EP2110181B1

EP2110181B1 - Beleimung von Materialstreifen der Tabak verarbeitenden Industrie

Info

Publication number: EP2110181B1
Application number: EP09001614.8A
Authority: EP
Inventors: Uwe Schaadt; Clemens Schmick; Karl-Heinz Pawelko; Bernd Timmann; Harald Dittombée
Original assignee: Hauni Maschinenbau GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2008-04-17
Filing date: 2009-02-05
Publication date: 2017-06-14
Anticipated expiration: 2029-02-05
Also published as: PL2727652T3; DE102008019434A1; EP2727652B1; JP5427461B2; EP2110181A2; CN101559417A; EP2727652A1; CN101559417B; DE102008019434B4; JP2009254367A; EP2110181A3; PL2110181T3

Description

Die Erfindung betrifft eine Leimauftragungsvorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum Auftragen von Leim auf einen Materialstreifen der Tabak verarbeitenden Industrie mittels einer Näpfchen aufweisenden Rasterwalze, wobei die Rasterwalze vorgesehen ist, ein Leimbild auf den Materialstreifen aufzubringen, wobei an der Rasterwalze eine Leimverteilungskammer einer Leimkammer angeordnet ist, wobei aus der Leimverteilungskammer Leim mittels der Rasterwalze entnommen wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Auftragen von Leim auf einen Materialstreifen der Tabak verarbeitenden Industrie mittels einer Näpfchen aufweisenden Rasterwalze, wobei Leim aus einer an der Rasterwalze angeordneten Leimverteilungskammer einer Leimkammer entnommen wird und wobei die Rasterwalze vorgesehen ist, ein Leimbild auf den Materialstreifen aufzubringen.
Zur Verbindung von Zigarettenfiltern mit Tabakstöcken sind in der Regel Belagpapierblättchen vorgesehen, die einerseits jeweils den Filter umhüllen und andererseits mit einer überstehenden Kante ein Kopfende des Tabakstocks mit dem Filter verbinden. Das Zusammenfügen des Filters mit dem Tabakstock erfolgt in der Regel durch Verleimen, wobei auf einen Belagpapierstreifen, aus dem die Belagpapierblättchen geschnitten werden, Leim aufgebracht wird.
Aus der europäischen Patentanmeldung EP-A-1 147 716 ist eine Einrichtung zum Auftragen von Leim auf ein Hüllmaterial bzw. einen Umhüllungsstreifen eines stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie beschrieben. Um ein Leimbild mit leimfreien Bereichen auf dem Umhüllungsstreifen zu erzeugen, verfügt die Einrichtung über Mittel zum Unterbrechen der Leimzufuhr auf den Umhüllungsstreifen.
Eine weitere Leimauftragsvorrichtung ist aus EP-A-0 616 854 bekannt, wobei mittels der Leimauftragsvorrichtung flüssiger Leim, insbesondere in Form eines Leimbildes, auf eine Bahn aus Papier, Kunststoff, Karton oder dergleichen, aufgebracht wird. Hierbei ist eine Leim aus einer Vorratskammer in eine Gravur aufnehmende und den Leim in einer Auftragszone in Zusammenwirkung mit einer Gegenwalze aus der Gravur auf die Bahn auftragende Übertragungswalze vorgesehen. Die beschriebene Leimauftragsvorrichtung ist bevorzugterweise ein Bestandteil einer Filteransetzmaschine für Zigaretten. Dabei wird flüssiger Leim, vorzugsweise wässriger Polyvinylacetatleim, fortlaufend auf einen Belagpapierstreifen aufgetragen, der anschließend in Belagpapierblättchen zum Verbinden von Tabakstöcken und Filterstopfen zerschnitten wird.
In EP-A-0 549 934 ist ein Auftragswerk für viskose Auftragsstoffe offenbart, das eine Rasterwalze eines Flexo-Druckwerks aufweist, wodurch Auftragsstoffe in Näpfchen aufgenommen werden und an eine Hochdruckwalze abgegeben werden. Als Auftragsstoffe werden hierbei Lösungsmittel enthaltende und lösungsmittelfreie UV-Druckfarben, Lacke oder Klebstoffe verwendet.
Des Weiteren ist im Stand der Technik gemäß DE-U-87 05 742 vorgesehen, dass Masse aus einem Vorrat zu einer Entspannungskammer strömt, wobei die Masse an der Altmasse noch anhaftende Bläschen, insbesondere Mikroschaum, zu der Entspannungskammer abfördert. Da in der Entspannungskammer Luftblasen vorgesehen sind, gerät zwangsläufig der darin befindliche Leim in Kontakt mit Sauerstoff.
In US-A-3 991 708 ist weiterhin eine Vorrichtung zum Aufbringen von Kleber auf einen Streifen offenbart, wobei die Vorrichtung eine Walze des Intaglio-Typs verwendet. Hierdurch werden Tropfen des Klebers auf den Streifen appliziert.
Außerdem offenbart EP-A-0 763 386 eine Gummiervorrichtung, wobei eine Gummierwalze vorgesehen ist. Hierbei ist an der Gummierwalze eine Abschöpfvorrichtung angeordnet.
Ferner offenbart EP-A-0 542 190 ein Verfahren zum Aufbringen von Bindemittelsystemen, insbesondere Druckfarbe auf Bahnmaterial, nach der Hochdrucktechnik sowie eine Auftragsvorrichtung mit einem Gegendruckzylinder und einer oder mehreren Auftragswalzen, die jeweils über ein Bindemittelauftragswerk mit einer Rasterwalze mit einem Bindemittelsystem, vorzugsweise Druckfarbe, versorgt werden.
Darüber hinaus ist unter der Bezeichnung TPA3000 von der Firma C.B. Kaymich & Co. Limited, Sheffield, Großbritannien, eine Beleimungsvorrichtung zur Beleimung von Belagpapierstreifen bekannt, die beispielsweise in Filteransetzmaschinen mit der Bezeichnung MAX der Patentanmelderin eingesetzt werden. Hierbei wird mittels eines sich drehenden Rades Leim aus einem Leimvorrat entnommen und in eine Leimkammer eingebracht. Aus der Leimkammer wird mittels der Näpfchen aufweisenden Rasterwalze Leim entnommen und auf einen mit einer vorbestimmten Transportgeschwindigkeit geförderten Belagpapierstreifen aufgetragen.
Bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten an einer Filteransetzmaschine, z.B. bis 20.000 Zigaretten pro Minute, kann es vorkommen, dass die Beleimung auf dem Belagpapierstreifen unzureichend aufgetragen wird oder sich Lücken oder Unterbrechungen aufgrund von prozessbedingten Störungen im Beleimsystem bilden.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Auftrag von Leim auf einem Umhüllungsstreifen der Tabak verarbeitenden Industrie derart zu verbessern, dass auch bei höheren Produktionsgeschwindigkeiten einer Maschine ein einwandfreies Leimbild auf den Umhüllungsstreifen erzeugt wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Leimauftragungsvorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 5, weil dabei ungebrauchter, d.h.frischer, Leim zugefördert werden kann.
Die erfindungsgemäße Leimauftragungsvorrichtung wird vorzugsweise an einer Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere Filteransetzmaschine eingesetzt, um beispielsweise einen Belagpapierstreifen mit Leim zu versehen. Hierbei wird ein vorbestimmtes Leimbild bzw. Leimmuster auf den Belagpapierstreifen aufgebracht. Unter der Rotation der Rasterwalze wird aus einer an der Rasterwalze angeordneten Leimverteilungskammer Leim durch Aufnahme in die leeren Näpfchen der Rasterwalze entnommen, wobei die Rasterwalze oberhalb eines Leimvorrats angeordnet ist, so dass die Rasterwalze und der Leimvorrat beispielsweise in einem Leimtopf oder dergleichen nicht in berührendem Kontakt miteinander sind. Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass eine, vorzugsweise steuerbare oder regelbare, Förderpumpe an die externe Förderleitung angeschlossen ist und/oder an der externen Förderleitung eine, vorzugsweise steuerbare oder regelbare, Drossel angeordnet ist, so dass Leim aus einem externen Leimvorrat über die externe Förderleitung in die Versorgungsleitung gefördert wird.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, direkt und von extern den Leim der Leimverteilungskammer zuzufördern, so dass der Leim nicht in Kontakt mit Sauerstoff, z. B. in einem Leimbad oder in einem offenen Leimvorrat, gerät. Darüber hinaus ergibt sich auch eine einfache Ausgestaltung der Leimauftragungsvorrichtung, da hierbei die Entnahme von Leim aus einem Leimvorrat in einem Leimtopf nicht mehr erforderlich ist, da die Leimverteilungskammer, aus der der Leim mittels der Rasterwalze entnommen wird, nunmehr kontinuierlich in der jeweils benötigten Menge an Leim zugeführt wird. Außerdem wird auch der Bereich bzw. die Umgebung der Rasterwalze leimfrei gehalten. Überdies hat diese Ausgestaltung der Leimauftragungsvorrichtung den Vorteil, dass der Leimverteilungskammer ungebrauchter, d.h. frischer, Leim zugefördert werden kann.
Die erfindungsgemäße Leimauftragungsvorrichtung wird vorzugsweise an einer Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere Filteransetzmaschine eingesetzt, um beispielsweise einen Belagpapierstreifen mit Leim zu versehen. Hierbei wird ein vorbestimmtes Leimbild bzw. Leimmuster auf den Belagpapierstreifen aufgebracht. Unter der Rotation der Rasterwalze wird aus einer an der Rasterwalze angeordneten Leimverteilungskammer Leim durch Aufnahme in die leeren Näpfchen der Rasterwalze entnommen, wobei die Rasterwalze oberhalb eines Leimvorrats angeordnet ist, so dass die Rasterwalze und der Leimvorrat beispielsweise in einem Leimtopf oder dergleichen nicht in berührendem Kontakt miteinander sind. Bevorzugt ist die Leimverteilungskammer mit einer der Rasterwalze zugewandten Kammergrundfläche und einer zur Kammergrundfläche quer, insbesondere senkrecht, angeordneten oder ausgebildeten Kammerhöhenquerschnittsfläche ausgebildet, wobei das Verhältnis von Kammergrundfläche zur Kammerhöhenquerschnittsfläche größer als 1, vorzugsweise größer/gleich 1,25 oder 1,5 oder 1,75 oder 2 und größer beträgt. Bei der bekannten Leimauftragungsvorrichtung TPA3000 von Kaymich beträgt das Verhältnis Kammergrundfläche zur senkrecht ausgebildeten Kammerhöhenquerschnittsfläche kleiner/gleich 1, da das Volumen der Leimverteilungskammer einen halbschalenförmigen Querschnitt aufweist.
Durch die Vergrößerung des Volumens der Leimverteilungskammer mit einem im Wesentlichen langgestreckten bzw. trapezförmigen Querschnitt im Längsschnitt wird erreicht, dass während des Leimauftrags die Verweildauer der Näpfchen und somit die Aufnahmezeit von Leim in die Näpfchen vergrößert wird. Darüber hinaus wird durch das größere Volumen der Leimverteilungskammer gleichzeitig erreicht, dass Luftbläschen, die im Leim vorhanden sind, mit dem eingebrachten Leim aufsteigen und an der Oberseite in der Leimverteilungskammer wieder abgeführt werden. Damit wird auch eine verbesserte Leimaufnahme in den Näpfchen erreicht. Als Kammergrundfläche wird die Kammergrundfläche verstanden, die der Rasterwalze zugewandt ist und den Kontaktbereich mit der Rasterwalze bildet. Ferner ist die Kammerhöhenquerschnittsfläche die Fläche, die bei einem Querschnitt entlang der Breite der Leimverteilungskammer gebildet ist. Insbesondere sind die Kammerhöhenquerschnittsfläche und die Kammergrundfläche senkrecht zueinander ausgebildet.
Überdies ist in einer Weiterbildung der Leimauftragungsvorrichtung vorgesehen, dass bezogen auf die Drehrichtung der Rasterwalze Leim im Bereich der Einlaufzone in die Verteilerkammer über wenigstens eine Öffnung eingebracht wird oder ist und/oder Leim im Bereich der Auslaufzone aus der Leimverteilungskammer über wenigstens eine Austrittsöffnung abgefördert wird oder ist. Hierdurch wird beispielsweise erreicht, dass der Zufluss von Leim in die Leimverteilungskammer von unten nach oben bei nach oben auslaufender Rasterwalze bzw. Leimwalze oder von oben nach unten bei nach unten auslaufender Rasterwalze erfolgt. Die Leimverteilungskammer kann bezogen auf die Kontaktfläche bzw. den Kontaktbereichen von der Rasterwalze und dem zu beleimenden Materialstreifen sowie der Förderrichtung des Materialstreifens an der Vorderseite oder der Rückseite oder an der Unterseite der Rasterwalze angeordnet sein.
Ferner wird gemäß einem weiteren Vorschlag eine Leimauftragungsvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch weitergebildet, dass die Leimverteilungskammer an wenigstens einer, vorzugsweise an beiden, lateralen Stirnseite abgedichtet ist, wobei insbesondere zwischen den Stirnseiten die Rasterwalze angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass aus der Leimverteilungskammer der Leim nicht direkt in einen Leimsumpf in einem Leimtopf austritt, sondern in den Randbereichen ein überschüssiger Teil des Leims gehalten wird, um den Leim in den Randbereichen auf einem vorbestimmten Vordruck zu halten, wodurch eine gute Beleimung bzw. Aufnahme von Leim in den Randbereichen der Rasterwalze erreicht wird. Somit wird vermehrt Leim in den Randbereichen bzw. im Kontaktbereich zwischen den Filterstopfen und den damit zu verbindenden Tabakstöcken auf die Belagpapierblättchen aufgebracht, wodurch die Verbindung zwischen Tabakstock und Filterstopfen verbessert wird.
Darüber hinaus ist es im Rahmen einer Ausgestaltung denkbar, dass an den lateralen Stirnseiten der überschüssige Leim aus der Leimverteilungskammer abgeführt wird, wobei in der Abförderleitung eine Drossel vorgesehen sein kann, um die abgeförderte Menge zu regeln, wobei weiterhin der abgeförderte Leim kontinuierlich mit frischem Leim vermischt wieder einer externen Leimversorgung der Leimverteilungskammer zugeführt wird.
Außerdem ist es in einer Ausgestaltung der Leimauftragungsvorrichtung günstig, wenn eine Flüssigkeit aufnehmende Kammer vorgesehen ist, wobei die Kammer der Rasterwalze bei oder während eines Produktionsstopps oder einer Unterbrechung des Leimauftrags auf den Materialstreifen zugestellt wird oder ist, so dass die Rasterwalze mittels der Flüssigkeit, insbesondere Wasser, aus der Kammer in Kontakt gebracht wird oder ist.
Bei einer längeren Produktionsunterbrechung an der Maschine, bei der beispielsweise die Beleimung eines Belagpapierstreifens unterbrochen ist, wird erfindungsgemäß eine wasserführende bzw. - enthaltende Kammer an der Rasterwalze positioniert, so dass nach Einbringen von Wasser als Flüssigkeit in die Kammer die Flüssigkeit mit der Oberfläche der Rasterwalze in Kontakt gebracht wird, um ein Antrocknen des Leims in den Näpfchen der Rasterwalze zu verhindern. Hierbei wird vorzugsweise ein vorbestimmtes Wasser- bzw. Flüssigkeitsniveau in der zusätzlichen Kammer an der Rasterwalze ausgebildet bzw. gehalten. Während des Produktionsstopps bzw. der Unterbrechung des Leimauftrags auf den Materialstreifen bzw. bei Unterbrechung der Förderung des Materialstreifens sind hierbei die Näpfchen der Rasterwalze in Kontakt mit der Flüssigkeit in der zweiten zusätzlichen Kammer.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist überdies vorgesehen, dass gleichzeitig an den beiden lateralen Außenseiten der Leimverteilungskammer vorgesehene Austrittsöffnungen Leim der Leimverteilungskammer zugefördert wird. In der Mitte der Leimverteilungskammer wird dann der überschüssige Leim aus der Leimverteilungskammer abgeführt.
Insbesondere ist in einer Weiterbildung der Leimauftragungsvorrichtung bzw. des Verfahrens vorgesehen, eine kontinuierliche Versorgung der Leimauftragungsvorrichtung mit Leim unter Bereitstellung von Leim mit einem ausreichenden Druck und einer ausreichenden Menge zu gewährleisten, wobei in der Zuleitung oder der Ableitung der Leimverteilungskammer ein Sensor integriert ist, der entweder Druck oder den Volumenstrom ermittelt und damit die entsprechenden Leimdrosseln in der Zuleitung und/oder in der Ableitung so regelt, dass kontinuierlich eine ausreichende Versorgung der Rasterwalze bzw. Leimwalze mit Leim sichergestellt wird.
In einer weiteren Ausführung wird die Leimauftragungsvorrichtung dadurch weitergebildet, dass ein Mittel zum haftreibungsfreien Andrücken der Leimverteilungskammer gegen die Rasterwalze oder ein Andruckmittel für die Leimverteilungskammer mit einem Krafteinleitungspunkt an der Leimverteilungskammer vorgesehen sind. Dadurch wird erreicht, dass die Leimverteilungskammer über einen Einlenkpunkt auf andere Weise gegen die Rasterwalze gedrückt wird bzw. mit einem vorbestimmten Andruck gepresst wird. In einer alternativen Ausgestaltung ist die Leimauftragungsvorrichtung mit einem Andrückmittel mit einem einzigen Krafteinleitungspunkt bzw. Kraftübertragungspunkt auf die bzw. an der Leimverteilungskammer ausgebildet, so dass bei Beaufschlagung bzw. Aktivierung des Andrückmittels die Leimverteilungskammer über diesen einzigen Einleitungspunkt, der vorzugsweise in der Mitte der Leimverteilungskammer angeordnet ist, gegen die Rasterwalze gedrückt wird.
Darüber hinaus zeichnet sich eine Weiterbildung der Leimauftragungsvorrichtung dadurch aus, dass das Mittel zum Andrücken der Leimverteilungskammer gegen die Rasterwalze mittels eines, vorzugsweise ausschließlichen, d.h. einzigen, Druckluftzylinders ausgebildet ist. Im Rahmen der Erfindung ist es auch denkbar, dass anstelle des Druckluftzylinders entsprechende Federn oder Hebel vorgesehen sind, wodurch auch eine haftreibungsfreie Anpressung der Leimverteilungskammer gegen die Rasterwalze erfolgt.
Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
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:

Fig. 1a, 1b: jeweils eine schematische Darstellung einer Leimauftragungsvorrichtung im Längsschnitt;
Fig. 2: eine schematische Draufsicht einer Leimverteilungskammer;
Fig. 3: eine schematische Darstellung eines Teils einer Leimauftragungsvorrichtung im Längsschnitt in einer weiteren Ausgestaltung;
Fig. 4a, 4b: jeweils eine schematische Ansicht einer an einer Leimauftragungsvorrichtung verwendeten Rakel;
Fig. 5a, 5b: jeweils schematisch perspektivische Ansichten eines Leimkammerkörpers einer Leimkammer;
Fig. 6: schematisch eine Detailansicht einer eine Rasterwalze berührenden Rakel;
Fig. 7: schematisch eine perspektivische Ansicht einer an einer Rasterwalze angeordneten Leimkammer und
Fig. 8: schematisch eine perspektivische Seitenansicht einer Leimkammer einer Leimauftragungsvorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie.

In den folgenden Figuren sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente bzw. entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer entsprechenden erneuten Vorstellung abgesehen wird.
Fig. 1a und Fig. 1b zeigen jeweils im Längsschnitt eine Leimauftragungsvorrichtung, wobei in dieser schematischen Darstellung mehrere Elemente oder Teile eingezeichnet sind.
Die Leimauftragungsvorrichtung verfügt über eine in einem Leimbehälter 4 angeordnete und rotierend angetriebene Rasterwalze 5, die in Richtung des eingezeichneten Pfeils 6 rotierend angetrieben wird. Die Näpfchen der Rasterwalze 5 treten in eine Leimverteilungskammer 7 einer Leimkammer 3 ein und nehmen den in der Leimverteilungskammer 7 eingebrachten Leim auf und treten im Bereich eines oberseitigen Schabers oder einer Rakel 8 aus. Anschließend werden die mit Leim gefüllten Näpfchen zu einer Leimauftragungszone 9 unter Rotation der Rasterwalze 5 gefördert, durch die eine kontinuierlich zu beleimende Papierbahn 10 gefördert wird.
An der Unterseite der Papierbahn 10 wird durch die Aufnahme von Leim ein entsprechendes Leimbild aufgebracht. Zur sichereren Führung der Papierbahn 10 im Bereich der Leimauftragszone 9 sind oberseitig Führungsstangen 11 bzw. Führungsrollen vorgesehen.
Bei dem in Fig. 1 a gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Papierbahn 10 geradlinig, d.h. ohne Krümmung im Bereich der Rasterwalze 5 zwischen den Führungsstangen 11 gefördert, während gemäß dem in Fig. 1 b gezeigten Ausführungsbeispiel die Papierbahn mit einer (größeren) Umschlingung an der Rasterwalze 5 vorbei gefördert wird, da die Führungsstangen 11 tiefer als beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1a bzw. näher am Leimbehälter 4 angeordnet sind.
Darüber hinaus ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, dass die Rasterwalze 5 im Bereich der Leimauftragungszone 9 mit einer Gegenwalze zusammenwirkt, um ein entsprechendes Leimbild auf die Unterseite der Papierbahn 10 aufzubringen. Nach der Entnahme von Leim aus den Näpfchen der Rasterwalze 5 werden die Näpfchen wieder zu der Leimverteilungskammer 7 gedreht.
Der Leimverteilungskammer 7 wird Leim über eine externe Förderleitung 12 und eine interne Versorgungsleitung 13 der Leimverteilungskammer 7 zugefördert. Hierzu ist die Förderleitung 12 eingangsseitig mit einer Förderpumpe 14 verbunden, so dass Leim aus einem externen Leimvorrat über die externe Förderleitung 12 in die Versorgungsleitung 13 gefördert wird.
Um eine kontrollierte Leimzuführung in die Leimverteilungskammer 7 zu erreichen, ist in einer Weiterbildung ein Sensor 15 an bzw. in der Förderleitung 12 angeordnet, so dass die erfassten Messdaten an eine Regelvorrichtung 16 übermittelt werden, um entsprechend eine in der Förderleitung 12 angeordnete Drossel 17 entsprechend zu regeln. Hierdurch wird eine kontrollierte und kontinuierliche Befüllung der Leimverteilungskammer 7 erreicht.
Darüber hinaus ist an die Leimverteilungskammer 7 auch eine Abförderleitung 18 angeschlossen, an der in einer Ausgestaltung ein Sensor 19 angeordnet ist, um den Rückfluss des Leims zu erfassen. Entsprechend der in der Rücklaufleitung 18 gemessenen Leimmenge wird die Drossel 17, die mit der Regelvorrichtung 16 verbunden ist, entsprechend eingestellt.
Während eines Produktionsstopps, in dem keine Beleimung erfolgt, wird an die Rasterwalze 5 ein mit einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, befüllter Behälter 21 zugestellt, so dass die Näpfchen der Rasterwalze 5 durch das im Behälter 21 vorhandene Wasserbad und anschließend zur Leimverteilungskammer 7 gefördert werden. Durch diese Maßnahme wird verhindert, dass der Leim während des Produktionsstopps bzw. der Unterbrechung eintrocknet.
Ferner ist in Fig. 1a sowie in Fig. 1 b die Leimverteilungskammer 7 als im Querschnitt länglich, d.h. mit einem trapezförmigen oder trapezähnlichen Querschnitt ausgebildet. Hierbei verfügt die Leimverteilungskammer 7 zwischen den Punkten A und B, die die Endpunkte der Leimverteilungskammer 7 bilden, über eine der Rasterwalze 5 zugewandte Kammergrundfläche. Zwischen den Punkten C und D wird die dazu senkrecht ausgebildete Kammerhöhenquerschnittsfläche gebildet. Im Rahmen der Erfindung beträgt das Verhältnis von zwischen den Punkten A und B gebildeter Kammergrundfläche und der zwischen den Punkten C und D gebildeten Kammerhöhenquerschnittsfläche ein Verhältnis von größer als 1, vorzugsweise größer/gleich als 1,25, 1,5, 1,75, 2 und größer, wodurch das Volumen der Leimverteilungskammer 7 im Vergleich zu einer im Querschnitt halbrund ausgebildeten Leimverteilungskammer (gemäß dem Stand der Technik) vergrößert ist.
Wie aus Fig. 1 a und Fig. 1 b hervorgeht, ist in einer Ausgestaltung die Leimkammer 3 über eine mittig angeordnete Andrückeinrichtung 22 gegen die Oberfläche der Rasterwalze 5 gepresst. Die mittig angeordnete Andrückeinrichtung 22 kann in einer Ausgestaltung eine Feder oder ein Druckluftzylinder oder dergleichen sein.
Die Leimkammer 3 ist in einer Ausgestaltung vollständig abgedichtet, so dass kein Leim aus der Leimkammer 3 an die Dichtflächen, an den Schabern auf der Mantelfläche der Rasterwalze 5 und den radialen Dichtungen auf der Stirnseite der Rasterwalze 5 austritt.
Sollte die Leimkammer 3 in einer weiteren Ausbildung nicht vollständig abgedichtet sein, so wird der an den undichten Stellen austretende Leim im Leimbehälter 4 gesammelt. Dabei wird vorteilhafterweise der in einem Leimsumpf gesammelte Leim im Leimbehälter 4 mittels eines Saugrohrs 26 entleert. Hierbei ist das Saugrohr 26 oberhalb der Oberfläche des Leimbehältergrunds in einem vorbestimmten Abstand angeordnet, wobei mittels eines Füllstandssensors der Pegel des Leims im Leimbehälter 4 erfasst wird, so dass bei einem vorbestimmten Leimpegel der gesammelte Leim durch Ansaugen von einer Saugpumpe über das Saugrohr entfernt wird. U.U. wird der abgesaugte Leim mit Frischleim vermischt und als Leim der Leimverteilungskammer zugeführt.
Überdies ist die Leimkammer 3 neben der ausgangsseitigen Rakel 8 mit einer eingangsseitigen Rakel ausgebildet. Dabei ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass die Rakel als Positivrakel oder auch Negativrakel ausgebildet sind. Außerdem können auch mehrere Rakeln in Bezug auf die Drehung der Rasterwalze 5 hintereinander angeordnet sein.
Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Leimverteilungskammer 7, die im Querschnitt länglich ausgebildet ist (vgl. Fig. 1 a, Fig. 1 b). Im Einlaufbereich der Rasterwalze 5 verfügt die Leimverteilungskammer 7 über an den Außenseiten seitlich angeordnete untere Eintrittsöffnungen 23, über die Leim in die Leimverteilungskammer 7 eingebracht wird. Im oberen Bereich, d.h. im Auslaufbereich der Rasterwalze 5 an der Leimverteilungskammer 7, ist mittig eine Austrittsöffnung 24 angeordnet, an die die Rücklaufleitung 18 angeschlossen ist. Hierbei wird über die Rücklaufleitung 18 überschüssiger Leim aus der Leimverteilungskammer 7 mittig abgefördert.
Fig. 3 zeigt schematisch einen Teil einer Leimauftragungsvorrichtung im Längsschnitt in einer weiteren Ausgestaltung, wobei insbesondere die Rasterwalze 5 dargestellt ist und eine Ausführungsform mit drei Rakeln 27, 28, 29.
Gemäß Fig. 1 a bzw. Fig. 1 b kann eine Rakel 8 ausgangsseitig so angeordnet sein, dass die Rakel 8 zu der Tangente der Mantelfläche der Rasterwalze 5 in Förderrichtung der Rasterwalze gemäß Pfeil 6 in einem spitzen Winkel angeordnet ist. Die Rakel 8 ist eine ausgangsseitige Rakel der Leimkammer 3. Es kann auch eine entsprechende eingangsseitige Rakel vorgesehen sein, die in Fig. 1 a bzw. Fig. 1 b eingangsseitig der Leimkammer 3 angeordnet sein kann und entsprechend der Fig. 1a oder Fig. 1b gemäß der Wandung der Leimkammer 3 an der Eingangsseite gegen die Förderrichtung der Rasterwalze 5 gerichtet sein.
Eine Alternative hierzu wäre eine Anordnung gemäß Fig. 3, bei der eine eingangsseitige Rakel 27 und eine ausgangsseitige Rakel 28 vorgesehen sind, deren Enden zu der Rasterwalze 5 aufeinander zu zeigen. Die eingangsseitige Rakel 27 ist somit in Förderrichtung gemäß Pfeil 6 angeordnet und die Ausgangsrakel 28 entgegen der Förderrichtung der Rasterwalze 5 gemäß Pfeil 6. Die so an die Mantelfläche der Rasterwalze 5 angelehnten Kanten der Rakel 27 und 28 dichten entsprechend gut ab und sind zusätzlich noch relativ unabhängig vom Innendruck des Mediums in der Leimkammer 3 und können mit relativ geringen Kräften gegen die Rasterwalze 5 gedrückt werden.
Zusätzlich hierzu kann dann noch in einer bevorzugten Ausführungsform eine weitere Rakel 29 vorgesehen sein, die zwischen den Rakeln 27 und 28 angeordnet ist und in Förderrichtung gemäß Pfeil 6 in einem spitzen Winkel zur Tangente der Rasterwalze 5 angeordnet ist. Durch die Rakel 29 bzw. den Schaber 29 wird besonders gut Leim in die Raster bzw. Näpfchen der Rasterwalze 5 gedrückt. Die Rakel 28 schabt besonders gut den in der leimfreien Zone befindlichen Leim ab.
In den Figuren 4a und 4b sind jeweils verschiedene Ansichten einer Rakel 30, die für Leimkammern für Leimauftragungsvorrichtungen der Tabak verarbeitenden Industrie eingesetzt bzw. verwendet werden, gezeigt. Fig. 4a zeigt eine Draufsicht auf die Rückseite der Rakel 30 und 4b zeigt eine Seitenansicht der Rakel 30.
Die Rakel 30 verfügt über einen Rakelkörper 31, der oberseitig auf der Rückseite eine Rückenoberkante 32 aufweist. Darüber hinaus verfügt die Rakel 30 über eine Rakelfase 33, die bei der in Fig. 4a gezeigten Rakel 30 geradlinig verläuft. Zwischen der Rückenoberkante 32 und der Rakelfase 33 ist die Rakel 30 abgeschrägt und verfügt über eine Rakelkantenfläche 34 auf ihrer Rückseite.
Die Rakelkantenfläche 34 ist mit einem Neigungswinkel zur Vertikalen ausgebildet, wobei typischerweise der Neigungswinkel der Rakelkantenfläche 34 zwischen 10° bis 80° variieren kann.
Dadurch, dass der Rakel 30 eine abgeschrägte Rakelkantenfläche 34 an der Rückseite aufweist, ist die Vorderfläche 35 größer als die parallele Rückenfläche 36 der Rakel 30.
In Fig. 4a ist ersichtlich, dass die Rakel 30 eine als Positionsmarkierung ausgebildete Ausnehmung 37 im linken Bereich der Rakel 30 an der Unterseite aufweist. Im Allgemeinen ist die Rakel 30 aus Kunststoff, insbesondere Polyetheretherketon (PEEK), ausgebildet. In einer weiteren Ausgestaltung ist die Rakel 30 aus Metall oder einer Metalllegierung, wie z.B. Bronze oder Chrom-Nickel, hergestellt.
In Fig. 5a, 5b sind eine Rückansicht (Fig. 5a) und eine Vorderansicht (Fig. 5b) eines Leimkammerkörpers 40 dargestellt, der für die Ausbildung einer Leimkammer an einer Rasterwalze zur Ausbildung eines Leimauftragungssystems der Tabak verarbeitenden Industrie verwendet wird.
Der Leimkammerkörper 40 ist im Querschnitt U-förmig ausgebildet und über zwei äußere Flankenkörper 41, 42, die an der Vorderseite, die einer Rasterwalze einer Leimauftragungsvorrichtung zugestellt werden, zulaufende Enden umfassen. Die Flankenkörper 41, 42 weisen auf der Innenseite schräg nach außen verlaufend geneigte Rakelanlegeflächen 43, 44 auf, auf die Rakel 30, wie in Fig. 4a dargestellt, mit ihrer Rückseite bzw. ihrer Rückenfläche 36, aufgelegt werden. Durch die Neigung der Rakelanlegeflächen, 43, 44 werden entsprechende Rakelwinkel im Berührungsbereich des Rakels mit der Oberfläche einer Rasterwalze gebildet (vgl. Fig. 6).
Wie aus Fig. 5b ersichtlich ist, verfügt die Rakelanlegefläche 43 über einen Vorsprung 45 an der linken Seite, der form- und funktionskomplementär zu der in Fig. 4a gezeigten Ausnehmung 37 der Rakel 30 ausgebildet ist. Dadurch, dass bei Anlegen der Rakel 30 der Vorsprung 45 in die Ausnehmung 37 eingreift, wird eine exakte Positionierung der Rakel 30 auf eine eindeutige Weise auf der Rakelanlegefläche 43 erreicht, so dass stets die Rückenfläche 36 (vgl. Fig. 4a, 4b) auf die Rakelanlegefläche 43 angelegt wird. Ein Verdrehen der Rakel 30 oder ein Vertauschen der rechten und linken Seite sowie der Vorder- und Rückseite ist somit nicht möglich, so dass bei Austausch einer Rakel die einzulegende Rakel stets in ihrer richtigen Position und Ausrichtung eingebracht werden.
Auf seiner Rückseite 46 verfügt der Rakelkammerkörper 40 über eine Kugelgelenkführung 47, in der ein Kugelgelenk, das an einem Druckzylinder oder einem anderen Andrückmittel befestigt ist, einführbar ist und gehalten wird. Bei Positionierung des Leimkammerkörpers 40 an einer Rasterwalze wird hierbei der Druckzylinder oder das Andruckmittel aktiviert, so dass über die auf der Rückseite 46 des Leimkammerkörpers 40 Kraft in der Mitte M (bezogen auf die Breite und die Höhe des Leimkammerkörpers) ausgeübt wird.
In Fig. 6 ist in einer vergrößerten schematischen Querschnittsansicht der Berührungsbereich einer Rakel 30 und der Rasterwalze 5 dargestellt. Die Rasterwalze 5 wird gemäß dem in Fig. 6 eingezeichneten Pfeil gegen den Uhrzeigersinn gedreht.
Die Rakel 30 liegt mit ihrer Rückseite auf der Rakelanlegefläche 44 des Flankenkörpers 42 verrutschsicher auf und ist mit entsprechenden Befestigungsmittel eingeklemmt bzw. befestigt. Der Flankenkörper 42 endet an seinem äußeren Ende im Bereich der Rückenoberkante 32 am Ende der Rückseite 36 der Rakel 30, so dass bei Anordnung einer Leimkammer mit der Rakel 30 an der Rasterwalze 5 das Ende der Rakel 30 nicht verbogen wird, wobei die Rakel 30 gegen die Rasterwalze 5 mit einem vorbestimmten Druck bzw. einer vorbestimmten Kraft angedrückt wird.
Die Rakelfase 33 der Rakel 30 ist in berührendem Kontakt mit der Oberfläche der Rasterwalze 5, so dass entlang der Rakelfase 33 ein linienförmiger Berührungsbereich von der Rakel 30 bzw. der Rakelfase 33 und der Rasterwalze 5 senkrecht zur Zeichenebene ausgebildet ist.
Im Berührungsbereich wird von der Vorderfläche 35 der Rakel 30 und der im Berührungspunkt von der Rakelfase 33 und der Rasterwalze 5 anliegenden Tangente 38 ein vorbestimmter Rakelwinkel α ausgebildet, der sich infolge der Neigung der Rakelanlegefläche 44 des Flankenkörpers 42 ergibt.
Insbesondere ist ein Rakelwinkel zwischen 30° bis 35°, insbesondere von 32,5°, vorteilhaft, da bei einem derartigen Rakelwinkel α die Varianz der aufgenommenen Leimmenge (pro Zeit) bei einem vorbestimmten Rakelandruck und verschiedenen Produktionsgeschwindigkeiten einer Maschine (zwischen 5.000 bis 25.000 Zigaretten pro Minute) minimiert ist. Dies bedeutet, dass bei einem eingestellten Rakelwinkel von 32,5° an der Filteransetzmaschine mit einer erfindungsgemäßen Leimauftragungsvorrichtung, die eine Rakelanordnung aufweist, sowohl bei einer Produktionsgeschwindigkeit von 5.000 Zigaretten pro Minute als auch bei einer Produktionsgeschwindigkeit von beispielsweise 20.000 Zigaretten pro Minute und ohne Wechsel der Rakelanordnung zuverlässig einwandfreie Leimbilder auf die Papierbahn bzw. die Belagpapierstreifen aufgebracht werden, ohne dass aufgetragene Leimmengen pro Zeit bei den verschiedenen Produktionsgeschwindigkeiten der Maschine sich nennenswert unterscheiden, d.h. verschieden sind.
In Fig. 7 ist schematisch die Anordnung einer Leimkammer 3 an einer Rasterwalze 5 dargestellt. Hierbei verfügt die Leimkammer 3 über den Leimkammerkörper 40 (vgl. Fig. 5a), der an beiden Seiten von Seitenteilen 48, 49 begrenzt ist, die auch die Rasterwalze 5 seitlich begrenzen.
Die Rasterwalze 5 wird rotierend um ihre Rotationsachse 55 angetrieben. Unter Rotation entnimmt die Rasterwalze 5 aus einem Leimvorrat in der Leimkammer 3 Leim, wobei beim Austritt der mit Leim befüllten Näpfchen überschüssiger Leim im linearen Berührungsbereich der Rakelfase mit der Oberfläche der Rasterwalze (vgl. Fig. 6) an der Austrittsseite abgerakelt wird.
Die Seitenteile 48, 49 verfügen über Ausnehmungen 51, in die Haltestifte 52 seitlich eingreifen, wobei die Haltestifte 52 seitlich z.B. an dem Gehäuse, in dem die Rasterwalze 5 und die Leimkammer 3 angeordnet sind, befestigt sind. Die Ausnehmungen 51 an den Seitenteilen 48, 49 sind derart angeordnet, dass die zentrale Achse der Haltestifte 52 kollinear im Berührungsbereich bzw. in der Berührungslinie der Rakelfase der Rakel mit der Oberfläche der Rasterwalze 5 verläuft, so dass die Leimkammer 3 um die Schwenkachse 70 verschwenkbar ist. Die Schwenkachse 70 verläuft kollinear zu dem linearen Berührungsbereich zwischen der Rakelfase und der Oberfläche der Rasterwalze 5.
In Fig. 8 ist schematisch eine perspektivische Ansicht der Rakelkammer 3 dargestellt, wobei aus Gründen der besseren Darstellbarkeit von der Einzeichnung des rechten Seitenteils (vgl. Fig. 7, Bezugszeichen 48) abgesehen wurde.
An der Austrittsseite der Leimkammer 3 ist die Rakel 30 mit ihrer geradlinigen Rakelfase 33 an der Rakelanlegefläche 44 des Flankenkörpers 42 angeordnet. Auf der gegenüberliegenden Eintrittsseite einer Rasterwalze ist an der Rakelanlegefläche 43 des Flankenkörpers 41 eine Rakel 60 angeordnet, die eine nicht-lineare Rakelfase 63 aufweist. Die nicht-lineare Rakelfase 63 verfügt in ihrer Mitte über einen Scheitelpunkt 64. Entsprechend ist auch die mit der Rakel 60 korrespondierende Anlegefläche 43 ebenfalls mit einem Knick (hier nicht dargestellt) ausgebildet.
Um eine Leimverteilungskammer (vgl. Fig. 1 a bzw. Fig. 1 b, Bezugszeichen 7) auszubilden und um die Rakel 30, 60 verrutschsicher an den Rakelanlegeflächen 43, 44 zu fixieren, wird zur Befestigung der Rakel 30, 60 ein Klemmkörper 62 zwischen den Flankenkörpern 41, 42 montiert bzw. befestigt, der entsprechende Bohrungen für die Zuführung und die Abführung von Leim aus der im Zusammenwirken mit der Rasterwalze ausgebildeten Leimverteilungskammer bildet.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung daher nicht auf die in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsformen. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung und dem erfindungsgemässen Prinzip auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungsformen Gebrauch macht.

Bezugszeichenliste

3: Leimkammer
4: Leimbehälter
5: Rasterwalze
6: Pfeil
7: Leimverteilungskammer
8: Rakel
9: Leimauftragungszone
10: Papierbahn
11: Führungsstange
12: Förderleitung
13: Versorgungsleitung
14: Pumpe
15: Sensor
16: Regelvorrichtung
17: Drossel
18: Rücklaufleitung
19: Sensor
20: Leim
21: Kammer
22: Andrückeinrichtung
23: Eintrittsöffnung
24: Austrittsöffnung
26: Saugrohr
27, 28, 29: Rakel
30: Rakel
31: Rakelkörper
32: Rückoberkante
33: Rakelfase
34: Rakelkantenfläche
35: Vorderfläche
36: Rückenfläche
37: Ausnehmung
38: Tangente
40: Leimkammerkörper
41: Flankenkörper
42: Flankenkörper
43: Rakelanlegefläche
44: Rakelanlegefläche
45: Vorsprung
46: Rückseite
47: Kugelgelenkführung
48: Seitenteil
49: Seitenteil
51: Ausnehmung
52: Haltestifte
55: Rotationsachse
60: Rakel
62: Klemmkörper
63: Rakelfase
64: Scheitelpunkt
70: Schwenkachse

α: Rakelwinkel

A, B, C, D: Punkt

Claims

Leimauftragungsvorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum Auftragen von Leim (20) auf einen Materialstreifen (10) der Tabak verarbeitenden Industrie mittels einer, vorzugsweise Näpfchen aufweisenden, Rasterwalze (5), wobei an der Rasterwalze (5) eine Leimverteilungskammer (7) angeordnet ist, aus der Leim (20) mittels der Rasterwalze (5) entnommen wird, eine externe Förderleitung (12) an eine interne Versorgungsleitung (13) der Leimverteilungskammer (7) angeschlossen ist, und der Leim (20) über die Förderleitung (12) und die Versorgungsleitung (13) der Leimverteilungskammer (7) zugefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der externen Förderleitung (12) oder in der internen Versorgungsleitung (13) ein Sensor (15) vorgesehen ist, so dass die geförderte Menge des Leims in Abhängigkeit der vom Sensor (15) erfassten Messdaten, insbesondere Druck- und/oder Leimmenge, geregelt wird, wobei eine, vorzugsweise steuerbare oder regelbare, Förderpumpe (14) an die externe Förderleitung (12) angeschlossen ist und/oder an der externen Förderleitung (12) eine, vorzugsweise steuerbare oder regelbare, Drossel (17) angeordnet ist, so dass Leim aus einem externen Leimvorrat über die externe Förderleitung (12) in die Versorgungsleitung (13) gefördert wird, wobei der Leim nicht in Kontakt mit Sauerstoff gerät.
Leimauftragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leimverteilungskammer (7) mit einer der Rasterwalze (5) zugewandten Kammergrundfläche und einer zur Kammergrundfläche quer, insbesondere senkrecht, angeordneten oder ausgebildeten Kammerhöhenquerschnittsfläche ausgebildet ist, wobei das Verhältnis von Kammergrundfläche zur Kammerhöhenquerschnittsfläche größer als 1 ist, vorzugsweise größer/gleich 1,25 oder 1,5 oder 1,75 oder 2 und größer beträgt, wobei insbesondere bezogen auf die Drehrichtung der Rasterwalze (5) Leim im Bereich der Einlaufzone in die Leimverteilungskammer (7) über wenigstens eine Öffnung eingebracht wird oder ist und/oder Leim (20) im Bereich der Auslaufzone aus der Leimverteilungskammer (7) über wenigstens eine Austrittsöffnung (24) abgefördert wird oder ist.
Leimauftragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leimverteilungskammer (7) an wenigstens einer, vorzugsweise an beiden, lateralen Stirnseiten abgedichtet ist, wobei insbesondere zwischen den Stirnseiten die Rasterwalze (5) angeordnet ist.
Leimauftragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Flüssigkeit aufnehmende Kammer vorgesehen ist, wobei die Kammer (21) der Rasterwalze (5) bei oder während eines Produktionsstopps oder einer Unterbrechung des Leimauftrags auf den Materialstreifen (10) zugestellt wird oder ist, so dass die Rasterwalze (5) mittels der Flüssigkeit, insbesondere Wasser, aus der Kammer (21) in Kontakt gebracht wird oder ist, wobei insbesondere die Kammer (21) schwenkbar ausgebildet ist.
Verfahren zum Auftragen von Leim auf einen Materialstreifen der Tabak verarbeitenden Industrie mittels einer, vorzugsweise Näpfchen aufweisenden, Rasterwalze (5), wobei Leim (20) aus einer an der Rasterwalze (5) angeordneten Leimverteilungskammer (7) entnommen wird, und wobei der Leim (20) aus einem externen Leimvorrat über eine externe Förderleitung (12) und eine an die externe Förderleitung (12) unmittelbar angeschlossene interne Versorgungsleitung (13) der Leimverteilungskammer (7) zugefördert wird, wobei der Leim nicht in Kontakt mit Sauerstoff gerät, dadurch gekennzeichnet, dass in der externen Förderleitung (12) oder in der internen Versorgungsleitung (13) ein Sensor (15) vorgesehen ist und die geförderte Menge des Leims in Abhängigkeit der vom Sensor (15) erfassten Messdaten, insbesondere Druck- und/oder Leimmenge, geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Leim (20) mittels einer an die Förderleitung angeschlossenen, insbesondere steuerbaren oder regelbaren, Förderpumpe (14) der Leimverteilungskammer (7) zugefördert wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Förderleitung geförderte Menge des Leims (20) mittels einer, insbesondere in der Förderleitung (12) oder in der internen Versorgungsleitung (13) und/oder in einer an der Leimverteilungskammer (7) angeschlossenen Abförderleitung, vorgebbaren Drossel (18), geregelt oder gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Leim (20) über wenigstens eine an der lateralen Außenseite der Leimverteilungskammer (7) vorgesehene Eintrittsöffnung der Leimverteilungskammer (7) zugefördert wird und über eine von der lateralen Außenseite der Leimverteilungskammer (7) abgewandte, vorzugsweise im mittleren Bereich der Leimverteilungskammer (7) ausgebildete, Austrittsöffnung (24) aus der Leimverteilungskammer (7) abgefördert wird, wobei insbesondere gleichzeitig an den beiden lateralen Außenseiten der Leimverteilungskammer (7) vorgesehene Austrittsöffnungen (24) Leim der Leimverteilungskammer (7) zugefördert wird.