DE102023126208A1

DE102023126208A1 - Flachbahnhandhabungsvorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Filterstrangs der Tabak verarbeitenden Industrie

Info

Publication number: DE102023126208A1
Application number: DE102023126208.4A
Authority: DE
Inventors: Julian Kuschel; Niko Rossfeldt; Roman Piechaczek; Patrick Westeroth; Stephan Wolff
Original assignee: Koerber Technologies GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2023-09-27
Filing date: 2023-09-27
Publication date: 2025-03-27
Also published as: WO2025067816A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Filterstrangs der Tabak verarbeitenden Industrie und eine Flachbahnhandhabungsvorrichtung (14) der Tabak verarbeitenden Industrie mit einer Flachbahnabzugsvorrichtung (16), mittels der eine Flachbahn (20) aus einem Vliesballen (15) abziehbar ist oder abgezogen wird, wobei der Vliesballen (15) nebeneinander angeordnete Reihen (30) von übereinandergelegten Segmenten einer Flachbahn (20) aufweist, wobei die Flachbahn (20) eine Längserstreckung (29) und zwei seitliche Kanten (27, 28) aufweist, wobei die Flachbahnabzugsvorrichtung (16) einen Einlaufkopf (17) aufweist, der oberhalb des Vliesballens (15) angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Flachbahnhandhabungsvorrichtung (14) ist dadurch weitergebildet, dass zwischen dem Einlaufkopf (17) und dem Vliesballen (15) eine Zugvergleichmäßigungsvorrichtung (18) vorgesehen ist und/oder dass eine Vorrichtung (19, 36) vorgesehen ist, mittels der die relative Position des Einlaufkopfes (17) zu den seitlichen Kanten (27, 28) des Segments der Flachbahn (20) aus der Flachbahnreihe (30) des Vliesballens (15) aus der die Flachbahn (20) abgezogen wird, veränderbar und/oder einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Filterstrangs der Tabak verarbeitenden Industrie umfassend ein Filtermaterial aus Vlies, wobei eine Flachbahn aus Vlies aus einem Vliesballen mittels einer Flachbahnabzugsvorrichtung abgezogen wird und in eine Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie eingebracht wird, in der die Flachbahn in einer längsaxialen Förderrichtung gefördert wird und zu einem Filterstrang ausgeformt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Flachbahnhandhabungsvorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie mit einer Flachbahnabzugsvorrichtung, mittels der eine Flachbahn aus einem Vliesballen abziehbar ist oder abgezogen wird, wobei der Vliesballen nebeneinander angeordnete Reihen von übereinandergelegten Segmenten einer Flachbahn aufweist, wobei die Flachbahn eine Längserstreckung und zwei seitliche Kanten aufweist, wobei die Flachbahnabzugsvorrichtung einen Einlaufkopf aufweist, der oberhalb des Vliesballens angeordnet ist.
Schließlich betrifft die Erfindung eine Filterherstellmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie.
Bei der Verarbeitung von Vlies zu Filterstäben, insbesondere Zigarettenfilterstäben, kann man eine Flachbahn aus Vlies von einer Bobine abziehen oder alternativ aus einem Vliesstoffballen. In dem Vliesstoffballen, im Folgenden Vliesballen, ist eine Flachbahn aus Vliesstoff mäanderförmig aufgelegt. Hierbei liegen bevorzugt Segmente der Flachbahn mäanderförmig übereinander in einer Reihe, wobei bevorzugt das unterste Ende der Flachbahn in der Reihe mit einem oberen Ende einer benachbarten Reihe verbunden ist. Es sind somit bevorzugt mehrere Reihen im Vliesballen vorgesehen, wobei in jeder Reihe bevorzugt mehrere Segmente von Flachbahnen mäanderförmig übereinanderliegen.
Bevorzugt liegen die Flachseiten der Flachbahnen im Wesentlichen vollflächig oder vollflächig aufeinander.
Beim Abziehen der Flachbahn aus dem Vliesballen kommt es am Ende des Segments der Flachbahn in der jeweiligen Reihe, also dort, wo eine Biegung der Flachbahn um 180° vorliegt, möglicherweise zu einem Ruck während des Transports oder des Abziehens der Flachbahn. Zudem kommt es von Reihe zu Reihe beim Abziehen der Flachbahn zu unterschiedlichen Spannungen in der Flachbahn.
EP 2 414 065 B1 offenbart die Herstellung von Filterzigaretten aus einem Vliesstoff, wobei das Filtermaterial eine Faserschicht aus Zellstofffasern umfasst und gekrimpt ist.
Im Rahmen der Erfindung umfasst eine Flachbahn aus Vliesstoff insbesondere eine Faserschicht aus Zellstofffasern, die bevorzugt auf mindestens einer Flachseite eine weitere Schicht aufweist, wobei die Zellstofffasern der Faserschicht vorzugsweise bereichsweise durch Verpressen und Verdichtung der Zellstofffasern in den verpressten Bereichen miteinander verbunden sind. Die Zellstofffasern sind im Vliesstoff vorzugsweise miteinander verbunden.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Vliesstoff um ein nicht gewebtes Material. Im Rahmen der Erfindung ist ein Vliesstoff insbesondere kein Acetattow oder Filtertow. Bevorzugt weist der Vliesstoff zwei geschlossene Flachseiten auf oder ist als geschlossene Bahn vorgesehen. Geschlossen ist im Rahmen dieser Erfindung insbesondere ohne Löcher oder Durchbrüche zu verstehen.
Das Filtermaterial, der hier als Vliesstoff bezeichnet wird, enthält als wesentlichen Inhaltsstoff ein natürliches Material, vorzugsweise Cellulose bzw. Zellstoff, das im Wesentlichen in Form von unregelmäßig angeordneten Fasern vorliegt. Vorzugsweise werden Cellulosefasern eingesetzt, die in Form von Vliesstoffen insbesondere als Airlaid-Vliese, vorliegen. Vliesstoffe zählen zu den Textilverbundstoffen. Es handelt sich um flexible, poröse Flächengebilde, die durch Verschlingung und/oder kohäsive und/oder adhäsive Verbindung der Fasern hergestellt werden. Die Vliese bzw. Vliesstoffe sind lockere Materialien aus Fasern, deren Zusammenhalt im Allgemeinen durch die den Fasern eigene Haftung gegeben ist. Die Vliese können bei Bedarf verfestigt werden, wobei für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung die mechanische Verfestigung mit Verzicht auf Bindemittel bevorzugt ist.
Die Faserlänge der Fasern im Vliesstoff ist bevorzugt < 1 m, insbesondere < 10 cm, insbesondere < 2,5 cm.
Vorzugsweise sind die Materialien der Vliesstoffe biologisch abbaubar, was bedeutet, dass die einzelnen Inhaltsstoffe durch Mikroorganismen in Gegenwart von Sauerstoff in Kohlenstoffdioxid, Wasser und Salze anderer vorhandener Elemente (Mineralisation) unter Bildung neuer Biomasse oder in Abwesenheit von Sauerstoff in Kohlenstoffdioxid, Methan, Mineralsalze und neue Biomasse zerlegt werden. Hierbei ist bevorzugt das Material der europäischen Norm EN 13432 entsprechend.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine möglichst hohe Filterqualität bei der Herstellung von Filtern aus einer Flachbahn aus Vliesstoff zu erzielen und insbesondere eine möglichst gleichmäßige Bahnspannung beim Abziehen und somit eine gleichmäßige Förderung der Flachbahn zur Herstellung eines Filterstrangs oder von stabförmigen Filtern.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Herstellen eines Filterstrangs der Tabak verarbeitenden Industrie umfassend ein Filtermaterial aus Vlies, wobei eine Flachbahn aus Vlies aus einem Vliesballen mittels einer Flachbahnabzugsvorrichtung abgezogen wird und in eine Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie eingebracht wird, in der die Flachbahn in einer längsaxialen Förderrichtung gefördert wird und zu einem Filterstrang ausgeformt wird, das dadurch weitergebildet ist, dass zwischen der Flachbahnabzugsvorrichtung und dem Vliesballen mittels einer Zugvergleichmäßigungsvorrichtung Spannungsschwankungen in der Flachbahn verringert werden und/oder dass eine Lage der Flachbahnabzugsvorrichtung zu der aus dem Vliesballen abzuziehenden Flachbahn nachgezogen oder angepasst wird und/oder dass mittels einer Glättvorrichtung die Flachbahn geglättet wird.
Durch die erfindungsgemäße Verfahrensführung wird es möglich, die Flachbahn aus Vlies bzw. Vliesstoff mit relativ konstanter Spannung zum Herstellen des Filterstrangs der Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie zuzuführen. Im Rahmen der Erfindung ist eine längsaxiale Förderrichtung relativ zu einer Längsachse des gebildeten Filterstrangs.
Der Vliesstoff kann beispielsweise ein Vliesstoff von McAirlaid's sein, beispielsweise SuperCore® T-060-S. Der Vliesstoff ist vorzugsweise aus Cellulose, insbesondere vorzugsweise 100% aus Cellulose. Das Basisgewicht beträgt insbesondere 60g/m². Die Zugfestigkeit im trockenen Zustand beträgt insbesondere 0,5 kN/m. Die Zugfestigkeit im feuchten Zustand beträgt vorzugsweise 0,12 kN/m. Die Trockenausdehnung beträgt 20%. Die Feuchtausdehnung beträgt 11%. Die Dichte 103 kg/m³ und die Festigkeit 50 nm. Es können auch andere Vliesstoffe verwendet werden wie beispielsweise Green Butts 30 gsm oder 40 gsm oder ST-047-DIA von SharpCell Oy oder Wattens SP 3942. Der Vliesstoff von Wattens SP 3942 bzw. der Papierfabrik Wattens GmbH & Co. KG weist beispielsweise ein Gewicht von 35 g/m² auf bei einer Dicke von einer Schicht von 92 µm, einer Zugfestigkeit von mindestens 10N/15mm und einer Luftdurchlässigkeit von 4.000 CU. Es kann auch ein Vliesstoff WAT 45 GSM HYDRO von der Papierfabrik Wattens GmbH & Co. KG verwendet werden mit einem Gewicht von 45 g/m², einer Dicke von einer Schicht von 270 µm und einer Zugdichte 17N/15mm sowie einer Luftdurchlässigkeit von >35.000 CU.
Die Glättvorrichtung dient insbesondere dazu, queraxial angeordnete Falten oder Ungleichmäßigkeiten in der Flachbahn zu glätten. Die Glättvorrichtung kann eine Mangelwalze, ein Mangelwalzenpaar, eine Warmpresse und/oder Heißdampf umfassen oder aufweisen.
Vorzugsweise wird die Flachbahn in Längsrichtung gekrimpt.
Die Spannungsschwankungen werden vorzugsweise mechanisch und/ oder pneumatisch verringert.
Zum mechanischen Verringern der Spannungsschwankungen kann vorzugsweise ein Zugwalzenpaar oder ein Bremswalzenpaar vorgesehen sein, durch die die Flachbahn läuft. Es kann auch ein Tänzer vorgesehen sein, um Spannungsschwankungen auszugleichen. Der Tänzer weist beispielsweise eine Rolle, eine Walze und/oder ein Walzenpaar auf, die oder das federbelastet ist und über die die Flachbahn läuft. Ein Tänzer ist beispielsweise aus der WO 2019/211157 A1 bekannt. Die Umlenkrolle aus dieser Druckschrift kann durch ein Zugwalzenpaar oder ein Druckwalzenpaar ersetzt werden, um einen Tänzer bei der vorliegenden Erfindung vorzusehen.
Alternativ oder ergänzend kann auf die Flachbahn auch ein Druckluftzug gerichtet sein, um etwaige Schwankungen in der Spannung bei dem Abziehen der Flachbahn von der Bobine zu verringern.
Es können auch zwei Zugwalzenpaare vorgesehen sein, die insbesondere unterschiedliche Zugspannungen in der Flachbahn erzeugen. Bei bevorzugter Verwendung wenigstens eines Zugwalzenpaars und/oder wenigstens eines Bremswalzenpaars kann effizient eine vorgebbare Spannung in der Flachbahn erzeugt werden, wodurch Spannungsschwankungen reduziert werden.
Vorzugsweise ist ein Einlaufkopf der Flachbahnabzugsvorrichtung oberhalb vom Vliesballen angeordnet, wobei die relative seitliche Lage einer Flachbahnkante beim Abziehen der Flachbahn aus dem Vliesballen zu dem Einlaufkopf von einer Flachbahnreihe des Vliesballens zu einer nächsten Flachbahnreihe des Vliesballens konstant gehalten wird. Hierdurch wird erreicht, dass im Wesentlichen unabhängig von der Reihe, aus der die Flachbahn abgezogen wird, eine in etwa gleich große Kraft zum Abziehen der Flachbahn aus der Flachbahnreihe angewendet werden kann. Vorzugsweise wird der Einlaufkopf der Flachbahnabzugsvorrichtung seitlich verschwenkt oder verschoben. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Einlaufkopf immer oberhalb der Flachbahnreihe ist, aus der die Flachbahn abgezogen ist, und zwar möglichst vertikal direkt oberhalb der Flachbahnreihe.
Vorzugsweise wird der Vliesballen seitlich verschoben. Hierdurch wird gewährleistet, dass bei dem Übergang von einer Flachbahnreihe zur nächsten Flachbahnreihe des Vliesballens der Vliesballen so seitlich verschoben wird, dass weiterhin der Einlaufkopf der Flachbahnabzugsvorrichtung oberhalb der abzuziehenden Flachbahnreihe, und zwar vertikal direkt über der Flachbahnreihe, d.h. ohne oder im Wesentlichen ohne seitlichen Versatz, angeordnet ist. Hierdurch entstehen wenige zusätzliche Querspannungen, so dass die Flachbahn mit geringen Spannungsschwankungen abgezogen werden kann. Insbesondere wird hierdurch ein etwaiger Twist vermieden, der durch ein Verschwenken des Einlaufkopfes in der Flachbahn erzeugt werden könnte.
Um zu verhindern, dass eine Flachbahnreihe aus dem Vliesballen umkippt, ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Vliesballen, insbesondere nach Abzug einer vorgebbaren Anzahl von Flachbahnreihen, quer zur Förderrichtung um eine, insbesondere horizontale, Achse verkippt wird. Die Achse ist hierbei vorzugsweise parallel zur Förderrichtung des Filterstrangs bzw. parallel zu einem Segment der Flachbahn in der jeweiligen Flachbahnreihe des Vliesballens.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Flachbahnhandhabungsvorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie mit einer Flachbahnabzugsvorrichtung, mittels der eine Flachbahn aus einem Vliesballen abziehbar ist oder abgezogen wird, wobei der Vliesballen nebeneinander angeordnete Reihen von übereinandergelegten Segmenten einer Flachbahn aufweist, wobei die Flachbahn eine Längserstreckung und zwei seitliche Kanten aufweist, wobei die Flachbahnabzugsvorrichtung einen Einlaufkopf aufweist, der oberhalb des Vliesballens angeordnet ist, die dadurch weitergebildet ist, dass zwischen dem Einlaufkopf und dem Vliesballen eine Zugvergleichmäßigungsvorrichtung vorgesehen ist und/oder dass eine Vorrichtung vorgesehen ist, mittels der die relative Position des Einlaufkopfes zu den seitlichen Kanten des Segments der Flachbahn aus der Flachbahnreihe des Vliesballens aus der die Flachbahn abgezogen wird, veränderbar und/oder einstellbar ist und/oder dass eine Glättvorrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet und eingerichtet ist, die Flachbahn nach dem Abziehen aus dem Vliesballen zu glätten.
Durch die erfindungsgemäße Flachbahnhandhabungsvorrichtung ist ein Abziehen einer Flachbahn aus einem Vliesballen mit gleichmäßiger Kraft bzw. gleichmäßiger Bahnspannung möglich, so dass diese mit einem gleichmäßigen Zug einer Strangmaschine zugefördert werden kann. Durch eine gleichmäßige Förderung der Flachbahn zu der Strangmaschine können qualitativ sehr hochwertige Filter hergestellt werden.
Vorzugsweise ist die Zugvergleichmäßigungsvorrichtung eingerichtet und ausgebildet, mechanisch und/oder pneumatisch Spannungsschwankungen in der Flachbahn zu verringern.
Vorzugsweise ist zur Verringerung der Spannungsschwankungen ein Zugwalzenpaar oder ein Bremswalzenpaar vorgesehen, durch das die Flachbahn läuft und/oder eine Vorrichtung vorgesehen, die eingerichtet und ausgebildet ist, einen Druckluftstrahl auf die Flachbahn zu richten.
Um von einer Flachbahnreihe von übereinander gestapelten Lagen einer Flachbahn zur nächsten Flachbahnreihe von übereinander gestapelten Lagen einer Flachbahn ohne erhebliche Zugschwankungen überzugehen, wird vorzugsweise der Einlaufkopf der Flachbahnabzugsvorrichtung seitlich verschwenkt oder verschoben oder ist der Einlaufkopf der Flachbahnabzugsvorrichtung seitlich verschwenkbar oder verschiebbar. Hierbei wird der Einlaufkopf oberhalb von der einen Flachbahnreihe zu der nächsten Flachbahnreihe verschwenkt oder verschoben. Hierdurch kann die Flachbahn mit gleichmäßiger Bahnspannung abgenommen werden, indem vorzugsweise die Lage der abzuziehenden Flachbahn relativ zur Abziehvorrichtung bzw. zum Einlaufkopf der Abziehvorrichtung angepasst wird. Eine Richtungsanpassung zum Erreichen der Strangmaschine ist dann beispielsweise nur über kurze Twiststrecken notwendig, wenn beispielsweise eine Verschwenkung des Einlaufkopfes der Flachbahnabzugsvorrichtung vorgenommen wird.
Vorzugsweise sind zwei Rollen oder Bolzen vorgesehen, die im Wesentlichen senkrecht zu den Flachbahnreihen und oberhalb des Vliesballens sowie unterhalb des Einlaufkopfes angeordnet sind, um eine Vorausrichtung der Flachbahn beim Abziehen zu ermöglichen. Die Flachbahn wird hierzu vorzugsweise zwischen den Rollen oder Bolzen geführt.
Vorzugsweise ist eine Transportvorrichtung vorgesehen, die ausgebildet und eingerichtet ist, den Vliesballen seitlich zu verschieben oder zu bewegen. Dies geschieht vorzugsweise automatisch. Beispielsweise kann die Transportvorrichtung ein Förderband aufweisen, auf der der Vliesstoffballen aufgebracht ist und mittels der der Vliesstoffballen quer zur Längserstreckung der Flachbahnreihen bzw. der auf den Flachbahnreihen übereinander gestapelten Flachbahnen verschoben oder bewegt werden kann.
Im Rahmen der Erfindung ist ein Segment einer Flachbahn auch als Lage einer Flachbahn zu bezeichnen.
Vorzugsweise ist ein Sensor vorgesehen, der detektiert, dass ein letztes Segment bzw. eine letzte Bahn oder Lage einer Flachbahn aus einer Reihe von Flachbahnen oder einer Flachbahnreihe von dem Vliesballen abgezogen wird, wodurch ein Steuersignal zum seitlichen Verschwenken oder Verschieben des Einlaufkopfes und/oder zum seitlichen Verschieben oder Bewegen des Vliesballens generiert wird.
Um ein Umkippen von Flachbahnreihen zu vermeiden, ist vorzugsweise eine Verkippvorrichtung vorgesehen, mittels der der Vliesballen um einen vorgebbaren Winkel verkippbar ist oder verkippt wird. Das Verkippen geschieht vorzugsweise um eine Drehachse, die in Längsrichtung der Flachbahnen oder der Flachbahnreihen angeordnet ist. Die Verkippvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Vliesballenauflagevorrichtung, die auf einer Drehachse drehbar oder verkippbar gelagert ist. Die Drehachse kann als Auflageelement oder mehrere Auflageelemente ausgebildet sein, das oder die entlang der Drehachse unter der Vliesballenauflagevorrichtung angeordnet ist oder sind. Beispielsweise kann eine Stange unter der Vliesballenauflagevorrichtung angeordnet sein. Die Drehachse ist vorzugsweise asymmetrisch angeordnet, derart, dass bei voll bestücktem Vliesballen die Schwerkraft die Vliesballenauflagevorrichtung auf der einen Seite, von der zunächst die Flachbahn abgezogen wird, auf dem Boden aufliegt und bei fortgeschrittenem Abzug der Flachbahn, wenn also eine vorgebbare Menge an Flachbahnreihen abgezogen sind, die Vliesballenauflagevorrichtung auf die andere Seite verschwenkt und auf der gegenüberliegenden Seite auf dem Boden aufliegt.
Es ist erfindungsgemäß eine Filterherstellmaschine umfassend eine erfindungsgemäße Flachbahnhandhabungsvorrichtung vorgesehen, wobei die Filterherstellmaschine zudem eine Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie umfasst, wobei die Flachbahnhandhabungsvorrichtung stromaufwärts der Strangmaschine angeordnet ist.
Zum Herstellen eines Vliesballens kann vorgesehen sein, aus einer Bobine, auf die ein Vliesmaterial aufgerollt ist, Flachbahnen abzunehmen oder zu schneiden und diese in einem Ballen aus dem Vliesmaterial umzubilden. Hierbei können Flachbahnen aus Vliesmaterial in Flachbahnreihen abgelegt werden, wobei mehrere Reihen dann einen weiterzuverarbeitenden Vliesballen ergeben. In diesem Fall kann bei der Herstellung von Filterstäben bzw. Filtersträngen der Tabak verarbeitenden Industrie ein Doppelbobinenabspuler und ein Buffer bei der Herstellung entfallen. Ein Ballen aus Vliesmaterial oder Papier sollte an den Umlenkpunkten einer Bahn möglichst keine Knicke aufweisen, da die Knickung sich im Filter als Unregelmäßigkeit darstellen kann und somit erhöhte Werte für den Zugwiderstand oder eine schlechtere Ovalität aufweisen. Bei der Verwendung von Vliesballen im Vergleich zu Bobinen entfällt eine Geschwindigkeitsabsenkung bei einem Bobinenwechsel. Um einen Übergang von einem Ballen zu einem nächsten Ballen vorzusehen, hat eine Bedienperson genügend Zeit, das Ende eines Ballens mit dem Anfang eines neuen Ballens zu verbinden, so dass die Herstellungsgeschwindigkeit bei der Filterstrangherstellung beim Übergang nicht reduziert werden muss.
Vorzugsweise ist eine Glättvorrichtung vorgesehen, die in der Flachbahnhandhabungsvorrichtung angeordnet ist oder dieser vorgeschaltet ist. Die Glättvorrichtung kann eine Befeuchtungsvorrichtung und/oder eine Heizvorrichtung umfassen sowie vorzugsweise eine mechanische Vorrichtung, die Druck auf die Flachbahn beim Fördern ausübt. Alternativ oder ergänzend können auch mit Druckluft, beispielsweise Warmluft oder geheizter Druckluft, etwaige Falten oder Unregelmäßigkeiten in der Flachbahn geglättet werden. Vorzugsweise ist die Glättvorrichtung unmittelbar einer Zugvergleichmäßigungsvorrichtung nachgeordnet oder Teil der Zugvergleichmäßigungsvorrichtung.
Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:

1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Flachbahnhandhabungsvorrichtung, die einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie vorgeschaltet ist,
2 zeigt einen Teil einer Flachbahnhandhabungsvorrichtung in schematischer dreidimensionaler Darstellung,
3 zeigt schematisch einen Teil der Flachbahnhandhabungsvorrichtung in einer Draufsicht,
4 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine Flachbahnhandhabungsvorrichtung mit einer Transportvorrichtung für Vliesballen,
5 zeigt schematisch in einer Draufsicht eine Ausführungsform einer Einlagerung eines Vliesballens und
6 zeigt in einer Seitenansicht die Funktionalität einer Vliesballenmanipulationsvorrichtung in schematischer Darstellung.

Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.
In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.
1 zeigt schematisch eine Ansicht einer Flachbahnhandhabungsvorrichtung 14, an der sich stromabwärts eine Strangmaschine 10 in Förderrichtung 37 einer Flachbahn aus einem Vliesstoff, der oder die in einen Strang umgebildet wird, anschließt. Auf einer Palette 31 ist ein Vliesballen 15 angeordnet, von dem eine Flachbahn 20 aus Vliesstoff mittels einer Flachbahnabzugsvorrichtung 16 abgezogen wird. Die Flachbahnabzugsvorrichtung 16 weist einen Arm 19 auf, an dessen Ende ein Einlaufkopf 17 vorgesehen ist. Die Vliesballen 15 bzw. Vliesstoffballen 15 umfassen mehrere Flachbahnreihen 30, in der die Flachbahn 20 übereinandergestapelt sind (dieses ist in den folgenden Figuren dargestellt). Hierbei ist die unterste Lage einer Flachbahn in einer Flachbahnreihe mit der oberen Lage der Flachbahn in einer benachbarten Flachbahnreihe verbunden. Die Flachbahn in einem Vliesballen ist somit ununterbrochen in Flachbahnreihen gestapelt. In diesem Ausführungsbeispiel ist, was hier nicht näher dargestellt ist, eine Flachbahnreihe 30 in der Förderrichtung 37 angeordnet.
Die Flachbahn 20 ist in den Flachbahnreihen 30 in 1 von links nach rechts gestapelt und ist jeweils am Ende um 180° umgeschlagen. Beim Abziehen können sich hierdurch Spannungsschwankungen ergeben. Um diese zu verringern, ist zwischen dem Einlaufkopf 17 und dem Vliesballen 15 eine Zugvergleichmäßigungsvorrichtung 18 vorgesehen. Die Zugvergleichmäßigungsvorrichtung 18 kann ein Zugwalzenpaar aufweisen, dass über eine Zugspannungseinstellvorrichtung, das üblicherweise auch als Tänzer bezeichnet wird, eine vorgebbare Zugspannung einstellen kann, die sich von der durch die Flachbahnhandhabungsvorrichtung einstellbare Zugspannung unterscheiden kann, aber auch gleich groß sein kann.
Anstelle und an der Stelle der Zugvergleichmäßigungsvorrichtung 18 in 1 oder in dieser integriert kann eine Glättvorrichtung vorgesehen sein.
Die Flachbahnhandhabungsvorrichtung 14 kann zudem beispielsweise eine Crimpvorrichtung vorsehen, mittels der in Förderrichtung 37 bzw. in Längserstreckung 39 der Flachbahn Falten gekrimpt werden, um anschließend in der Strangmaschine 10 Filterstränge bzw. Filterstäbe zu erzeugen, die einen definierten Zugwiderstand haben. Die Crimpvorrichtung kann sich in Förderrichtung der Flachbahn 37 auch der Flachbahnhandhabungsvorrichtung 14 stromabwärts anschließen.
Der Flachbahnhandhabungsvorrichtung 14 schließt sich in Förderrichtung eine Materialbearbeitungseinheit 13 und eine weitere Materialbearbeitungseinheit 12 an, woraufhin sich in Förderrichtung die Strangformungseinheit 11 anschließt. Bei den Materialbearbeitungseinheiten 12 und 13 kann es sich um Materialbearbeitungseinheiten handeln, die bei der Anmelderin als Flexport bezeichnet werden. Hier können verschiedenste Bearbeitungsschritte sehr variabel vorgenommen werden. Beispielsweise kann auch in der Materialbearbeitungseinheit 13 eine Crimpvorrichtung vorgesehen sein oder es kann ein Flavour in die Flachbahn eingebracht werden oder beispielsweise ein mit Flavour versehener Faden. Es kann auch eine Befüllung der Flachbahn mit Aktivkohle vorgenommen werden oder ähnliches.
Die Herstellung von Filtern der Tabak verarbeitenden Industrie geschieht in einem Strangverfahren in der Strangmaschine 10 wie üblich. Hierzu wird auf den eingängigen Stand der Technik verwiesen, beispielsweise auf die vorstehende europäische Patentanmeldung.
2 zeigt schematisch eine dreidimensionale Darstellung eines Teils der Flachbahnhandhabungsvorrichtung 10. Eine Flachbahn 20 wird aus einer Flachbahnreihe 30 abgezogen, läuft über oder durch eine Positioniervorrichtung 24, die zwei Rollen oder zwei Stäbe umfassen kann, durch die die Flachbahn 20 geführt wird. Die Flachbahn 20 gelangt dann zu einem Einlaufkopf 17, der eine Umlenkrolle 21 aufweist. Über einen Arm 19 gelangt die Flachbahn 20 zu einer weiteren Umlenkrolle 22 und von dort in das grau dargestellte Gehäuse der Flachbahnhandhabungsvorrichtung, in der beispielsweise ein Zugrollenpaar vorgesehen sein kann, um die Flachbahn 20 in Förderrichtung zu fördern. Der Arm 19 kann durch eine Verschwenkbewegung 23 verschwenkt werden, um den Einlaufkopf 17 über die Flachbahnreihe 30 des Vliesballens 15 seitlich zu bewegen. Dies ist in 3 etwas besser dargestellt.
Dort in 3 ist ein Ausschnitt aus der Flachbahnhandhabungsvorrichtung 14 in einer schematischen Draufsicht dargestellt. Hier ist der Schwenkarm in der Abbildung der 3 oben angeordnet. Hierdurch wird eine Flachbahn 20 aus der äußersten Flachbahnreihe 30 des Vliesballens 15 abgezogen. Sobald diese Reihe vollständig abgezogen ist, wird aus der in 3 weiter untenliegenden Flachbahnreihe 30 die Flachbahn 20 abgezogen. In diesem Moment, wo dies geschieht, wird der Einlaufkopf 17 mit der Umlenkrolle 21 etwas weiter in 3 nach unten verschwenkt, und zwar mit einer Verschwenkbewegung 23, allerdings nur soweit, so dass die Umlenkrolle 21 bzw. der Einlaufkopf 17 oberhalb von der nächsten Flachbahnreihe 30 liegt.
Bei einer Verschwenkposition, wie in 3 dargestellt, ergibt sich ein Twist 25 in der Flachbahn 20 zwischen der Positioniervorrichtung 24 und der Umlenkrolle 21. Zudem ergibt sich ein Twist 26 in die dem Twist 25 entgegengesetzten Richtung zwischen der Rolle 21 und dem Einlauf in die weitere Förderung der Flachbahnabzugsvorrichtung 14.
In der 3 ist noch eine Längserstreckung 29 der Flachbahn 20 gezeigt.
Um den Twist 25 und 26 zu vermeiden kann auch an Stelle eines Verschwenkens des Arms 19 der Flachbahnhandhabungsvorrichtung 14 der Vliesballen 15 seitlich zu einer Längserstreckung 29 der Flachbahn 20 auf dem Vliesballen bewegt werden. Dies ist in 4 in einer schematischen Draufsicht gezeigt. Dort ist ein vollständiger Vliesballen 15 unter einem Einlaufkopf 17 der Flachbahnabzugsvorrichtung 14 gezeigt und eine Transportrichtung 32.
Der Vliesballen 15 ist auf einer Palette 31 angeordnet und wird in Transportrichtung 32 auf einer Transportvorrichtung 36 bewegt. Die Bewegung geschieht in 4 von unten nach oben und ist somit queraxial zur Förderrichtung der Flachbahn in der sich an die Flachbahnhandhabungsvorrichtung 14 anschließenden Strangmaschine 10, und zwar horizontal queraxial.
Der Vliesballen 15 wird queraxial soweit transportiert, dass der Einlaufkopf 17 oberhalb von der ersten Flachbahnreihe 30 angeordnet ist. Die Flachbahn 20 wird dann von dieser Flachbahnreihe 30 vollständig abgezogen, danach wird der Vliesballen 15 um die Breite einer Flachbahnreihe 30 weiter transportiert oder bewegt, um dann von dort die Flachbahnreihe 30 vollständig abzuziehen. Dies geschieht in diesem Ausführungsbeispiel fünf Mal, da hier schematisch als Beispiel fünf Flachbahnreihen 30 vorgesehen sind. Anschließend ist der Vliesballen 15 abgezogen und die Palette 31 wird in Transportrichtung 32 abgefördert. Hierdurch wird eine schwankende Weglänge sowie eine schwankende Bahnkante vermieden und damit weitesgehend ein gleichmäßiger Abzug der Flachbahn möglich.
Der Ballen 15, der in 4 unten dargestellt ist, ist in der Beladeposition gezeigt. In der mittleren Position handelt es sich um eine Arbeitsposition und in der oberen Position, wo die Palette 31 dargestellt ist, ist die Entnahmeposition.
Der Vliesballen 15 ist seriell aufgebaut. Es ist vorzugsweise ein Sensor 40 (siehe 5) vorgesehen, der erkennt, wann eine Flachbahnreihe 30 entleert ist, um ein Signal zu erzeugen, dass die Steuerung dazu bringt, den Vliesballen 15 weiter zu bewegen. Hierdurch wird eine konstante Positionierung der Flachbahnreihen 30 relativ zu dem Einlaufkopf 17 der Flachbahnhandhabungsvorrichtung 14 erzielt. Hierdurch kann eine kontinuierliche Produktion sichergestellt werden.
5 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Vliesballen 15, der auf einer Vliesballenmanipulationsvorrichtung 41 angeordnet ist. Die Vliesballenmanipulationsvorrichtung 41 umfasst eine Auflage, auf die eine Palette mit den Vliesballen aufgebracht sein kann und eine Drehachse 33.
In 6 ist schematisch in einer Seitenansicht die Funktionalität der Vliesballenmanipulationsvorrichtung 41 besser zu erkennen. Der Vliesballen 15 hat in diesem Fall vier Flachbahnreihen 30, die in 6 sich senkrecht zur Zeichenebene erstrecken. Die Flachbahnreihen 30 werden durch eine übereinander gelegte oder übereinander gestapelte Flachbahn 20 gebildet, die, wie vorstehend beschrieben, abgezogen werden sollen.
Die Drehachse 33 stellt eine Auflage der Vliesballenmanipulationsvorrichtung 41 auf dem Boden 34 dar. Die Drehachse kann durch einen im Querschnitt runden Stab ausgebildet sein oder als ein Pyramidenkörper, der azentrisch in Flachbahnreihenrichtung angeordnet ist. Die Azentrik ergibt sich relativ zu der Querachse der Längserstreckung 29 der Flachbahnen.
Auf der linken Seite in 6 ist ein voll beladener Vliesballen 15 dargestellt. In diesem Fall ist das Gewicht auf der linken Seite von der Drehachse 33 größer als auf der rechten Seite. Aus diesem Grunde liegt der Fuß 35 und die Drehachse 33 auf dem Boden 34 auf. Der Fuß 35 auf der rechten Seite schwebt in der Luft. Sobald die Gewichtsverlagerung sich dadurch ändert, dass die Flachbahn 20 aus dem Vliesballen 15 weitestgehend abgezogen ist, so dass die Gewichtskraft rechts von der Drehachse 33 größer ist als auf der anderen Seite, kippt die Vliesballenmanipulationsvorrichtung 41 in 6 nach rechts. Dies ist auf der rechten Seite in 6 dargestellt. In diesem Fall liegen die Drehachse 33 und der rechte Fuß 35 auf dem Boden auf. Hierdurch wird vermieden, dass beim etwas schrägen Abzug nach links der Flachbahn 20 aus den Flachbahnreihen 30 bei nur noch zwei Flachbahnreihen 30 oder einer Flachbahnreihe 30 diese Flachbahnreihen umkippen oder diese Flachbahnreihe umkippt.
Zudem ist eine Wand 42 vorgesehen, die verhindert, dass wenigstens eine Flachbahnreihe 30 in 6 nach rechts umkippt.
In 6 ist auch noch schematisch ein Sensor 40 gezeigt, der detektieren kann, wann eine Flachbahnreihe vollständig abgezogen ist.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein.
Bezugszeichenliste

10: Strangmaschine
11: Strangformungseinheit
12: Materialbearbeitungseinheit
13: Materialbearbeitungseinheit
14: Flachbahnhandhabungsvorrichtung
15: Vliesballen
16: Flachbahnabzugsvorrichtung
17: Einlaufkopf
18: Zugvergleichmäßigungsvorrichtung
19: Arm
20: Flachbahn
21: Umlenkrolle
22: Umlenkrolle
23: Verschwenkbewegung
24: Positioniervorrichtung
25: Twist
26: Twist
27: 1. seitliche Kante
28: 2. seitliche Kante
29: Längserstreckung
30: Flachbahnreihe
31: Palette
32: Transportrichtung
33: Drehachse
34: Boden
35: Fuß
36: Transportvorrichtung
37: Förderrichtung
40: Sensor
41: Vliesballenauflagevorrichtung
42: Wand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2 414 065 B1 [0006]
WO 2019/211157 A1 [0019]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Filterstrangs der Tabak verarbeitenden Industrie umfassend ein Filtermaterial aus Vlies, wobei eine Flachbahn (20) aus Vlies aus einem Vliesballen (15) mittels einer Flachbahnabzugsvorrichtung (16) abgezogen wird und in eine Strangmaschine (10) der Tabak verarbeitenden Industrie eingebracht wird, in der die Flachbahn (20) in einer längsaxialen Förderrichtung gefördert wird und zu einem Filterstrang ausgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Flachbahnabzugsvorrichtung (16) und dem Vliesballen (15) mittels einer Zugvergleichmäßigungsvorrichtung (18) Spannungsschwankungen in der Flachbahn (20) verringert werden und/oder dass eine Lage der Flachbahnabzugsvorrichtung (16) zu der aus dem Vliesballen (15) abzuziehenden Flachbahn (20) nachgezogen oder angepasst wird und/oder dass mittels einer Glättvorrichtung die Flachbahn (20) geglättet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsschwankungen mechanisch und/oder pneumatisch verringert werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verringerung der Spannungsschwankungen ein Zugwalzenpaar oder ein Bremswalzenpaar vorgesehen ist, durch das die Flachbahn (20) läuft und/oder ein Druckluftzug auf die Flachbahn (20) gerichtet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einlaufkopf (17) der Flachbahnabzugsvorrichtung (16) oberhalb vom Vliesballen (15) angeordnet ist, wobei die relative seitliche Lage einer Flachbahnkante (27, 28) beim Abziehen der Flachbahn (20) aus dem Vliesballen (15) zu dem Einlaufkopf (17) von einer Flachbahnreihe (30) des Vliesballens (15) zu einer nächsten Flachbahnreihe (30) des Vliesballens (15) konstant gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlaufkopf (17) der Flachbahnabzugsvorrichtung (16) seitlich verschwenkt oder verschoben wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesballen (15) seitlich verschoben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesballen (15), insbesondere nach Abzug einer vorgebbaren Anzahl von Flachbahnreihen (30), quer zur Förderrichtung um eine, insbesondere horizontale, Achse (33) verkippt wird.
Flachbahnhandhabungsvorrichtung (14) der Tabak verarbeitenden Industrie mit einer Flachbahnabzugsvorrichtung (16), mittels der eine Flachbahn (20) aus einem Vliesballen (15) abziehbar ist oder abgezogen wird, wobei der Vliesballen (15) nebeneinander angeordnete Reihen (30) von übereinandergelegten Segmenten einer Flachbahn (20) aufweist, wobei die Flachbahn (20) eine Längserstreckung (29) und zwei seitliche Kanten (27, 28) aufweist, wobei die Flachbahnabzugsvorrichtung (16) einen Einlaufkopf (17) aufweist, der oberhalb des Vliesballens (15) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Einlaufkopf (17) und dem Vliesballen (15) eine Zugvergleichmäßigungsvorrichtung (18) vorgesehen ist und/oder dass eine Vorrichtung (19, 36) vorgesehen ist, mittels der die relative Position des Einlaufkopfes (17) zu den seitlichen Kanten (27, 28) des Segments der Flachbahn (20) aus der Flachbahnreihe (30) des Vliesballens (15) aus der die Flachbahn (20) abgezogen wird, veränderbar und/oder einstellbar ist und/oder dass eine Glättvorrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet und eingerichtet ist, die Flachbahn (20) nach dem Abziehen aus dem Vliesballen (15) zu glätten.
Flachbahnhandhabungsvorrichtung (14) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugvergleichmäßigungsvorrichtung (18) eingerichtet und ausgebildet ist, mechanisch und/oder pneumatisch Spannungsschwankungen in der Flachbahn (20) zu verringern.
Flachbahnhandhabungsvorrichtung (14) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verringerung der Spannungsschwankungen ein Zugwalzenpaar oder ein Bremswalzenpaar vorgesehen ist, durch das die Flachbahn (20) läuft und/oder eine Vorrichtung vorgesehen ist, die eingerichtet und ausgebildet ist, einen Druckluftstrahl auf die Flachbahn (20) zu richten.
Flachbahnhandhabungsvorrichtung (14) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlaufkopf (17) der Flachbahnabzugsvorrichtung (16) seitlich verschwenkbar oder verschiebbar ist oder verschwenkt oder verschoben wird.
Flachbahnhandhabungsvorrichtung (14) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Transportvorrichtung (36) vorgesehen ist, die ausgebildet und eingerichtet ist, den Vliesballen (15) seitlich zu verschieben oder zu bewegen.
Flachbahnhandhabungsvorrichtung (14) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (40) vorgesehen ist, der detektiert, dass ein letztes Segment einer Flachbahn (20) aus einer Reihe (30) von Flachbahnen (20) in den Vliesballen (15) abgezogen wurde, wodurch ein Steuersignal zum seitlichen Verschwenken oder Verschieben des Einlaufkopfes (17) und/oder zum seitlichen Verschieben oder Bewegen des Vliesballens (15) generiert wird.
Flachbahnhandhabungsvorrichtung (14) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verkippvorrichtung (33, 41) vorgesehen ist, mittels der der Vliesballen (15) um einen vorgebbaren Winkel verkippbar ist oder verkippt wird.
Filterherstellmaschine umfassend eine Flachbahnhandhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, und eine Strangmaschine (10) der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei die Flachbahnhandhabungsvorrichtung (14) stromaufwärts der Strangmaschine (10) angeordnet ist.
Filterherstellmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachbahnhandhabungsvorrichtung (14) eine Glättvorrichtung umfasst oder der Flachbahnhandhabungsvorrichtung (14) eine Glättvorrichtung vorgeschaltet ist.