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Maschine zur Herstellung von stabförmigen Gegenständen
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Die Erfindung betrifft Maschinen zur Herstellung von stabförmigen
Gegenständen, die insbesondere in der Tabakindustrie Verwendung finden.
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Maschinen zur Herstellung von Zigarettenstäben oder Zigarettenfilterstäben
sind üblicherweise mit Einrichtungen zur Bildung eines Füllstromes aus Tabak oder
Filtermaterial versehen, der auf einen Hüllbogen geführt wird, welcher von einem
Band entlang einem Bett getragen wird, in dem der Hüllbogen gefaltet und um den
Füllstrom herum verschlossen wird, um einen kontinuierlichen Stab herzustellen.
Eine Maschine mit einer solchen Ausstattung ist in der GB-PS 1 314 512 beschrieben.
Der gleiche Ausstattungsgrundtyp kann bei Maschinen zur Herstellung von zusammengesetzten
Filter stäben Verwendung finden, bei denen der Hüllbogen um eine Reihe von vorgeformten
Filterabschnitten aus unterschiedlichen Materialien herum verschlossen wird.
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Die hierbei zur Anwendung kommenden Bänder bestehen aus einem endlosen
Streifen oder einem Band aus gewebtem Material (beispielsweise Leinen» Baumwolle
2 Seide). Dabei wird das
Band selbst durch verschiedene Faltvorrichtungen
geformt, wenn es durch das Bett läuft, um auf diese Weise den Hüllbogen (möglicherweise
auch den Füllstrom) vor dem Verschließen zu formen. Bei dieser Anordnung ist es
erforderlich, die Faltvorrichtungen und das Bett für das Band äußerst genau herzustellen
und diese für unterschiedliche Stabdurchmesser jeweils zu ändern. Das seitliche
Krümmen und Verbiegen des Bandes, wenn dieses durch das Bett läuft, führt zu einem
Verschleiß desselben und ruft auch einen entsprechenden Widerstand hervor, was bedeutet,
daß eine relativ hohe Spannung erforderlich ist, um das Band durch das Bett zu ziehen.
Wenn man das Band einer entsprechend hohen Spannung unterwirft, wird ein zusätzlicher
Bandverschleiß hervorgerufen, der dazu führt, daß derartige Bänder in Produktionsmaschinen
nur eine kurze nutzbare Lebensdauer aufweisen, die sich oft nur über einige Tage
erstreckt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt die Maschine zur Herstellung
von stabähnlichen Gegenständen eine Ausstattung, die ein Endlosband umfaBt, das
mit einem Kanal zum Tragen einer Hülle und eines Füllstromes ausgebildet ist, Führungseinrichtungen
für das Band sowie Einrichtungen zum Verschließen der Hülle um den Füllstrom herum,
um einen Stab auszubilden, während die Hülle und der Füllstrom in dem Kanal getragen
werden.
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Der Füllstrom kann aus einem Strom von stabähnlichen Gegenständen,
beispielsweise einzelnen Filterabschnitten, einem Tabakstrom,
einem
alternierenden Strom von Tabakabschnitten und Filterabschnitten oder einem Strang
von fasrigem Filtermaterial bestehen.
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Das Endlosband besitzt vorzugsweise eine Querschnittsform, die derjenigen
der Führungseinrichtungen angepaßt ist. Die Seiten des Bandes und die entsprechenden
Teile der Führungseinrichtungen können abgeschrägt sein. Das Band kann im Querschnitt
V-förmig ausgebildet sein, vorzugsweise mit einer flachen Basis, und kann einen
oberen halbzylindrischen Trägerkanal besitzen.
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Die Führungseinrichtungen können entlang der Seiten und der Basis
eines Trums des Bandes seitlich verstellbare Schienen besitzen. Ein Luftkissen kann
zwischen den Führungseinrichtungen und dem Band durch Einführung von Druckluft zwischen
das Band und die Führungseinrichtungen vorgesehen werden.
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Das Band ist vor7ugsweise in seitlicher Richtung flexibel, so daß
der Trägerkanal, der vorzugsweise in seiner Form der des auszubildenden stabförmigen
Gegenstandes sehr nahe kommt, anfangs gebogen oder geringfügig ausgeweitet werden
kann, um den Füllstrom aufzunehmen und nachher dEn stabförmigen Gegenstand frei
zu geben. Das Band kann um Rollenscheiben herumlaufen, die einen konvexen Querschnitt
aufweisen, wodurch die erforderliche seitliche Aufweitung des Bandes erreicht wird.
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Zusätzlich zu den Verschlußeinrichtungen können auf die Hülle, während
diese durch das Band getragen wird, Falt- und Hülleineinrichtungen
einwirken.
Ein oder mehrere zusätzliche Bänder können vorgesehen sein, so daß sie sich durch
mindestens einen Teil der Ausstattung erstrecken, um mit dem ersten Band zusammenzuarbeiten
und im Kanal des ersten BandEs eine Bahn für den Füllstrom vorzusehen.
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Änderungen in der GröBe des durch eine Maschine herzustellenden Stabes
können unterschiedliche Bänder erforderlich machen, jedoch muß das hrungselement,
das das Band einzwängt, höchstens neu wie eingestellt und nicht/bei bekannten Maschinen
ersetzt werden.
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Da die erfindungsgemäßen Förderbänder wesentlich robuster hergestellt
werden können als die bekannten BändEr, können Dehnungen im wesentlichen eliminiert
werden. Darüber hinaus kann insbesondere bei V-förmigen Bändern ein besserer Antrieb
erreicht werden, so daß Schlupfprobleme weitgehend ausgeschaltet sind.
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Folglich können AsynchronlaufproblemeX die durch Dehnung oder Schlupf
verursacht werden und in Längenschwankungen des Produktes resultieren, merklich
reduziert werden.
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Es ist darüber hinaus möglich, mit niedrigeren Spannungen als sie
bei den bekannten Bändern Anwendung finden einen besseren formschlüssigen Antrieb
zu erzielen. Desweiteren sind die Bänder einer geringeren seitlichen Verbiegung
ausgesetzt, können inrolge ihrer Undurchlässigkeit einfacher von Luftkissen getragen
werden und sind im allgemeinen robuster als die bekannten
Bänder.
Folglich ist die Lebensdauer von derartigen Bändern beträchtlich länger als die
der bekannten Bänder.
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Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung
mit der heigefügten Zeichnung im Detail erläutert.
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Es zeigen: Figur 1 eine Seitenansicht eines Teils einer Maschine zur
Herstellung von zusammengesetzten Filterstäben; die Figuren 2-6 Querschnitte entlang
den Linien II-II, III-III, IV-IV, V-V und VI-VI in Figur 19 und Figur 7 einen Querschnitt
durch einen Teil einer Zigarettenmaschinr Bei der in den Figuren 1 - 6 gezeigten
Maschine wird ein Strom von einzelnen Filterabschnitten 2 auf einem Bandförderer
4 gesammelt und einer Einrichtung 6 zugeführt, in der die Abschnitte 2 zur Ausbildung
eines kontinuierlichen Stabes mit einem Hüllbogen 8 umhüllt und verschlossen werden.
Dieser Stab wird durch eine kontinuierlich arbeitende Trennvorrichtung 10 zu einzelnen
Stablängen geschnitten, die einer Auffängertrommel 12 zugeführt werden. Das Sammeln
und Zuführen des Stroms der Filterabschnitte 2 kann beispielsweise so vor sich gehen,
wie es in der GB-PS 971 491 beschrieben und dargestellt ist.
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Die einzelnen Abschnitte 2 gelangen von dem Förderer 4 über ein kurzes
Brückenteil 14 auf die Hülle 8. Die Hülle 8 ist anfangs flach, wird jedoch nachher
durch zwei entgegengesetzt konturierte Räder 16, die in Figur 2 gezeigt sind, nach
oben und teilweise um die Abschnitte 2 herum gebogen. Die Ränder 16 können frei
drehbar sein oder vorzugsweise mit der Geschwindigkeit des Bogens angetrieben werden.
Alternativ dazu können zur Formung des Hüllbogens polierte oder andere stationäre
Faltvorrichtungen mit niedriger Reibung eingesetzt werden.
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Die Hülle 8 wird durch die Räder 16 vorgeformt, so daß sie von einem
allgemein halbzylindrisch ausgebildeten Kanal eines V-förmigen Bandes 18 aufgenommen
werden kann, der die Hülle und die Filterabschnitte 2 durch die Einrichtung 6 trägt.
Das Band 18 läuft um Rollenscheiben 20 und 22 herum, von denen die Rollenscheibe
22 angetrieben wird. Wie man Figur 3 entnehmen kann, besitzt die Rollenscheibe 20
eine V-förmige Umfangsnut 24, die zur Fixierung des Bandes 18 dient und deren Basis
26 im guerschnitt konvex ausgebildet ist. Das unter Spannung stehende Band 18 wird
daher im Bereich der Rollenscheibe 20 nach außen gebogen, so daß der Trägerkanal
geringfügig geöffnet wird, wodurch die Aufnahme der Hülle 8 und der Abschnitte 2
erleichtert wird. Dies muß nicht unbedingt durch die Ausbildung der Rollenscheibe
bewirkt werden; vielmehr können auch feste Führungen vorgesehen werden, um das Band
18 nach außen durchzubiegen. Seitliche Schienen 28 dienen dazu, die freien oberen
Seiten der Hülle 8 zu stützen. Es kann auch vorteilhaft sein, eine obere Führung
(nicht gezeigt) vorzusehen, um die Filterabschnitte 2 im Kanal zu halten.
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Zwischen den Rollenscheiben 20 und 22 stützt sich das Obertrum des
Bandes 18 auf Führungen 30 ab. Wie in Figur 4 gezeigt ist, bilden die Führungen
30 einen Kanal mit flachem Boden, der an die natürliche Form des Bandes eng angeglichen
ist. In diesem Zustand paßt sich der Trägerkanal des Bandes an die Größe der Abschnitte
2 an. Druckluft wird (durch Einrichtungen 31, sh.
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Figur 1) in den Bereich zwischen den Führungen 30 und dem Band 18
eingeführt, so daß der Reibungswiderstand reduziert wird und das Band praktisch
auf Luftkissen läuft. Alternativ dazu oder zusätzlich dazu können die Führungen
30 polierte oder andere Oberflächen mit niedrigem Reibungskoeffizienten aufweisen.
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In der in Figur 5 dargestellten Lage werden die freien oberen Seiten
der Hülle 8 von zwei entgegengesetzt ausgebildeten Rädern 32, die gekrümmte Umfangsflächen
aufweisen, übereinander gefaltet. Die Räder 32 weisen darüber hinaus untere Abschnitte
34 auf, die mit den Seiten des Bandes 18 in Kontakt treten, so daß das Band die
Räder in Drehungen versetzt. Jedoch können die Räder 32 auch frei drehbar sein oder
durch andere Einrichtungen angetrieben werden. Mittels der Räder 32 wird eine Überleppung
der Hülle 8 hergestellt. Die Räder können entlang der Einrichtung 6 relativ zueinander
versetzt angeordnet sein, so daß die innere Seite der Hülle eher gefaltet wird als
die äußere Seite.
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Abstromseitig von den Rädern 32 wird durch stationäre Führungen oder
Faltplatten 35 der Faltvorgang der Hülle 8 vervollständigt oder diese in Position
gehalten. Anstelle der Räder 32 können
auch zur Durchführung des
anfänglichen Faltvorganges der Hülle stationäre Faltvorrichtungen verwendet werden.
Wie in Figur 6 gezeigt ist, ist zwischen den Faltplatten 35 ein Verschlußstab 36
angeordnet, der zur Versiegelung der sich überlappenden Abschnitte der Hülle 8 dient.
Bei Verwendung eines üblichen Klebers (beispielsweise Stärke) wird der Bogen 8 vorher
mit dem Kleber versehen, und es wird durch den Verschlußstab 36 Hitze (und ggf.
Druck) aufgebracht, um den Kleber aushärten zu lassen und die Verbindung zu verschließen.
Alternativ dazu benötigen einige Kleberarten nur Druck, und bei der Verwendung von
bestimmten Heiß-Schmelzklebern auf dem Bogen 8 kann der Verschlußstab 36 zum Aushärten
des Klebers gekühlt werden.
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Die Rollenscheibe 22 für das Band 18 entspricht im wesentlichen der
Rollenscheibe 20 und weist insbesondere eine V-förmige Umfangsnut mit einer Basis,
die im Querschnitt konvex ausgebildet ist, auf, so daß das Band geringfügig aufgeweitet
wird, wenn es über die Rollenscheibe läuft. Auf diese Weise wird die Freigabe des
in der Einrichtung 6 gebildeten Stabes erleichtert. Der Stab gelangt vom Band 18
zu einer Trennvorrichtung 10, durch die er in vorgegebene Längen zerschnitten wird.
Diese Längen gelangen in eine Auffängertrommel 12, die sie in Querlage weiterfördert.
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Indem man vorgeschnittene Längen von Hüllmaterial zuführt, können
in der Einrichtung 6 einzelne Stablängen geformt werden, die nachher direkt zu einer
Auffängertrommel geführt werden
können, so daß keine Trennvorrichtung
mehr erforderlich ist.
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Um den Reibungswiderstand am Band 18 minimal zu halten, kann die Herstellung
einer Überlappungsverbindung der Hülle 8 ausgeführt werden, bevor sich die Filterabschnitte
und die Hülle auf das Band bewegen. Mit anderen Worten, das Band 18 würde dabei
einfacherweise die Hülle und die Filterabschnitte an den Faltplatten 35 vorbei und
unter dem Verschlußstab 36 entlang führen.
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Eine Maschine, die mit einer Einrichtung versehen ist, die ein in
Figur 1 dargestelltes Band aufweist, kann auch zum Umhüllen und Verschließen eines
Stranges aus fasrigem Filtermaterial oder eines Tabakfüllstromes eingesetzt werden,
um daraus einen Stab zu formen. Beispielsweise kann mittels eines Saugförderrades,
das über dem Band in der Nachbarschaft der Rollenscheibe 20 angeordnet ist, Tabak
auf das Band geführt werden. Ein Einführschuh oder eine Einführzunge können oberhalb
des Bandes vorgesehen sein, um den Tabak von dem Rad abzustreifen und ihn danach
vor dem Umhüllen zu formen. Alternativ dazu oder zusätzlich dazu können weitere
Bänder eingesetzt werden, um den Tabakstrom in der Einrichtung zu formen.
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Figur 7 zeigt einen Querschnitt in einer Figur 4 entsprechenden Lage
durch eine modifizierte Vorrichtung, die zusätzliche Bänder enthält. Diese Vorrichtung
weist ein V-förmiges Band 18s auf, das in Führungen 30> läuft, sowie weitere
Bänder 40,42,
die jeweils in Führungen 44, 46 laufen. Jede der
Führungen 30', 44, 46 wird mit Druckluft versorgt, um den Reibungswiderstand der
jeweiligen Bänder zu reduzieren. Zweckmäßigerweise bewegen sich die Bänder 40, 42
in Ebenen, die mit der des Bandes 18' rechte Winkel bilden td.h. die Rollenscheiben
für die Bänder 40, 42 sind rechtwinklig zu den Rollenscheiben für das Band 18' angeordnet).
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Auf das Band können auch im Abstand voneinander angeordnete Tabakabschnitte
sowie dazwischen befindliche Filterabschnitte geführt werden, so daß in der Einrichtung
ein Filterzigarettenstab erzeugt werden kann. Die Zuführung der Tabakabschnitte
und Filterabschnitte kann beispielsweise so erfolgen, wie sie in der GB-PS 1 476
931 beschrieben ist.
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Geringfügige Änderungen des gewünschten Zigarettendurchmessers können
durch leichte Bewegungen der Führungen 30' und/oder 44, 46 erreicht werden. In ähnlicher
Weise können die Führungen 30 bewegt werden, um die GröRe des Trägerkanals eines
Bandes 18 geringfügig zu ändern. Umfangreichere Größenänderungen können es erforderlich
machen, das Band oder die Bänder zu ersetzen und ggf. die Führungen einzustellen.
Diese brauchen jedoch normalerweise nicht ersetzt zu werden.
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Das Material, aus dem die Bänder 18, 18', 40, 42 hergestellt sein
können, kann ein Polyesterelastomer oder Silikongummi sein, vorzugsweise mit Glasfaser
oder Polyesterstreifen oder
-adern verstärkt. Diese Verstärkungen
sollten so ausgebildet sein, daß sie noch seitliche Flexibilität zulassen. V-förmige
Bänder werden bevorzugt, da sie einen formschlüssigen Antrieb ermöglichen. Die Verwendung
von Bändern mit anderen guerschnitten ist jedoch nicht ausgeschlossen. Zur Verbesserung
der Kraftübertragung kann die Innenfläche des Bandes mit einer Gewebeschicht versehen
sein.
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L e e r s e i t e