DE4405549A1 - Vorrichtung zum Auftragen von Pulver - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auf­ tragen von Pulver auf eine Papierbahn, insbesondere in einer Zigarettenherstellungsmaschine.

Es ist bekannt, Zigaretten herzustellen, bei denen die Ziga­ rettenpapierumhüllung ein gedrucktes Kennzeichen (oder Mo­ tiv) trägt, das beispielsweise die Marke oder den Namen des Herstellers darstellt. Solche Kennzeichen müssen manchmal eine metallische, farbige Erscheinung haben, die üblicher­ weise Gold simulieren soll. Gewöhnlich wird Bronzepulver verwendet. Im folgenden wird auf "Bronzepulver" Bezug genom­ men, ohne daß hierdurch jedoch die Art einschließlich der Farbe des Pulvers, bei der die Erfindung anwendbar ist, beschränkt werden soll.

Bekannte Vorrichtungen zum Erzeugen von Kennzeichen aus Bronzepulver werden üblicherweise an der Zigarettenherstel­ lungsmaschine angebracht, und zwar stromauf der Stelle, an der das Zigarettenpapier um den Tabakstrang gewickelt wird, und umfassen einen ersten Abschnitt zum Aufbringen einer Klebstoffbedruckung auf das Papier und einen zweiten Ab­ schnitt zum Auftragen von Bronzepulver auf das Papier, so daß es an der Klebstoffbedruckung haftet. Diese bekannten Vorrichtungen besitzen normalerweise mechanische Mittel wie z. B. Rollen zum Auftragen des Pulvers auf das Papier sowie Mittel wie z. B. Bürsten zum Entfernen von überschüssigem, aufgetragenem Pulver, und sie sind nicht in der Lage, mit Geschwindigkeiten entsprechend den Geschwindigkeiten der neuesten Zigarettenherstellungsmaschinen zu arbeiten (welche Produktionsraten von 10.000 Zigaretten/min oder mehr errei­ chen können).

Gemäß einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Auftragen von Pulver auf eine sich bewegende Papierbahn, insbesondere in einer Zigarettenherstellungsma­ schine, mit einer Einrichtung zum Erzeugen vorbereiteter Be­ reiche an vorgegebenen Stellen auf einer Oberfläche der Bahn, einer Einrichtung, die einen Weg für die Bahn bildet, einer Zufuhreinrichtung, die Pulver zu einer Stelle neben dem Weg zuführt, einer elektrostatischen Einrichtung, die ein elektrostatisches Feld in dem Bereich der besagten Stel­ le erzeugt, so daß Pulver gegen die betreffende Oberfläche der Bahn angezogen wird, und einer Abzieheinrichtung, die überschüssiges Pulver von der Bahn entfernt, wodurch das Pulver auf der Bahn im wesentlichen an den vorgegebenen Stellen zurückbleibt. Bei einer bevorzugten Anordnung umfaßt die elektrostatische Einrichtung Mittel, die auf einem hohen elektrischen Potential gehalten werden und neben der gegen­ überliegenden Oberfläche der Bahn angeordnet sind. Diese Mittel erstrecken sich vorzugsweise in Richtung der Bahn, vorzugsweise neben dem Weg der Abschnitte der Bahn, die die vorgegebenen Stellen (welche z. B. Klebstoffbedruckungen auf­ weisen) tragen, und bestehen zweckmäßigerweise aus einem Corona-Entladungsdraht. Bei diesen Anordnungen werden Mittel eines relativ niedrigen elektrischen Potentials (z. B. eine geerdete Platte) neben der besagten Oberfläche der Bahn an­ geordnet, so daß das elektrostatische Feld zwischen den auf hohem und niedrigem Potential gehaltenen Mitteln gebildet wird. Eine geerdete Platte oder dergleichen, die zu diesem Zweck verwendet wird, wird offensichtlich so geformt bzw. ausgebildet, daß sie einen ausreichenden Zugang des Pulvers zu der Bahnoberfläche ermöglicht (beispielsweise kann die Platte mit einer oder mehreren geeigneten Öffnungen versehen werden, durch die das Pulver hindurchtreten kann).

Die Zufuhreinrichtung kann ein Reservoir für Pulver aufwei­ sen, wobei die besagte Stelle einer Oberseite des Pulvers in dem Reservoir entspricht. Bei einer bevorzugten Anordnung verläuft der Weg der Papierbahn zwischen der Oberseite des Pulvers und der elektrostatischen Einrichtung. Statt dessen kann Pulver dem Weg etwas stromauf der elektrostatischen Einrichtung zugeführt werden, und es kann zu der besagten Stelle zusammen mit der Bahn (z. B. durch mit der Bahn strö­ mender Luft) gefördert werden. Die Zufuhreinrichtung kann so ausgebildet sein, daß sie Pulver mit einer Rate zuführt, die zu der Bahngeschwindigkeit in Beziehung steht, und/oder so, daß die Oberfläche des Pulvers in dem Reservoir im wesent­ lichen konstant bleibt.

Die Menge oder Dichte des der Bahn zugeführten Pulvers kann dadurch gesteuert werden, daß die Stärke des elektrischen Feldes geändert wird (beispielsweise durch Erhöhung der Spannung der das Feld erzeugenden Einrichtung zum Erhöhen der Dichte) oder daß die Länge des Weges der Bahn, über der sie dem elektrostatischen Feld ausgesetzt ist, variiert bzw. geändert wird. Um eine gewünschte Auftragrate bei höheren Papierbahngeschwindigkeiten zu erzielen, kann es notwendig sein, die Stärke des elektrischen Feldes zu erhöhen und/oder die Länge des Weges, über der Pulver aufgetragen wird, zu erhöhen. Diese Art der Steuerung bzw. Regelung könnte auto­ matisiert werden, beispielsweise in der Weise, daß eine das elektrostatische Feld erzeugende Spannung mit der Geschwin­ digkeit der Bahn erhöht wird.

Wenn die vorgegebenen Stellen auf der Bahn, z. B. die Stel­ len, die Klebstoffaufdrucke tragen, regelmäßige Abstände ha­ ben (was üblicherweise der Fall ist, wenn die Bahn als Ziga­ rettenumhüllung dient), so könnte die Stärke des elektrosta­ tischen Feldes synchron zu dem Durchgang der betreffenden Stellen gepulst werden, so daß Pulver (nur oder hauptsächlich) dann angezogen wird, wenn es erforderlich ist. Somit könnte eine Spannung zum Erzeugen des elektrostatischen Feldes synchron zum Betrieb einer die besagten Stellen auf der Bahn bildenden Vorrichtung (z. B. einer Klebstoffauf­ druck-Vorrichtung) variiert werden.

Überschüssiges Pulver wird vorzugsweise durch oder mit Hilfe von Schwingungen entfernt. Diese Schwingungen können durch eine Ultraschallvorrichtung erzeugt werden. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist daher vorgesehen, daß überschüssiges Pulver, das in einer Pulverauftragvorrichtung auf einer Papierbahn aufgetragen wurde, durch oder mit Hilfe von Ultraschall entfernt wird. Der Weg der Papierbahn kann über das Ende eines Ultraschallhorns verlaufen. Bei einer bevorzugten Anordnung besitzt der Weg eine Richtungsände­ rung, die durch den hinteren Rand eines Ultraschallhorns definiert wird: Dies stellt einen guten Kontakt mit dem Papier und somit eine gute Ultraschallübertragung sicher.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird überschüssi­ ges Pulver von einer Bahn durch einen Luftbeweger oder mit Hilfe eines Luftbewegers entfernt, der einen im wesentlichen kontinuierlichen Luftstrom oder einen gepulsten Luftstrom erzeugen kann. Der Strom kann angrenzend an der das Pulver tragenden Oberfläche der Bahn verlaufen, oder er kann, ins­ besondere wenn der Strom gepulst wird, gegen die gegenüber­ liegende Seite der Bahn gerichtet werden, so daß überschüs­ siges Pulver mit Hilfe von durch den Luftstrom erzeugten Schwingungen entfernt wird. Der Luftbeweger kann einen Luftauslaß in einer Führungsfläche der Bahn aufweisen.

Das von der Papierbahn entfernte überschüssige Pulver wird vorzugsweise zu der Zufuhreinrichtung zurückgeführt. Die Vorrichtung kann ein Reservoir umfassen, aus dem das Pulver durch die Zufuhreinrichtung abgezogen und zu der das über­ schüssige Pulver zurückgeführt wird. Es können Mittel vor­ gesehen werden, um das Rückführen von entferntem über­ schüssigem Pulver zu der Zufuhreinrichtung zu unterstützen: Diese Mittel können mit Schwerkraftwirkung arbeiten, z. B. dadurch, daß das Reservoir entsprechend geneigt wird, oder sie können Schwingungen oder einen Luftstrom zur Mitnahme von Pulver verwenden. Es können Saugzugmittel vorgesehen werden, um von der Bahn entferntes überschüssiges Pulver zu sammeln.

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Er­ findung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1, 2 und 3 Seitenansichten einer ersten, zweiten bzw. drit­ ten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Auf­ tragen von Bronzepulver auf eine Zigarettenpa­ pierbahn;

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Bahnführung für eine Einrichtung zum Auftragen von Bronzepulver;

Fig. 5 eine Seitenansicht einer anderen Vorrichtung zum Auftragen von Bronzepulver;

Fig. 6 eine Schnittansicht eines Teils einer Abdichtung für eine Einrichtung zum Auftragen von Bronze­ pulver.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zum Auftragen von Bronze­ pulver 12 auf eine Bahn 14 aus Zigarettenpapier. Die Vor­ richtung 10 ist an einer Zigarettenherstellungsmaschine an­ geordnet, so daß die Bahn 14 von einer Rolle abgezogen wird, durch die Vorrichtung läuft und dann zu der Formateinrich­ tung der Maschine weitergeleitet wird, wo sie zur Herstel­ lung eines kontinuierlichen Zigarettenstrangs um einen Tabakstrom gehüllt wird. Stromauf der Vorrichtung 10 an einer Bedruckungsvorrichtung 11 wird das Papier an seiner Unterseite mit einem Muster aus Klebstoff bedruckt, das dem Kennzeichen bzw. Motiv entspricht, welches Bronzepulver tragen soll. Weitere Bedruckungsvorrichtungen zum Auftragen von Kennzeichen bzw. Motiven in anderen Farben an anderen Stellen des Zigarettenpapiers können neben der Vorrichtung 10 angeordnet sein.

Die Vorrichtung 10 besitzt eine obere Anordnung 16, die einen Weg für die Bahn 14 durch die Vorrichtung bildet, und eine untere Anordnung 18, die ein Reservoir 20 für das Bron­ zepulver 12 enthält. Die obere Anordnung 16 ist verstellbar, beispielsweise durch Aufwärtsschwenken, wie durch den Pfeil 17 angedeutet, um das Einfädeln der Bahn 14 in der Vorrich­ tung 10 zu erleichtern. Das Reservoir 20 enthält einen Kol­ ben 22, der mit einer Gewindestange 24 verbunden ist, die mittels eines Zackenrades 26 bewegbar ist, um das Niveau des Bronzepulvers 12 ungefähr auf der Oberseite des Reservoirs zu halten. Die Bewegung des Kolbens 22 könnte automatisiert werden, beispielsweise dadurch, daß ein motorisierter An­ trieb mit der Stange 24 verbunden wird.

Die Papierbahn 14 verläuft durch einen schmalen Schlitz, der einen Eingang 28 zwischen der oberen Anordnung 18 und der unteren Anordnung 20 bildet. Ein blattförmiger Abstreifer 30, die von der Anordnung 18 aus nach oben verläuft, verengt den Eingang 28 und verringert die Neigung des Bronzepulvers 12, die Vorrichtung 10 durch den Eingang 28 zu verlassen. Die Bahn 14 verläuft unterhalb einer Ausnehmung 32 in der oberen Anordnung 16 zwischen dem Eingang 28 und einer leer­ laufenden Rolle 34 und folgt einem geraden Weg, auf dem sie mit engem Abstand oberhalb des Oberflächenniveaus des Bron­ zepulvers 12 in dem Reservoir 20 verläuft. Typischerweise beträgt der durchschnittliche Abstand zwischen der Bahn 14 und dem Bronzepulver 12 in dem Reservoir 12 ungefähr 5 mm. In einer Ausnehmung 32 oberhalb des Reservoirs 12 befindet sich ein Corona-Entladungsdraht 36, der parallel zu dem Weg der Bahn 14 verläuft und in einer seitlichen Stellung ange­ ordnet ist, die praktisch zentral bezüglich desjenigen Teils der Bahn liegt, der den aufgedruckten Klebstoff trägt. Der Draht 36 wird auf einem positiven elektrischen Potential im Bereich von 7 bis 12 kV gehalten; er hat eine Länge von un­ gefähr 60 mm, einen Durchmesser von ungefähr 0,1 mm und einen Abstand von ungefähr 10 mm oberhalb der Bahn 14. Das Gehäuse der das Reservoir 20 umgebenden unteren Anordnung 18 besteht aus leitendem Material und ist elektrisch geerdet.

Stromab der Rolle 34 verläuft die Bahn 14 durch einen schma­ len Spalt (typischerweise ungefähr 0,2 mm) zwischen einer unteren Fläche der Anordnung 16 und einem primären blattför­ migen Abstreifer 38. Überschüssiges Bronzepulver 12, das durch den Abstreifer 38 von der Bahn 14 entfernt wurde, wird in einer Kammer 40 in der unteren Anordnung 18 gesammelt. Jenseits des Abstreifers 38 läuft die Bahn über einen Ein­ laufkeil 42 und eine Stirnfläche eines Ultraschallhorns 44. Das Ultraschallhorn 44 erzeugt typischerweise Ultraschall­ schwingungen einer Frequenz von 35 kHz bei einer Amplitude von 0,025 bis 0,04 mm. Eine geeignete Einheit ist erhältlich bei FFR ULTRASONICS, Queniborough, Leicestershire, LE7 8FP, UK, unter der Bezeichnung Delta 8935HGN. Ultraschallhörner mit niedrigeren Resonanzfrequenzen sind ebenfalls geeignet, wenngleich eine größere Amplitude (z. B. 0,08 mm bei 20 kHz) wünschenswert sein kann.

Ein Auslaßabstreifer 46 verläuft dicht an dem stromabwär­ tigen Rand des Ultraschallhorns 44, von wo die Bahn 14 die Vorrichtung 10 verläßt. Eine Unterdruckleitung 48 ist nahe am Auslaßbereich angeordnet, um eine Kontamination der At­ mosphäre durch loses Bronzepulver, das die Vorrichtung 10 mit der Bahn 14 verläßt, auf ein Minimum herabzusetzen.

Wenn im Betrieb die Bahn 14 durch die Vorrichtung mit einer Rate von bis zu 10 m/s entsprechend einer Produktionsrate der Zigarettenherstellungsmaschine von 10.000 Zigaretten/min läuft, wird die Oberseite der Bahn durch den Corona-Entla­ dungsdraht 36 mit einer elektrischen Ladung "besprüht", wo­ durch Bronzepulver 12 durch elektrostatische Anziehung gegen die Unterseite der Bahn angezogen wird. Die Stärke des elek­ trostatischen Feldes und die resultierende Effektivität der Bronzepulveranziehung werden dadurch erhöht, daß eine elek­ trisch geerdete Fläche auf der gegenüberliegenden Seite der Bahn vorgesehen wird. Diese könnte aus der Oberseite des­ jenigen Teils der unteren Anordnung 18 bestehen, der das Reservoir 20 umgibt, oder sie könnte aus einer getrennten geerdeten Platte bzw. einem getrennten geerdeten Gitter be­ stehen, die bzw. das zwischen dem Reservoir und dem Weg der Bahn angeordnet ist, wobei die Platte bzw. das Gitter eine oder mehrere Öffnungen besitzt, durch die Bronzepulver aus dem Reservoir zu der Bahn gelangen kann.

Die Menge des Bronzepulvers 12, das gegen die Bahn 14 ange­ zogen wird, und die hieraus resultierende Dichte auf der Bahn können in der Weise gesteuert werden, daß die an den Corona-Entladungsdraht 36 angelegte Spannung, beispielsweise mittels eines Reglers 37, geändert wird. Statt dessen oder zusätzlich kann die Menge durch Ändern der Länge des Drahtes 36 gesteuert bzw. geregelt werden. Die Wirkung der elektro­ statischen Ladung, durch die das Bronzepulver 12 gegen das Papier 14 gezogen wird, kann durch eine Fluidisierung der Oberseite des Bronzepulvers in dem Reservoir 20 unterstützt werden, die durch sich mit der Papierbahn bewegende Luft hervorgerufen wird.

Typischerweise werden 80% des auf die Bahn 14 aufgetragenen überschüssigen Bronzepulvers durch den primären Abstreifer 38 entfernt. Im wesentlichen der gesamte Rest des Über­ schusses wird durch Schwingungen von der Bahn 14 entfernt, wenn er über das Ultraschallhorn 44 läuft. Dadurch, daß die Bahn 14 um den hinteren Rand des Horns 14 umgelenkt wird, wird ein inniger Kontakt zwischen der Bahn und dem Horn si­ chergestellt. Überschüssiges Bronzepulver, das von den be­ druckten und nicht bedruckten Bereichen der Bahn entfernt wurde, wird in der Kammer 40 gesammelt, aus der es dem Reservoir 20 wieder zugeführt wird.

Fig. 2 zeigt eine zweite Vorrichtung 50 zum Auftragen von Pulver, die in vieler Hinsicht der Vorrichtung 10 der Fig. 1 entspricht: gleiche Teile wurden mit den gleichen Bezugszei­ chen bezeichnet. Der Hauptunterschied besteht darin, daß die Vorrichtung 50 mit einer Einrichtung zum Rückführen von überschüssigem Bronzepulver versehen ist, das von den Abstreifern 38 und 46 und unter der Wirkung des Ultraschallhorns 44 entfernt wurde. Die Vorrichtung 50 enthält eine modifizierte untere Anordnung 52 mit einem Reservoir 54 für Bronzepulver 12, das entlang des gesamten unteren Abschnitts der Anordnung verläuft. Das Reservoir 54 sammelt überschüssiges Bronzepulver, und eine motorisierte Förderschraube 56 bewegt Pulver zu einem geerdeten Trichter 58 nach oben, aus dem es in derselben Weise bei der Vorrichtung 10 gegen die Bahn 14 angezogen wird. Das Reservoir 54 wird, wie erforderlich, von einer externen Quelle wieder aufgefüllt. Die Förderschnecke 56 kann mit einem Antrieb verbunden werden, dessen Geschwindigkeit sich mit der Geschwindigkeit der Papierbahn 14 ändert.

Der Abstreifer 38 besitzt eine einstückig angeformte Trenn­ platte 60, die nach unten zu einer Stelle in der Nähe des Bodens des Reservoirs 54 verläuft: Diese Trennplatte ver­ hindert eine unerwünschte Mitnahme sowie eine unnötige Re­ zirkulation des von dem Abstreifer entfernten überschüssigen Pulvers im Reservoir. Ein weiterer Unterschied zwischen den Vorrichtungen 10 und 50 besteht darin, daß die Vorrichtung 50 eine Rolle 62 aufweist, um die die Bahn 14 an ihrem Ein­ gang 28 läuft.

Die Vorrichtung 50 könnte geneigt sein, so daß Schwerkraft die Bewegung des Bronzepulvers 12 im Reservoir 14 unter­ stützt und zwar in eine Richtung aus dem Bereich, in dem es gesammelt wird, zu dem Bereich, in dem es von der Förder­ schnecke 56 nach oben bewegt wird, d. h. von links nach rechts in Fig. 2.

Statt einen Trichter 58 vorzusehen, der tatsächlich einen Teil des Reservoirs 54 bildet, könnte die Vorrichtung 50 auch so modifiziert werden, daß das Niveau des Bronzepulvers im Reservoir 54 auf dem des Trichters 58 gehalten wird, und zwar so, daß das Pulver unmittelbar aus dem Reservoir 54 angezogen wird. Dies hat den Vorteil, daß Bronzepulver dem Reservoir mit im wesentlichen der Verbrauchsrate zugeführt werden könnte, wodurch eine Beanspruchung des Pulvers (die seine Fließfähigkeit verringern kann) auf ein Minimum re­ duziert wird. Zur Erläuterung sei darauf hingewiesen, daß die Vorderschnecke 56 Pulver mit einer Rate zuführen muß, die sehr viel höher als die Verbrauchsrate ist: So wenig wie beispielsweise 2% des zugeführten Pulvers kann von der Vor­ richtung 50 auf der Bahn 14 abgeführt werden. Wenn das Re­ servoir 54 so modifiziert wird, daß es ein Pulverniveau bereitstellt, von dem die Bahn 14 Pulver unmittelbar an­ ziehen kann, kann es zweckmäßig sein, die Vorrichtung 15 so zu neigen, daß Schwerkraft die Bewegung des überschüssigen Pulvers zu dem Bereich unterhalb des Corona-Entladungsdrah­ tes 36 unterstützt. Ein perforierter Schirm könnte über dem Pulver in dem Bereich des Drahtes 36 vorgesehen werden: Dies böte die Möglichkeit, daß Pulver gegen die Papierbahn 14 an­ gezogen wird, würde jedoch im übrigen eine Strömung unter­ binden und mithelfen, das erforderliche Niveau des Pulvers in diesem Bereich zu definieren.

Fig. 3 zeigt eine dritte Vorrichtung 70 zum Auftragen von Bronzepulver. Wiederum wurden sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Vorrichtung 70 besitzt eine Bronzepulver enthaltende erste Kammer 72 mit einer geneigten Fläche 74, die parallel zu und dicht neben dem Weg der Papierbahn 14 gegenüber dem Corona-Entladungs­ draht 36 verläuft. Die Kammer 72 besitzt einen Ausgang 76 für Pulver in der Nähe der Rolle 62 am Eingang 78 der Vor­ richtung 70. Im Bereich des Ultraschallhorns 44 unterstützt eine Reihe von sekundären blattförmigen Abstreifern 78 die Wirkung des primären Abstreifers 38 beim Entfernen von auf der Bahn 14 aufgetragenem überschüssigem Bronzepulver. Eine zweite Kammer 80 sammelt das von der Bahn entfernte über­ schüssige Bronzepulver. Obere und untere Einlässe 82, 84 ermöglichen einen Übergang des Bronzepulvers von der Kammer 80 in die Kammer 72. Die Vorrichtung 70 ist an einem Schwingförderer 86 angebracht; ein geeigneter Förderer ist von der SIG Packaging Technology (UK) Limited Derby, DE21 4SY UK, unter der Bezeichnung FTOB erhältlich.

Im Betrieb versetzt der Schwingförderer 86 die Vorrichtung 70 derart in Schwingungen, daß Bronzepulver nach rechts (in der Zeichnung) bewegt wird. Bronzepulver, das den Ausgang 76 der Kammer 72 erreicht, wird von der Bahn 14 und mitgerisse­ ner Luft mitgenommen und beim Übergang zwischen der Bahn und der Fläche 74 elektrostatisch gegen die Bahn gezogen. Über­ schüssiges Pulver, das von den Abstreifern 38 und 76 sowie unter der Wirkung des Ultraschallhorns 44 entfernt wurde, wird in der Kammer 80 gesammelt, aus der es über den Einlaß 82 und/oder 84 unter der Wirkung des Förderers 86 zu der Kammer 72 bewegt wird. Eine Rückführung des Bronzepulvers in der Vorrichtung 17 kann ferner durch die Zirkulation von Luft unterstützt werden, die durch die sich bewegende Bahn 14 in die Kammer 80 getragen wird und durch die Kammer 72 sowie den Auslaß 76 austritt.

Die Abstreifer 76 können durch eine oder mehrere Schaufeln mit gekrümmten Enden ersetzt werden, die im Gegensatz zu den Abstreifern 38 und 78 mit der Bahn 14 in sehr leichtem Kon­ takt stehen. Das gekrümmte Ende der Schaufel könnte eine sich teilweise über ihre Breite erstreckende Öffnung haben, und zwar an einer Stelle, die derjenigen der Bedruckung auf der Bahn 14 entspricht. Durch diese Öffnung gelangt entfern­ tes überschüssiges Bronzepulver in das Bronzepulverreservoir in der Kammer 80. Das Ende des Ultraschallhorns 44 könnte sich über seine Befestigungsfläche hinaus erstrecken, so daß die Bahn 14 besseren Kontakt macht. Ein keilförmiger Ein­ laufabschnitt ähnlich dem Abschnitt 42 der Vorrichtung 10 könnte die Bahn über das Horn 44 führen. Eine hintere keil­ förmige Bahnführung könnte stromab des Ultraschallhorns 44 zusätzlich vorgesehen werden. Eine der Schaufeln 78 besitzt ein Schaufelblatt nahe dem hinteren Rand des Horns 44. Solch eine Anordnung, die auch bei den Vorrichtungen 10 und 50 vorhanden ist, hat sich als besonders effektiv beim Entfer­ nen von überschüssigem Bronzepulver von der Bahn 14 erwie­ sen.

Als Alternative oder zusätzlich zu den stationären Abstrei­ fern bzw. Schaufeln und/oder dem Ultraschallhorn können pneumatische Systeme dazu verwendet werden, das Abziehen von überschüssigem Pulver von der Bahn zu unterstützen. So ist ein Luftbeweger, der neben dem Weg der Bahn angeordnet ist und einen Luftstrom gegen die bedruckte Fläche richtet, sehr wirkungsvoll beim Entfernen von überschüssigem Pulver. Statt dessen könnte, wie in Fig. 4 gezeigt, die Papierbahn 14 über einen Körper 100 mit einem Luftauslaßschlitz 102, ähn­ lich dem eines Luftbewegers, geführt werden, an den eine pulsierende Luftzufuhr angelegt wird, und zwar mittels eines Drehventils 104, das in einem mit dem Schlitz verbundenen Luftzufuhrkanal 106 angeordnet ist. Die pulsierende Luft bringt die Papierbahn 14 zum Schwingen und löst somit über­ schüssiges Pulver. Der Körper 100 könnte das Ultraschallhorn 44 in irgendeiner der Vorrichtung 10, 50 und 70 (einschließ­ lich 70a und 70b) ersetzen oder ergänzen. Zu beachten ist, daß der Luftbeweger-Auslaßschlitz 102 neben dem hinteren Rand 122 des Körpers 100 angeordnet ist. Die Führung der Bahn 14 über den Rand 122 stellt sicher, daß sie immer in der Nähe des Schlitzes 102 gehalten wird. Das Ventil 104 könnte weggelassen werden, so daß die Luftzufuhr kontinuier­ lich sein kann.

Der Corona-Entladungsdraht 36 ist in gewisser Weise selbst­ reinigend, da er näherkommendes Pulver mit einer positiven Ladung "besprüht" und so das Pulver durch sein eigenes posi­ tives Potential abstößt. Eine zusätzliche Vorsorge gegen Verschmutzung und Kurzschluß könnte jedoch in der Weise getroffen werden, daß der Draht 36 mit tiefgewickelten Ab­ standsisolierungen 108 abgestützt wird. Prallkörper und/oder ein zugehöriger reinigender Luftstromkanal könnte ebenfalls zum Schutz des Drahtes 36 eingesetzt werden.

Um zu vermeiden, daß in der Luft enthaltenes Pulver eine der Vorrichtungen 10, 50 und 70 verläßt, ist eine entsprechende Abdichtung wichtig. Zu diesem Zweck kann ein Körper 114, der das Ultraschallhorn 44 trägt (oder den Körper 100 ersetzt), mit einer flachen Ausnehmung 116 versehen werden, in der die Papierbahn 14 läuft. Eine oder mehrere flexible Dichtungs­ blätter 118, die längsverlaufend in der Bewegungsrichtung der Bahn 14 beabstandet sind, können an dem Körper 114 an­ greifen, so daß der einzige Spalt, durch den Pulver mögli­ cherweise entweichen könnte, von der Ausnehmung 116 gebildet wird. Wenn auch die Ausnehmung 116 so flach wie möglich sein sollte, sollte jedoch ihre Tiefe nicht kleiner als ungefähr dreimal die Dicke der Bahn 14 (ungefähr 0,05 mm) sein, wenn die Bahn sich nicht an den Dichtungsblättern 118 abwetzen soll. Zusätzlich zur Abdichtung unterstützen die Abdich­ tungsblätter 118 das Abziehen überschüssigen Pulvers und können die Abstreifer bzw. Schaufeln 38, 46 bzw. 78 ergänzen (oder ersetzen).

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen kann der Draht 36 auf einer einigermaßen konstanten Spannung gehalten wer­ den, wenngleich Langzeitänderungen zum Verstellen der Dichte des aufgetragenen Pulvers vorgesehen werden können. Das auf der Bahn 14 aufgetragene Klebstoffmuster erfolgt jedoch üb­ licherweise in regelmäßigen, in Längsrichtung beabstandeten Bereichen. Die an den Draht 36 angelegte Spannung könnte ge­ pulst und mit dem Durchgang der Bahn vom Klebstoffbedrucker aus synchronisiert werden, z. B. unter der Steuerung der Steuereinrichtung 37, so daß am Draht eine hohe Spannung nur dann anliegt, wenn ein Abschnitt der Bahn, der mit Bronze­ pulver versehen werden soll, dem Draht gegenüberliegt. Auf diese Weise wird Pulver (im wesentlichen) nur gegen dieje­ nigen Stellen der Bahn angezogen, an denen das Pulver benö­ tigt wird (d. h. dort, wo die Klebstoffbedruckung vorgesehen ist), wodurch die Rate des anfangs auf getragenen Bronze­ pulvers eher derjenigen entspricht, die von der Bahn 14 ge­ halten werden soll.

Die Verbrauchsrate des Bronzepulvers ändert sich mit der Maschinengeschwindigkeit, d. h. mit der Geschwindigkeit der Papierbahn 14. Die Auftragrate des Pulvers kann im Verhält­ nis zu dieser Geschwindigkeit geändert werden, so daß bei­ spielsweise die Förderschnecke 56 mit der Maschinenge­ schwindigkeit verzahnt werden kann. In der gleichen Weise kann zum Erhöhen der Auftragsrate die an den Entladungsdraht 36 angelegte Spannung und/oder die Länge des Drahtes ver­ größert werden. Insbesondere könnte vorgesehen werden, daß sich die Spannung automatisch mit der Maschinengeschwindig­ keit ändert. Die Steuereinrichtung 37, die beispielsweise einen Mikroprozessor enthalten kann, kann irgendeine oder sämtliche dieser Funktionen ausführen.

Fig. 5 zeigt eine weitere Vorrichtung 130 zum Auftragen von Bronzepulver. Diese Ausführungsform enthält Teile ähnlich denen, wie sie bereits unter Bezugnahme auf eine oder meh­ rere der Fig. 1 bis 4 beschrieben wurden; gleiche Bezugs­ zeichen wurden für diese Teile in Fig. 5 verwendet, ohne daß diese Teile nochmals eigens beschrieben werden. Die Vor­ richtung 130 besitzt eine untere Anordnung 132 und eine obe­ re Anordnung 134. Die untere Anordnung 132 enthält ein Bron­ zepulver-Reservoir 136 und Mittel zum Wiederauffüllen des Reservoirs aus einem auswechselbaren Kanister 138. Eine För­ derschnecke 140 bewegt das Bronzepulver zu einem Auslaß 142 gegenüber dem Corona-Entladungsdraht 36. Bronzepulver wird aus dem Auslaß 142 gegen die Bahn 14 angezogen, und zwar während es mit der Bahn an einer geneigten Fläche 144 gegen­ über dem Draht 36 mitgenommen wird. In dieser Hinsicht ent­ spricht die Ausbildung der Vorrichtung 130 derjenigen der Vorrichtung 70 in Fig. 3.

Die obere Anordnung 134 enthält einen Luftauslaßschlitz 102 (ähnlich dem der Fig. 4) sowie ein Ultraschallhorn 44. Eine oder beide dieser Anordnungen können dazu benutzt werden, das Entfernen überschüssigen Pulvers zu unterstützen. An ih­ rem stromabwärtigen Ende trägt die obere Anordnung eine Rol­ le 146. In ihrem Abschnitt zwischen dem Bereich des Ultra­ schallhorns und der Rolle 146 macht die Bahn 14 leichten Kontakt mit einem gebördelten Rad 148, das in der unteren Anordnung 132 abgestützt ist. Das von dem Rad 148 entfernte Bronzepulver wird von einem Absaugrohr 150 gesammelt. Die Vorrichtung 130 kann in der Weise modifiziert werden, daß das Rad 148 weggelassen wird.

Jenseits der Rolle 146 läuft die Bahn 14 über einen Luftbe­ weger 152, der einen Luftstrom gegen die bronzetragende Flä­ che der Bahn richtet. Überschüssiges Pulver, das noch auf der Bahn 14 verbleibt, wird von diesem Luftstrom einem Ab­ saugrohr 154 zugeleitet.

Ein Absaugrohr 156 ist ebenfalls in der Nähe des Luftauslaß­ schlitzes 102 vorgesehen, um durch diesen Schlitz abgegebene Luft zu sammeln, und ein Druckluft-Versorgungsanschluß 158 sowie ein weiterer Ansaugeinlaß 160 sind im Bereich des Corona-Entladungsdrahtes 36 vorgesehen.

Um zu verhindern, daß zu starke Ultraschallschwingungen in den Körper der oberen Anordnung 134 geleitet werden, ist das Ultraschallhorn 44 min geringfügigem Abstand zu dem umgeben­ den Teil der Anordnung (in der Zeichnung nicht ersichtlich) angeordnet. Die Abstände sind vorzugsweise abgedichtet, und zwar unter Verwendung eines Dichtungsmaterials, das Ultra­ schall nur schwach leitet (z. B. eine Nylonbürstendichtung).

Da die Vorrichtungen 10, 50, 70 und 130 kaum oder überhaupt keinen mechanischen Kontakt mit der Klebstoffbedruckung auf der Bahn 14 machen, ist es im Gegensatz zu bekannten Auf­ tragvorrichtungen nicht erforderlich, besonders viskose Klebstoffe zu verwenden, die einer mechanischen Berührung ohne Verschmutzung widerstehen. Somit lassen sich Klebstof­ fe, die in Verbindungen mit herkömmlichen Vorrichtungen zum Auftrag von Bronze nicht verwendbar sind, einsetzen (z. B. Klebstoffe auf PVA-Basis). Trockner für derartige Klebstoffe könnten unmittelbar stromab der Auftragvorrichtung angeord­ net werden. Ein weiterer Vorteil des berührungsfreien Auf­ tragens von Bronzepulver besteht darin, daß weniger mecha­ nische Teile (z. B. Rollen) mit Klebstoff "zugesetzt" werden und daß die Gefahr verringert wird, daß sich Bronzepulver in der Papierbahn 14 einbettet und somit schwer aus den Be­ reichen, an denen es nicht erforderlich ist, zu entfernen ist.

Weitere Vorteile der beschriebenen Vorrichtungen sind darin zu sehen, daß höhere Betriebsgeschwindigkeiten als bisher möglich sind (bei Maschinen, die bis zu 10.000 Zigaretten/min oder mehr liefern), und Pulver kann mit hoher und steu­ erbarer Dichte aufgetragen werden, wobei überschüssiges Pul­ ver unabhängig von der Papieroberflächentextur leicht ent­ fernt werden kann.

Der Einsatz der beschriebenen Vorrichtungen ist nicht auf das Auftragen von Bronzepulver beschränkt. Beispielsweise ist es bekannt (vgl. EP 559 453 A), feuerhemmendes Material auf einer Zigarettenumhüllungsbahn in regelmäßigen Abständen auf zutragen. Derartiges Material, z. B. mikrokristalline Zel­ lulose, könnte unter Verwendung der beschriebenen Vorrich­ tungen in Pulverform aufgetragen werden. Das Material könnte an der Papierbahn durch ein Klebstoffmuster und/oder da­ durch, daß das Pulver, z. B. unter Verwendung von Rollen 170 in Fig. 2, gegen das Papier gedrückt wird, angebracht wer­ den. Rollen wie z. B. die Rollen 170 könnten im Prinzip in irgendeiner der Kammern 10, 50, 70 und 130 angeordnet wer­ den.

Claims (21)

1. Vorrichtung zum Auftragen von Pulver auf eine sich bewegende Papierbahn, insbesondere in einer Zigarettenher­ stellungsmaschine, mit einer Einrichtung (11) zum Erzeugen vorbereiteter Bereiche an vorgegebenen Stellen auf einer Oberfläche der Bahn (14), einer Einrichtung (16; 134), die einen Weg für die Bahn bildet, einer Zufuhreinrichtung (12; 58; 76; 142), die Pulver zu einer Stelle neben dem Weg zu­ führt, einer elektrostatischen Einrichtung (36), die ein elektrostatisches Feld in dem Bereich der besagten Stelle erzeugt, so daß Pulver gegen die betreffende Oberfläche der Bahn angezogen wird, und einer Abzieheinrichtung (44; 102, 152), die überschüssiges Pulver von der Bahn entfernt, wo­ durch das Pulver auf der Bahn im wesentlichen an den vorge­ gebenen Stellen zurückbleibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die elektrostatische Einrichtung aus einer Leiter­ einrichtung (36) besteht, die ein hohes elektrisches Poten­ tial neben dem Weg aufrechterhält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leitereinrichtung Mittel (36) aufweist, die in Richtung des Weges verlaufen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leitereinrichtung einen Corona-Entladungsdraht (36) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitereinrichtung (36) auf einer ersten Seite des Weges angeordnet ist und daß die Zu­ fuhreinrichtung (12; 58; 76; 142) auf einer zweiten Seite des Weges angeordnet ist, und daß ferner Mittel (18; 52; 74; 144) vorgesehen sind, die auf einem niedrigen elektrischen Poten­ tial neben der zweiten Seite des Weges gehalten werden.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Weg zwischen der besag­ ten Stelle und der elektrostatischen Einrichtung (36) ver­ läuft.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhreinrichtung Mit­ tel (24; 56; 140) aufweist, die Pulver mit einer zur Ge­ schwindigkeit der Bahn (14) in Beziehung stehenden Rate zu­ führen.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (37), die die elektrostatische Einrichtung (36) zur Änderung der Stärke des elektrostatischen Feldes steuert.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereinrichtung (37) auf eine Geschwindig­ keitsänderung der Bahn (14) anspricht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (37) mit der Ein­ richtung (11) zum Erzeugen vorbereiteter Bereiche synchro­ nisiert ist, so daß die Stärke des elektrostatischen Feldes so geändert wird, daß Pulver vorzugsweise gegen die vorbe­ reiteten Stellen auf der Bahn (14) angezogen wird.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzieheinrichtung (44; 102) Pulver durch oder mit Hilfe von Schwingungen abzieht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abzieheinrichtung aus einer Ultraschall­ vorrichtung (44) besteht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Weg über das Ende eines Ultraschallhorns (44) verläuft.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzieheinrichtung aus einem Luftbeweger (102, 152) besteht.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, daß der Luftbeweger (152) so ausgebildet ist, daß er einen Luftstrom gegen die besagte Oberfläche der Bahn rich­ tet.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Luftbeweger (102) so ausgebildet ist, daß er einen Luftstrom neben dem Weg auf die der Bahnoberfläche gegenüberliegende Seite richtet.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftbeweger einen Luftauslaß (102) in einer Führungsfläche (122) aufweist, die einen Teil der den Weg bildenden Einrichtung bildet.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftbeweger (102) eine Ein­ richtung (104) zum Erzeugen eines gepulsten Luftstroms auf­ weist.

19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (12; 58; 76; 142) einen Strömungskanal für Pulver aufweist, wobei die Abzieheinrichtung mit einer Einrichtung (38, 46, 56; 82, 84; 140) zum Zurückführen von überschüssigem Pulver zu dem Strömungskanal versehen ist.

20. Vorrichtung zum Auftragen von Pulver auf eine sich bewegende Papierbahn, insbesondere in einer Zigarettenher­ stellungsmaschine, mit einer Einrichtung (11) zum Erzeugen vorbereiteter Bereiche an vorgegebenen Stellen auf einer Oberfläche der Bahn (14), einer Einrichtung (16; 34), die einen Weg für die Bahn bildet, einer Zufuhreinrichtung (12; 58; 76; 142), die Pulver zu einer Stelle neben der Bahn zu­ führt, so daß Pulver auf die betreffende Oberfläche der Bahn aufgetragen wird, und einer Abzieheinrichtung (44), die überschüssiges Pulver von der Bahn durch oder mit Hilfe von Ultraschall entfernt, so daß Pulver auf der Bahn im wesent­ lichen an den vorgegebenen Stellen verbleibt.

21. Vorrichtung zum Auftragen von Pulver auf eine sich bewegende Papierbahn, insbesondere in einer Zigarettenher­ stellungsmaschine, mit einer Einrichtung (11) zum Erzeugen vorbereiteter Bereiche an vorgegebenen Stellen auf einer Oberfläche der Bahn (14), einer Einrichtung (16; 34), die einen Weg für die Bahn bildet, einer Zufuhreinrichtung (12; 58; 76; 142), die Pulver zu einer Stelle neben der Bahn zu­ führt, so daß Pulver auf die betreffende Oberfläche der Bahn aufgetragen wird, und einer Abzieheinrichtung (102, 152), die überschüssiges Pulver von der Bahn durch einen Luftbeweger oder mit Hilfe eines Luftbewegers entfernt, so daß das Pul­ ver auf der Bahn an im wesentlichen vorgegebenen Stellen verbleibt.