurchgezogen.
Auf das Formatband 54 wird somit ein zweiter Materialstreifen 22 aufgelegt. Der zweite Materialstreifen 22 wird auf der Fläche 16 mit Klebstoff versehen, damit ein stabiles doppellagiges Hohlrohr effizient hergestellt werden kann. Im Einlaufbereich der zweiten Formatvorrichtung 12 wird das erste Hohlrohr 23 auf den zweiten Materialstreifen 22 aufgelegt und durch die Förderung des zweiten Materialstreifens 22 mittels des Formatbands 54 in Förderrichtung 20 mitgezogen.
Die zweite Formatvorrichtung 12 umfasst ein Unterformat 52 und ein Oberformat 53. Das Unterformat 52 ist hier einstückig dargestellt und das Oberformat 53 zweistückig. Die beiden Formatvorrichtungen 52, 53 überlappen im Überlappungsbereich 18.
An die zweite Formatvorrichtung 12 anschließend kann eine Nahtplätte oder eine Heizungsvorrichtung vorgesehen sein oder eine Kühlvorrichtung, je nachdem, welcher Klebstoff verwendet wird. Um eine bessere Mitnahme des ersten Materialstreifens 21 vorzusehen, kann eine Rolle 15, die auch als Walze ausgebildet sein kann, das erste Hohlrohr 23 auf den zweiten Materialstreifen 22 drücken. Dies ist in 2 schematisch dargestellt. Das Formatband 54 wird anschließend, was nicht dargestellt ist, von dem hergestellten doppellagigen Hohlrohr 10 entfernt und zurückgeführt zur Umlenkrolle 19. Anschließend kann das hergestellte Hohlrohr 10 in entsprechend lange Hohlrohre abgelängt bzw. abgeschnitten werden. Hierdurch können sehr effizient Trinkhalme hergestellt werden.
2 zeigt schematisch in einer dreidimensionalen Darstellung wie der erste Materialstreifen 21 von unten über eine nicht dargestellte Rolle zu einer nicht dargestellten ersten Formatvorrichtung geführt wird und in der ersten Formatvorrichtung zu einem ersten Hohlrohr 23 gefördert wird. Das erste Hohlrohr 23 wird mittels einer Rolle 15 auf ein über eine nicht dargestellte Umlenkrolle geförderten zweiten Materialstreifen 22, der auf ein Formatband 54 aufgelegt wird, gedrückt. Dieser zweite Umhüllungsmaterialstreifen 22 wird dann um das erste Hohlrohr 23 gewickelt und bildet so ein Hohlrohr 10.
3 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung entlang des Schnitts A-A aus 1, das einen Teil des Überlappungsbereichs 18 zeigt. Dort ist das Unterformat 52 mit dem Oberformat 53 der zweiten Formatvorrichtung 12 gezeigt. In dem Unterformat 52 ist in der Nut der Formatvorrichtung ein Formatband 54 gezeigt, auf das der zweite Umhüllungsmaterialstreifen 12 aufgelegt ist. Auf dem zweiten Umhüllungsmaterialstreifen 12 ist der zu einem ersten Hohlrohr 23 gebildete erste Materialstreifen 21 dargestellt, der von dem Unterformat 50 der ersten Formatvorrichtung 11 noch in diesem Bereich nach oben gehalten bzw. als Förderungsbegrenzung vorgesehen ist. Der zweite Materialstreifen 22 ist im oberen Bereich noch offen.
Im weiteren Verlauf in Förderrichtung 20 ist ein Schnitt entlang B-B aus 1 in 4 schematisch dargestellt. Dort ist das Oberformat 53 im Wesentlichen geschlossen, so dass dort ein doppellagiges Hohlrohr 10 aus den beiden Materialstreifen 21, 22 gebildet ist. 5 zeigt schematisch das hergestellte Hohlrohr 10 in einer Schnittdarstellung. Es sind dort auch eine erste Kante 41 und eine zweite Kante 42 des ersten Materialstreifens 21, die auf Stoß liegen, und eine dritte Kante 43 sowie eine vierte Kante 44 des zweiten Materialstreifens 22, die auch auf Stoß liegen, dargestellt.
Zudem zeigt 4 die zweite Formatkammer 32 der zweiten Formatvorrichtung 12.
6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung entlang des Schnitts C-C aus 1 in Förderrichtung dargestellt. Es ist die erste Formatvorrichtung 11 umfassend ein Unterformat 50 und ein Oberformat 51 dargestellt. Das Unterformat 50 und das Oberformat 51 sind übereinanderliegend, so dass sich eine durch die Nuten in dem Oberformat und dem Unterformat eine erste Formatkammer 31 bildet. In der ersten Formatkammer 31 ist in der Nut des Oberformats 50 ein Drückelement 14 vorgesehen, das nach oben in die Nut einen ersten Materialstreifen 21, der in 6 dargestellt ist, drückt. Das Oberformat 51 und das Unterformat 50 sind jeweils zweigeteilt, und zwar in Längsrichtung zweigeteilt, so dass die Teilung vertikal jeweils ausgerichtet ist. In Förderrichtung schließt sich an die erste Formatvorrichtung 11 eine zweite Formatvorrichtung 12 an, die ein Unterformat 52 und ein Oberformat 53 aufweist. Durch die zweite Formatvorrichtung 12 läuft ein Formatband 54, auf das ein zweiter Materialstreifen 22 aufgelegt wird. Der zweite Materialstreifen 22 wird in der zweiten Formatkammer der zweiten Formatvorrichtung 12 zu einem Hohlrohr geformt, und zwar um den in der ersten Formatvorrichtung 11 geformten Hohlrohr 23.
Die Drückvorrichtung bzw. das Drückelement 14 hat eine Längserstreckung in die Formatkammer 31 hinein. Die Länge des Drückelements ist vorzugsweise zwischen 30 % und 100 %, insbesondere 40 % und 80 %, der Länge der ersten Formatvorrichtung 11.
7 zeigt eine schematische Schnittdarstellung entlang eines Schnitts, der dem Schnitt C-C aus 1 entspricht. Es ist allerdings die erste Formatvorrichtung 11 in einer anderen Ausführungsform dargestellt. Die erste Formatvorrichtung 11 weist kein Oberformat und auch kein Unterformat auf, sondern hat das Ober- und Unterformat einstückig ausgebildet. Die erste Formatvorrichtung 11 ist insgesamt allerdings geteilt, und zwar in Längsrichtung zweigeteilt, wobei die Teilung vertikal ausgerichtet ist. Es ergeben sich hieraus eine erste Formatvorrichtung 11, umfassend ein hinteres Formatteil 56 und ein vorderes Formatteil 57. Vorzugsweise ist das vordere Formatteil 57 zur Seite bzw. nach vorne, d.h. in 1 in Richtung des Betrachters, klappbar oder schwenkbar, damit eine Bedienperson in die erste Formatkammer 31 gelangen kann und dort Einstellungen und Bedienarbeiten vornehmen kann. Alternativ kann das hintere Formatteil 56 nach hinten wegklappbar oder schwenkbar sein.
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: erste Formatvorrichtung
12: zweite Formatvorrichtung
13: Einlaufbereich
14: Drückelement
15: Rolle
16: Fläche
18: Überlappungsbereich
19: Umlenkrolle
20: Förderrichtung
21: erster Materialstreifen
22: zweiter Materialstreifen
23: erstes Hohlrohr
31: erste Formatkammer
32: zweite Formatkammer
41: erste Kante
42: zweite Kante
43: dritte Kante
44: vierte Kante
50: Unterformat
51: Oberformat
52: Unterformat
53: Oberformat
54: Formatband
56: hinteres Formatteil
57: vorderes Formatteil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017108789 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung zur Herstellung von Hohlrohren (10), insbesondere von Trinkhalmen, umfassend eine erste Formatvorrichtung (11), die ausgebildet ist, einen ersten Materialstreifen (21) längsaxial zu fördern und während der Förderung zu einem ersten Hohlrohr (23) zu formen, wobei eine zweite Formatvorrichtung (12) vorgesehen ist, die in Förderrichtung (20) hinter der ersten Formatvorrichtung (11) angeordnet ist und ausgebildet ist, einen zweiten Materialstreifen (22) während einer längsaxialen Förderung des zweiten Materialstreifens (22) um den ersten Materialstreifen (21) zu wickeln, so dass sich ein doppellagiges Hohlrohr (10) bildet, das im Inneren das erste Hohlrohr (23) aufweist und außen den zweiten Materialstreifen (22).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Formatvorrichtung (11) und die zweite Formatvorrichtung (12) teilweise überlappen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Formatvorrichtung (11) eine erste Formatkammer (31) umfasst und die zweite Formatvorrichtung (12) eine zweite Formatkammer (32) umfasst, wobei die erste Formatkammer (31) und die zweite Formatkammer (32) zueinander fluchtend, insbesondere kollinear, ausgerichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der ersten Formatkammer (31) kleiner ist als der Durchmesser der zweiten Formatkammer (32) oder dass der Durchmesser der ersten Formatkammer (31) so groß ist wie der Durchmesser der zweiten Formatkammer (32).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Formatvorrichtung (11) spiegelversetzt oder rotationsversetzt zur zweiten Formatvorrichtung (12) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturen der ersten Formatkammer (31) und/oder der zweiten Formatkammer (32) durchgehend symmetrisch sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Einlaufbereich (13) der ersten Formatvorrichtung (11) ein Drückelement (14) vorgesehen ist, das ausgebildet ist, den ersten Materialstreifen (21) in eine Nut der ersten Formatvorrichtung (11) zu drücken.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rolle (15) vorgesehen ist, die ausgebildet ist, das erste Hohlrohr (23) auf den zweiten Materialstreifen (22) zu drücken.
Strangmaschine zur Herstellung von Hohlrohren (10), insbesondere von Trinkhalmen, umfassend eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Verfahren zum Herstellen von Trinkhalmen mit den folgenden Verfah renssch ritten: - längsaxiales Fördern eines ersten Materialstreifens (21) durch eine erste Formatkammer (31) einer ersten Formatvorrichtung (11), wobei hierdurch ein erstes Hohlrohr (23) aus dem ersten Materialstreifen (21) gebildet wird, - Beleimen einer Fläche (16) eines längsaxial geförderten zweiten Materialstreifens (22) mit einem Klebstoff, - Aufbringen des zu einem Hohlrohr (23) geformten ersten Materialstreifens (21) auf die beleimte Fläche (16) des zweiten Materialstreifens (22) und Umhüllen des zu einem Hohlrohr (23) geformten ersten Materialstreifens (21) mit dem zweiten Materialstreifen (22), wobei das Umhüllen bei einer längsaxialen Förderung der Materialstreifen (11, 12) durch eine zweite Formatkammer (32) einer zweiten Formatvorrichtung (12) geschieht, wodurch ein doppellagiges Hohlrohr (10) gebildet wird, - anschließendes Ablängen des doppellangen Hohlrohrs (10) in Trinkhalme.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (16) vollflächig oder im Wesentlichen vollflächig beleimt wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Materialstreifen (21) eine erste und eine zweite Kante (41, 42) aufweist, die im geformten Hohlrohr (10) auf Stoß liegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Materialstreifen (22) eine dritte und eine vierte Kante (43, 44) aufweist, die nach dem Umhüllen des ersten Materialstreifens (21) mit dem zweiten Materialstreifen (22) auf Stoß liegen.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßbereiche des ersten Materialstreifens (21) und des zweiten Materialstreifens (22) gegenüberliegend sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das längsaxiale Fördern des ersten Materialstreifens (21) durch die erste Formatkammer (31) und die zweite Formatkammer (32) in einer geraden Linie erfolgt.