[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Leimauftragungsvorrichtung
der Tabak verarbeitenden Industrie zum Auftragen von Leim auf einen Materialstreifen
der Tabak verarbeitenden Industrie.
[0002] 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.
[0003] 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.
[0004] 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.
[0005] 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.
[0006] 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.
[0007] Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
den Auftrag von Leim auf einem Umhüllungs-streifen der Tabak verarbeitenden Industrie
derart zu verbessern, dass auch bei höheren Produktionsgeschwindigkeiten einer Maschine
ein einwandfreies Leimbild auf den Umhüllungsstreifen erzeugt wird.
[0008] Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1. Ein beispielhaftes Verfahren
ist ein Verfahren zum Betrieb einer Leimauftragungsvorrichtung der Tabak verarbeitenden
Industrie zum Auftragen von Leim auf einen Materialstreifen der Tabak verarbeitenden
Industrie mittels einer, vorzugsweise Näpfchen aufweisenden, Rasterwalze, wobei an
der Rasterwalze eine Leimverteilungskammer angeordnet ist, aus der Leim mittels der
Rasterwalze entnommen wird, wobei mittels einer an der Rasterwalze angeordneten Rakel
überschüssiger aufgenommener Leim von der Rasterwalze abgerakelt wird, die Rakel mit
einem vorbestimmten Rakelandruck bzw. Kraft gegen die Rasterwalze gedrückt wird, und
wobei zwischen der Rakel und der im Berührungspunkt von der Rakel mit der Rasterwalze
verlaufenden Tangente ein Rakelwinkel ausgebildet ist, wobei bei Vergrößerung des
Rakelwinkels der Rakelandruck bzw. die Anpresskraft reduziert ist oder wird oder bei
Verkleinerung des Rakelwinkels der Rakelandruck bzw. die Anpresskraft erhöht wird.
[0009] Mittels des Rakels wird an der Austrittsseite der Leimverteilungskammer bzw. einer
Leimkammer der überschüssige Leim von der Rasterwalze abgerakelt, wobei dabei der
Rakelwinkel derart ausgebildet ist, dass eine vorbestimmte (gemittelte) Leimmenge
(pro Zeiteinheit) aus der Leimverteilungskammer entnommen wird, insbesondere bei gleichbleibender
Produktionsgeschwindigkeit einer Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie, z.B.
einer Filteransetzmaschine, wodurch bei Variation des Rakelwinkels der Rakelandruck
bzw. der Andruck des Rakels an den linienförmigen Berührungsbereich der Rakelspitze
bzw. der Rakelfase auf die Oberfläche der Rasterwalze variiert wird. Insbesondere
ist es dadurch möglich, eine gewünschte bzw. vorbestimmte Leimmenge (pro Zeiteinheit),
die auf einen Materialstreifen bzw. einen Belagpapierstreifen aufgetragen werden soll,
bei konstant bleibender Produktionsgeschwindigkeit, gezielt einzustellen, wobei außerdem
weniger Verschleiß entsteht, d.h. dass der Abrieb der die Rasterwalze berührenden
Rakelfase der Rakel verringert ist oder wird, wodurch eine verwendete Rakel beispielsweise
für eine längere Zeit eingesetzt werden kann und somit kein Austausch einer abgenutzten
Rakel während einer Produktionsschicht stattfinden muss.
[0010] Durch die Einstellung des Rakelwinkels und die Variation des Rakelandrucks wird zudem
gewährleistet, dass einerseits die Näpfchen der Rasterwalze gleichmäßig gefüllt werden
und außerdem das Leimbild auf einem bedruckten Materialstreifen exakt aufgebracht
wird. Darüber hinaus wird ein Wechselsystem von mehreren Leimverteilungskammern bzw.
Leimkammern mit entsprechend eingestellten, verschiedenen Rakelwinkeln bereitgestellt,
so dass entsprechend dem gewünschten Leimbild und der gewünschten aufzubringenden
Leimmenge auf einen Materialstreifen durch Austausch einer Leimkammer mit einer Rakel,
mit der ein bestimmter Rakelwinkel an der Rasterwalze ausgebildet wird, gegen eine
andere Leimkammer mit einer Rakel und einem anderen Rakelwinkel auf einfache und schnelle
Weise ausgetauscht werden kann, wobei durch die Verwendung von Rakeln mit bestimmten
verschiedenen Rakelwinkeln die Leimmenge entsprechend verändert wird bzw. verändert
werden kann, wobei aufgrund des Rakelandrucks wenig Verschleiß bzw. wenig Abrieb an
der Rakelfase entsteht.
[0011] Insbesondere hat es sich als vorteilhaft gezeigt, dass erfindungsgemäß als Rakelwinkel
ein Winkel zwischen 15° bis 40°, insbesondere zwischen 20° bis 40°, weiter vorzugsweise
zwischen 30° bis 35°, eingestellt ist, oder wird.
[0012] Dadurch wird ein zuverlässiger und einwandfreier Leimauftrag auch bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten
einer Filteransetzmaschine (z.B. 20.000 Zigaretten pro Minute) erreicht, wobei vorteilhafterweise
die Varianz der entnommenen Leimmenge (pro Zeit) bei einem konstant bleibenden Rakelwinkel,
insbesondere zwischen 30° bis 35°, und einem vorbestimmten Rakelandruck und verschiedenen
Produktionsgeschwindigkeiten einer Maschine von über 5.000 bis über 20.000 Zigaretten
pro Minute minimiert wird bzw. ist. Damit wird ein breiter Arbeitsbereich im Hinblick
auf die Produktionsgeschwindigkeit einer Filteransetzmaschine bei einem fest eingestellten
Rakelwinkel zwischen 30° bis 35° bei einem festen Rakelandruck erreicht, so dass unter
Verwendung der Leimauftragungsvorrichtung und des konstant bleibenden Rakelwinkels
und ohne Austausch der Leimauftragungsvorrichtung bzw. der Leimkammer die Materialstreifen
bei verschiedenen Produktionsgeschwindigkeiten zuverlässig beleimt werden, wobei außerdem
gewährleistet ist, dass die aufgetragene Leimmenge (pro Zeit) bei verschiedenen Produktionsgeschwindigkeiten
der Filteransetzmaschine im Wesentlichen oder annähernd konstant bleibt. Somit muss
bei einer Variation der Produktionsgeschwindigkeit einer Maschine kein Austausch der
Leimkammer bzw. der Leimverteilungskammer mit einer anderen Rakel, die einen anderen
Rakelwinkel aufweist, vorgenommen werden.
[0013] Ferner ist bei einer Leimauftragungsvorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie
zum Auftragen von Leim auf einen Materialstreifen der Tabak verarbeitenden Industrie
mittels einer, vorzugsweise Näpfchen aufweisenden, Rasterwalze, wobei an der Rasterwalze
eine Leimverteilungskammer angeordnet ist, aus der Leim mittels der Rasterwalze entnommen
wird, vorgesehen, dass die Leimkammer um eine parallel zur Rotationsachse der Rasterwalze
ausgebildete Schwenkachse verschwenkbar ist, wobei die Schwenkachse im linienförmigen,
Berührungsbereich von der Rakel, insbesondere von der Rakelfase, und mit der Rasterwalze,
verläuft und/oder die Leimkammer mittels eines, vorzugsweise ausschließlich eines,
Andrückmittels gegen die Rasterwalze gedrückt wird, wobei das Andrückmittel auf der
der Rasterwalze abgewandten Rückseite der Leimkammer unter Verwendung eines Kugelgelenks
zwischen dem Andrückmittel und der Rückseite der Leimkammer angeordnet ist, wobei
insbesondere der Krafteinleitungspunkt des Andrückmittels auf der Rückseite der Leimkammer
bezogen auf die Mitte und/oder die Höhe der Leimkammer in der Mitte ausgebildet ist.
[0014] An der Austrittsseite der Leimverteilungskammer bzw. der Leimkammer wird mittels
einer an der Rasterwalze angeordneten, insbesondere mittels einer mit einer Rakelfase
ausgebildeten, Rakel, der von den Näpfchen der Rasterwalze überschüssige aufgenommene
Leim abgerakelt, wobei während der Entnahme von Leim aus der Leimverteilungskammer
aufgrund der Verschwenkbarkeit der Leimkammer die Näpfchen gleichmäßig auch in den
Randbereichen der Rasterwalze mit Leim gefüllt werden, wodurch ein gleichmäßiges Leimbild
auf den zu bedruckenden Materialstreifen entsteht. Insbesondere ist die Schwenkachse
der Leimkammer kollinear zum linienförmigen Berührungsbereich der Rakelfase mit der
Oberfläche der Rasterwalze entlang der Rotationsachse der Rasterwalze bzw. über die
Breite der Rasterwalze verlaufend ausgebildet, so dass im laufenden Betrieb der Leimauftragungsvorrichtung
an einer Filteransetzmaschine innerhalb der Leimverteilungskammer, aus der Leim entnommen
wird, Druckgradienten des Leimdrucks in der Leimverteilungskammer auf selbsttätige
Weise bzw. unterschiedliche Andruckkräfte vermieden werden und ein gleichmäßiger Andruck
der Rakel über die gesamte Breite erfolgt. Auch durch die Verwendung eines an die
Mitte der Rückseite der Leimkammer angeordneten Kugelgelenks, das mit einem Andrückmittel,
z.B. Druckzylinder, verbunden ist, wird die Leimkammer bzw. Leimverteilungskammer
gegen die Rasterwalze gedrückt, wobei auf Grund der Kugelgelenklagerung der Leimkammer
diese um einen rotatorischen Freiheitsgrad beweglich ist, wodurch ebenfalls ein selbsttätiger
Ausgleich der Druckgradienten des Leimdrucks in der Leimverteilungskammer erfolgt,
wodurch ebenfalls Druckgradienten des Leimdrucks vermieden werden.
[0015] Darüber hinaus ist eine Verwendung einer Rakel in einer Leimauftragungskammer der
Tabak verarbeitenden Industrie vorgesehen, wobei die Rakel eine Positionsmarkierung
aufweist, insbesondere derart, dass die Rakel im Zusammenwirken der Positionsmarkierung
und eines mit der Positionsmarkierung form- und/oder funktionskomplementären Positionszeichens
einer Leimkammer der Leimauftragungsvorrichtung auf eindeutige Weise an einer Anlegefläche
der Leimkammer positioniert oder positionierbar ist und wobei insbesondere die Positionsmarkierung
der Rakel als Ausnehmung oder Erhöhung ausgebildet ist, und/oder dass die Rakel aus
Metall oder einer Metalllegierung, insbesondere aus einer kupferhaltigen Legierung,
vorzugsweise Bronze, oder einer chromhaltigen Legierung, vorzugsweise Chrom-Nickel,
hergestellt ist.
[0016] Infolge der ausgebildeten Positionsmarkierung der Rakel wird ein Vertauschen der
Seiten einer Rakel verhindert, da aufgrund der vorgesehenen Positionsmarkierung und
des dazu form- und/oder funktionskomplementären Positionszeichens der Leimkammer die
Rakel ausschließlich auf eine einzige und bestimmte Weise angelegt werden kann. Dazu
ist beispielsweise die Positionsmarkierung außerhalb der Symmetrieachsen oder Symmetrieebenen
der Rakel ausgebildet. Hierbei kann die Positionsmarkierung eine Erhebung oder eine
Vertiefung oder Ausnehmung oder eine Abschrägung oder dergleichen sein. Insgesamt
ergibt sich dadurch eine vereinfachte Handhabung und exakte Positionierung der Rakel
in der Leimkammer der Leimauftragungsvorrichtung, wodurch außerdem ein schneller Wechsel
von Rakeln bzw. Rakelmessern ermöglicht wird.
[0017] Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Rakel aus Metall oder einer Legierung hergestellt
ist, wodurch die Rakel eine erhöhte Abriebfestigkeit und damit eine höhere Verschleißfestigkeit
aufweist. Somit wird die Benutzungszeit einer Rakel entsprechend verlängert.
[0018] Darüber hinaus zeichnet sich die Verwendung einer Rakel in einer Leimauftragungsvorrichtung
dadurch aus, dass die Rakel eine nichtlineare, insbesondere gekrümmte oder geknickte,
Rakelfase aufweist, wobei vorzugsweise die Rakel an einer Leimkammer oder einer Leimverteilungskammer
auf der Eintrittsseite einer Rasterwalze in einer Leimkammer oder einer Leimverteilungskammer
angeordnet ist oder wird.
[0019] Dadurch, dass eine Leimkammer mit einer Rakel auf der Austrittsseite einer Leimverteilungskammer,
die eine geradlinige Rakelfase aufweist, und einer Rakel mit einer nicht linearen,
d.h. nicht gerade ausgebildeten, Rakelfase auf der Eintrittsseite ausgebildet ist,
wird die Selbstausrichtung der Leimkammer während des Produktionsbetriebes, d.h. bei
fortlaufender Beleimung eines Materialstreifens, verbessert, da an der Eintrittsseite
der Rasterwalze im Zusammenwirken mit der nicht-linearen Rakelfase ein Kontaktpunkt
ausgebildet wird, so dass um den Kontaktpunkt herum bzw. um eine Schwenkachse durch
den Kontaktpunkt während des Produktionslaufs sich die Leimkammer selbsttätig ausrichtet.
[0020] Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich, dass mehrere Merkmale der Leimauftragungsvorrichtung
einer Filteransetzmaschine bzw. mehrere Merkmale des beschriebenen Verfahrens miteinander
kombiniert werden können.
[0021] Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen
zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
[0022] 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
zur Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren;
- Fig. 6
- schematisch eine Detailansicht einer eine Rasterwalze berührenden Rakel zur Verwendung
im erfindungsgemäßen Verfahren;
- 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 zur Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren.
[0023] 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.
[0024] Fig. 1a und Fig. 1b zeigen jeweils im Längsschnitt eine Leimauftragungsvorrichtung,
wobei in dieser schematischen Darstellung mehrere Elemente oder Teile eingezeichnet
sind.
[0025] 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.
[0026] 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.
[0027] Bei dem in Fig. 1a 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. 1b 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.
[0028] 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.
[0029] 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.
[0030] 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.
[0031] Darüber hinaus kann an die Leimverteilungskammer 7 auch eine Abförderleitung 18 angeschlossen
sein, 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.
[0032] 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.
[0033] Ferner ist in Fig. 1a sowie in Fig. 1b 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. Das Verhältnis von zwischen den Punkten A
und B gebildeter Kammergrundfläche und der zwischen den Punkten C und D gebildeten
Kammerhöhenquerschnittsfläche ist 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.
[0034] Wie aus Fig. 1a und Fig. 1b 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.
[0035] 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.
[0036] Überdies kann die Leimkammer 3 neben der ausgangsseitigen Rakel 8 mit einer eingangsseitigen
Rakel ausgebildet sein. Dabei ist es 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.
[0037] Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Leimverteilungskammer 7, die im
Querschnitt länglich ausgebildet ist (vgl. Fig. 1a, 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.
[0038] Gemäß Fig. 1a bzw. Fig. 1b 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. 1a bzw. Fig. 1b 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.
[0039] 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.
[0040] 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.
[0041] 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.
[0042] 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.
[0043] Die Rakelkantenfläche 34 ist mit einem Neigungswinkel zur Vertikalen ausgebildet,
wobei typischerweise der Neigungswinkel der Rakelkantenfläche 34 zwischen 10° bis
80° variieren kann.
[0044] 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.
[0045] 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.
[0046] 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.
[0047] 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).
[0048] 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.
[0049] 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.
[0050] 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.
[0051] 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.
[0052] 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.
[0053] 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.
[0054] 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 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.
[0055] 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.
[0056] 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.
[0057] 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.
[0058] 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.
[0059] 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.
[0060] Um eine Leimverteilungskammer (vgl. Fig. 1a bzw. Fig. 1b, 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.
[0061] 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
[0062]
- 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