DE3303674A1 - Verarbeitung von werg, hauptsaechlich fuer die filterstrangfertigung - Google Patents

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft die Verarbeitung von fasrigem Werg, vor allem, jedoch nicht ausschließlich,für die Herstellung von Filtersträngen in der Tabakindustrie.

Ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung von Zigarettenfiltern umfaßt das Entnehmen von Filterwerg, bestehend aus einem Bündel von im wesentlichen ununterbrochenen Fasern, aus einem Vorrat wie einem Ballen, Durchführen des Wergs durch eine Öffnungs- oder Putzmaschine, um das Werg seitlich auszubreiten und es aufzubauschen und es dann zusammenzudrücken, um einen Strom vom Querschnitt der vollständigen Filter zu bilden. Während die Fasern ausgebreitet werden, wird ein Weichmacher wie Triacetin auf sie gesprüht. Der komprimierte Faserstrom kann dann in eine ununterbrochene Umhüllung eingeschlossen werden oder mit Dampf bzw. einer anderen Wärmequelle erhärtet werden, um einen ununterbrochenen Strang zu bilden, der dann in regelmäßigen Abständen abgeschnitten wird, wodurch sich die fertigen Filter ergeben.

Die Wergöffnungseinrichtung weist meistens eine Vorrichtung zum Strecken der Wergfasern auf, die sie auch seitlich voneinander trennt. Beispielsweise können sogenannte Gewindewalzen eingesetzt werden, welche das Werg ausbreiten und es der Länge nach strecken. Solche Rollen und die dazugehörige Wergöffnungseinrichtung sind in der US-Patentschrift 3 032 829 bekannt gemacht, die für nähere Einzelheiten heranzuziehen ist. Gewindewalzen werden in den Wergöffnungseinrichtungen Amcel 103 und Molins T05 verwendet.

Wergöffnungseinrichtungen sollen insbesondere die Wergfasern trennen, die sich gekräuselt haben. Wergstoffe wie Zelluloseacetat, aus denen Zigarettenfilter gefertigt werden, werden meist vorgekräuselt, da dies den Wirkungsgrad des Filters erhöht. Um jedoch die Vorteile des Kräuseins voll ausnützen zu können, sollen die gekräuselten Fasern getrennt (oder nicht parallel angeordnet) werden, so daß die Kräuselung von nebeneinanderliegenden Fasern sich nicht deckt oder parallel verläuft. Eine Schwie-

jQ rigkeit bei herkömmlichen Wergöffnungseinrichtungen ist die Größe des Streckens oder der Dehnung, welchem die Fasern ausgesetzt werden, um eine einwandfreie UnParallelität zu erzielen, so daß die Gefahr besteht, daß mindestens ein Teil der Kräuselung auf Dauer "her-

!5 ausgestreckt" wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein wirksames Verfahren zum öffnen des Wergs ohne übermäßiges Strecken der Fasern zu schaffen.

Nach einem Merkmal der Erfindung ist ein Verfahren zum Bearbeiten eines ununterbrochenen Wergs vorgesehen, das mehrere vorzugsweise ununterbrochene Fasern enthält, vorzugsweise gekräuselte Einzelfasern, gekennzeichnet durch Vorbeiführen des Wergs an einem Förderer mit mehreren verhältnismäßig scharfen Vorsprüngen, die das Werg mindestens teilweise durchdringen, und Steuern der Geschwindigkeit von mindestens einem Werg und der Fördereinrichtung, so daß die Wergfasern durch die Relativbewegung dieser Vorsprünge und des Wergs voneinander getrennt werden. Wo die Fasern gekräuselt sind, werden sie durch die Trennung unparallel angeordnet. Vorzugsweise bleibt das Werg unter einer geregelten Geschwindigkeit sowie unter einer geregelten Spannung.

Die Vorsprünge müssen in genügend weitem Abstand voneinander angeordnet sein, damit sie genügend in das Werg eindringen können, doch sind sie vorzugsweise in gestaffelten Reihen angeordnet, so daß soviele Fasern wie möglich quer über die Breite des Wergs durch einen Vorsprung berührt oder mindestens beeinflußt werden. Damit kann die Breite des Wergs durch die Vorsprünge wirksam in viele Abschnitte zerteilt werden. Die Vorsprünge bilden Verankerungs- oder Festpunkte für die Wergfasern, und die Relativbewegung zwischen dem Werg und den Vorsprüngen bewirkt eine Öffnung oder Unparallelität der Kräuselung.

Die Fördereinrichtung kann eine Rolle oder ein Band sein, das eine Anordnung von Stiften oder Nadeln trägt. Das Werg läuft vorzugsweise teilweise um oder auf der Oberfläche des Förderers.Das Werg kann auch zwischen zwei sich gegenüberstehenden Fördereinrichtungen mit Vorsprüngen durchgeleitet werden, so daß es durch den Spalt zwischen zwei sich kämmenden VorSprüngen läuft.

Die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Werg und den Vorsprüngen sowie die Vorsprünge selbst müssen so ausgelegt sein, daß die Fasern praktisch nicht zerrissen oder gebrochen werden. Im allgemeinen gilt, daß je höher die Relativgeschwindigkeit zwischen den Vorsprüngen und dem Werg ist, umso wahrscheinlicher zerreißen die Fasern. Auch, wenn die Art oder Ausrichtung der Vorsprünge der Relativbewegung besonders stark entgegensteht, dann besteht eine große Wahrscheinlichkeit für ein Zerreißen. Wenn die Vor-Sprünge beispielsweise Stacheln sind, können sie in Bewegungsrichtung des Wergs gegenüber der Fördereinrichtung geneigt sein, wodurch ein Zerreißen der Fasern weitgehend herabgesetzt wird, können aber auch gegen diese Richtung geneigt sein, wobei ein Zerreißen wahrscheinlicher wird.

Es sei jedoch bemerkt, daß bei einer Erhöhung der Relativ-

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geschwindigkeit zwischen den Vorsprüngen und dem Werg und auch, wenn durch die Ausgestaltung und Ausrichtung der Vorsprünge das Werg wirksamer aufgegriffen wird, daß sich dann das Werg trotz möglichen Zerreißens von Fasern wirksamer trennen und aufbauschen läßt.^radie Gefahr des Zerreißens weitgehend herabzusetzen und trotzdem eine voll wirksame Trennung zu erzielen, kann das Werg stufenweise verarbeitet werden, d.h. es kann über mehrere reihenweise angeordnete Fördereinrichtungen geführt werden, von denen jede Vorsprünge führt. So kann auf einer Anfangsstufe die Wirkung der Vorsprünge eines ersten Förderers nur gering sein, da der Förderer mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die etwa der des Wergs entspricht,wobei die Stacheln so angeordnet sind, daß sie nacheilen. Auf einer späteren Stufe, wenn das Werg bereits teilweise getrennt ist und damit mehreren Eingriffen besser widerstehen kann,, kann die Relativgeschwindigkeit einer Fördereinrichtung erhöht und die Ausrichtung der Vorsprünge verändert werden, um das Werg wirksamer zu greifen. Die Zahl und Dichte der Vorsprünge auf der Oberfläche eines Förderers und ihre Länge können auch erhöht werden, wenn die Wergfasern teilweise getrennt sind.

Die Geschwindigkeit des Wergs gegenüber der Fördereinrichtung mit den Vorsprüngen kann durch unabhängige Antriebsförderer, d.h. herkömmliche Antriebsrollen oder Walzen gesteuert werden oder auch durch eine weitere Fördereinrichtung mit Vorsprüngen. Damit kann das Werg über zwei oder mehr Förderer mit VorSprüngen bewegt werden, wobei diese in Reihe angeordnet sind und mit verschiedenen Geschwindigkeiten oder Drehzahlen angetrieben werden. Bei dieser oder auch bei einer Anordnung, in der nur ein einziger Förderer mit VorSprüngen verwendet wird, wird das Werg durch die aufgebrachte Spannung einem Recken ausge-35

ο ο υ ά b /

setzt. Man nimmt an, daß die erfindungsgemäße Stärke des Reckens, die am Werg aufgebracht werden muß, etwas geringer ist als bei mindestens ehigen herkömmlichen Anlagen. Beispielsweise bei der bekannten Wergöffnungseinrichtung trägt das Verhältnis der gesteuerten Geschwindigkeiten zwischen Eingang und Ausgang der Einrichtung normalerweise ca.1,3 1,8:1. Dieses Verhältnis ist ein Maß für das Recken des Wergs. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird angenommen, daß das Werg erfolgreich mit einem entsprechenden Be-"LQ triebsverhältnis von vorzugsweise 1,1-1,3:1 oder selbst nur 1,1:1 bearbeitet werden kann.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung dient der mit Vorsprüngen bestückte Förderer auch dazu, dem vorbeifah-

-^g renden Werg ein flüssiges Zusatzmittel, z.B. einen Weichmacher zuzusetzen. Der Förderer kann eine innere Sammelleitung aufweisen, welche der Weichmacher zugeführt wird sowie mehrere Leitungen oder Kanäle, durch welche der Weichmacher an das Werg gelangt. Bei einer bevorzugten Anordnung sind mindestens einige Vorsprünge Hohlstacheln oder Hohlnadeln, durch welche der Weichmacher nicht nur auf der Oberfläche des Wergs aufgebracht werden kann, das in Berührung mit der Fördereinrichtung steht, sondern auch in einem darüber hinaus liegenden·Bereich und daher auf eine Schicht des Wergs, die nicht direkt in Berührung mit der Oberfläche der Fördereinrichtung steht. Solche Stacheln oder Nadeln können verschiedene Längen aufweisen, um das flüssige Zusatzmittel verschiedenen Schichten des Wergs zuzuführen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist eine Fördereinrichtung zum Verarbeiten des Wergs eine drehbare Fläche mit einer Vorrichtung auf, die mit dem Werg in Eingriff kommt und mindestens eine öffnung für die Zufuhr des flüssigen Zusatzmittels von einer internen Sammelleitung des Wergs sowie eine interne stationäre Abschirmung be-

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sitzt, damit das flüssige Zusatzmittel nicht zur Außenfläche des Förderers gelangen kann, ausgenommen in der Nachbarschaft des Wergs. Die Fördereinrichtung kann daher eine Stachelwalze mit Hohlstacheln oder Hohlnadeln sein, und die Abschirmung kann teilweise zylinderförmig mit einer Öffnung ausgeformt sein, die neben dem Teil der Walze liegt, auf dem das Werg vorbeiläuft.

Die erfindungsgemäß von einem Förderer getragenen Vor-Sprünge können beispielsweise in Winkel angeordnet sein, um das Werg seitlich auszubreiten. Andererseits kann der Förderer so ausgelegt sein, daß er selbst das Werg ausbreitet, d.h. er ist mit einer gewölbten oder möglicherweise biegsamen Oberfläche versehen, die sich so bewegen muß,daß das Werg ausgebreitet wird. Beispielsweise kann eine biegsame zylinderförmige Walze eingesetzt werden, die sich um eine gekrümmte Achse dreht.

Obwohl die Erfindung hauptsächlich im Hinblick auf die Verarbeitung von Werg für Zigarettenfilter beschrieben wurde, kann sie prinzipiell für die allgemeine Verarbeitung von Werg eingesetzt werden, gleich ob für die Herstellung eines ununterbrochenen Strangs oder sonstwie, wo eine Trennwirkung erzielt werden soll.

Erfindungsgemäß ist auch ein Verfahren zur Bearbeitung eines ununterbrochenen Wergs vorgesehen, in dem dieses einer Reihe von VorSprüngen vorbeigeleitet wird, welche in das Werg eindringen und die relative Geschwindigkeit des Wergs und der Vorsprünge sowie die am Werg wirkende Spannung so gewählt sind, daß die Fasern ohne stärkeres Zerreißen getrennt werden. Bei einer bevorzugten Anordnung weist das Werg gekräuselte Fasern auf, und die Bewegung sowie Spannung werden so gesteuert, daß ein wesentlicher Teil der Kräuselung im Werg nach der Bearbeitung erhalten bleibt. Wenn das Werg Fasern mit visko-elastischen

Eigenschaften enthält, d.h. Zelluloseacetat, kann das Verfahren so durchgeführt werden, das das Reckverhältnis der Fasern während der Verarbeitung im Bereich\on 1,0-1,3:1 liegt.

Die Erfindung betrifft auch ein Bearbeitungsverfahren für

ein ununterbrochenes Werg, das durch ein Faserwerg geleitet wird, das z.B. mindestens eine angetriebene Stachelwalze aufweist, um nebeneinanderliegende Fasern ohne er-,Q hebliches Zerreißen zu trennen und unparallel anzuordnen.

Erfindungsgemäß ist auch eine Wergöffnungs- oder Aufbauscheinrichtung vorgesehen, insbesondere zur Aufbereitung des Wergs bei Herstellung von Filtersträngen, um die erfindungsgemäßen Verfahren anzuwenden.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Wergverarbeitungseinrichtung einschließlich einer Stachelwalze;

Fig. 2 eine Einzelheit eines Teils der Stachelwalze;

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil einer Stachelwalze;

Fig. 4 einen Teil einer Maschine zur Aufbereitung von Filterwerg;

Fig. 5 einen Teil einer anderen Maschine zur Aufbereitung von Filterwerg;

Fig. 6 einen Schnitt durch einen Teil einer Stachelwalze für den Einsatz in der Maschine der Fig.5;

Fig. 7 einen Teil einer weiteren Maschine zur Aufbereitung von Filterwerg;

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform einer Stachelwalze für den Einsatz in der Wergaufbereitungseinrichtung;

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Fig. 9 einen Radialschnitt durch einen Teil einer anderen Stachelwalze;

Fig.10 , "einen Längsschnitt durch eine weitere Stachelwalze.

Fig. 1 zeigt eine Wergaufbereitungseinrichtung, in welcher ein Wergband oder Wergstrom 10, der beispielsweise aus gekräuselten und praktisch endlosen Einzelfasern besteht, von einem Ballen oder einem ähnlichen Vorrat durch zwei angetriebene Walzen 12, 14 weggezogen wird. Die obere Rolle oder Walze 12 weist eine Gummioberfläche und die untere Walze 14 eine Oberfläche aus geschliffenem Stahl auf. Der Spaltdruck zwischen den Walzen 12, 14 kann einstellbar sein, z.B. mit Hilfe von hydraulischen oder pneumatischen Vorrichtungen, welche die Walzen zusammendrücken. Der die Walze 12, 14 verlassende Wergstrom 10 läuft teilweise um eine angetriebene größere Walze oder Rolle 16, welche eine Anordnung von Stacheln 18 trägt, die aus ihrer Oberfläche herausragen. Hinter der Stachelwalze 16 läuft das Werg über eine Förderrolle 20 zu einer weiteren Verarbeitungseinrichtung. Eine nicht gezeigte obere Gegenrolle kann mit der Rolle 20 zusammenwirken. Wenn das Werg 10 beispielsweise aus Filtermaterial wie Zelluloseacetatfasern

besteht, kann die/weitere Verarbeitungsanlage eine Maschine

zur Ausformung eines endlosen FilterStrangs enthalten.

Die Umfangsdrehzahl der Stachelwalze 16 kann etwas größer sein als die der Walzen 12, 14, so daß die in das Werg 10 eindringenden Stacheln 18 sich in Bezug auf die Fasern bewegen und bestrebt sind das Werg vorwärts zu treiben, wodurch es gestreckt wird. Die Stärke des Streckens hängt von der Dichte und der Verteilung der Stacheln 18 und ihrer Beschaffenheit (z.B. Länge, Durchmesser oder Breite) IQ und von ihrer Neigung sowie auch von der Drehzahl der Walze 16 ab.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Anordnung der Stacheln 18 am Umfang der Walze 16. Die Stacheln liegen in Reihen 22 und sind um einen kleinen Winkel in Richtung ihrer Bewe-* gung geneigt (durch den Pfeil 24 dargestellt). Außerdem sind die Stacheln in benachbarten Reihen gestaffelt angeordnet. Auf jeder Seite der Walze 16 befindet sich ein Flansch 26 (nur einer ist gezeigt), der radial herausragt, so daß seine Oberfläche mit den Spitzen der Stacheln 18. bündig ist. Die Walze 16 kann zwischen den Flanschen ca. 200-250 mm breit sein, um eine normale Breite eines Wergstroms 10 aufzunehmen. Der Durchmesser der Walze 16 dürfte normalerweise 150 mm betragen. Der durchschnittliehe Abstand zwischen den Stacheln 18 kann im Bereich von 1-10 mm liegen. Die Walze 16 braucht auch keinen Flansch 2 6 aufzuweisen.

Fig. 3 ist ein vergrößerter Schnitt eines Teiles des Umfangs der Walze 16 mit einer Stachel 18. Sie zeigt, daß jede Stachel 18 gegenüber der Drehrichtung der Walze 16 nach vorne geneigt ist. Die Achse der Stachel 18 bildet einen. Winkel oo mit der benachbarten Oberfläche der Walze 16, Bei dieser bevorzugten Anordnung ist die Vorderflache des konischen Außenendes der Stachel 18 eben-

falls zu dieser Oberfläche in einen Winkel von weniger als 90 geneigt. Obwohl bei der Anordnung der Fig. 1, die nur eine Stachelwalze 16 aufweist, vorzugsweise der Winkel öO weniger als 90° sein soll, kann dieser Winkel in Abhängigkeit von der erforderlichen Stachelarbeit am Werg normalerweise im Bereich von 45° bis 135° liegen, so daß die Stacheln rechtwinklig zur Oberfläche oder auch nachlaufend angeordnet sein könnten. Die Stachel 18 kann normalerweise 2-10 mm aus der Oberfläche der Walze 16 herausragen.

Der Wergstoff der Walze 16 kann Aluminium sein. Die zylinder förmigen Abschnitte der Stacheln 18 können in entsprechenden zylinderförmigen Bohrungen in der Walze 16 mit einem Kleber befestigt sein und sind vorzugsweise in einer in der britischen Patentschrift Nr. 1 298 561 beschriebenen Weise angebracht. Die Innenenden der Stacheln 18, die über die Innenfläche des Umfangs der Rolle 16 hinausragen können, können von einer Muffe aus ge-

2Q preßtem Kunststoff (nicht gezeigt) umschlossen sein.

Die Stacheln 18 könnten auch auf Dauben montiert sein, die an der Außenfläche einer Trägerrolle oder auf einem um die Rolle gewickelten Gurt angebracht sind anstatt direkt in die Oberfläche der Rolle eingebettet zu sein.

Fig. 4 zeigt einen Teil einer Maschine zur Bearbeitung von Filterwerg. Die Maschine kann beispielsweise zur Förderung des bearbeiteten Wergs an eine Filterfertigungsmaschine für endlose Stränge wie eine Molins PM5N ausge-

3Q legt sein. Das Werg 30 läuft von einem Ballen oder einem anderen Vorrat zwischen den normalerweise nicht angetriebenen Steuerwalzen 32, 34 durch zu einem ersten Paar von sich gegenüberstehenden zusammenwirkenden Stachelwalzen 36, 38. Die Walzen 36, 38 können der Walze 16 gleich sein.

Die Stacheln sind jedoch auf den Walzen 36, 38 so angeordnet, daß sie miteinander kämmen. Damit kann eine

λ Υ \(ο.

\ gleiche Stachelarbeit am Werg mit einer geringeren Stacheldichte auf jeder Walze erzielt werden. Andererseits sei bemerkt, daß die Länge des Abschnittes des von den Stacheln bestrichenen Wergs meist kürzer zwischen zwei sich gegenüberstehenden Stachelwalzen ist als bei einer einzigen Stachelwalze (wo sich das Werg teilweise um die Walze wickeln kann), natürlich solange nicht, wie das Werg teilweise um eine Walze aus zwei sich gegenüberstehenden Stachelwalzen gewickelt ist.

Die Stacheln auf den Walzen 36, 38 laufen vorzugsweise nach, d.h. ihr Winkel ist größer als 90°. Nach den Rollen 36, 38 läuft das Werg 30 zwischen einem zweiten Paar von sich gegenüberliegenden zusammenwirkenden Sta-

IQ chelwalzen 40, 42 durch, die gleich den Walzen 36, 38 sind, ausgenommen, daß die Stacheln vorzugsweise nach vorne geneigt sind, d.h., daß der Winkel OC weniger als 90° beträgt. Nach den Walzen 40, 42 folgt eine herkömmliche Weichmacherkammer 44, in welcher das bearbeitete Werg 30 mit einem Weichmacher imprägniert wird. Zwei angetriebene Förderrollen 46, 48, die sich gegenüberliegende Stahloberflächen aufweisen können, ziehen das Werg 30 auf der Weichmacherkammer 44 und befördern es zu einer weiteren Verarbeitungsmaschine (z.B. einer Molins PM5N).

Die Walzen 46, 48; 40, 42 und 36, 38 werden vorzugsweise jeweils mit leicht unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben. In Fällen, in denen das Werg 30 an eine Filterfertigungsmaschine für endlose Stränge gefördert wird, werden die Walzen oder Rollen 46, 48 vorzugsweise mit einer Drehzahl V angetrieben, die gleich oder etwas größer ist als die Fertigungsgeschwindigkeit der Strangfertigungsmaschine. Die Stachelwalzen 36, 38 werden mit einer Umfangsdrehzahl angetrieben die meist etwas kleiner ist als V, so daß die Spannung im Werg 30 zwischen den Rollen 46, 48 und den Stachelwalzen 36, 38 aufrecht erhalten wird.

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Die Stachelwalzen 40, 42 werden schneller angetrieben als die Stachelwalzen 36, 38, normalerweise mit 1,2 V, so daß ein kurzfristiges Strecken des Wergs 30 zwischen den Stachelwalzen 36, 38 und 40, 42 erfolgt, wodurch der Wirkungsgrad der Stacheln auf den entsprechenden Rollen auf das Werg durch Spannung erhöht wird, welche einen Schlupf zwischen den Stacheln und dem Werg fördert, die erforderliche Stellung der Kräuselung im Werg zu bewirken. Die nachlaufenden Stacheln der Walzen 36, 38 und die vorwärts geneigten Stacheln der Walzen 40, 42 unterstützen dies. Die dem Werg zwischen den Stachelwalzen 36, 38 und 40, 42 verliehene Streckung ist meist geringer als die in herkömmlichen Einrichtungen mitgeteilte und so beschaffen, daß mehr Kräuselung des Wergs im fertiggestellten Filterstrang erhalten bleibt.

Wie bei herkömmlichen Einrichtungen sind die Rollen 32,34 vorzugsweise nicht angetrieben und dienen zum Vorspannen des Wergs 30 mit Hilfe des Spaltendrucks sowie zurgleichmäßigeren Anlieferung an das erste Stachelwalzenpaar 36, 38.

Die einzelnen Stachelwalzenpaare 36, 38 und 40, 42 müssen für die periodische Reinigung des Walzenspaltes und der Stacheln von Wergfasern trennbar sein.

Fig. 5 zeigt einen Teil einer anderen Verarbeitungsmaschine von Filterwerg und Fördereinrichtung zu einer Filterfertigungsmaschine für endlose Stränge. Ein Filterwergstrom 50 wird von einem Wergballen 52 über zwei Rollen 54, 56 durch eine erste und zweite Stachelwalze 58, 56 herausgezogen. Vor den Rollen 54, 56 wird der Wergstrom 50 seitlich ausgebreitet und teilweise durch herkömmliche Streifenkonfektionierdüsen 62, 64 getrennt.

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J J U J Ü /

Von den Rollen 54, 56 läuft das Werg 50 unter der und teilweise um die erste Stachelwalze 58 hindurch und herum und dann über und teilweise um die zweite Stachelwalze 60 hinweg und herum. Die Stachelwalzen 58, 60 können gleich der Stachelwalze 16 ausgelegt sein. Jedoch der Winkel O^ der Stacheln auf der Walze 58 ist vorzugsweise 90 oder größer und der Winkel Ob auf der Walze 60 beträgt vorzugsweise 90 oder weniger. Der Abstand zwischen den Stacheln auf der Walze 60 kann etwas geringer sein als der auf der Walze 80, da das die Walze 60 erreichende Werg 50 bereits durch die Rolle 58 bearbeitet wurde und schon teilweise getrennt ist. Auch die Stacheln auf der Walze 60 können weiter herausragen, als die Stacheln auf der Walze 58* Nach der Walze 60 gelangt das Werg 50 zu einer Fertigungsmaschine für endlose Filterstränge mit einer Garnitur 66 zum Ausformen eines endlosen Strangs auf einem Garniturband 68 und zum Einschließen des Strangs in eine endlose Papierbahn 70. Das Werg 50 wird in einer Vorrichtung 72 aufgenommen, welche eine zusammenlaufende Führung aufweist und vorzugsweise auch einen oder mehrere pneumatische Förderdüsen, um das Werg 50 zubefördern und die Spannung zwischen der Einrichtung 72 und der"Stachelwalze 60 aufrecht zu erhalten.Die Vorrichtung 72 kann beispielsweise gleich der Vorrichtung 40 sein, die in der britisehen Patentschrift Nr. 1 588 506 beschrieben wird.

Die Stachelwalze 58 wird über eine Transmission 74 angetrieben, die vom Antrieb des Formatbandes 68 (d.h. vom Antrieb der Strangfertigungsmaschine) aus hergeleitet ist.

Die Transmission 7 4 weist ein stufenloses Getriebe 76 (oder einen anderen Drehmomentwandler) auf. Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 76 hängt von der Art des zu fertigenden Filterstrangs und von der Vollständigkeit des Aufbausch- oder Trennverfahrens des Wergs 50 ab;

\ meist ist das Verhältnis für eine bestimmte Einrichtung und eine bestimmte Wergart festgelegt und beträgt ca. 1:1. Der Antrieb der zweiten Stachelwalze 60 erfolgt über eine Transmission 78 mit einem zweiten stufenlosen Getriebe 80. Die Übersetzung der Umfangsgeschwindigkeit der Walze 60 zu der der Walze 58 wird durch das Getriebe 80 gesteuert. Normalerweise beträgt dieses Verhältnis 1,2:1.

Die Differentialgeschwindigkeit und relative Schlupf der YQ Stacheln der Walzen 58, 60 gegenüber dem Werg 50 bewirkt eine· Trennung der Unparallelität des Wergs und bereitet es für den Einbau in den Filterstrang vor. Außerdem führen die Walzen 58 und 60 dem Werg einen Weichmacher zu. Dieser wird von einem Behälter 82 durch eine von einer 2g Transmission 87 angetriebenen Pumpe herausgepumpt, wobei die Transmission vom Antrieb der Strangfertigungsmaschxne hergeleitet wird (so daß der Weichmacher mit einer Geschwindigkeit herausgepumpt wird, die auf die Produktionsgeschwindigkeit des FilterStrangs bezogen ist). Die Pumpe 84 fördert den Weichmacher an eine Leitung 86 welche ihn unter Druck an die Zweigleitungen 90, 92 abgibt, die zu Kammern 94, 96 in den Stachelwalzen 58, 60 führen. Die Pumpe 84 ist vorzugsweise eine Verdrängerpumpe.

Die Oberflächen der Stachelwalzen 58, 60 können mit Löchern zwischen den Stacheln versehen sein, durch welche Weichmacher zur Außenfläche der Walzen für die Imprägnierung des Wergs 50 zugeführt werden kann. Damit kann die Walze 58 die oberen Bereiche des Wergs 50 und die Walze die unteren Bereiche mit Weichmacher versorgen.

Fig. 6 zeigt eine weitere mögliche Anordnung, in der die Oberfläche der Walze mit abgeänderten Stacheln 98 versehen ist, die Bohrungen 100 aufweist, so daß sie Injektonsnadeln ähneln. Die Außenenden der Stacheln 98 sind vor-

zugsweise von der Vorderfläche abgekehrt abgewinkelt, so daß die Bohrungen 100 nicht so leicht verstopfen können und das Eindringen der Stacheln 98 in das Werg 50 erleichtern. Die Stacheln 98 können unterschiedliche Längen aufweisen, so daß verschiedene Schichten des Wergs zwangsläufig mit Weichmacher versorgt werden, der durch die Bohrungen 100 läuft. Eine oder beide Walzen 58, 60 könnten mit Stacheln 98 versehen werden, die in Verbindung mit herkömmlichen massiven Stacheln bzw. mit Öffnungen 101 in

IQ der Oberfläche der Walze eingesetzt werden können. Die Zudem messung oder Verteilung des Weichmachers auf/Bereich der

Walze, der mit dem Werg 50 in Berührung steht, erfolgt durch eine stationäre Muffe oder einen Schirm 102 mit einer öffnung 104, an der Stelle an der der Weichmacher abgegeben werden muß (Fig.6). Der Druckabfall des Weichmachers in den Stacheln 98 (bzw. den Öffnungen 101) dient einer gleichmäßigen Verteilung des Flusses zwischen den Stacheln (bzw. den Öffnungen); um jedoch in einigen Fällen einen hinreichenden Fluß zu erzielen, mag es notwendig sein, den Weichmacher zu erwärmen und damit seine Viskosität und auch den Strömungsmitteldruck der Anlage zu verringern. Der durch die Rollen 58, 60 zugeführte Weichmacher wird nicht insgesamt vom Werg aufgenommen. Dies ist teilweise der Fall, weil die Breite des Wergstroms 50 schwankt, so daß mindestens einige der äußeren Stacheln oder öffnungen der Walzen 58, 60 nicht stets in Berührung mit dem Werg sind. Ein Sammler 104 für nicht aufgenommenen Weichmacher ist schematisch in Fig. 5 angegeben. Weitere Schutzschirme um die Rollen 58 und 60 können erforderlieh sein, um den von den Walzen oder vom Werg abgeworfenen Weichmacher auf den Sammler zu lenken. Der gesammelte Weichmacher kann filtriert und zum Behälter 82 zurückgeleitet werden.

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Die Walzen 58 und 60 können auch mit Nadeln wie die nach den britischen Patentschrift Nr. 1 582 262 bestückt sein, um das Werg mit Weichmacher zu versorgen.

Als eine Alternativanordnung zu der der Fig. 5 kann das Werg um Walzenrollen geleitet werden, die im wesentlichen den Rollen. 58 und 60 gleichen, jedoch keine innere Weichmacherzufuhr aufweisen und mit einer herkömmlichen IQ Weichmacherkammer bestückt sind, die zwischen der Stachelwalze 60 und der Vorrichtung 72 der Strangfertigungsmaschine angeordnet ist.

Fig. 7 zeigt eine Anordnung, in der ein Filterwergstrom 110 von einem nicht gezeigten Vorrat durch zwei Vorspannungsrollen 112, 114 (gleich den Rollen 12, 14) herausgezogen und abwechselnd über und unter einer ersten, zweiten, dritten und vierten Stachelwalze 116, 118, 120, 122 geleitet wird. Nach der vierten Stachelwalze läuft das Werg 110 zwischen Rollen 124, 126 durch (wieder gleich den Rollen 12, 14).

Die Stacheln der Walzen 116,118, 120, 122 unterscheiden sich in Art und Ausrichtung sowie in ihrem Abstand oder Raster. Im allgemeinen nehmen Raster, vorragende Länge und Durchmesser der Stacheln auf den Walzen 116, 118, 120, 122 dieser Reihenfolge ab. Auf den Rollen 116 und 118 sind die Stacheln rückwärts geneigt, mehr auf der Walze 116, und auf den Walzen 120 und 122 sind sie nach vorwärts geneigt, mehr auf der Walze 122. Normale Werte für das Rastermaß, den Winkel ÖL und die herausragende Länge sind wie folgt:

Zl.

Walze	Stachelraster	Stachel-^ winkel &&■	Heraufragende Staöhellänge
116	8 ram	135°	B mm
118	6 mm	110°	5 mm
120	5 mm	80°	4 mm
122	4 mm	70°	3 mm

Die Durchmesser der Stacheln können sich von ca* 1*5 mm

auf der Walze 116 bis auf ca. 1 ram oder weniger auf der 10

Walze 122 verringern. Der Gesämtdurchmesser der einzelnen Walzen 116 usw; beträgt ca. 150 mm, und die Weifglangen zwischen den Walzen liegen normalerweise im Bereich von 100 bis 500 mim

Der Antrieb der Rollen 112, 114 und 124, 126 sowie der Stachelwalzen 116, 118> 120, Mt wird von der häehgeschäl-* teten Anlage (z.B. einer Fertigüngsmäschine für endlose· Stränge sowie einer Transmission 128 abgeleitet* die zu

einem stufenlosen Getriebe 130 führt; Der Abtrieb des Ge^ 20

triebes 130 führt direkt zu den TrarismisSiöilgn 132, 134 und 136 für die Rollen 124, 126* die Stächelwal ζ <§n 122 Und 120 sowie indirekt über ein zweites stüferilöseS Ge« triebe 138 zu den Transmissionen 14Ö, 142 und 144 für die

__e Stachelwalzen 118 Und 116 sowie die Rollen 112? 1Ί 4_s Die 25

Relativdrehzahlen der Rollen 124/ 126 sowie der Walzen III und 120 werden daher als Gruppe eingesfeellfe (durch die Transmissionen 132, 134 und 136) wie auch di§ relativen Drehzahlen der Walzen 118, 116 und der Rollen 112* 114 (durch die Transmissionen 140* 143 und 144) * Die Übör-Setzung zwischen diesen Gruppen wird durch das Getriebe 118 gesteuert, und die Gesamtübersetgünf düs Häüötähtri©bs wird durdh das sfeüfehlöse Getriebe 130 gtsteüerts Eifte irlötjliche Drehzählkömbinatiön ist wie

!©Ilen	124,	121	V	6	V
Walze	122		1,	a	V
Walie	120		1,	7
Walle	118		0,	6	V
Walie	116		0,	9
Rollen		114	Q

V durch die Art des Wergs und den Aufbau des Filters bestimmt wird und annähernd der linearen Geschwindigkeit der nashgeschalteten Bearbeitungsmaschine (z„g„ der strang^ feritungsmaschine) entspricht»

Damit ist das gesamte streckverhältnis zwischen den !©Ilen 112.; 114 und 124, 126 niedrig (I₁IsD, Es tritt 3©dqch ©in erheblicher relativer Schlupf zwischen den Stacheln der Walzen 110, 11S_f 120 und 122 auf_ff der eine Kämm* und ?rennungswirkung auf das Werg 110 ausübt und eine Trennung seiner Fasern bewirkt. Die Anordnung und die ausrichtung dei Itashein ist so gewählt? daß die Kräuselung ün Werg im wesentlich erhalten bleibt »Wenn dsis Werg zwnehmend beim Durchlaufen der vorgeschaltetenVfelzen getrennt wird, kann die Waliendishte und auch die Drehzahl der nachgesehaltgtgn Walzen ©rhäht werden, wodurch der itaehe!winkel o& v@r= kleinert werden kann, ohne die Kräuselung des Wergs zu zerstören,

line verstärkte Steuerung der relativen Drehgahl der schiedenen Rollen und Walzen wäre durch ein ©der

_o_ zusätzliche stufenlose Getriebe in einer ©der mehreren «υ

der Transmissionen 132, 134, 136, 140, 14.2 und 144 m8gii@h.

Es ist auch möglich, daß nur ein einziges stufenloses Qg= triebe eingesetzt wird; in diesem Falle können dies Tifang« mi§sion@n 132, 134 und 136 von der Transmission 128 über _o_ ein Getriebe mit faster Übersetzung angetrieben

j welche das stufenlose Getriebe 130 ersetzt, wobei das stufenlose Getriebe 138 bleibt, um die Gänge oder Geschwindigkeiten der Transmissionen 140, 142 und 144 zu verändern. Eine andere Möglichkeit ist, daß das stufen-

p- lose Getriebe 138 entfällt und das stufenlose Getriebe 130 beibehalten wird, um verschiedenen Filterauslegungen zu genügen.

Eine herkömmliche Weichmacherkammer 146 kann nach der Stachelwalze 122 angeordnet werden. Andererseits können eine oder mehrere Stachelwalzen 116, 118, 120 und 122 durch Weichmacher versorgt werden, um ihn dem Werg 110 in der gleichen Weise wie in Fig. 5 zuzuführen.

•je Eine herkömmliche Streifenkonfektionierdüse zur seitlichen Erweiterung des Wergs kann an einer oder mehreren Stellen zwischen den Stachelwalzen 116, 118, 120, 122 oder an einem anderen Ort neben dem Wergstrom 110 angeordriet werden.Fig. 7 zeigt eine solche Streifenkonfektionierdüse 148.

Nach Fig. 7 verkürzen sich die herausragenden Längen der Stacheln fortschreitend in der Reihenfolge der Walzen 116, 118, 120, 122. Für Werg, das eine erhebliche Stachelarbeit erfordert, um die erforderliche Trennung der Fasern zu erreichen, können die herausragenden Längen der Stacheln auf den Rollen gleich sein oder in der Reihenfolge 116,

zu

118, 120, 122 ansteigen. Dies kann/einer besser fortschreitenden Trennung führen. Auch die Drehzahlen von mindestens der ersten und zweiten Walze 116, 118 können näher an der Geschwindigkeit des Wergs liegen. Natürlich können weitere Stachelwalzen vorgesehen werden, wenn dies erforderlich ist, um das Werg gleichmäßiger zu bearbeiten.

Nach Fig. 8 kann ein Wergstrom 150 durch einen Stachelförderer 152 bearbeitet werden, der ein endloses Band 154 aufweist, das um Rollen 156 und 158 geführt ist, wobei das Band eine Reihe von Stabförderern oder Dauben 160 führt, die mit Reihen von herausragenden Stacheln 162 versehen sind. Diese Art von Förderer, der in der Textilindustrie als Stab- oder Gitterförderer bekannt ist,weist den Vorteil eines potentiell langen Kontaktbereiches mit dem Werg auf. Ein Förderer wie der Förderer 152 könnte

IQ eine oder mehrere Stachelwalzen der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele ersetzen. Eine weitere mögliche Bauart eines verwendbaren Stachelförderers weist eine oder mehrere Stacheln tragende Dauben auf, die auf einer Bahn bewegt werden, auf welcher sie aussetzend in Berührung mit dem Werg gelangen. Beispielsweise könnten die Dauben einer quadratischen Bewegungsbahn folgen oder sich wie eines der Elemente 3 der britischen Patentschrift Nr. 278 489 bewegen.

Auch die Breite des Wergbandes kann mit Stacheln gesteuert werden, die relativ zu einer Ebene abgewinkelt sind, die senkrecht zur Drehachse der Stachelwalze liegt. Beispielsweise können nach Fig. 9, die ein Radialschnitt durch einen Teil einer Stachelwalze 200 ist, die Stacheln 202 leicht zum näheren Ende der Walze hin abgewinkelt sein, so daß sie von der mittleren Querebene der Walze abweichen. Dies hilft, eine Verengung des Wergbandes zu verhindern; diese Breite bleibt vorzugsweise im wesentlichen gleich der Breite der Stachelwalze. Die Stacheln 204 an den äußeren Kanten der Stachelwalze 200 (oder die neben dem Flansch 26 der Fig. 2) können leicht einwärts gewinkelt sein, d.h. von der Kante abgekehrt, damit die Wergfasern nicht auf der Kante schleifen.

Andere mögliche Wege, die Breite des Wergs auf einem Stachel Förderer zu kontrollieren bestehen darin, leicht gewölbte Walzen (durch die gestrichelte Linien 206 der Fig.9 angezeigt) oder eine biegsame zylindrische Walze (Fig. 10) zu verwenden. Die Rollo 210 wird um eine gekrümmte Achse 212 gedreht und kommt mit dem Werg auf ihrer konkaven Seite 214 in Eingriff. Eine biegsame gekrümmte zylindrische Walze, die sich um eine gekrümmte Achse dreht, weist gegenüber der gewölbten Walze den Vorteil auf, daß die Umfangsgeschwindigkeit an der Oberfläche über die gesamte Länge der Walze gleich sein kann. Die Walze muß so biegsam sein, daß sie eine genügende Krümmung zuläßt, um wirksam zu sein, sie darf jedoch nicht so groß sein, daß die Stacheln nicht sicher verankert werden können und mit dem Werg nicht mit genügender Kraft in Eingriff kommen, um wirken zu können.

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Claims (24)

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Bearbeitung eines endlosen Wergs mit vielen Fasern, gekennzeichnet durch Vorbeileiten des Wergs an einem Förderer mit vielen verhältnismäßig scharfen Vorsprüngen welche mindestens teilweise in das Werg eindringen und durch Steuern der Geschwindigkeit des Wergs und mindestens einem Förderer, so daß die Fasern des Wergs durch die Relativbewegung zwischen den VorSprüngen und dem Werg getrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die relative Geschwindigkeit zwischen dem Werg und dem Förderer so gewählt ist, daß die Fasern praktisch nicht zerreißen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werg stufenweise bearbeitet wird, in dem es über mehrere Förderer mit Vorsprüngen geleitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werg über einen vor- und nachgeschalteten Förderer geleitet wird und, daß die relativen Drehzahlen so gesteuert werden, daß die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Werg und dem nachgeschalteten Förderer größer ist als die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Werg und vorgeschalteten Förderer.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werg in Stellungen vor und nach dem oder den Förderern gesteuert wird und daß das Verhältnis zwischen der Werggeschwindigkeit an der nachgeschalteten Stelle zur Geschwindigkeit des Wergs

an der vorgeschalteten Stelle kleiner ist als 1,3:1.

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Bahn für Werg, mindestens einem Förderer (16,36-40,58, 60, 116-122,152,200,210) mit vielen relativ scharfen Vorsprüngen (18, 98,162, 202, 204), welche mit dem Werg auf der Bahn in Eingriff kommen sowie mit einer Vorrichtung (20,32,34,64,56,68,112,114,124,126), welche das Werg gegenüber dem Förderer so bewegt, daß die Vorsprünge relativ zum Werg auf der Bahn bewegt werden.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,daß die Bewegungsvorrichtung (20 usw.) das Werg auf der Bahn mit einer ersten Geschwindigkeit bewegt und Vorrichtungen (76,80,134-142) den Förderer (16 usw.) so bewegen, daß die Vorsprünge auf der Bahn mit einer zweiten Geschwindigkeit bewegt werden.

8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer (16 usw.) ein Endlosförderer ist und eine Anordnung von VorSprüngen (18 usw.) in gestaffelten Reihen trägt.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn und der Förderer (16,58, 60,116-122,152,200,210) so angeordnet sind, daß das Werg und der Förderer über eine erhebliche Bahnlänge miteinander in Verbindung bleiben.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei sich gegenüberliegende Förderer (36,38,40,42) miteinander kämmende Vorsprünge (18 usw.) aufweisen und, daß die Bahn zwischen den sich gegenüberliegenden Förderern hindurchläuft.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Förderer (36,38,40,42,58, 60,116-122) an im Abstand voneinander befindlichen Stellen auf der Bahn angeordnet sind, so daß das Werg stufenweise durch die Förderer bearbeitet wird.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Relativabstand der VorSprünge (18 usw.) auf einem Förderer (36,38,58,116-122) an der vorgeschal-

2Q teten Stufe größer ist als an einem Förderer (40,42,60, 118-122) auf der nachgeschalteten Stufe.

13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (18 usw.) an einem För-

"L5 derer (36 usw.) auf der vorgeschalteten Stufe in anderer Weise in das Werg eindringen als die auf einen Förderer (40 usw.) auf der nachgeschalteten Stufe.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, da-

durch gekennzeichnet, daß der Durchschnittswinkel zwischen einem Vorsprung (18 usw.) und der Oberfläche des Förderers, die sich vom Vorsprung aus in Bewegungsrichtung des Förderers erstreckt größer bei einem Förderer (36 usw.) an der vorgestalteten Stufe als bei einem Förderer (40 usw.) auf der nachgeschalteten Stufe ist.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeichnet durch einen Antrieb (74-89,128-142) zum Bewegen der Förderer (36 usw.) mit verschiedenen Drehzahlen.

16.Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, gekennzeichnet durch einen Förderer (200,210) mit seitlich geneigten Vorsprüngen (202,204) zum Steuern der Wergbreite auf der Bahn in der Nachbarschaft des Förderers.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer eine bogenförmig gekrümmte Walze (200) mit seitlich nach außen geneigten Vorsprüngen (202) ist.

18.Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer ein im wesentlichen biegsames zylinderförmiges Element (210) ist, das sich um eine leicht gekrümmte Längsachse (212) dreht.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer (58,60) das Werg auf seiner Bahn mit einem flüssigen Zusatzmittel versorgt.

20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer (60) mehrere Leitungen (100,101) aufweist, durch welche das flüssige Zusatzmittel von einer inneren Sammelleitung aus (96) zugeführt werden.

21. Einrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch einen stationären Schirm (102), der zwischen den Leitungen (100,101) und der Sammelleitung (96) angeordnet ist und eine Öffnung (104)aufweist, welche die Verbindung zwischen der Sammelleitung (96) und den Leitungen (100,1o1) in einem Bereich herstellt, welcher der Bahn entspricht.

22. Einrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige Leitungen (100) durch die Vorsprünge (98) geführt sind.

23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Förderer (58,60) an im Abstand voneinander befindlichen Stellen auf der Bahn angeordnet sind und daß beide Förderer (58,60) das Werg auf der Bahn mit flüssigem Zusatzmittel versorgen. -5-

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24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer (60) VorSprünge (98) von verschiedener Länge aufweist, welche verschieden weit in das Werg eindringen.