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Die Erfindung betrifft eine Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie zum Herstellen eines Strangs aus einer Flachbahn, umfassend die folgenden in einer Materialstromrichtung hintereinander angeordneten Vorrichtungen: eine Flachbahnbereitstellungsvorrichtung zum Bereitstellen der Flachbahn, eine Flachbahnstrukturiervorrichtung, insbesondere eine Crimpvorrichtung, mit der in die Flachbahn eine Struktur einbringbar ist, durch die die Flachbahn im ausgebreiteten Zustand einen zumindest abschnittsweise veränderten Querschnitt erhält, eine Flachbahnvorformungsvorrichtung, mit der die Flachbahn in einen vorgeformten Zustand überführbar ist, und eine Strangformungsvorrichtung, mit der aus der vorgeformten Flachbahn der Strang herstellbar ist. Die Erfindung betrifft ebenso die Verwendung einer solchen Maschine.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von Papierfiltern mit einer Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie zum Herstellen eines Strangs aus einer Flachbahn, wobei die Maschine die folgenden in einer Materialstromrichtung hintereinander angeordneten Vorrichtungen umfasst: eine Flachbahnbereitstellungsvorrichtung, welche die Flachbahn bereitstellt, eine Flachbahnstrukturiervorrichtung, insbesondere eine Crimpvorrichtung, mit der in die Flachbahn eine Struktur eingebracht wird, durch die die Flachbahn im ausgebreiteten Zustand einen zumindest abschnittsweise veränderten Querschnitt erhält, eine Flachbahnvorformungsvorrichtung, mit der die Flachbahn in einen vorgeformten Zustand überführt wird, und eine Strangformungsvorrichtung, mit der aus der vorgeformten Flachbahn der Strang hergestellt wird.
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Flachbahnen werden in der Tabak verarbeitenden Industrie zu verschiedenen Zwecken eingesetzt und vielfach in einem kontinuierlichen Prozess zu einem unendlich langen Strang verarbeitet. Aus einem solchen Strang können stabförmige Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie, beispielsweise Filter oder Filtersegmente, hergestellt werden. Weitere Anwendungsbeispiele, bei denen aus einem Strang ein stabförmiger Artikel der tabakverarbeitenden Industrie hergestellt wird, sind aus einer Flachbahn aus rekonstituiertem Tabakmaterial (RECON) oder aus PLA-Folie hergestellte Artikel. Derartige stabförmige Segmente können in sog. HNB-Artikein (für „Heat-Not-Burn“), die auch als THP-Artikel (für „Tobacco-Heated-Product“) bezeichnet werden, eingesetzt werden. Ein solches Produkt der Tabak verarbeitenden Industrie wird erhitzt und nicht verbrannt, so dass infolge der Erwärmung die Inhaltsstoffe des Tabakmaterials freigesetzt und in einem Luftstrom zum Konsum bereitgestellt werden.
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Wird als Flachbahn eine Papierbahn eingesetzt, können aus dieser beispielsweise Papierfilter oder Papierfiltersegmente hergestellt werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Filtersegmenten sind diese vorteilhaft biologisch abbaubar.
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Ein wesentlicher Prozessschritt bei der Verarbeitung einer Flachbahn zu beispielsweise einem der oben genannten stabförmigen Artikel ist die Umformung der Flachbahn von einem flachen ausgebreiteten Zustand in einen gefalteten oder gerafften Zwischenzustand und weiter zu einem Strang mit im wesentlichen rundem Querschnitt. Zu diesem Zweck wird die Flachbahn beispielsweise mithilfe einer Verformungseinheit quer zu ihrer Längsrichtung zusammengerafft und anschließend in einer Formateinheit zu einem Strang geformt, der anschließend umhüllt werden kann.
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In manchen Fällen ist es wünschenswert, das Filtermaterial mit einem Zusatzstoff zu versehen, beispielsweise mit einem Geschmacksstoff. Ein solcher Zusatzstoff wird in vielen Fällen auf die Flachbahn im flachen ausgebreiteten Zustand aufgetragen. Der Auftrag eines solchen Zusatzstoffs kann aber auch auf die in einer Richtung quer zu ihrer Längsrichtung zusammengeraffte Bahn erfolgen.
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Aus der
WO 2022/090268 A1 ist bekannt, die zusammengeraffte Flachbahn teilweise wieder aufzufächern, um in diesem Zustand den Zusatzstoff auf die Flachbahn aufzutragen. Bei der aus diesem Dokument bekannten Vorrichtung kommt eine Mehrzahl von einzelnen Düsen zum Einsatz. Diese sind in Vertiefungen einer Auftragsvorrichtung angeordnet, sodass der Zusatzstoff in einem Sprühverfahren lokal begrenzt auf die Flachbahn aufgetragen wird.
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Eine Vorrichtung, mit der ein Zusatzstoff auf herkömmliches Filtermaterial, welches aus Fasern besteht, aufgetragen werden kann, ist beispielsweise aus der
EP 0 913 100 A2 bekannt. Bei der aus diesem Dokument bekannten Vorrichtung wird mithilfe einer Feststoff-Injektordüse pneumatisch ein pulverförmiges Material mit sehr geringer Partikelgröße auf das Fasermaterial aufgestäubt.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie zum Herstellen eines Strangs aus einer Flachbahn, die Verwendung einer solchen Maschine sowie ein Verfahren zum Herstellen von Papierfiltern aus einer Flachbahn anzugeben, wobei der Auftrag eines Zusatzstoffs auf die Flachbahn verbessert werden soll.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie zum Herstellen eines Strangs aus einer Flachbahn, umfassend die folgenden in einer Materialstromrichtung hintereinander angeordneten Vorrichtungen: eine Flachbahnbereitstellungsvorrichtung zum Bereitstellen der Flachbahn, eine Flachbahnstrukturiervorrichtung, insbesondere eine Crimpvorrichtung, mit der in die Flachbahn eine Struktur einbringbar ist, durch die die Flachbahn im ausgebreiteten Zustand einen zumindest abschnittsweise veränderten Querschnitt erhält, eine Flachbahnvorformungsvorrichtung, mit der die Flachbahn in einen vorgeformten Zustand überführbar ist, und eine Strangformungsvorrichtung, mit der aus der vorgeformten Flachbahn der Strang herstellbar ist, wobei diese Maschine dadurch fortgebildet ist, dass
zwischen der Flachbahnstrukturiervorrichtung und der Flachbahnvorformungsvorrichtung eine Transportrolle angeordnet ist und die Flachbahn in Materialstromrichtung mittels und/oder entlang der Transportrolle geführt ist, und die Transportrolle zum Führen der ausgebreiteten Flachbahn und/oder zum Einstellen einer Bahnspannung der Flachbahn auf einer Transportstrecke zwischen der Flachbahnstrukturiervorrichtung und der Flachbahnvorformungsvorrichtung eingerichtet und ausgestaltet ist, und
zwischen der Flachbahnstrukturiervorrichtung der Flachbahnvorformungsvorrichtung, insbesondere zwischen der Flachbahnstrukturiervorrichtung und der Transportrolle, eine Auftragsvorrichtung angeordnet ist, welche dazu eingerichtet ist, einen Zusatzstoff, insbesondere eine Flüssigkeit, auf zumindest eine Oberseite der Flachbahn aufzutragen, welche einer Unterseite gegenüberliegt, mit der die Flachbahn die Transportrolle kontaktiert, wobei die Auftragsvorrichtung eine Breitschlitzdüse zum Auftragen des Zusatzstoffs umfasst.
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Vorteilhaft erlaubt es die von der Auftragsvorrichtung umfasste Breitschlitzdüse, den Zusatzstoff schnell und effizient und wenn gewünscht über die gesamte Breite der Flachbahn flächig, d.h. nicht nur lokal, beispielsweise entlang von Auftragsspuren, aufzutragen. So ist es möglich, eine auch für hohe Prozessgeschwindigkeiten ausreichend große Menge des Zusatzstoffs homogen auf die Flachbahn aufzutragen.
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Die Breitschlitzdüse umfasst insbesondere einen Düsenspalt, durch welchen der Zusatzstoff austritt. Eine Längserstreckungsrichtung des Düsenspalts ist zumindest näherungsweise senkrecht zu einer Transportrichtung der Flachbahn orientiert. Ferner insbesondere weist die Breitschlitzdüse einen Düsenspalt auf, der eine Längserstreckungsrichtung hat, die zumindest näherungsweise der Breite der Flachbahn entspricht. Wird die Länge des Düsenspalts, betrachtet in seiner Längserstreckungsrichtung, etwas geringer als die Breite der Flachbahn gewählt, so kann verhindert werden, dass der Zusatzstoff an der Flachbahn vorbei, beispielsweise in einen zu diesem Zweck vorgesehenen Auffangbereich, gelangt. Es findet kein sogenanntes „Overspray“ statt, bei welchem zwangsläufig Material verlorengeht. Zumindest wird das Overspray signifikant reduziert. Wird die Länge des Düsenspalts gleich oder gar geringfügig größer als die Breite der Flachbahn gewählt, wird ein gewisses Overspray in Kauf genommen. Dafür ist ein randloses Benetzen der Flachbahn mit dem Zusatzstoff möglich. Durch die randlose Benetzung der Flachbahn kann eine besonders große Menge an Zusatzstoff auf die Flachbahn aufgetragen werden.
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Eine Breitschlitzdüse erlaubt außerdem den flexiblen Auftrag unterschiedlicher Materialien, welche als Zusatzstoff eingesetzt werden können. Das Material des Zusatzstoffs reicht von einer Flüssigkeit bis zu hochviskosen und ggf. bei Raumtemperatur festen Materialien. Bei diesen kann es sich um Flüssigkeiten, Feststoffe, Stoffgemische, beispielsweise Dispersionen, Suspensionen, Gele oder dergleichen handeln.
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Die Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie umfasst außerdem eine Transportrolle, welche dazu eingerichtet ist, die Flachbahn zu führen und/oder eine Bahnspannung der Flachbahn aufrechtzuerhalten, zu steuern und/oder zu regeln. Der Auftrag des Zusatzstoffs mithilfe der Breitschlitzdüse kann durch diese Maßnahme vorteilhaft verbessert werden. Werden die Lage und die Bahnspannung der Flachbahn in vorgegebenen Grenzbereichen gehalten, verbessert diese den mithilfe der Breitschlitzdüse möglichen Auftrag des Zusatzstoffs.
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Die beiden o.g. Maßnahmen, d. h. die Wirkung der Transportrolle einerseits und die Funktion der Breitschlitzdüse im Hinblick auf den Auftrag des Zusatzstoffs andererseits wirken also in synergetischer Weise zusammen.
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Um den Auftrag des Zusatzstoffs auf die Flachbahn zu unterstützen, ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Auftragsvorrichtung eine druckluftunterstützte Breitschlitzdüse umfasst. Druckluftunterstützt realisiert die Breitschlitzdüse einen homogenen Auftrag des Zusatzstoffs durch eine gleichmäßige Querverteilung desselben quer zur Längsrichtung der Flachbahn. Außerdem kann durch den Einsatz der Druckluft der Auftrag des Zusatzstoffs noch genauer gesteuert und/oder geregelt werden. Beispielsweise können eine Auftragsmenge und eine Auftragsgeschwindigkeit an die Art des Materials der Flachbahn, beispielsweise an dessen Porosität oder Luftdurchlässigkeit angepasst werden. Die Anpassung des Auftrags des Zusatzstoffs ermöglicht es mit der Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie hohe Prozessgeschwindigkeiten zu realisieren.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist ferner vorgesehen, dass die Breitschlitzdüse einen für den Zusatzstoff vorgesehenen Düsenspalt und zumindest einen auf einer Seite des Düsenspalts zumindest näherungsweise parallel zu diesem verlaufenden Luftspalt umfasst, insbesondere ein Paar von auf beiden Seiten des Düsenspalts zumindest näherungsweise parallel zu diesem verlaufende Luftspalte umfasst.
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Bevorzugt ist der zumindest eine Luftspalt parallel zu dem Düsenspalt der Breitschlitzdüse ausgerichtet. Dies gilt sowohl für ein Paar von zu beiden Seiten des Düsenspalts angeordnete Luftspalte als auch für einen einzelnen Luftspalt, welcher auf einer Seite des Düsenspalts angeordnet ist. Der Luftspalt weist eine in seiner Längserstreckungsrichtung betrachtete Länge auf, welche kleiner oder gleich der Länge des Düsenspalts, betrachtet in die gleiche Richtung, ist. Es ist gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ebenfalls vorgesehen, dass der Luftspalt eine Länge aufweist, welche größer als die Länge des Düsenspalts ist. Auf diese Weise kann der aus dem Düsenspalt austretende Zusatzstoff, sofern zwei zu beiden Seiten des Düsenspalts angeordnete Luftspalte vorgesehen sind, vollständig in einem Mantelluftstrom eingeschlossen werden, so dass Overspray weiter reduziert werden kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie dadurch fortgebildet, dass die Breitschlitzdüse einen mit einer Heizung versehenen Grundkörper umfasst, wobei insbesondere der Grundkörper eine fluidisch mit dem Düsenspalt kommunizierende Vorratskammer für den Zusatzstoff umfasst.
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Eine beheizbare Breitschlitzdüse erlaubt es, den passenden Viskositätsbereich des Zusatzstoffs einzustellen, so dass ein optimaler Auftrag des Zusatzstoffs auf die Flachbahn möglich ist. Die Beheizbarkeit der Breitschlitzdüse ermöglicht es somit, auf diesen Prozessparameter Einfluss zu nehmen. Dies ist vor allem dann vorteilhaft, wenn die Viskosität nicht durch geeignete Additive, welche dem Zusatzstoff hinzugefügt werden, eingestellt werden kann.
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Es ist mit einer beheizten Breitschlitzdüse möglich, auch sehr hochviskose Zusatzstoffe aufzutragen, die ohne Erwärmung nicht gefördert und aufgetragen werden könnten. Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Zusatzstoff der Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie bereits im vorgeheizten Zustand zugeführt wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine solche Zusatzstoff-Heizvorrichtung als Teil der Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie ausgebildet ist. Der Zusatzstoff wird beispielsweise einem Vorratsbehälter entnommen, der Zusatzstoff-Heizvorrichtung zugeführt und auf die gewünschte Temperatur gebracht. Die Heizung der Breitschlitzdüse sorgt anschließend dafür, dass der Zusatzstoff mit der gewünschten Temperatur und somit mit der gewünschten Viskosität appliziert werden kann. Mit anderen Worten wird verhindert, dass der Zusatzstoff in der Breitschlitzdüse in unerwünschter Weise abkühlt, was den Auftrag des Zusatzstoffs, beispielsweise weil der Zusatzstoff bei tieferen Temperaturen eine geringere Viskosität aufweist, beeinflussen könnte. Mit einer beheizten Breitschlitzdüse kann das gewünschte Prozessfenster eingehalten werden, wobei gleichzeitig der Auftrag des Zusatzstoffs optimiert wird. Ein weiterer positiver Effekt ist, dass verhindert werden kann, dass die Breitschlitzdüse aufgrund erkalteter Zusatzstoffreste verstopft.
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Es ist ferner insbesondere vorgesehen, dass nicht nur die Breitschlitzdüse selbst, sondern auch der Auftragskopf insgesamt mittels der vorgesehenen Heizung erwärmt wird oder erwärmbar ist. Auf diese Weise ist es vorteilhaft möglich sämtliche durch den Auftragskopf geführte Medien in der gewünschten Art und Weise zu temperieren. Dies betrifft insbesondere den Zusatzstoff aber auch die im Folgenden noch näher erwähnte Druckluft.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie dadurch fortgebildet, dass der Düsenspalt und/oder der zumindest eine Luftspalt einstellbar sind bzw. ist. Die Einstellbarkeit kann beispielsweise durch geeignete Zwischenstücke realisiert werden. Ferner ist insbesondere vorgesehen, dass eine Länge und/oder eine Breite des Düsenspalts und/oder des zumindest einen Luftspalts einstellbar sind bzw. ist. Eine Länge des Düsenspalts und eine Länge des Luftspalts werden in Richtung ihrer jeweiligen Längserstreckungsrichtung gemessen. Die Länge des Düsenspalts bzw. Luftspalts erstreckt sich vielfach zumindest näherungsweise parallel zu einer Breite der Flachbahn. Eine Breite des Düsenspalts bzw. Luftspalts wird quer zur Breite der Flachbahn, also in Richtung der Transportrichtung der Flachbahn, gemessen. Die Breite des Düsenspalts bzw. Luftspalts erstreckt sich quer, insbesondere senkrecht, zu ihrer jeweiligen Längserstreckungsrichtung, also quer zur Länge des Düsenspalts bzw. Luftspalts. Ferner ist insbesondere vorgesehen, dass eine Breite des Düsenspalts und/oder des Luftspalts zwischen 5 µm und 1 mm (1000µm) liegt. Ferner insbesondere liegt diese Breite zwischen 10 µm und 500µm, ferner insbesondere zwischen 50 µm und 250 µm, ferner insbesondere zwischen 100 µm und 300 µm.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie, welche eine druckluftunterstütze Breitschlitzdüse umfasst, dadurch fortgebildet, dass diese eine Druckluftheizung, welche dazu eingerichtet ist, der Breitschlitzdüse erwärmte Druckluft bereitzustellen. Diese Maßnahme ist vorteilhaft, da ein durch die Breitschlitzdüse geführter Druckluftstrom diese unweigerlich abkühlt. Dieser unerwünschte Kühleffekt kann verhindert oder zumindest signifikant verringert werden, indem der Breitschlitzdüse erwärmte Druckluft zugeführt wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie dadurch fortgebildet, dass die Breitschlitzdüse als Kontakt-Breitschlitzdüse oder als kontaktlos arbeitende Breitschlitzdüse ausgestaltet ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass die kontaktlos arbeitende Breitschlitzdüse derart angeordnet ist, dass ein Abstand zwischen der Flachbahn und einem Düsenspalt der Breitschlitzdüse zwischen 3 mm und 60 mm beträgt.
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Ein Arbeitsabstand in dem genannten Intervall hat sich in der Praxis als vorteilhaft herausgestellt. Der genannte Arbeitsabstand erlaubt es einen guten Kompromiss zwischen geringem Overspray einerseits und gleichmäßiger Verteilung des Zusatzstoffs andererseits zu finden. Gemäß weiterer vorteilhafter Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der genannte Abstand zwischen 30 mm und 50 mm, ferner insbesondere zwischen 35 mm und 45 mm, liegt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Breitschlitzdüse dazu eingerichtet ist, den Zusatzstoff mit einer Viskosität zu verarbeiten, die zwischen 50 m Pa*s und 1600 m Pa*s (m Pa*s = Milli Pascal * Sekunde) beträgt.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie eine Steuervorrichtung umfasst, welche dazu eingerichtet ist, die in dem Grundkörper der Breitschlitzdüse vorhandene Heizung derart zu steuern und/oder zu regeln, dass der Zusatzstoff derart temperiert wird, dass seine Viskosität einen gewünschten Wert im genannten Intervall annimmt.
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Es hat sich in der Praxis herausgestellt, dass eine Viskosität des Zusatzstoffs, welche im angegebenen Intervall liegt, eine gute und zuverlässige Verarbeitung des Zusatzstoffs in der Breitschlitzdüse ermöglicht. Mit anderen Worten lässt sich der Zusatzstoff mithilfe der Breitschlitzdüse in gewünschter Art und Weise verarbeiten, wenn seine Viskosität im genannten Bereich liegt.
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Gemäß weiterer vorteilhafter Ausführungsformen liegt die Viskosität des Zusatzstoffs in einem Bereich zwischen 100 m Pa*s und 1000 m Pa*s, ferner insbesondere in einem Intervall zwischen 300 m Pa*s und 600 m Pa*s. Wiederum ist die Steuereinheit der Maschine dazu eingerichtet, insbesondere eine Temperatur der Breitschlitzdüse über die Heizung entsprechend einzustellen, so dass der Zusatzstoff die gewünschte Viskosität aufweist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass zwischen der Flachbahnstrukturiervorrichtung der Flachbahnvorformungsvorrichtung, insbesondere zwischen der Flachbahnstrukturiervorrichtung und der Transportrolle, eine Auftragsvorrichtung angeordnet ist, welche dazu eingerichtet ist, einen Zusatzstoff, insbesondere eine Flüssigkeit, auf eine Oberseite und eine Unterseite der Flachbahn aufzutragen. Mit anderen Worten ist die Auftragsvorrichtung also derart ausgestaltet, dass die Flachbahn beidseitig mit dem Zusatzstoff versehen werden kann.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie ferner dadurch fortgebildet, dass die Flachbahnvorformungsvorrichtung eine Formschulter aufweist oder in Form einer Formschulter ausgebildet ist, welche einen Umformabschnitt mit einer sich im Wesentlichen quer zur Materialstromrichtung erstreckenden und im Wesentlichen konvex ausgeformten Kontur und einen röhrenförmigen Abschnitt mit einer sich im Wesentlichen quer zur Materialstromrichtung erstreckenden und im Wesentlichen konkav ausgeformten Kontur ausbildet oder aufweist, wobei insbesondere der Umformabschnitt und der röhrenförmige Abschnitt entlang einer bevorzugt räumlichen Umformkante ineinander übergehen, und wobei der Umformabschnitt und der röhrenförmige Abschnitt der Formschulter derart zueinander angeordnet sind, dass in Materialstromrichtung die Flachbahn ausgehend von der Transportrolle in einem zumindest näherungsweise flachen Zustand in einer ersten Transportrichtung zuerst in Kontakt mit dem Umformabschnitt tritt und anschließend über die Umformkante hinweg in einem zumindest teilweise zusammengerollten Zustand in einer zweiten Transportrichtung in Kontakt mit dem röhrenförmigen Abschnitt tritt, wobei ferner die erste und die zweite Transportrichtung einen Winkel einschließen, welcher zwischen 71° und 120° (71 bis 120 Grad), insbesondere zwischen 71° und 90° (71 und 90 Grad), liegt und ferner insbesondere zumindest näherungsweise 90° (90 Grad) beträgt,
wobei insbesondere die Formschulter ein rechtes und ein linkes vorderes Schulterelement und ein rechtes und ein linkes hinteres Schulterelement umfasst, wobei die Schulterelemente derart zueinander angeordnet sind, dass die Flachbahn, ausgehend von der Transportrolle und betrachtet in Materialstromrichtung, zuerst in Kontakt mit den vorderen Schulterelementen und anschließend in Kontakt mit den hinteren Schulterelementen tritt, und wobei die Schulterelemente insbesondere einzeln verstellbar sind,
und wobei ferner insbesondere die Schulterelemente derart verstellbar sind, dass eine Länge der Umformkante veränderbar ist.
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Die Flachbahnstrukturiervorrichtung ist insbesondere dazu eingerichtet, in die Flachbahn eine dreidimensionale Struktur einzubringen. Insbesondere ist sie dazu eingerichtet, eine Struktur in die Flachbahn einzuprägen. Die von der Flachbahnstrukturiervorrichtung in die Flachbahn eingebrachte Struktur verändert den Querschnitt der Flachbahn, betrachtet in einer Ebene, die zumindest näherungsweise senkrecht zu einer Längserstreckungsrichtung der Flachbahn orientiert ist. In einem Ausgangszustand, also bevor die Flachbahn in die Flachbahnstrukturviervorrichtung eintritt, ist der Querschnitt der Flachbahn zumindest näherungsweise rechteckförmig. Diese Form wird durch den Verformungsvorgang zumindest lokal verändert. Beispielsweise kann die Verformung mit einer lokalen Verringerung des Querschnitts der Flachbahn einhergehen, ebenso kann die Verformung, wiederum betrachtet im Querschnitt, eine lokale Verkrümmung, Ausbuchtung oder Ähnliches der Flachbahn bewirken, wobei zusätzlich eine lokale Verringerung oder auch eine lokale Vergrößerung der Materialstärke auftreten kann.
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Vorteilhaft wird die Flachbahn mittels, über und/oder entlang der Transportrolle geführt und auf diese Weise wird die Bahnspannung der Flachbahn auf einem gewünschten Wert gehalten. Alternativ oder zusätzlich kann die Flachbahn mittels, über oder mithilfe der Transportrolle geführt werden. Als Führung wirkt die Transportrolle für die ausgebreitete, also noch nicht geraffte oder verdichtete, Flachbahn. Der Transport der Flachbahn mittels einer Transportrolle verhindert im Gegensatz zu einer Lösung, bei der die Flachbahn über eine Umlenkkante oder dergleichen umgelenkt wird und auf diese Weise die Bahnspannung aufrechterhalten wird, eine Verringerung des Abriebs an der Flachbahn. Eine solche Bahnführung ist insbesondere für eine Flachbahn vorteilhaft, welche mit einem Zusatzstoff versehen wurde. Dies betrifft insbesondere den Fall, in dem der Zusatzstoff lediglich einseitig auf die Flachbahn aufgetragen wird. Mithilfe der genannten Flachbahnvorformungsvorrichtung tritt die Flachbahn nämlich lediglich mit einer ihrer beiden Seiten mit der Flachbahnvorformungsvorrichtung in Kontakt.
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Die genannten Winkelbereiche erlauben es, die Flachbahnvorformungsvorrichtung besonders kompakt aufzubauen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schulterelemente jeweils in einer Linearbewegung verstellbar sind. Ferner ist insbesondere vorgesehen, dass die vorderen Schulterelemente entlang vorderer Verschieberichtungen verschiebbar sind, welche in einer Ebene senkrecht zu einer Längsaxialrichtung des röhrenförmigen Abschnitts liegen und in Richtung eines Zentrums des röhrenförmigen Abschnitts weisen, und wobei die hinteren Schulterelemente entlang hinterer Verschieberichtungen verschiebbar sind und die hinteren Verschieberichtungen schräg zu der genannten Ebene verlaufen und sich zumindest näherungsweise in einer durch die Längsaxialrichtung festgelegten Gerade schneiden, wobei dieser Schnittpunkt außerhalb des röhrenförmigen Abschnitts liegt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform verläuft die Umformkante räumlich, was bedeutet, dass sie nicht vollständig innerhalb einer Ebene verläuft.
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Die Schulterelemente können einzeln und unabhängig voneinander verstellbar sein. Dies ist jedoch nicht zwingend der Fall. Es ist gemäß weiterer Ausführungsformen vorgesehen, dass die Schulterelemente beispielsweise paarweise verstellbar sind.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Länge der Umformkante der Formschulter zwischen 100 mm und 400 mm, insbesondere zwischen 100 mm und 300 mm, ferner insbesondere zwischen 100 mm und 180 mm, oder zwischen 180 mm und 300 mm liegt.
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Eine Verstellbarkeit der Schulterelemente erlaubt es, die Formschulter auf unterschiedliche Anforderungen betreffend die Strangformung flexibel einzustellen. Zum einen kann die Formschulter auf unterschiedlich breite Flachbahnen eingestellt werden, zum anderen kann die Formschulter auf unterschiedliche gewünschte Durchmesser des herzustellenden Materialstrangs eingestellt werden.
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Der röhrenförmige Abschnitt der Formschulter ist nicht notwendigerweise in Form einer geschlossenen Röhre ausgestaltet. Es ist insbesondere vorgesehen, dass der röhrenförmige Abschnitt keine vollständig geschlossene Mantelfläche aufweist. Beispielsweise weist der röhrenförmige Abschnitt eine entlang seiner Längsrichtung verlaufenden Nut auf. Der röhrenförmige Abschnitt ist beispielsweise zylindermantelförmig, kann aber auch beispielsweise leicht konisch zulaufend ausgestaltet sein.
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Während die zuvor genannten Ausführungsformen eine Umformung bzw. Vorformung der Flachbahn mithilfe einer Formschulter vornehmen, ist gemäß weiterer Ausführungsformen vorgesehen, dass die Umformung der Flachbahn mithilfe einer balligen Rolle erfolgt.
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Demgemäß ist entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie vorgesehen, dass die Transportrolle eine ballige Rolle ist und die Flachbahnvorformungsvorrichtung zumindest eine Keilnutrolle umfasst, wobei insbesondere die Keilnutrolle die Keilnut bildende Wangen umfasst, die durch eine Verbindungswelle miteinander gekoppelt sind, wobei auf der Verbindungswelle, insbesondere zentral zwischen den Wangen, ein Stützkörper vorhanden ist, dessen Querschnitt gegenüber der Verbindungswelle größer ist.
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Die als ballige Rolle ausgestaltete Transportrolle dient aufgrund ihrer mehr oder weniger stark konvexen Form insbesondere auch als Führung für die Flachbahn. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ferner vorgesehen, dass die Flachbahnvorformungsvorrichtung eine erste und eine zweite Keilnutrolle umfasst, wobei die erste und die zweite Keilnutrolle derart angeordnet sind, dass die erste Keilnutrolle mit einer Unterseite der Flachbahn zusammenwirkt, mit der die Flachbahn auch über die oder entlang der Transportrolle geführt ist, und die zweite Keilnutrolle mit einer Oberseite der Flachbahn zusammenwirkt und insbesondere stromabwärts der ersten Keilnutrolle angeordnet ist.
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In diesem Zusammenhang ist ferner insbesondere vorgesehen, dass die erste Keilnutrolle einen ersten Stützkörper und die zweite Keilnutrolle einen zweiten Stützkörper umfasst, wobei in einem Querschnitt betrachtet, welcher die jeweilige Verbindungswelle mittig schneidet, ein Aspektverhältnis von Höhe zu Breite des zweiten Stützkörpers größer ist als des ersten Stützkörpers. Die zweite Keilnutrolle weist also einen Stützkörper auf, welcher schmaler und höher ausgestaltet ist als der Stützkörper der ersten Keilnutrolle. Dies unterstützt die Querraffung der Flachbahn. So kann die Flachbahn ihre finale Formgebung erhalten, bevor sie in den Einlauftrichter einer Formateinheit eingeführt wird.
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Gemäß weiterer Ausführungsbeispiele, welche allgemeine Ausgestaltungen der Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie betreffen, gleichgültig ob diese eine Formschulter oder eine ballige Rolle umfasst, ist ferner vorgesehen, dass die Flachbahn entlang der Transportrolle vorteilhaft tangential oder über einen Umschlingungswinkel größer Null und/oder kleiner 95 Grad geführt ist. Mit anderen Worten kontaktiert die Flachbahn die Transportrolle entlang eines Umschlingungswinkels, der größer Null und kleiner 95 Grad ist. Ferner ist gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Transportrolle angetrieben ist. Vorzugsweise ist diese um eine Rotationsachse drehend angetrieben. Die Transportrolle ist insbesondere derart angetrieben, dass diese mit einer Umfangsgeschwindigkeit rotiert, die einer Geschwindigkeit des Materialstroms gleicht oder geringer oder höher als die Geschwindigkeit des Materialstroms ist. Über den Antrieb der Transportrolle kann sowohl die Bahnspannung der Flachbahn als auch der an der Transportrolle in Bezug auf die Flachbahn auftretende Abrieb optimiert werden.
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Die Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie erlaubt es, eine Flachbahn zu verarbeiten, wobei eine Bahnspannung der Flachbahn auch im Hinblick auf den gewünschten Auftrag des Zusatzstoffs über die Transportrolle vorteilhaft eingestellt werden kann. Mithilfe der Breitschlitzdüse können unterschiedliche Zusatzstoffe, wie beispielsweise Gel, Flavor, Hotmelt usw. auf das bahnförmige Material der Flachbahn aufgetragen werden. Um den richtigen Viskositätsbereich zum optimalen Auftrag des Zusatzstoffs zu erreichen, kann die Breitschlitzdüse heizbar ausgeführt sein. So lässt sich die Viskosität des Zusatzstoffs einstellen, sofern diese nicht durch entsprechende Additive verändert werden kann. Einige Zusatzstoffe liegen bei Raumtemperatur in fester Form vor, beispielsweise als Granulat, oder sind hochviskos. Solche Zusatzstoffe können ohne dass sie erwärmt werden nicht gefördert oder aufgetragen werden. Aus diesem Grund kann die Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie mit einer Zusatzstoffheizvorrichtung versehen sein. Damit der Zusatzstoff mit der gewünschten Viskosität auf die Flachbahn aufgetragen werden kann, ist ferner insbesondere vorgesehen, dass die Breitschlitzdüse heizbar ist.
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Die Breitschlitzdüse kann als Kontakt-Breitschlitzdüse oder als kontaktlos arbeitende Breitschlitzdüse ausgeführt sein. Mithilfe einer Kontakt-Breitschlitzdüse kann der Zusatzstoff in einem großen Viskositätsbereich ohne Übermenge verarbeitet werden. Die Breitschlitzdüse nimmt den Zusatzstoff entgegen, hält diesen auf der gewünschten Temperatur oder heizt diesen auf die benötigte Auftragstemperatur auf und gibt dem Zusatzstoff beispielsweise über die Vorratskammer an den Düsenspalt weiter. Eine Breitschlitzdüse ermöglicht einen homogenen Auftrag des Zusatzstoffs durch eine gleichmäßige Querverteilung und transferiert den Zusatzstoff auf die Flachbahn. Mithilfe der Breitschlitzdüse lassen sich vorteilhaft Zusatzstoffe in einem großen Viskositätsbereich zwischen 100 m Pa*s und 1600 m Pa*s verarbeiten. So kann ein großes Prozessfenster für den Auftrag des Zusatzstoffs bereitgestellt werden. Die Kontakt-Breitschlitzdüse hat stets mechanischen Kontakt zu der Flachbahn und benötigt auch eine gewisse Andruckkraft. Die Einstellung der Bahnspannung mithilfe der Transportrolle ist daher für diesen Anwendungsfall besonders vorteilhaft.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Breitschlitzdüse als kontaktlos arbeitende Breitschlitzdüse ausgestaltet ist. Gemäß dieser Ausführungsform wird der Abrieb an der Flachbahn minimiert oder vollständig vermieden und es entsteht kein oder nur sehr wenig Staub. Der Auftrag des Zusatzstoffs kann durch Druckluft unterstützt werden, wobei der Volumenstrom der Druckluft passend zu dem Zusatzstoff, insbesondere seiner Viskosität, und/oder passend zu dem Material der Flachbahn, beispielsweise seiner Porosität oder Luftdurchlässigkeit, geregelt und/oder gesteuert werden kann. Die Druckluftmenge wird in jedem Fall so eingestellt, dass aufgrund einer möglichen Zerstäubung des Zusatzstoffs auftretender Overspray so gering wie möglich gehalten wird. Um ein Abkühlen der Breitschlitzdüse zu vermeiden, kann ein Druckluftheizer vorgesehen sein.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen von Papierfiltern mit einer Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie zum Herstellen eines Strangs aus einer Flachbahn, wobei die Maschine die folgenden in einer Materialstromrichtung hintereinander angeordneten Vorrichtungen umfasst: eine Flachbahnbereitstellungsvorrichtung, welche die Flachbahn bereitstellt, eine Flachbahnstrukturiervorrichtung, insbesondere eine Crimpvorrichtung, mit der in die Flachbahn eine Struktur eingebracht wird, durch die die Flachbahn im ausgebreiteten Zustand einen zumindest abschnittsweise veränderten Querschnitt erhält, eine Flachbahnvorformungsvorrichtung, mit der die Flachbahn in einen vorgeformten Zustand überführt wird, und eine Strangformungsvorrichtung, mit der aus der vorgeformten Flachbahn der Strang hergestellt wird, wobei dieses Verfahren vorteilhaft dadurch fortgebildet ist, dass
zwischen der Flachbahnstrukturiervorrichtung und der Flachbahnvorformungsvorrichtung eine Transportrolle angeordnet ist und die Flachbahn in Materialstromrichtung mittels und/oder entlang der Transportrolle geführt wird, und die Transportrolle die ausgebreitete Flachbahn führt und/oder eine Bahnspannung der Flachbahn auf einer Transportstrecke zwischen der Flachbahnstrukturiervorrichtung und der Flachbahnvorformungsvorrichtung einstellt,
und
zwischen der Flachbahnstrukturiervorrichtung und der Flachbahnvorformungsvorrichtung, insbesondere zwischen der Flachbahnstrukturiervorrichtung und der Transportrolle, eine Auftragsvorrichtung angeordnet ist, welche einen Zusatzstoff, insbesondere eine Flüssigkeit, auf zumindest eine Oberseite der Flachbahn aufträgt, welche einer Unterseite gegenüberliegt, mit der die Flachbahn die Transportrolle kontaktiert, wobei die Auftragsvorrichtung eine Breitschlitzdüse zum Auftragen des Zusatzstoffs umfasst,
und wobei die Flachbahn eine Papierbahn ist und aus dem hergestellten Strang Papierfilter abgelängt werden.
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Auf das Verfahren zum Herstellen von Papierfiltern mit einer Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie treffen gleiche oder ähnliche Vorteile zu, wie sie bereits im Hinblick auf die Maschine selbst erwähnt wurden. Die Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie ist besonders zum Herstellen von Papierfiltern geeignet, da es für die diese vielfach gewünscht ist, einen Zusatzstoff, beispielsweise einen Geschmacks- oder Inhaltsstoff, dem Papierfilter hinzuzufügen. Vorteilhaft kann ein homogener Auftrag des Zusatzstoffs erreicht werden, außerdem liegt die Menge des Zusatzstoffs, welcher aufgetragen werden kann, in einem weiten Parameterbereich.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen handelt es sich bei der Flachbahn um eine Bahn aus einem Vlies, eine Flachbahn zum Herstellen sog. „tissue filter“, oder auch um eine Papierbahn, welche neben Papier außerdem, insbesondere zu geringen Anteilen Kleinteile aus PLA, rekonstituiertem Tabakmaterial (Reconfolie) oder anderen Materialien umfasst. Dies betrifft vorteilhaft alle Ausführungsformen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Verfahren vorteilhaft dadurch fortgebildet, dass die Auftragsvorrichtung eine druckluftunterstützte Breitschlitzdüse umfasst und der Zusatzstoff druckluftunterstützt auf die Flachbahn aufgebracht wird, wobei insbesondere der Breitschlitzdüse erwärmte Druckluft bereitgestellt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Auftragsvorrichtung selbst beheizt wird. So ist es möglich, sämtliche Medien, die durch die Auftragsvorrichtung, umfassend die Breitschlitzdüse und gegebenenfalls vorhandene Vorratskammern oder Zufuhrkanäle, geführt werden, mit der gewünschten Temperatur appliziert werden können.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Verfahren dadurch fortgebildet, dass die Breitschlitzdüse einen Düsenspalt umfasst, durch den der Zusatzstoff auf die Flachbahn aufgebracht wird und zumindest auf einer Seite des Düsenspalts ein zumindest näherungsweise parallel zu diesem verlaufender Luftspalt von der Breitschlitzdüse umfasst ist, insbesondere ein Paar von auf beiden Seiten des Düsenspalts zumindest näherungsweise parallel zu diesem verlaufende Luftspalte umfasst sind, wobei zum druckluftunterstützten Auftrag des Zusatzstoffs Druckluft durch den zumindest einen Luftspalt geführt wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Verfahren dadurch fortgebildet, dass der Düsenspalt und/oder der zumindest eine Luftspalt eingestellt werden/wird, wobei insbesondere eine Länge und/oder eine Breite des Düsenspalts und/oder des zumindest einen Luftspalts eingestellt werden/wird und wobei ferner insbesondere eine Breite des Düsenspalts zwischen 5 µm und 1 mm, ferner insbesondere zwischen 10 µm und 500µm liegt. Die weiteren im Hinblick auf die Vorrichtung erwähnten Werte für die Breite des Düsenspalts können auch gemäß einem Ausführungsbeispiel im Hinblick auf das Verfahren zur Anwendung kommen.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Verfahren dadurch fortgebildet, dass die Breitschlitzdüse einen mit einer Heizung versehenen Grundkörper umfasst, wobei der Grundkörper eine fluidisch mit dem Düsenspalt kommunizierende Vorratskammer für den Zusatzstoff umfasst und der Zusatzstoff in der Vorratskammer temperiert wird, wobei insbesondere die Breitschlitzdüse mit der Heizung auf eine Temperatur geheizt wird, so dass der Zusatzstoff eine Viskosität aufweist, die zwischen 50 m Pa*s und 1600 m Pa*s (Milli Pascal Sekunde) beträgt.
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Der Zusatzstoff wird, wie bereits zuvor erwähnt, auf die gewünschte Temperatur gebracht oder auf dieser gehalten, so dass er am Düsenspalt der Breitschlitzdüse mit der gewünschten Viskosität vorliegt, die einen optimalen Auftrag des Zusatzstoffs ermöglicht.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Breitschlitzdüse als Kontakt-Breitschlitzdüse ausgestaltet ist und den Zusatzstoff in einem Kontaktverfahren auf die Flachbahn aufträgt oder die Breitschlitzdüse als kontaktlos arbeitende Breitschlitzdüse ausgestaltet ist und den Zusatzstoff kontaktlos auf die Flachbahn aufträgt, wobei insbesondere bei kontaktlosem Auftrag der Zusatzstoff aus einem Abstand zwischen 3 mm und 60 mm auf die Flachbahn aufgetragen wird. Der Abstand beträgt ferner insbesondere zwischen 5 mm und 50 mm, ferner insbesondere zwischen 10 mm und 30 mm, ferner insbesondere zwischen 15 mm und 50 mm, ferner insbesondere zwischen 20 mm und 30 mm.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch die Verwendung einer Maschine nach einer oder mehreren der zuvor genannten Ausführungsformen zum Herstellen von Papierfiltern. Ebenso ist vorgesehen, dass die Maschine zur Herstellung von Papierfiltersegmenten oder anderen oder ähnlichen stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie eingesetzt wird.
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Auch auf die Verwendung der Maschine treffen gleiche oder ähnliche Vorteile zu, wie sie bereits im Hinblick auf die Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie und das Verfahren zum Herstellen von Papierfiltern zuvor erwähnt wurden, so dass auf Wiederholungen verzichtet werden soll.
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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.
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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 Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie zum Herstellen eines Strangs aus einer Flachbahn in schematischer Ansicht,
- 2 eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer Formschulter,
- 3 eine vereinfachte Frontalansicht einer Formschulter, eingestellt zur Herstellung eines Strangs mit großem Querschnitt,
- 4 eine vereinfachte Frontalansicht einer Formschulter, eingestellt zur Herstellung eines Strangs mit geringem Durchmesser im Vergleich zu der in 3 gezeigten Einstellung,
- 5 eine vereinfachte Seitenansicht einer Formschulter,
- 6 eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines Teils einer Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie, welche als Vorformungseinrichtung eine Keilnutrolle umfasst,
- 7 eine vereinfachte perspektivische Ansicht mit Blick auf die Oberseite einer mit einer Keilnutrolle gerafften Flachbahn,
- 8 eine vereinfachte perspektivische Ansicht mit Blick auf eine Unterseite der Flachbahn,
- 9 eine weitere vereinfachte perspektivische Detailansicht einer Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie zur Herstellung eines Strangs aus einer Flachbahn, umfassend eine erste und eine zweite Keilnutrolle als Flachbahnvorformungsvorrichtung,
- 10 eine schematische Seitenansicht eines Details einer Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie, umfassend eine Formschulter und eine Auftragsvorrichtung umfassend eine Breitschlitzdüse,
- 11 eine schematisch vereinfachte Seitenansicht der Auftragsvorrichtung, umfassend die Breitschlitzdüse,
- 12 eine schematisch vereinfachte Detailansicht der Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie im Bereich der Auftragsvorrichtung, welche eine als Kontakt-Auftragsdüse ausgestaltete Breitschlitzdüse umfasst und
- 13 eine schematisch vereinfachte Detailansicht auf eine Breitschlitzdüse, welche kontaktlos arbeitet und druckluftunterstützt ist.
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Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.
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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.
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1 zeigt in schematischer Darstellung eine Maschine 2 der Tabak verarbeitenden Industrie. Mithilfe dieser Maschine 2 wird aus einer Flachbahn 4 ein Strang 6 hergestellt. Die Maschine 2 umfasst eine Flachbahnbereitstellungsvorrichtung 8 zum Bereitstellen der Flachbahn 4. Die Flachbahn 4 wird beispielsweise auf einer Bobine 10 bereitgestellt. Die Flachbahnbereitstellungsvorrichtung 8 kann als Bobinenwechsler ausgestaltet sein. Gemäß einem solchen Ausführungsbeispiel verfügt sie über mehr als eine Halterung zur Aufnahme einer Bobine 10 und beispielsweise eine entsprechende Spleißeinrichtung, welche es erlaubt, die einzelnen jeweils auf einer Bobine 10 vorhandenen Flachbahnen 4 zu einer unendlich langen Flachbahn 4 miteinander zu verbinden.
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Bei der Flachbahn 4 handelt es sich beispielsweise um eine Papierbahn. Es kann sich bei der Flachbahn 4 aber ebenso um eine Bahn aus einem Vlies, eine Flachbahn zum Herstellen sog. „tissue filter“, oder auch um eine Papierbahn handelt, welche neben Papier, insbesondere zu geringen Anteilen, Kleinteile aus PLA, rekonstituiertem Tabakmaterial (Reconfolie) oder anderen Materialien umfasst. Bei dem mithilfe der Maschine 2 hergestellten Strang handelt es sich dementsprechend beispielsweise um einen Papierstrang, der mithilfe einer Ablängvorrichtung 90 in stabförmige Artikel 92 abgelängt werden kann. Bei den stabförmigen Artikeln 92 handelt es sich beispielsweise um Papierfilter oder Papierfiltersegmente.
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In Materialstromrichtung stromabwärts umfasst die Maschine 2 eine Flachbahnstrukturiervorrichtung 12, die beispielsweise zwei Crimpwalzen 14 umfasst. Mithilfe der Crimpwalzen 14 wird eine dreidimensionale Struktur in die Flachbahn 4 eingebracht, insbesondere eingeprägt. Die Flachbahn 4 gelangt, weiterhin in Materialstromrichtung betrachtet, anschließend über einen Tänzer 16, welcher zur Aufrechterhaltung, Steuerung oder Regelung der Bahnspannung dient, sowie verschiedene nicht näher bezeichnete Umlenkrollen zu einer Auftragsvorrichtung 18. Mithilfe der Auftragsvorrichtung 18 wird auf eine Oberseite 20 der Flachbahn 4 ein Zusatzstoff 22 aufgetragen, beispielsweise aufgesprüht. Eine gegenüberliegende Unterseite 21 bleibt unbenetzt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Auftragsvorrichtung 18 derart ausgestaltet, dass sowohl die Oberseite 20 als auch die Unterseite 21 der Flachbahn 4 benetzt werden können. Bei dem Zusatzstoff 22 handelt es sich insbesondere um eine Flüssigkeit. Zum Auftragen des Zusatzstoffs 22 umfasst die Auftragsvorrichtung 18 eine Breitschlitzdüse. Die Konstruktion der Breitschlitzdüse sowie der Auftragsvorrichtung 18 wird weiter unten im Text im Detail erläutert.
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Anschließend gelangt die mit dem Zusatzstoff 22 versehene Flachbahn 4, weiterhin in Materialstromrichtung betrachtet, zu einer Transportrolle 24 und wird über oder entlang der Transportrolle 24 in eine Flachbahnvorformungsvorrichtung 26 eingeführt.
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Die Transportrolle 24 sorgt dafür, dass die Flachbahn 4 unter einer geeigneten Vorspannung gehalten wird. Die Aufrechterhaltung einer gewünschten Vorspannung ist für die Behandlung der Flachbahn 4 mit dem Zusatzstoff 22 vorteilhaft, da auf diese Weise ein homogener Auftrag des Zusatzstoffs 22 sichergestellt werden kann. Ferner ist die Aufrechterhaltung der gewünschten Vorspannung vorteilhaft, um die Flachbahn 4 in der Flachbahnvorformungsvorrichtung 26 in einen vorgeformten Zustand zu überführen. Ausgehend von der Flachbahnvorformungsvorrichtung 26 gelangt die vorgeformte Flachbahn 32 in vorgeformtem Zustand in eine Strangformungsvorrichtung 28. Beispielsweise handelt es sich bei der Strangformungsvorrichtung 28 um eine Formateinheit, in die die vorgeformte Flachbahn 32 über einen Einlauftrichter 30 gelangt. In der Formateinheit wird aus der vorgeformten Flachbahn 32 der Strang 6 geformt. Aus dem Strang 6 können mit der Ablängvorrichtung 90 stabförmige Artikel 92 der Tabak verarbeitenden Industrie, beispielsweise Filterstäbe oder -segmente, abgelängt werden.
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Im unteren Bereich von 1 ist eine Draufsicht auf die Flachbahn 4 schematisch illustriert. Während die Flachbahn 4 bis zu der Flachbahnvorformungsvorrichtung 26 in ursprünglicher Breite vorliegt, wird sie in der Flachbahnvorformungsvorrichtung 26 von einem zusammengerafften oder auch beispielsweise zylindrischen Gebilde umgeformt. Es entsteht die vorgeformte Flachbahn 32, welche in der Strangformungsvorrichtung 28 zu einem Strang 6 geformt wird.
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Wichtig für den Umformprozess ist die Bahnspannung der Flachbahn 4 am Einlauf in die Flachbahnvorformungsvorrichtung 26. Um die Bahnspannung auf einen gewünschten Wert einzustellen und auch beispielsweise in einem vorgesehenen Werteintervall zu halten, ist die Transportrolle 24 vorgesehen. Die Transportrolle 24 dient ferner insbesondere der Führung der Flachbahn 4. Die Transportrolle 24 ist beispielsweise angetrieben ausgestaltet. Die Transportrolle 24 kann ebenso frei drehend ausgestaltet sein. Ist die Transportrolle 24 angetrieben, so kann dieser Antrieb gesteuert oder geregelt sein. Beispielsweise wird eine Geschwindigkeit der Transportrolle 24 auf eine Bahngeschwindigkeit der Flachbahn 4 angepasst und es erfolgt eine entsprechende Steuerung oder Regelung der Geschwindigkeit der Transportrolle 24 auf die Bahngeschwindigkeit der Flachbahn 4. Im Ergebnis findet keine oder nur eine minimale Relativbewegung zwischen einer Oberfläche der Transportrolle 24 und der Flachbahn 4 statt. Beide Flächen bewegen sich also im Idealfall gleich schnell. So kann Abrieb an der Flachbahn 4 weitestgehend vermieden werden und der mitunter auftretende Prozessstaub wird vermieden, zumindest aber signifikant verringert.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Flachbahnvorformungsvorrichtung 26 als Formschulter 36 ausgestaltet. Dieses Ausführungsbeispiel wird in den 2 bis 5 erläutert. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Flachbahnvorformungsvorrichtung 26 als Keilnutrolle 38 ausgestaltet. Dieses Ausführungsbeispiel wird in den 6 bis 9 erläutert.
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2 zeigt in vereinfachter perspektivischer Darstellung eine Formschulter 36. Die Formschulter 36 umfasst einen Umformabschnitt 40 und einen röhrenförmigen Abschnitt 42. Beide Abschnitte verteilen sich auf verschiedene Bauteile der Formschulter 36, wie weiter unten erläutert wird. Der Umformabschnitt 40 und der röhrenförmige Abschnitt 42 gehen entlang einer beispielsweise räumlichen Umformkante 44 ineinander über. Die Umformkante 44 ist in dem Sinne räumlich, als dass sie nicht in einer einzigen Ebene liegt oder verläuft. Der röhrenförmige Abschnitt 42 ist beispielsweise zylinderförmig, wobei eine Mantelfläche oder Innenseite des röhrenförmigen Abschnitts 42 nicht notwendigerweise eine vollständig geschlossene Fläche ausbilden muss. Beispielsweise ist in einem oberen Bereich des röhrenförmigen Abschnitts 42, zwischen den im Folgenden noch näher beschriebenen Schulterelementen 50, 52 ein in Längsrichtung des röhrenförmigen Abschnitts 42 verlaufender Spalt vorhanden.
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Der Umformabschnitt 40 und der röhrenförmige Abschnitt 42 der Formschulter 36 sind derart zueinander angeordnet, dass in Materialstromrichtung die Flachbahn 4 ausgehend von der Transportrolle 24 in einem zumindest näherungsweise flachen oder ebenen Zustand und in einer ersten Transportrichtung T1 zuerst in Kontakt mit dem Umformabschnitt 40 tritt. Anschließend tritt die Flachbahn 4 über die Umformkante 44 hinweg in einem zumindest teilweise zusammengerollten Zustand in einer zweiten Transportrichtung T2 in Kontakt mit dem röhrenförmigen Abschnitt 42. Im dargestellten Ausführungsbeispiel schließen die erste Transportrichtung T1 und die zweite Transportrichtung T2 einen Winkel ein, welcher zumindest näherungsweise 90° beträgt.
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Die Formschulter 36 umfasst ein rechtes vorderes Schulterelement 46 und ein linkes vorderes Schulterelement 48. Die beiden vorderen Schulterelemente 46, 48 weisen gewölbte Außenflächen auf, welche einen Teilbereich des Umformabschnitts 40 der Formschulter 36 bilden. Die Formschulter 36 umfasst ferner ein rechtes hinteres Schulterelement 50 sowie ein linkes hinteres Schulterelement 52. Die hinteren Schulterelemente 50, 52 weisen wiederum gekrümmte Außenflächen auf, welche ebenfalls einen Teilbereich des Umformabschnitts 40 der Formschulter 36 bilden. Ausgehend von der Transportrolle 24 tritt die Flachbahn 4, betrachtet in Materialstromrichtung, welche der ersten Transportrichtung T1 entspricht, zuerst in Kontakt mit den vorderen Schulterelementen 46, 48, genauer deren Umformabschnitten 40. Über die Umformkante 44 hinweg tritt zunächst ein zentraler Bereich der Flachbahn 4 in den röhrenförmigen Abschnitt 42 der Formschulter 36 ein. Stromabwärts der Umformkante 44 erfolgt der Transport der Flachbahn 4 in einem zumindest teilweise zusammengerollten Zustand in der zweiten Transportrichtung T2. Die Seiten- oder Kantenbereiche der Flachbahn 4 treten weiter oberhalb in Kontakt mit den hinteren Schulterelementen 50, 52, genauer deren Umformabschnitten 40. In diesem oberen Bereich wird die Flachbahn 4 zu einem zumindest näherungsweise zylindrischen Körper umgeformt und in Richtung der zweiten Transportrichtung T2 durch den röhrenförmigen Abschnitt 42 gefördert. Die Seitenkanten der Flachbahn 4 können dabei einander überlappen, auf Stoß zueinander liegen oder einen sich in Längsrichtung dieses zylinderförmigen Körpers erstreckenden Spalt zueinander aufweisen.
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Die Schulterelemente 46, 48, 50, 52 sind gemeinsam an einem Flansch 54 befestigt. Zwischen dem Flansch 54 und den Schulterelementen 46, 48, 50, 52 ist jeweils ein Führungselement 56 vorhanden. In 2 ist lediglich das rechte Führungselement, mit dem das vordere rechte Schulterelement 46 gehalten ist, sichtbar. Außerdem sind zwischen den vorderen und den hinteren Schulterelementen 46, 48 und 50, 52 Distanzelemente vorgesehen. Ein rechtes Distanzelement 58 erstreckt sich zwischen dem rechten vorderen Schulterelement 46 und dem rechten hinteren Schulterelement 50. Durch dieses rechte Distanzelement 58 kann die Umformkante 44 zwischen dem rechten vorderen Schulterelement 46 und dem rechten hinteren Schulterelement 50 kontinuierlich fortgesetzt werden. Auf der gegenüberliegenden Seite befindet sich ein linkes Distanzelement 60. Das linke Distanzelement 60 erstreckt sich zwischen dem linken vorderen Schulterelement 48 und dem linken hinteren Schulterelement 52 und setzt zwischen diesen beiden Schulterelementen 48, 52 die Umformkante 44 kontinuierlich fort. Ferner kann ein zentrales Distanzelement 62 vorgesehen sein, welches die Umformkante 44 zwischen dem rechten und dem linken vorderen Schulterelement 46, 48 kontinuierlich fortsetzt.
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Die Distanzelemente 58, 60, 62 sind vorteilhaft vorgesehen, da die Schulterelemente 46, 48, 50, 52 einzeln verstellbar sind. Die Schulterelemente 46, 48, 50, 52 sind jeweils in einer Linearbewegung verstellbar. Zu diesem Zweck sind die Schulterelemente 46, 48, 50, 52 beispielsweise über eine entsprechende Langlochverbindung 64 an dem zugehörigen Führungselement befestigt. Eine Skala kann die Verstellbarkeit der Schulterelemente 46, 48, 50, 52 entlang exakt definierter Verstellwege ermöglichen. Die Schulterelemente 46, 48, 50, 52 sind derart verstellbar, dass eine Länge der Umformkante 44 veränderbar ist. Dementsprechend können Distanzelemente 58, 60, 62 unterschiedlicher Größe vorgesehen sein, um eine entsprechende Einstellungen der Formschulter 36 zu realisieren.
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Die vorderen Schulterelemente 46, 48 sind entlang vorderer Verschieberichtungen verschiebbar, welche in einer Ebene senkrecht zu einer Längsaxialrichtung L des röhrenförmigen Abschnitts 42 liegen.
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Zum Verstellen der Schulterelemente 46, 48, 50, 52, insbesondere aller Schulterelemente 46, 48, 50, 52, kann ein motorischer Antrieb oder mehrere motorische Antriebe vorhanden sein. Diese nicht dargestellten Antriebe lassen sich aufgrund der vorhandenen Linearverstellbarkeit der Schulterelemente 46, 48, 50, 52 mit überschaubarem technischen Aufwand realisieren. Die Schulterelemente 46, 48, 50, 52 können unabhängig voneinander einzeln verstellbar sein, seien sie motorisch angetrieben oder manuell verstellbar. Ebenso kann eine gekoppelte Verstellbarkeit vorgesehen sein.
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3 zeigt eine vereinfachte Frontalansicht der Formschulter 36, wobei schematisch eine rechte vordere Verschieberichtung 66, entlang der das rechte vordere Schulterelement 46 verschiebbar ist, und eine linke vordere Verschieberichtung 68, entlang der das linke vordere Schulterelement 48 verschiebbar ist, dargestellt ist. Die beiden Verschieberichtungen 66, 68 weisen in Richtung einer Achse, welche mit der Längsaxialrichtung L des röhrenförmigen Abschnitts 42 zusammenfällt. Sie weisen also in Richtung eines Zentrums des röhrenförmigen Abschnitts 42.
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Die hinteren Schulterelemente 50, 52 sind entlang hinterer Verschieberichtungen 70, 72 verschiebbar, wobei diese hinteren Verschieberichtungen 70, 72 schräg zu der zuvor genannten Ebene verlaufen. In 3 sind eine rechte hintere Verschieberichtung 70, in deren Richtung das rechte hintere Schulterelement 50 verschiebbar ist, und eine linke hintere Verschieberichtung 72, entlang derer das linke hintere Schulterelement 52 verschiebbar ist, angedeutet. Die hinteren Verschieberichtungen 70, 72 treffen sich zumindest näherungsweise in einer durch die Längsaxialrichtung L festgelegten Gerade, wobei dieser Schnittpunkt außerhalb des röhrenförmigen Abschnitts 42 liegt.
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Durch eine Verschiebung der Schulterelemente 46, 48, 50, 52 kann die Länge der Umformkante 44 verändert werden. Während in 3 die Umformkante 44 vergleichsweise groß ist, sind in der Darstellung von 4, welche eine weitere vereinfachte Frontalansicht der Formschulter 36 zeigt, die Schulterelemente 46, 48, 50, 52 derart verschoben, dass die Länge der Umformkante 44 geringer ist. Befindet sich die Formschulter 36 beispielsweise in dem in 4 gezeigten Zustand, so kann die Flachbahn 4 stärker vorgeformt werde, im Vergleich zu einer Situation, in welcher die Flachbahn 4 die Formschulter 36 in dem in 3 gezeigten Zustand durchläuft. Außerdem ist es möglich, verschiedene breite Flachbahnen 4 zu verarbeiten. So wird beispielsweise mit der in 3 gezeigten Einstellung der Formschulter 36 eine eher breite Flachbahn 4 verarbeitet, als dies der Fall ist, wenn sich die Formschulter 36 in dem in 4 gezeigten Zustand befindet. Die Formschulter 36 kann also flexibel auf verschieden breite Flachbahnen 4 eingestellt werden.
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5 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht der Formschulter 36. Es sind die erste und die zweite Transportrichtung T1, T2 illustriert, welche zumindest näherungsweise einen Winkel von 90° einschließen. Die Schulterelemente 46, 48, 50, 52 befinden sich in dem in 4 gezeigten Zustand, sind also so weit verfahren, dass keine Distanzelemente 58, 60, 62 zwischen den Schulterelementen 46, 48, 50, 52 vorgesehen sind. Es sind ferner die rechte vordere Verschieberichtung 66 des rechten vorderen Schulterelements 46 und die rechte hintere Verschieberichtung 70 des rechten hinteren Schulterelements 50 dargestellt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kommt als Flachbahnvorformungsvorrichtung 26 nicht die zuvor im Zusammenhang mit den 2 bis 4 beschriebene Formschulter 36, sondern eine Keilnutrolle 38 zum Einsatz.
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6 zeigt eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines Teils der Maschine 2, welche als Vorformungsvorrichtung 26 eine Keilnutrolle 38 umfasst. Die Flachbahn 4 durchläuft ein Crimpwalzenpaar 14 als Flachbahnstrukturiervorrichtung 12 und gelangt anschließend entlang der ersten Transportrichtung T1 zu der Transportrolle 24. Die Transportrolle 24 sorgt für eine für die anschließende Vorformung der Flachbahn 4 erforderliche Bahnspannung. Zwischen der Flachbahnstrukturiervorrichtung 12 und der Transportrolle 24 ist die Auftragsvorrichtung 18 angeordnet, mit deren Hilfe der Zusatzstoff 22 auf die Oberseite 20 der Flachbahn 4 aufgebracht wird. Auch diese Auftragsvorrichtung 18 kann derart ausgestaltet sein, dass sowohl die Oberseite 20 als auch die Unterseite 21 der Flachbahn 4 mit dem Zusatzstoff 22 versehen werden können.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Transportrolle 24 als ballige Rolle 74 ausgestaltet. Die Flachbahn 4 läuft über die Transportrolle 24 hinweg in Richtung der Keilnutrolle 38, wobei die Flachbahn 4 nun in Richtung der zweiten Transportrichtung T2 gefördert wird. Die Keilnutrolle 38 wird zur Flachbahnvorformungsvorrichtung 26, indem sie die Flachbahn 4 quer zu ihrer Längsrichtung zusammenfaltet oder zusammenrafft. Anschließend läuft die vorgeformte Flachbahn 32 zur weiteren Verarbeitung in einen Einlauftrichter 30 einer Formateinheit als Strangformungsvorrichtung 28 ein. Die Keilnutrolle 38 umfasst eine linke und eine rechte die Keilnut bildende Wange 76, 78. Diese sind über eine Verbindungswelle 80 miteinander gekoppelt und/oder verbunden.
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Die erste Transportrichtung T1 ist diejenige Richtung, in der die Flachbahn 4 der Transportrolle 24 zugeführt wird. Die zweite Transportrichtung T2 ist diejenige Richtung, in der die zumindest teilweise geraffte Flachbahn 32 stromabwärts der Transportrolle 24 gefördert wird. Die zweite Transportrichtung T2 fällt beispielsweise mit einer Längserstreckungsrichtung des röhrenförmigen Abschnitts 42 der Formschulter 36 zusammen. In dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel kann die zweite Transportrichtung T2 mit einer Förderrichtung der gerafften Flachbahn 32 in der Strangformungsvorrichtung 28 zusammenfallen. Die zweite Transportrichtung T2 und die Förderrichtung der sich stromabwärts des Einlauftrichters 30 anschließenden Strangformungsvorrichtung 28 können jedoch ebenfalls geringfügig voneinander abweichen.
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Ein Winkel zwischen der ersten und der zweiten Transportrichtung T1, T2 wird stets in einer gemeinsamen Ebene bestimmt. Werden die beiden Transportrichtungen wie Vektoren aneinandergesetzt, also beispielsweise die Spitze des Vektors für die erste Transportrichtung T1 an das Ende des Vektors für die zweite Transportrichtung T2, so soll der Winkel zwischen den beiden Richtungen stets der kleinere der beiden möglichen Winkel sein.
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Gemäß einer Ausführungsform ist ausgeschlossen, dass der Vektor der ersten Transportrichtung T1 von oben her auf den Vektor der zweiten Transportrichtung T2 stößt. Mit anderen Worten soll bei der Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie gemäß Ausführungsformen ausgeschlossen sein, dass eine Bahnführung von oben erfolgt.
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7 zeigt in einer weiteren vereinfachten perspektivischen Ansicht den Bereich der Maschine 2 im Bereich der Keilnutrolle 38. 8 zeigt diese Situation mit Blick auf die Unterseite 21 der Flachbahn 4. Zentral auf der die Wangen 76, 78 verbindenden Verbindungswelle 80 befindet sich ein Stützkörper 82. Dieser ist zentral zwischen den Wangen 76, 78 angeordnet und im Querschnitt gegenüber der Verbindungswelle 80 vergrößert. Der Stützkörper 82 unterstützt das Zusammenraffen der Flachbahn 4.
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9 zeigt in einer weiteren vereinfachten perspektivischen Detailansicht die Maschine 2 der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei deren Flachbahnvorformungsvorrichtung 26 eine erste Keilnutrolle 38a und eine zweite Keilnutrolle 38b umfasst. Dem Grundsatz nach sind beide Keilnutrollen 38a, 38b so ausgestaltet wie die zuvor beschriebene Keilnutrolle 38. Die erste Keilnutrolle 38a wirkt mit einer Unterseite 21 der Flachbahn 4 zusammen, mit der die Flachbahn 4 auch über oder entlang der Transportrolle 24 geführt ist. Beispielhaft handelt es sich bei der Transportrolle 24 wiederum um eine ballige Rolle 74. Die zweite Keilnutrolle 38b wirkt mit einer Oberseite 20 der Flachbahn 4 zusammen und ist beispielhaft stromabwärts der ersten Keilnutrolle 38a angeordnet.
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Die erste und die zweite Keilnutrolle 38a, 38b können unterschiedlich geformte Stützkörper 82 aufweisen. Beispielsweise ist der zweite Stützkörper 82b, betrachtet in einer Ebene, in der die Verbindungswelle 80 verläuft, so ausgestaltet, dass sein Aspektverhältnis von Höhe zu Breite größer ist als das Aspektverhältnis des ersten Stützkörpers 82a. Mit anderen Worten ist also der zweite Stützkörper 82b höher und dafür schmaler ausgestaltet als der erste Stützkörper 82a. Diese unterschiedliche Ausformung der Stützkörper 82a, 82b trägt dazu bei, dass sich die Flachbahn 4 in verbesserter Weise vorformen lässt.
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10 ist eine schematisch vereinfachte Seitenansicht eines Details der Maschine 2 der Tabak verarbeitenden Industrie. Die Maschine 2 umfasst als Flachbahnvorformungsvorrichtung 26 eine Formschulter 36. Die Flachbahn 4, bei der es sich beispielsweise um eine Papierbahn handelt, wird über nicht näher bezeichnete Umlenkrollen in die erste Transportrichtung T1 umgelenkt. Bevor die Flachbahn 4 in die Flachbahnvorformungsvorrichtung 26 eintritt, wird sie an der Transportrolle 24 vorbeigeführt. Stromabwärts der Transportrolle 24 ist die Auftragsvorrichtung 18 angeordnet, welche die Breitschlitzdüse 94 zum Auftragen des Zusatzstoffs 22 umfasst. Der Breitschlitzdüse 94 bzw. der Auftragsvorrichtung 18 wird der Zusatzstoff 22 über einen Zusatzstoffanschluss 96 zugeführt. Außerdem umfasst die Auftragsvorrichtung 18 einen Druckluftanschluss 98, mit dem die Auftragsvorrichtung 18 mit Druckluft versorgt werden kann.
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Die Auftragsvorrichtung 18 ist so montiert, dass der Zusatzstoff 22 in einer Zusatzstoffauftragsrichtung 100 auf die Flachbahn 4 aufgetragen wird. Die Zusatzstoffauftragsrichtung 100 schließt einen Winkel mit einem senkrecht auf der Ebene, in der sich die Flachbahn 4 erstreckt, stehenden Lot 102 ein. Dieser Winkel zwischen der Zusatzstoffauftragsrichtung 100 und dem Lot 102 soll als Auftragswinkel bezeichnet werden. Die Auftragsvorrichtung 18 ist derart montiert, dass der Auftragswinkel einstellbar ist. Außerdem ist ein Abstand D zwischen der Breitschlitzdüse 94 und der Flachbahn 4 einstellbar.
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Ferner umfasst die Auftragsvorrichtung 18 eine Breitschlitzdüse 94, die einen Grundkörper 104 umfasst, in dem sich eine Vorratskammer 106 befindet. Die Vorratskammer 106 dient der Aufnahme des über den Zusatzstoffanschluss 96 der Breitschlitzdüse 94 zugeführten Zusatzstoffs 22. Eine ferner in dem Grundkörper 104 vorhandene Heizung 108 erlaubt es, den Zusatzstoff 22 zu temperieren oder auf einer gewünschten Temperatur zu halten.
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11 zeigt eine schematisch vereinfachte Seitenansicht der Auftragsvorrichtung 18. Die Breitschlitzdüse 94 umfasst den Grundkörper 104, in dem sich die Vorratskammer 106 für den Zusatzstoff 22 befindet und in den die Heizung 108, beispielsweise eine elektrische Widerstandsheizung, integriert ist. Die Heizung 108 dient der Erwärmung des Zusatzstoffs 22, aber auch der Erwärmung der über den Druckluftanschluss 98 zugeführten Druckluft. Zur weiteren Erwärmung der Druckluft kann ferner eine nicht dargestellte Druckluftheizung von der Maschine 2 umfasst sein. Auch der Zusatzstoff 22 kann, bevor er über dem Zusatzstoffanschluss 96 der Auftragsvorrichtung 18 zugeführt wird, vorgewärmt werden. Die in den Grundkörper 106 der Breitschlitzdüse 94 integrierte Heizung 108 dient also bevorzugt dazu, die voreingestellten Temperaturen zu halten oder ggf. eine geringfügige Nachsteuerung der Temperaturen vorzunehmen.
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Bei der Breitschlitzdüse 94 handelt es sich beispielsweise um eine Kontakt-Breitschlitzdüse oder um eine kontaktlos arbeitende Breitschlitzdüse. Eine Kontakt-Breitschlitzdüse 94 ist in der schematisch vereinfachten Detailansicht von 12 gezeigt. Die Breitschlitzdüse 94 sitzt direkt auf einer Oberseite 20 der Flachbahn 4 auf, steht also im direkten Kontakt mit dieser. Durch den Einsatz einer Kontakt-Breitschlitzdüse kann Overspray verhindert werden.
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In 13 ist eine schematisch vereinfachte Detailansicht, mit frontalem Blick auf die Breitschlitzdüse 94 dargestellt. Es handelt sich bei der Breitschlitzdüse 94 um eine druckluftunterstützte Breischlitzdüse 94. Sie umfasst einen für den Zusatzstoff 22 vorgesehenen Düsenspalt 110, der sich im dargestellten Ausführungsbeispiel beispielhaft über die gesamte Länge der Breitschlitzdüse 94 erstreckt. Zu beiden Seiten des Düsenspalts 110 erstrecken sich zumindest näherungsweise parallel zu diesem verlaufende Luftspalte 112, aus denen zur Unterstützung des Auftrags des Zusatzstoffs 22 Druckluft austritt.
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Der Abstand D (vgl. 10) zwischen dem Düsenspalt 110 der Breitschlitzdüse 94 und der Oberseite 20 der Flachbahn 4 beträgt beispielsweise zwischen 3 mm und 60 mm. Die Heizung 108 ist dazu eingerichtet, den Zusatzstoff auf eine Temperatur zu erwärmen oder auf dieser zu halten, so dass der Zusatzstoff 22 eine Viskosität zwischen 50 m Pa*s und 1600 m Pa*s aufweist.
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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.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Maschine
- 4
- Flachbahn
- 6
- Strang
- 8
- Flachbahnbereitstellungsvorrichtung
- 10
- Bobine
- 12
- Flachbahnstrukturiervorrichtung
- 14
- Crimpwalzen
- 16
- Tänzer
- 18
- Auftragsvorrichtung
- 20
- Oberseite
- 21
- Unterseite
- 22
- Zusatzstoff
- 24
- Transportrolle
- 26
- Flachbahnvorformungsvorrichtung
- 28
- Strangformungsvorrichtung
- 30
- Einlauftrichter
- 32
- vorgeformte Flachbahn
- 36
- Formschulter
- 38
- Keilnutrolle
- 38a
- erste Keilnutrolle
- 38b
- zweite Keilnutrolle
- 40
- Umformungsabschnitt
- 42
- röhrenförmiger Abschnitt
- 44
- Umformkante
- 46
- rechtes vorderes Schulterelement
- 48
- linkes vorderes Schulterelement
- 50
- rechtes hinteres Schulterelement
- 52
- linkes hinteres Schulterelement
- 54
- Flansch
- 56
- Führungselement
- 58
- rechtes Distanzelement
- 60
- linkes Distanzelement
- 62
- zentrales Distanzelement
- 64
- Langlochverbindung
- 66
- rechte vordere Verschieberichtung
- 68
- linke vordere Verschieberichtung
- 70
- rechte hintere Verschieberichtung
- 72
- linke hintere Verschieberichtung
- 74
- ballige Rolle
- 76
- linke Wange
- 78
- rechte Wange
- 80
- Verbindungswelle
- 82
- Stützkörper
- 82a
- erster Stützkörper
- 82b
- zweiter Stützkörper
- 90
- Ablängvorrichtung
- 92
- stabförmiger Artikel
- 94
- Breitschlitzdüse
- 96
- Zusatzstoffanschluss
- 98
- Druckluftanschluss
- 100
- Zusatzstoffauftragsrichtung
- 102
- Lot
- 104
- Grundkörper
- 106
- Vorratskammer
- 108
- Heizung
- 110
- Düsenspalt
- 112
- Luftspalt
- D
- Abstand
- L
- Längsaxialrichtung
- T1
- erste Transportrichtung
- T2
- zweite Transportrichtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2022090268 A1 [0007]
- EP 0913100 A2 [0008]
