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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kräuselvorrichtung, vorzugsweise
für Maschinen
zur Herstellung von Zigaretten.
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Die
Erfindung findet vorteilhafte Anwendung auf dem Gebiet der Maschinen
zur Herstellung von Zigaretten, und insbesondere zum Anbringen von
Filtermundstücken,
das heisst Maschineneinheiten, durch welche Filter und Zigaretten
zusammengesetzt werden. In der nachstehenden Beschreibung wird ausdrücklich auf
dieses Gebiet Bezug genommen, obwohl keine Begrenzungen für den allgemeinen Zweck
vorgesehen sind.
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Herkömmlicherweise
werden Zigaretten und Filtermundstücke durch Zwischensetzen eines
Filterstückes
von doppelter Länge
zwischen zwei zueinander axial ausgerichteten Zigaretten zusammengesetzt,
dann die Filter mit den Zigaretten auf jeder Seite durch Anbringen
eines vorher gummierten Papiers verbunden, und schliesslich die
doppelte Gruppe auf der Hälfte
durchgeschnitten, um zwei einzelne Filter-und-Zigaretten-Gruppen herzustellen.
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Eine
Vorrichtung zum Anbringen eines Filtermundstückes enthält normalerweise eine Zuführstation,
von welcher aus ein kontinuierlicher Papierstreifen mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit
und mit einem vorgegebenen Spannungsgrad entlang einer Zuführbahn,
ebenfalls vorgegeben, vorläuft;
die Zuführbahn
verläuft
durch eine Gummierstation, in welcher eine Klebesubstanz auf eine
Oberfläche
des Streifens aufgetragen wird, dazu bestimmt, die Filter-und-Zigaretten-Gruppe zu umfassen,
und durch eine Schneideinheit, durch welche der kontinuierliche Streifen
in bestimmte und zum Anbringen bereite Mundstückpapiere geteilt wird.
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Jedes
durch die Schneideinheit abgetrennte Mundstückpapier wird an einer zwischenliegenden Transferstation
positioniert und dort zunächst
einer jeweiligen Filter-und-Zigaretten-Gruppe zugeordnet, bevor es an einer
weiteren Station dauerhaft an dieser Gruppe selbst befestigt wird.
Die Phase der dauerhaften Befestigung des Mundstückpapiers an der Filter-und-Zigaretten-Gruppe
erfolgt normalerweise durch das Umwickeln des Papiers um die Gruppe.
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Dieser
Umwickelvorgang wird stark erleichtert durch eine Vorrichtung zum
Kräuseln,
installiert zwischen der Zuführstation
und der Schneideinheit, welche den vorlaufenden Streifen greift
und eine plastische Verformung der internen Fasern bewirkt. Das
Material nimmt somit eine bestimmte Biegung an, wenn es von der
längsverlaufenden
Spannung entlastet ist, mit dem Ergebnis, dass die Anbringung des
Papiers an den jeweiligen Filter-und-Zigaretten-Gruppen leichter
gemacht wird.
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Obwohl
die Anbringung der Mundstückpapiere
an den Filter-und-Zigaretten-Gruppen
durch die Verwendung von herkömmlichen
Kräuselvorrichtungen
unterstützt
wird, welche im wesentlichen aus einem scharfkantigen oder messerähnlichen
Element bestehen, das mit dem kontinuierlichen Streifen in Kontakt
kommt und dazu bestimmt ist, das Material in Querrichtung abzuschwächen, hat
man gefunden, dass solche Vorrichtungen gewisse Nachteile aufweisen,
zurückzuführen vorwiegend
auf die Reibung, die in dem Kontaktbereich zwischen der Vorrichtung
und dem Streifen erzeugt wird.
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Eine
solcher Vorrichtungen ist bekannt aus dem Dokument US2002/0020419,
welches ein Gerät zum
Anbringen einer Klebesubstanz an bestimmten Abschnitten auf einer
Seite eines in einer Maschine durchlaufenden Papierstreifens beschreibt,
in welcher der Streifen zu einer kontinuierlichen oder unterbrochenen
schlauchförmigen
Umhüllung
umgeformt wird, welche einen stangenförmigen Füller umgibt. Anschliessende
Zunahmen des laufenden Streifens werden behandelt durch die Kante
einer sogenannten Kräuselleiste
oder -einrichtung, und zwar ein Vorgang, welcher die Flexibilität des Streifens
vor dem Umwandeln zu schlauchförmigen
Umhüllungen
oder Wicklungen verbessert, die eine oder zwei filterlose Zigaretten
und ein Filtermundstück
umgeben. Insbesondere hat man beobachten können, dass die Verformwirkung
der Kräuselvorrichtung
hohe Reibkräfte er zeugt,
die häufig
dazu neigen, das Streifenmaterial bei den hohen Betriebsgeschwindigkeiten
der sich heute im Betrieb befindlichen Maschinen zum Anbringen der
Filtermundstücke
zu verderben oder zu zerreissen.
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Zweck
der vorliegenden Erfindung ist, die bei den Lösungen nach dem Stand der Technik
aufgetretenen Probleme aufzugreifen und zu überwinden, indem eine Kräuselvorrichtung
für Herstellungsmaschinen
für Zigaretten
vorgesehen wird, in der Lage, die Fasern eines kontinuierlichen
Streifens auf solche Weise zu verformen, dass der Vorgang erleichtert wird,
durch welchen die Mundstückpapiere
um die Filter-und-Zigaretten-Gruppen
gewickelt werden, während
gleichzeitig die Unversehrtheit des kontinuierlichen Streifens und
die Qualität
der fertigen Zigaretten gewährleistet
sind, auch bei hohen Betriebsgeschwindigkeiten.
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Der
gewünschte
Zweck ist erreicht nach der Erfindung durch eine Vorrichtung zum
Kräuseln
eines kontinuierlichen Streifens aus Papiermaterial, der entlang
einer vorgegebenen Zuführbahn
in Richtung von wenigstens einer Schneideinheit vorläuft, durch welche
der Streifen selbst in bestimmte Längen geschnitten wird. Solch
eine Vorrichtung weist wenigstens ein Kräuselelement auf, das an einer
Oberfläche des
vorlaufenden Streifens in einem Kontaktbereich auf solche Weise
arbeitet, dass der Streifen im Verhältnis zu seiner Längenabmessung
verformt wird, und ist dadurch gekennzeichnet, dass es dem Kräuselelement
zugeordnete Schwingungsmittel enthält, so dass das Kräuselelement
durch die Schwingungsmittel in Bewegung gesetzt wird.
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Die
Erfindung wird nun durch ein Beispiel im Detail beschrieben, und
zwar mit Hilfe der beiliegenden Zeichnung, welche eine schematische
Darstellung ist, die einen Abschnitt einer Zigarettenmaschine zeigt,
ausgestattet mit einer Kräuselvorrichtung nach
der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend
auf die Abbildung ist mit 1 eine Kräuselvorrichtung in ihrer Gesamtheit
gezeigt, ausgeführt
nach der vorliegenden Erfindung.
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Die
Kräuselvorrichtung 1 ist
einem bestimmten Abschnitt 2 einer Zigarettenmaschine zugeordnet,
insbesondere der Vorrichtung zum Anbringen eines Filtermundstückes, enthaltend
wenigstens eine Zuführstation
A, von welcher ein kontinuierlicher Streifen 3 aus Papier
oder ähnlichem
Material ständig
in Richtung der anschliessenden Stationen der Maschine vorläuft.
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Der
kontinuierliche Streifen 3 wird von einer Rolle 4 abgewickelt,
einer bestimmten Spannung bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit
unterzogen und entlang einer vorgegebenen Zuführbahn P vorgeschoben, welche
aufeinanderfolgend durch eine Gummierstation 5 läuft, in
welcher eine oder mehrere Klebesubstanzen an wenigstens einer Haftfläche 3a des
kontinuierlichen Streifens 3 angebracht werden, und durch
eine Schneideinheit 6, durch welche der gummierte Streifen 3 in
bestimmte Längen
oder Mundstückpapiere 7 getrennt
wird, jede dazu dienend, wenigstens einen Filter dauerhaft mit einer
jeweiligen Zigarette zu verbinden.
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Die
betreffenden Klebesubstanzen werden an einer Gummierstation 5 mit
Hilfe von wenigstens einer Gummiervorrichtung 8 aufgetragen,
enthaltend eine Auftragrolle 9, welche direkt auf die Haftfläche 3a des
kontinuierlichen Streifens 3 wirkt, und eine Gegenrolle 10,
die auf die Oberfläche
des Streifens entgegengesetzt von der Auftragrolle 9 wirkt.
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Wie
aus der beiliegenden Zeichnung erkennbar ist, läuft der Streifen 3 über eine
Umlenkrolle 11, positioniert stromaufwärts der Kräuselvorrichtung 1, dann
durch ein Paar von Klemmrollen 12 stromabwärts derselben
Vorrichtung 1.
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Die
Schneideinheit 6 erzeugt die vorgenannten Mundstückpapiere 7,
und zwar unter Verwendung einer Saugrolle 14 und einer
Hilfsrolle 15, von welchen die jeweiligen Drehachsen 14a und 15a im wesentlichen
horizontal und parallel zueinander angeordnet sind.
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Der
kontinuierliche Streifen 3 wird durch die Saugrolle 14 aufgenommen
und durch einen Schneidbereich 16 geführt, in welchem die Rolle 14 selbst
mit der Hilfsrolle 15 auf solche Weise zusammenwirkt, dass
der Streifen 3 in einzelne Mundstückpapiere 7 getrennt
wird.
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Die
Saugrolle 14, welche einen grösseren Durchmesser auf weist
als die Hilfsrolle 15 und sich mit einer höheren Umlaufgeschwindigkeit
dreht als es die lineare Geschwindigkeit des vorlaufenden Streifens 3 ist,
trägt eine
Anzahl von winkelmässig
in gleichem Abstand angeordneten Messern 17 mit im wesentlichen
geraden Schneidkanten und schräg
zu der Drehachse 14a verlaufend.
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Die
Hilfsrolle 15 dreht sich mit einer Umlaufgeschwindigkeit,
die im wesentlichen der linearen Geschwindigkeit des vorlaufenden
Streifens 3 angepasst ist, und trägt eine Anzahl von im wesentlichen radialen
Messern 18, angeordnet in gleichem Abstand voneinander
rund um ihre Umlauffläche.
Die Messer 18 weisen Schneidkanten auf, die im wesentlichen
parallel zu der Drehachse 15a der Rolle 15 verlaufen.
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Der
Schneideinheit 6 folgt entlang der Zuführbahn P eine Förderrolle 19 von
herkömmlicher Ausführung, drehbar
in Gegenuhrzeigerrichtung, wie in der Zeichnung gesehen werden kann,
um eine Achse 19a, die sich parallel zu den Achsen 14a und 15a der
Schneidrollen erstreckt. Die Förderrolle 19 weist
eine Anzahl von gerillten Vertiefungen 19b auf, die sich
parallel zu den geraden Erzeugerlinien der Umlauffläche erstrecken,
in welchen entsprechende Filter-und-Zigaretten-Gruppen 20, jede bestehend aus
zwei Zigaretten, getrennt durch eine doppelte Länge Filter, durch Ansaugung
in herkömmlicher Weise
gehalten sind. Die Filter-und-Zigaretten-Gruppen 20 werden mit ihrer
Breitseite durch die Förderrolle 19 durch
einen Transferbereich 21 geleitet, in welchem jedes aufeinanderfolgende
Mundstückpapier 7,
hergestellt durch die Schneideinheit 6, der Oberfläche einer
jeweiligen Gruppe 20 zugeführt wird.
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Wie
aus der beiliegenden Zeichnung gesehen werden kann, ist die Kräuselvorrichtung 1 stromaufwärts der
Schneideinheit 6 angeordnet, berücksichtigt im Verhältnis zu
der Zuführrichtung
D, welcher der kontinuierliche Streifen 3 folgt. Bei einer
vorgezogenen Ausführung
ist die Vorrichtung 1 zwischen der Zuführstation A und der Schneideinheit 6 angeordnet,
genauer gesagt zwischen der Zuführstation
A und der Gummierstation 5.
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Insbesondere,
und wie vorstehend erwähnt, enthält die Vorrichtung 1 ein
Kräuselelement 13,
ausgeführt
als eine Leiste 22 von einem im wesentlichen dreieckigen
Aussehen im Schnitt, von welcher eine Kante 13a einem mit 23 bezeichneten
Kontaktbereich der Haftfläche 3a des
kontinuierlichen Streifens 3 zugewandt ist.
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Die
vorgenannten Umlenkrollen 11 und Klemmrollen 12 sind
im Verhältnis
zu dem Kräuselelement 13 auf
solche Weise entlang der Zuführbahn P
angeordnet, dass ein Winkel mit einem V-Profil gebildet wird, von
welchem die Spitze mit der Kante 13a der Leiste 22 übereinstimmt.
Mit dem Streifen 3, der somit gezwungen ist, in dem Kontaktbereich 23 einen scharfen
Richtungswechsel auszuführen,
wird die Struktur des Materials dauerhaft verformt, wobei sie eine
vorgegebene Biegung annimmt, so dass die gummierte Oberfläche 7a eines
jeden, durch die Schneideinheit 6 abgetrennten und dann
mit einer Filter-und-Zigaretten-Gruppe 20 in Kontakt gebrachten
Mundstückpapiers 7 konkav
profiliert ist. Mit anderen Worten wird die Kante 13a des
Kräuselelementes 13 fest
auf den kontinuierlichen Streifen 3 gedrückt, während dieser
durch den Kontaktbereich 23 läuft, wobei die internen Fasern
unterhalb der Oberfläche,
die dem Kräuselelement 13 zugewandt
ist, zusammengedrückt
werden, während
die internen Fasern unterhalb der von demselben Kräuselelement abgewandten
Oberfläche
gedehnt werden.
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Das
Kräuselelement 13 ist
durch eine Stange 24 an Schwingungsmittel angeschlossen,
schematisch dargestellt als ein mit 25 bezeichneter Block,
so dass die Leiste 22 mit einer bestimmten Frequenz zum
Schwingen gebracht wird. Natürlich
kann die Stange 24 durch beliebige andere Verbindungsmittel ersetzt
werden, in der Lage, Energie von den Schwingungsmitteln 25 auf
die Leiste 22 zu übertragen,
oder die Leiste 22 kann alternativ direkt mit den Schwingungsmitteln 25 verbunden
sein.
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Die
Schwingungsmittel 25 sind von herkömmlichem Typ, zum Beispiel
elektrisch, mechanisch oder pneumatisch betrieben, und vorzugsweise haben
sie die Form eines Ultraschall-Erzeugers.
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Die
durch die Schwingungsmittel 25 auf die Leiste 22 übertragene
Schwingbewegung kann geradlinig sein, orientiert entlang einer im
wesentlichen geradlinigen Richtung parallel zu der Stange 24 und folglich
quer zu dem Streifen 3, oder auch orientiert in einer Richtung
quer zu der Stange 24 und mit der Richtung übereinstimmend,
welcher der Streifen 3 folgt, wenn er durch den Kontaktbereich
läuft.
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Schliesslich
kann die Schwingbewegung durch zwei Richtungskomponenten erzeugt
werden, eine quer zu der anderen, in welchem Falle die beschriebene
Bahn schleifenförmig,
elliptisch oder kreisförmig
sein kann.
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Es
konnte beobachtet werden, dass die durch die Schwingungsmittel 25 auf
die Leiste 22 übertragene
Bewegung die Wirkung hat, dass Reibkräfte reduziert werden, die in
dem Kontaktbereich 23 auftreten, wenn die Kante 13a des
Kräuselelementes auf
die Haftfläche 3a des
Streifens 3 trifft, so dass die in dem Streifen 3 stromaufwärts und
stromabwärts der
Kräuselvorrichtung 1 angezeigten
Spannungswerte einheitlich gemacht werden können.
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Schliesslich
ist durch die Verwendung einer Kräuselvorrichtung 1 nach
der vorliegenden Erfindung die an dem Streifen 3 ausgeführte Behandlung zur
Herstellung einer gewissen Kräuseltiefe
bei einer vorgegebenen Zuführgeschwindigkeit
schonender, und es wird jedes Risiko des Reissens des Material vermieden.