DE4003051A1 - Auftragsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen von Weich­ macher auf einen Filtertowstreifen zur Herstellung von Filtern für Zigaretten oder andere rauchbare Produkte der tabakverar­ beitenden Industrie mit einem einen Weichmachervorrat enthal­ tenden Vorratsbehälter, einer Sprühkammer, welche Auftragsmittel zum Aufbringen des Weichmachers auf den Filtertowstreifen auf­ weist, Fördermitteln zum Hindurchfördern des Filtertowstreifens durch die Sprühkammer und einer Fördereinrichtung zum Fördern des Weichmachers aus dem Vorratsbehälter in die Sprühkammer.

Filter für Filterzigaretten und andere rauchbare Artikel der tabakverarbeitenden Industrie werden gewöhnlich aus einem Filtertowmaterial hergestellt, welches aus einem lockeren, gekräuselten Fasergewebe besteht. Ein bevorzugtes Material für die Herstellung von Zigarettenfiltern ist ein Filtertow aus Celluloseacetatfäden. Das Filtertowmaterial wird in Ballen geliefert und muß für die Herstellung eines Filterstrangs aufbereitet werden. Dazu wird es vom Ballen abgezogen, durch Ausbreiten und Recken vergleichmäßigt, mit einem Weichmacher, beispielsweise Triacetin, besprüht und dann zu einem runden Strang zusammengefaßt, der mit einem Hüllmaterialstreifen, meistens aus Papier, umhüllt und schließlich in Filterabschnitte ein- oder mehrfacher Gebrauchslänge zerschnitten wird.

Das Aufbringen des Weichmachers erfolgt in einer Sprükammer, in welcher der zugeführte Weichmacher mittels einer entsprechend ausgebildeten Sprüheinrichtung in feinverteilter Form vorzugs­ weise von beiden Seiten her möglichst gleichmäßig auf den Filtertowstreifen aufgesprüht wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine neue Auftragsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art mit verbesserten Eigenschaften anzugeben.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß eine Heizeinrichtung zum Erwärmen des Weichmachers auf eine vorge­ gebene Temperatur vor seiner Aufbringung auf den Filtertow­ streifen vorgesehen ist. Der Weichmacher wird hiernach auf eine Temperatur erwärmt, die sein Aufbringen auf den Filtertow­ streifen und seine Wirksamkeit bei der Reaktion mit dem Filter­ towmaterial optimiert. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Heizeinrichtung der Fördereinrichtung zwischen dem Vorratsbehälter und der Sprühkammer zugeordnet. Dabei kann als Heizeinrichtung wenigstens ein Durchlauferhitzer vorgesehen sein. Auf diese Weise wird jeweils nur die Weichmachermenge erwärmt, die jeweils auf den Towstreifen aufgebracht wird, während die Weichmachermenge im Vorratsbehälter ihre unverän­ derte Temperatur behält, was den Aufwand für die Heizung ver­ mindert und den Energiebedarf für das Erwärmen des Triacetins herabsetzt.

Gemäß einer speziellen bevorzugten Ausführungsform der Vorrich­ tung nach der Erfindung weist die Sprühkammer als Auftrags­ mittel wenigstens zwei der Filtertowbahn in der Sprühkammer auf gegenüberliegenden Seiten zugeordnete Sprüheinrichtungen auf. Die Fördereinrichtung zum Zuführen von Weichmacher zu den Sprüh­ einrichtungen weist dabei wenigstens zwei Weichmacherleitungen auf, und jeder dieser Weichmacherleitungen ist ein Durchlauf­ erhitzer zugeordnet. Mit dieser Ausführungsform der Erfindung ist eine besonders intensive und gleichmäßige Aufbringung des Weichmachers auf den Towstreifen gewährleistet, wobei es möglich ist, die Menge des auf jeder Seite des Towstreifens zugeführten Weichmachers und seine Temperatur gesondert einzustellen. Damit können für den Weichmacherauftrag besonders günstige Bedingungen geschaffen werden.

Um zu gewährleisten, daß der Weichmacher gute Verarbeitbarkeit und optimale Reaktionsfähigkeit mit dem Material des Towstrei­ fens hat, ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorge­ sehen, daß jeder Durchlauferhitzer mit einer Regelanordnung zum Regeln der Weichmachertemperatur verbunden ist. So kann immer die gewünschte Qualität der produzierten Filter gesichert werden.

In Fortführung der Erfindung ist von besonderer Bedeutung, daß die Durchlauferhitzer als Heizelemente Kaltleiterelemente auf­ weisen. Die Kaltleiterelemente sind insbesondere und vorzugs­ weise so ausgewählt, daß sie die Weichmachertemperatur auf höchsten etwa 90°C begrenzen. Die Verwendung von Kaltleitern als Heizelemente stellt sicher, daß eine Überhitzung des Weich­ machers und möglicherweise ein Entflammen ausgeschlossen sind. Der als Heizelement eingesetzte Kaltleiter ist so ausgewählt, daß die bei der angelegten Spannung erreichbare Höchsttemperatur ausreichend weit unter dem Flammpunkt des Weichmachers bleibt. Der Einsatz des Kaltleiters als Heizelement bewirkt, daß der elektrische Widerstand des Heizelements bei steigender Tempera­ tur so weit ansteigt, daß die Heiztemperatur den Flammpunkt des Weichmachers nicht erreicht. Das System ist also eigensicher, es schützt sich durch den bei Erwärmung ansteigenden Widerstand selbst vor Überhitzung.

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist die Heizein­ richtung den Weichmacher auf eine Temperatur im Bereich von 30 bis 40°C erwärmend ausgebildet und geregelt. Dies dient der Optimierung der Weichermachertemperatur, die Einfluß auf die Auftragsbedingungen und die Reaktionsfähigkeit des Weichmachers mit dem Towmaterial hat. Die optimale Temperatur hängt jeweils vom verwendeten Weichmacher ab.

Die Erfindung bietet den besonderen Vorteil, daß der Weichmacher mit einer optimalen Temperatur aufgebracht und verarbeitet wird. Die Auftragsvorrichtung ist einfach und ihre Betriebsweise unkompliziert. Sie bietet hohe Sicherheit, weil die systembe­ dingte obere Temperaturbegrenzung vor einer Überhitzung des Weichmachers schützt. Es besteht daher keine Gefahr, daß die Weichmachertemperatur bis zum Flammpunkt erhöht wird. Dabei ist nur eine geringe Heizleistung erforderlich, und der elektrische Energieverbrauch ist niedrig. Die Vorwärmzeit für den Weich­ macher ist kurz, und es wird immer nur die Weichmachermenge erwärmt, die auch tatsächlich auf den Towstreifen aufgebracht wird.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Herstellen von Zigarettenfiltern mit einer Vorrichtung zum Auftragen von Weichmacher in einer schematischen Ansicht und

Fig. 2 Einzelheiten einer Vorrichtung nach der Erfindung in einer schematischen Darstellung.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zum Herstellen eines Filter­ strangs, inbesondere für die Herstellung von Filtern für Zigaretten und dergleichen rauchbaren Artikeln, in einer schematischen Seitenansicht dargestellt. Diese Vorrichtung besteht aus zwei Hauptbaugruppen, einem Aufbereitsungsgerät 1 für in einem endlosen Filtermaterialstreifen zugeführtes Filter­ tow und einem Bearbeitungsgerät 2 zur Herstellung von umhüllten Filterstäben.

Das Aufbereitungsgerät 1 weist ein Walzenpaar 3 zum fortlaufen­ den Abziehen eines endlosen Filtermaterialstreifens 4 von einem Ballen 6 auf. Nach der Entnahme vom Ballen 6 passiert der Filtertowstreifen auf seinem Weg zum Walzenpaar 3, auf dem er über eine Umlenkrolle 5 geführt ist, zwei Luftdüsen 7 und 8, die zur Ausbreitung und Auflockerung des Gewebes des Filter­ materialstreifens dienen. Dem Walzenpaar 3 folgen zwei weitere Walzenpaare 9 und 11, zwischen denen sich eine Auftragsvorrich­ tung 12 gemäß der Erfindung zum Aufbringen von Weichmacher auf den zwischen den Walzenpaaren 9 und 11 ausgebreitet geführten Filtermaterialstreifen 4 befindet. Alle Walzenpaare, 3, 9 und 11 sind von einem Hauptantriebsmotor 13 über Riementriebe 13a bis 13c antreibbar. Anstelle eines Hauptantriebsmotors 13 können auch einer oder mehrere separate Antriebe für die Walzen­ paare vorgesehen sein.

Die Drehzahl des Walzenpaares 3 ist kleiner als diejenige des Walzenpaares 9, so daß die Walzenpaare 3 und 9 eine Reckein­ richtung bilden. Die Drehzahl des Walzenpaares 3 ist über ein Getriebe 14 veränderbar, dessen Übersetzung durch einen steuer­ baren Verstellmotor 16 geändert werden kann. Das Geschwindig­ keitsverhältnis zwischen den Walzenpaaren 3 und 9 gibt den Grad der Reckung des Filtermaterialstreifens 4 vor. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die als Bremswalzen wirkenden Walzen des Walzenpaares 3 angetrieben. Sie können auch als Schlepp­ walzen ausgebildet sein, die aufgrund von Reibungsverhältnissen als Bremswalzen wirken.

In der Auftragsvorrichtung 12 wird auf den ausgebreiteten und gereckten Filtermaterialstreifen 4 in einer vorgegebenen Dosie­ rung eine Weichmacherflüssigkeit aufgebracht, die über eine Zuleitung 33 aus einem Vorratsbehälter 34 zugeführt und vor dem Aufbringen in einer Heizeinrichtung 36 erwärmt wird.

Der aufbereitete, mit Weichmacher besprühte Filtermaterial­ streifen 4 gelangt über das Walzenpaar 11 von dem Aufbereitungs­ gerät 1 in einen Einlauftrichter 17 des Bearbeitungsgerätes 2, in welchem er zusammengefaßt und auf einen von einer Bobine 18 abgezogenen und mittels einer Beleimvorrichtung 19 mit Leim versehenen Umhüllungsstreifen 21 aufgelegt wird. Der Umhüllungs­ streifen 21 und der zusammengefaßte Filtermaterialstreifen 4 gelangen auf ein Formatband 22, das beide Komponenten durch ein Format 23 führt, das den Umhüllungsstreifen 21 um den Filter­ materialstrang herumlegt und dabei einen endlosen Filterstrang 24 bildet. Dieser durchläuft eine Nahtplätte 26, in welcher die Klebnaht abgetrocknet wird. Anschließend werden von dem Filter­ strang 24 mittels eines Messerapparates 27 fortlaufend Filter­ stäbe 28 abgeschnitten, die von einem Beschleuniger 29 in eine Ablegertrommel 31 überführt werden, in der sie in queraxialer Förderrichtung gefördert werden. Von der Ablegertrommel 31 gelangen die Filterstäbe zu einem Ablegerband 32, von dem aus sie einer Weiterverarbeitung oder einer Zwischenlagerung zuge­ führt werden.

Einzelheiten der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Auftragsvor­ richtung 12 sind in der Fig. 2 schematisch dargestellt, wobei für gleiche Teile dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet sind.

Die Auftragsvorrichtung 12 weist eine Sprühkammer 37 auf, durch welche der Filtertowstreifen 4 zum Aufbringen des Weichmachers in Richtung des Pfeiles hindurchbewegt wird. In der Sprühkammer 37 sind beidseits der Bewegungsbahn des Filtertowstreifens 4 rotierende Sprühwalzen 38a, b angeordnet, die als Borstenwalzen oder zylindrische Rotationskörper mit Sprühdüsen in den Umfangs­ flächen ausgebildet sein können. Auch andere Auftragsmittel wie Sprühleisten oder dergl. sind hier einsetzbar. Die Auftragsmit­ tel sind an sich bekannt und bedürfen keiner näheren Beschrei­ bung. Den Auftragsmitteln wird der Weichmacher über Leitungs­ zweige 33a und 33b der Zuleitung 33 aus dem Weichmachervorrat im Vorratsbehälter 34 zugeführt. Dosierpumpen 39a und 39b dosie­ ren den Weichmacher in den Leitungszweigen 33a und 33b, so daß immer die richtige Weichmachermenge zu den Auftragsmitteln 38a und b gelangt. Mit einer Behälterpumpe 41 wird der Weichmacher dem Vorrat im Vorratsbehälter 34 entnommen und zu den Dosierpum­ pen 39a und 39b in den Leitungszweigen 33a und 33b gefördert. Überschüssiger Weichmacher gelangt über eine Rückleitung 42 in den Vorrat zurück.

Die Heizeinrichtung 36 zum Erwärmen des Weichmachers besteht aus zwei Durchlauferhitzern 43a und 43b, die den Leitungszweigen 33a und 33b zugeordnet sind. Als Heizelemente 44a und 44b der Durchlauferhitzer sind Kaltleiterelemente vorgesehen, deren elektrischer Widerstand bei steigender Temperatur so steigt, daß eine Erwärmung bis zur Flammtemperatur des Weichmachers nicht möglich ist.

Den Heizelementen 44a und 44b sind Temperaturfühler 46 zugeord­ net, die an eine Regelanordnung 47 angeschlossen sind. Die Regelanordnung 47 steuert Schaltrelais 48a und b, vorzugsweise verschleißfreie Halbleiterelais, welche die Energieversorgung der Heizelemente aus einer Spannungsquelle 49 ein- und aus­ schalten, um eine vorgegebene Temperatur der Durchlauferhitzer einzuhalten. Die Heizelemente 44a und 44b können mit einer Kleinspannung, beispielsweise 32 Volt Wechselspannung, arbeiten. Dadurch ist das System berührungssicher.

In einer Anzeigeeinheit 51 kann die Temperatur des Weichmachers angezeigt werden.

Ein für die Herstellung von Filtern aus Celluloseacetat gebräuchlicher Weichmacher ist Triacetin. Seine Flammtemperatur liegt bei ca. 120°C. Die Verwendung von Kaltleitern als Heiz­ elemente stellt sicher, daß das Triacetin nicht über 90°C erwärmt wird, weil die Kaltleiterelemente bei ca. 80°C so hoch­ ohmig werden, daß nahezu kein Strom mehr fließt. Dabei genügt für die Energieversorgung der Heizelemente schon eine Spannung von ca. 32 Volt. Das Gerät ist also auch berührungssicher.

Geeignete Kaltleiterelemente sind unter der Typenbezeichnung PTC Q 63100-P 2390 F 351 im Handel. Ein Durchlauferhitzer mit diesem Kaltleiter als Heizelement wird von der Firma David & Baader, D-6744 Kandel/Pfalz, unter der Typenbezeichnung PHD C44/12 KH-3 vertrieben.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Auftragen von Weichmacher auf einen Filter­ towstreifen zur Herstellung von Filtern für Zigaretten oder andere rauchbare Produkte der tabakverarbeitenden Industrie mit einem einen Weichmachervorrat enthaltenden Vorratsbehälter, einer Sprühkammer, welche Auftragsmittel zum Aufbringen des Weichmachers auf den Filtertowstreifen aufweist, Fördermitteln zum Hindurchfördern des Filtertowstreifens durch die Sprühkammer und einer Fördereinrichtung zum Fördern des Weichmachers aus dem Vorratsbehälter in die Sprühkammer, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizeinrichtung (36) zum Erwärmen des Weichmachers auf eine vorgegebene Temperatur vor seiner Aufbringung auf den Filtertowstreifen (4) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (36) der Fördereinrichtung (33, 39, 41) zwischen dem Vorratsbehälter (34) und der Sprühkammer (37) zugeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Heizeinrichtung (36) wenigstens ein Durchlaufhitzer (43a, b) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühkammer (37) als Auftragsmittel wenigstens zwei der Filtertowbahn (4) in der Sprühkammer auf gegenüberliegenden Seiten zugeordnete Sprüheinrichtungen (38a, b) aufweist, daß die Fördereinrichtung (33, 39, 41) zum Zuführen von Weichmacher zu den Sprüheinrichtungen wenigstens zwei Weichmacherleitungen (33a, b) aufweist und daß jeder dieser Weichmacherleitungen ein Durchlauferhitzer (43a, b) zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Durchlauferhitzer (43a, b) mit einer Regelanordnung (47, 48) zum Regeln der Weichmachertemperatur verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlauferhitzer (43a, b) als Heizele­ mente (44a, b) Kaltleiterelemente aufweisen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Durchlauferhitzer (43a, b) Kaltleiterelemente (44a, b) vorgesehen sind, welche die Weichmachertemperatur auf höchstens etwa 90°C begrenzen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (36) den Weichmacher auf eine Temperatur im Bereich von 30 bis 40°C erwärmend aus­ gebildet und geregelt ist.