Formatteil und Formateinrichtung einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Formatteil (12) einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie, mit einem strangführenden und/oder strangformenden Schaberteil (13) und einem strangformenden und/oder strangführenden Formteil (14), wobei sich der Querschnitt sowohl des Schaberteils (13) als auch des Formteils (14) in Längsrichtung, also in Förderrichtung T des strangförmigen Fasermaterials, auf der dem Fasermaterial zugewandten Seite verändert, das sich dadurch auszeichnet, dass die Querschnittsveränderung mindestens des Schaberteils (13) linear verläuft. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Formateinrichtung (10) mit einem solchen Formatteil (12).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Formatteil einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie, mit einem strangfizhrenden und/oder strangformenden Schaberteil und einem strangformenden und/oder strangführenden Formteil, wobei sich der Querschnitt sowohl des Schaberteils als auch des Formteils in Längsrichtung, also in Förderrichtung T des strangförmigen Fasermaterials, auf der dem Fasermaterial zugewandten Seite verändert.

[0002] Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Formateinrichtung einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie.

[0003] Solche Formatteile und Formateinrichtungen kommen in der Tabak verarbeitenden Industrie zum Einsatz, um einen Strang aus Fasermaterialien, beispielsweise einen zum Strang geformten Strom von Tabakfasern und/oder Filterfasern (beispielsweise aus Cellulose), zu verdichten und unter Verminderung des Querschnitts zu verformen, um zunächst so genannte Artikelstränge, also quasi endlose Stränge aus dem Fasermaterial zu bilden. Dazu umfasst eine Formateinrichtung neben dem Formatteil üblicherweise ein Formatbett, das zusammen mit dem Formatteil einen Kanal für den Strang aus Fasermaterial bildet.

[0004] Zum Herstellen eines Strangs aus Fasermaterial wird das Fasermaterial auf einem bzw. an einem Saugstrangförderer aufgeschauert, derart, dass das Fasermaterial an einem Saugband des Saugstrangförderers hängend transportiert wird. Dabei bildet sich ein (quasi endloser) Strang aus Fasermaterial mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt und einer Querschnittsfläche X. Beim Übergang des Strangs aus Fasermaterial vom Saugstrangförderer an die nachgeordnete Komponenten der Strangmaschine, also beim Verlassen des Strangs vom Saugband, sorgt das Formatteil mit dem Schaberteil zunächst dafür, dass der Strang aus Fasermaterial vollständig vom Saugband abgestreift wird, so dass alle Faserteilchen des Strangs in das in Förderrichtung T nachgeordnete Formteil gefördert werden. Mittels des Formatteils und insbesondere des Formteils wird der Strang mit dem ursprünglich im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt und der Querschnittsfläche X - im Zusammenspiel mit einem einen Kanal bildenden Formatbett oder dergleichen - in einen Strang mit im Wesentlichen runden Querschnitt und einer Querschnittsfläche Y<X umgeformt. Entsprechend stehen die Formatteile und Formateinrichtungen grundsätzlich in direktem Kontakt zu den Fasermaterialien.

[0005] Bekannte Formatteile, wie sie z.B. in der DE 102 02 847 A1 beschrieben sind, umfassen daher ein strangführendes und/oder strangformendes Schaberteil und ein strangformendes und/oder strangführendes Formteil. Zum Formen bzw. Umformen eines Strangs mit dem rechteckigen Querschnitt und der Querschnittsfläche X in einen Strang mit dem runden Querschnitt und der Querschnittsfläche Y verändert sich der Querschnitt sowohl des Schaberteils als auch des Formteils in Längsrichtung des Formatteils. Anders ausgedrückt verändert sich der Querschnitt des Formatteils in Förderrichtung T des strangförmigen Fasermaterials hinsichtlich der Kontur und des Umfangs. Bei dem in der genannten I3E-Schrift beschriebenen Formatteil erfolgt die Konturveränderung insbesondere in dem Schaberteil bezogen auf die Länge des Schaberteils überwiegend im letzten Drittel desselben, wodurch die Reduktion des Querschnitts im Schaberteil abrupt erfolgt. Diese nachteilige Formgebung des Schaberteils führt zum einen zu einer hohen Belastung des Fasermaterials. Zum anderen kommt es durch die ungünstige Konturänderung der dem Fasermaterial zugewandten Oberfläche des Schaberteils bzw. des ungünstigen Querschnittverlaufs zu einer so genannten Verschiebung des Fasermaterials. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das bekannte Formatteil mehrteilig ausgebildet ist. Das bedeutet, dass zwischen dem Schaberteil, das lösbar am Formteil befestigt ist, und dem Formteil eine Verbindungsfuge existiert. Diese Verbindungsfuge bildet eine Stoßstelle, die den kontinuierlichen Strom des Fasermaterials bei der Querschnittsumformung behindert. Dadurch kommt es zu einer starken Reibung einerseits und Abbremsung an der mit dem Formatteil in Kontakt stehenden Oberfläche des strangförmigen Fasermaterials andererseits. Auch das führt zu einer Verschiebung des Fasermaterials mit Nachteilen für die Produktqualität. Am Beispiel der Zigarettenherstellung führen die genannten Nachteile z.B. zum Kopfausfall. Im Übrigen sind die bekannten Formatteile durch die beschriebene Formgebung des Formatteils insgesamt und des Schaberteils im Besonderen einem hohen Verschleiß ausgesetzt.

[0006] Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein verschleißfestes Formatteil zu schaffen, das eine schonende Umformung eines Strangs aus Fasermaterial gewährleistet.

[0007] Diese Aufgabe wird durch ein Formatteil der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Querschnittsveränderung mindestens des Schaberteils linear verläuft. Das bedeutet, dass die Querschnittsveränderung gleichmäßig ausgebildet ist, so dass abrupte Querschnittsveränderungen vermieden werden. Mit anderen Worten wird durch die linearisierte Umformungskontur eine schonende Behandlung des Fasermaterials gewährleistet, da die Belastung auf das Fasermaterial zum einen reduziert und zum anderen gleichmäßig verteilt ist. Das Fasermaterial wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung kontinuierlich und harmonisch von einem rechteckigen Strang in einen runden Strang verändert. Im Ergebnis ist die Verschiebung des Fasermaterials dadurch signifikant, nämlich bis zu 36% reduziert.

[0008] Zweckmäßigerweise verläuft die Querschnittsveränderung des Schaberteils stetig von der vorderen Kante des Schaberteils bis zur hinteren Kante des Schaberteils. Idealisiert verlaufen die geradlinigen Verbindungslinien zwischen der vorderen Kante und der hinteren Kante in der Draufsicht parallel. Durch die Verlängerung der Umformungsstrecke des Schaberteils kann die Verschiebung des Fasermaterials, die insbesondere im Randbereich des Strangs, der an dem Schaberteil anliegt, weiter reduziert werden. Die Querschnittsveränderung verteilt sich über eine größere, nämlich die maximale Länge des Schaberteils, so dass eine harmonische und kontinuierliche Veränderung der Umformungskontur realisiert ist. Das Fasermaterial wird dadurch geschont und weniger abgebremst.

[0009] Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Querschnittsveränderung über die gesamte Länge des Formatteils, nämlich des Schaberteils und des Formteils, linear verläuft. Damit wird eine besonders gleichmäßige und schonende Umformung bzw. Querschnittsveränderung des Fasermaterialstrangs sichergestellt.

[0010] In einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung beträgt das Verhältnis der Längen von Schaberteil zu Formteil mindestens 0,5. Die Länge bezieht sich auf die jeweilige Umformstrecke von Schaberteil und Formteil, auf der eine aktive Umformung und/oder Führung des Strangs aus Fasermaterial erfolgt. Mit dem beanspruchten Längenverhältnis wird eine optimierte Querschnittsveränderung erreicht.

[0011] Vorteilhafterweise ist der Übergangsbereich zwischen dem Schaberteil und dem Formteil barrierefrei ausgebildet. Das bedeutet, dass zwischen dem Schaberteil und dem Formteil weder eine Vertiefung noch eine Erhöhung ausgebildet ist. Anders ausgedrückt ist ein ebener und flächiger Übergang geschaffen. Durch das Vermeiden von Stoßstellen wird der kontinuierliche Fluss bzw. Strom des Fasermaterials aufrechterhalten, was zum einen zu einer Reduzierung der Verschiebung des Fasermaterials und zum anderen zu der Reduzierung der Reibung führt.

[0012] Vorteilhafterweise ist das Formatteil einstückig ausgebildet. Durch das Ausbilden von Schaberteil und Formteil als einstückige Einheit wird auf besonders einfache und präzise Weise ein vollständig barrierefreier Übergang zwischen den einzelnen Abschnitten erreicht. Dadurch lässt sich eine besonders einfache und durchgängige Kanalbildung erreichen.

[0013] Eine weitere bevorzugte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Schaberteil als auch das Formteil mindestens auf der dem Strang zugewandten Seite mit einer halbkugeligen Beschichtung versehen sind. Das bedeutet, dass das Formatteil in den Bereichen, mit denen es mit dem Fasermaterial in Kontakt ist oder kommt, eine besonders gleitfähige und abriebfeste Oberfläche aufweist. Die Durchmesser der Halbkugeln können dabei innerhalb einer Beschichtung und/oder von Beschichtung zu Beschichtung variieren. Durch diese Art der Beschichtung wird ein reibarmer Transport des Fasermaterials durch bzw. entlang des Formatteils gewährleistet.

[0014] Vorteilhafterweise besteht die Beschichtung aus einer strukturierten Hartchromschicht oder einer Titan-Aluminium-Oxid-Keramikschicht. Damit ist eine besonders verschleißfeste Oberfläche geschaffen, die eine hohe Standzeit ermöglicht.

[0015] Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Beschichtung eine Rauigkeit größer 5 µm aufweist. Das bedeutet, dass die Beschichtung bzw. deren Oberfläche ausdrücklich nicht glatt ist. Vorzugsweise weist die Beschichtung eine Rauigkeit zwischen 5 µm und 14 µm auf. Mit einer solchen Oberflächenstruktur, die wesentlichen Einfluss auf die Produktqualität hat, kann die Reibung weiter reduziert werden.

[0016] Eine Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Dicke der Beschichtung kleiner 0,3mm ist. Vorzugsweise ist die Dicke der Beschichtung zwischen 0,1mm und 0,2mm. Dadurch wird eine präzise und besonders verschleißfeste Oberfläche zur Verfügung gestellt.

[0017] Die Aufgabe wird auch durch eine Formateinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Formatteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist. Die sich daraus ergebende Vorteile wurden bereits im Zusammenhang mit dem Formatteil beschrieben, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Passagen verwiesen wird.

[0018] Weitere zweckmäßige und/oder vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1

eine schematische Darstellung von Teilen einer Strangmaschine, nämlich insbesondere einer Formateinrichtung mit einem Formatteil,

Fig. 2

eine vergrößerte Darstellung eines Formatteils,

Fig. 3

eine weitere Ausführungsform eines Formatteils,

Fig. 4

eine Rückansicht des Formatteils gemäß Figur 3, nämlich entgegen der Förderrichtung T, und

Fig.

5 eine Vorderansicht des Formatteils gemäß Figur 3, nämlich in Förderrichtung T.

[0019] Die Erfindung wird anhand eines Formatteils, beispielhaft eines so genannten Schaberfingers, in einer Zigarettenstrangmaschine erläutert. Selbstverständlich ist die Erfindung auch auf andere Formatteile z.B. in einer Filterstrangmaschine anwendbar.

[0020] In der Figur 1 ist eine Formateinrichtung 10 gezeigt, die ein Formatbett 11 und ein Formatteil 12 umfasst. Das Formatteil 12 in einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie umfasst ein strangführendes und/oder strangformendes Schaberteil 13 und ein strangformendes und/oder strangführendes Formteil 14. Der Querschnitt sowohl des Schaberteils 13 als auch des Formteils 14 verändert sich in Längsrichtung, also in Förderrichtung T des strangförmigen Fasermaterials, auf der dem Fasermaterial zugewandten Seite. Genauer sind Strangführungsflächen 15 bzw. 16 vom Formatbett 11 bzw. Formatteil 12 jeweils im Querschnitt derart konkav gewölbt und sich in Förderrichtung T verjüngend ausgebildet, dass ein aus der Förderrichtung T ankommender Strang aus Fasermaterial durch das kanalbildende Zusammenwirken von Formatbett 11 und Formatteil 12 zu einem zylindrischen Strang aus Fasermaterial verformt wird.

[0021] Erfindungsgemäß verläuft die Querschnittsveränderung mindestens des Schaberteils 13 linear. Das Schaberteil 13 weist also in Förderrichtung T eine kontinuierliche, sprungfreie Umformungskontur bzw. einen entsprechenden Umformungsquerschnitt auf.

[0022] Die im Folgenden beschriebenen Merkmale und Weiterbildungen stellen für sich betrachtet oder in Kombination miteinander bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass mehrere Merkmale, die in einem Anspruch zusammengefasst sind, auch eigenständig das weiter oben beschrieben Formatteil 12 weiterbilden können.

[0023] Bevorzugt verläuft die Querschnittsveränderung des Schaberteils 13 stetig von der vorderen Kante 17 des Schaberteils 13 bis zur hinteren Kante 18 des Schaberteils. Die lineare Querschnittsveränderung erstreckt sich demnach in Förderrichtung T des Strangs über die gesamte Länge des Schaberteils 13. Anders ausgedrückt verteilt sich die Querschnittsveränderung des Schaberteils 13, also die Umformung des im Querschnitt zunächst rechteckigen Strangs aus Fasermaterial in einen im Querschnitt runden bzw. zylindrischen Strang aus Fasermaterial, über eine längere Strecke, so dass die Belastung auf den Strang reduziert ist. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Querschnittsveränderung über die gesamte Länge des Formatteils 12, nämlich des Schaberteils 13 und des Formteils 13, linear verläuft. Das bedeutet, dass der Strang aus Fasermaterial gleichmäßig und linear vom Eintritt in das Formatteil 12 bis zum Austritt aus dem Formatteil 12 über die gesamte Länge der Strangführungsfläche 16 von groß und rechteckig auf klein und rund verändert wird.

[0024] Das Schaberteil 13 kann gegenüber dem Formteil 14 deutlich kürzer ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Verhältnis der Längen von Schaberteil 13 zu Formteil 14 0,25 betragen. Bevorzugt beträgt das Verhältnis der Längen von Schaberteil 13 zu Formteil 14 jedoch mindestens 0,5. Das Schaberteil 13 kann aber auch genauso lang wie das Formteil 14 oder sogar länger sein. Das Schaberteil 13 und das Formteil 14 bilden eine Umformungs- und Führungseinheit. Der Übergangsbereich zwischen dem Schaberteil 13 und dem Formteil 14 ist barrierefrei ausgebildet. Der Übergangsbereich ist demnach frei von z.B. durch Fugen, Kanten oder dergleichen gebildeten Stoßstellen. Die Umformungs- und Führungseinheit kann mehrteilig ausgebildet sein. Bevorzugt ist das Formatteil 12 als Umformung- und Führungseinheit einstückig ausgebildet.

[0025] Das Formatteil 12 besteht in einer Ausführungsform aus Stahl oder Stahllegierungen, wobei auch andere Materialien mit vergleichbaren Eigenschaften einsetzbar sind.

[0026] Optional sind sowohl das Schaberteil 13 als auch das Formteil 14 mindestens auf der dem Strang zugewandten Seite mit einer halbkugeligen Beschichtung versehen. Mit anderen Worten sind die Strangführungsflächen 16 des Formatteils 14 oberflächenbeschichtet. Die Durchmesser der die Beschichtung bildenden Kugeln bzw. Halbkugeln können variieren. Besonders bevorzugt ist eine Beschichtung aus einer strukturierten Hartchromschicht, die beispielsweise mit dem TOPOCROM^®-Verfahren aufgebracht ist, wobei die Beschichtung einschichtig oder mehrschichtig ausgebildet sein kann. In weiteren Ausführungsformen kann die Beschichtung auch aus einer Spritzkeramik oder dergleichen hergestellt sein. Beispielsweise können das Schaberteil 13 und das Formatteil 14 auch mit einer Titan-Aluminium-Oxid-Keramikschicht beschichtet sein.

[0027] Es hat sich gezeigt, dass die Rauigkeit der Oberflächenbeschichtung des Formatteils 12 auf das Fördern und Führen des Strangs aus Fasermaterial sowie entsprechend auf die Produktqualität einen relevanten Einfluss hat. Bevorzugt weist die Beschichtung daher eine Rauigkeit größer 5 µm und besonders bevorzugt zwischen 5 µm und 14 µm auf. Daraus wird deutlich, dass die Oberfläche nicht glatt ausgebildet ist. Die Beschichtungsdicke beträgt optional weniger als 0,3mm und bevorzugt zwischen 0,1 mm und 0,2mm.

[0028] Wie erwähnt umfasst die Erfindung auch die Formateinrichtung 10 mit einem zuvor beschriebenen Formatteil 12. Im Bereich der vorderen Kante 17 des Schaberteils 13 ist in Figur 1 in Teilen ein Saugstrangförderer 19 dargestellt. An einem Saugband 20 des Saugstrangförderers 19 hängend wird der (nicht dargestellte) Strang aus Tabakfasern und/oder Filterfasern in Förderrichtung T zur Abgabe bzw. Übergabe an die Formateinrichtung 10 transportiert. Mittels des Schaberteils 13 wird der am Saugband 20 im Querschnitt noch rechteckf®rmige Strang aus Fasermaterial mit einer Querschnittsfläche X vom Saugband 20 gelöst und in das Formatteil 12 geführt. In dem aus Schaberteil 13 und Formatbett 11 gebildeten Kanal 21 beginnt während der Förderung in Förderrichtung T die Umformung zu einem im Querschnitt runden Strang aus Fasermaterial mit einer Querschnittsfläche Y<X. Diese lineare Umformung wird im Bereich des Kanals 21, der durch das Formteil 14 und das Formatbett 11 weitergeführt ist, fortgesetzt, bis die gewünschte Strangform bzw. der gewünschte Strangquerschnitt erreicht ist. Im Auslaufbereich des Strangs aus dem Formatteil 12 mündet der Strang in einen in einem Formatelement 22 ausgebildeten Strangkanal 23.

[0029] Das Schaberteil 13 weist eine dem Saugstrangförderer 19 zugewandte Schaberspitze 24 auf, die einstückig mit dem Schaberteil 13 ausgebildet ist. Die Schaberspitze 24 ist aus einem gehärteten Material hergestellt und kann auch als separates Austauschteil lösbar am Schaberteil 13 befestigt sein.

Ansprüche

1. Formatteil (12) einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie, mit einem strangführenden und/oder strangformenden Schaberteil (13) und einem strangformenden und/oder strangführenden Formteil (14), wobei sich der Querschnitt sowohl des Schaberteils (13) als auch des Formteils (14) in Längsrichtung, also in Förderrichtung T des strangförmigen Fasermaterials, auf der dem Fasermaterial zugewandten Seite verändert, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsveränderung mindestens des Schaberteils (13) linear verläuft.

2. Formatteil (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsveränderung des Schaberteils (13) stetig von der vorderen Kante (17) des Schaberteils (13) bis zur hinteren Kante (18) des Schaberteils (13) verläuft.

3. Formatteil (12) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsveränderung über die gesamte Länge des Formatteils (12), nämlich des Schaberteils (13) und des Formteils (14), linear verläuft.

4. Formatteil (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Längen von Schaberteil (13) zu Formteil (14) mindestens 0,5 beträgt.

5. Formatteil (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich zwischen dem Schaberteil (13) und dem Formteil (14) barrierefrei ausgebildet ist.

6. Formatteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Formatteil (12) einstückig ausgebildet ist.

7. Formatteil (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Schaberteil (13) als auch das Formteil (14) mindestens auf der dem Strang zugewandten Seite mit einer halbkugeligen Beschichtung versehen ist.

8. Formatteil (12) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus einer strukturieren Hartchromschicht oder einer Titan(Ti)-Aluminium(Al)-Oxid-Keramikschicht besteht.

9. Formatteil (12) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Rauigkeit größer 5 µm aufweist.

10. Formatteil (12) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Rauigkeit zwischen 5µm und 14µm aufweist.

11. Formatteil (12) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Beschichtung kleiner 0,3mm ist.

12. Formatteil (12) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Beschichtung zwischen 0,1mm und 0,2mm ist.

13. Formateinrichtung (10) einer Strangmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie mit einem Formatteil (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.

Zeichnung