EP4739150A1

EP4739150A1 - Crimpwalze, crimpwalzenpaar, crimpvorrichtung und maschine der tabak verarbeitenden industrie sowie verfahren zum crimpen einer flachbahn und herstellen eines strangs, stabförmige artikel

Info

Publication number: EP4739150A1
Application number: EP24754629.4A
Authority: EP
Inventors: Julian Kuschel; Patrick Westeroth; Hartmut Meis
Original assignee: Koerber Technologies GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2023-08-18
Filing date: 2024-08-02
Publication date: 2026-05-13
Also published as: CN121712404A; DE102023122163A1; WO2025040412A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Crimpwalze (6), ein Crimpwalzenpaar (10), eine Crimpvorrichtung (4) und eine Maschine (2) der Tabak verarbeitenden Industrie sowie ein Verfahren zum Crimpen einer Flachbahn (14) und zum Herstellen eines Strangs (28) sowie einen stabförmigen Artikel (68). Die Crimpwalze (6) für eine Crimpvorrichtung (4) der Tabak verarbeitenden Industrie weist auf der Mantelfläche (36) abwechselnd, in Umfangsrichtung der Crimpwalze (6) geschlossen umlaufende Nuten (38) und Zähne (40) auf. Die Crimpwalze (6) ist um eine Rotationsachse (42) rotierbar ausgestaltet. Die Nuten (38) weisen einen parallel zur Rotationsachse (42) gekrümmten Nutengrund (44) und die Zähne (40) einen zumindest abschnittsweise flachen Zahnkopf (46) auf.

Description

Crimpwalze, Crimpwalzenpaar, Crimpvorrichtung und Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie sowie Verfahren zum Crimpen einer Flachbahn und Herstellen eines Strangs, stabförmige Artikel

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Crimpwalze für eine Crimpvorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie, auf deren Mantelfläche abwechselnd, in Umfangsrichtung der Crimpwalze geschlossen umlaufende Nuten und Zähne angeordnet sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Crimpwalzenpaar sowie eine Crimpvorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie. Die Erfindung betrifft außerdem eine Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie, aufweisend eine Crimpvorrichtung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Crimpen einer Flachbahn sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Strangs der Tabak verarbeitenden Industrie. Schließlich betrifft die Erfindung einen stabförmigen Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie.

Flachbahnen werden in der Tabak verarbeitenden Industrie für verschiedene Zwecke eingesetzt und vielfach in einem kontinuierlichen Prozess zu einem unendlich langen Strang verarbeitet. Aus einem solchen Strang können stabförmige Segmente oder Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie hergestellt werden. Beispielsweise kann die Flachbahn eine Papierbahn sein, bei den aus einem entsprechenden Strang hergestellten Segmenten handelt es sich um Papierfilter oder Papierfiltersegmente. Weitere Beispiele, bei denen aus einem Strang ein stabförmiges Segment der Tabak verarbeitenden Industrie hergestellt wird, sind die Verarbeitung einer Flachbahn aus rekonstituiertem Tabakmaterial (RECON) oder aus PLA-Folie. Die aus einem entsprechenden Strang abgelängten stabförmigen Segmente können als Tabaksegment oder als Kühlsegment in sog. HNB-Artikeln (für „Heat-Not-Burn“), die auch als THP-Artikel (für „To- bacco-Heated-Product“) bezeichnet werden, verwendet oder eingesetzt werden. Derartige Produkte der Tabak verarbeitenden Industrie werden erhitzt und nicht verbrannt. In Folge der Erwärmung werden die Inhaltsstoffe des Tabakmaterials freigesetzt und mit einem Luftstrom zum Konsum bereitgestellt.

Wichtige Prozessschritte bei der Verarbeitung der Flachbahn zu einem Strang, aus dem beispielsweise einer der oben genannten stabförmigen Artikel abgelängt werden kann, ist die Umformung der Flachbahn von einem flachen ausgebreiteten Zustand in einen gefalteten oder gerafften Zwischenzustand und die anschließende Kompression zu einem Strang mit im Wesentlichen rundem Querschnitt. Um das Zusammenraffen der Flachbahn von dem flachen ausgebreiteten Zustand in den gerafften Zwischenzustand und auch die weitere Verarbeitung zu einem Strang zu erleichtern, ist es bekannt, die Flachbahn zu crimpen. Beim Crimpen wird das Material der Flachbahn entlang von Crimplinien gezielt geschwächt, verformt oder auch abschnittsweise aufgetrennt. Die Crimplinien können in Längsrichtung der Flachbahn verlaufen (Längscrimpen) oder auch in eine Richtung quer zur Längsrichtung (Quercrimpen).

Die Flachbahn wird in einem Wirkbereich zwischen einem Paar ineinander greifender Crimpwalzen bearbeitet, d.h. gecrimpt. Die Crimpwalzen bringen beispielsweise sich in Längsrichtung der Flachbahn erstreckende Crimplinien in die Endlosbahn ein. Entlang der Crimplinien kann das Material der Flachbahn gedehnt werden, um beispielsweise eine gezielte Materialschwächung entlang der Crimplinien zu erreichen. Die Flachbahn kann ebenso in einer Ebene senkrecht zu ihrer Längserstreckungsrich- tung eine dreidimensionale Struktur erhalten, also verformt werden, beispielsweise wellenartig oder zickzackförmig. Die dreidimensionale Struktur erleichtert das Zusammenraffen der Flachbahn quer zu ihrer Längsrichtung und auch die anschließende Strangformung. Eine Crimpvorrich- tung ist beispielsweise aus der EP 3 624 615 B1 bekannt.

Eine weitere Crimpvorrichtung ist aus der WO 2021/136612 A1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung werden Eigenschaften der gecrimpten Flachbahn ausgewertet und in Abhängigkeit dieser Eigenschaften wird eine Crimp- tiefe, die ein Maß dafür ist, wie weit oder tief die Crimpwalzen ineinander greifen, verändert.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Crimpwalze für eine Crimpvorrichtung, ein Crimpwalzenpaar, eine Crimpvorrichtung und eine Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie sowie ein Verfahren zum Crimpen einer Flachbahn, ein Verfahren zum Herstellen eines Strangs und einen stabförmigen Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie anzugeben, wobei eine Qualität der Crimpung der Flachbahn im Hinblick auf die Produkteigenschaften eines aus einer Flachbahn hergestellten stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie verbessert sein soll.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Crimpwalze für eine Crimpvorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie, auf deren, bevorzugt einstückig ausgebildeten, Mantelfläche abwechselnd, in Umfangsrichtung der Crimpwalze geschlossen umlaufende Nuten und Zähne angeordnet sind, wobei die Crimpwalze um eine Rotationsachse rotierbar ausgestaltet ist, wobei diese Crimpwalze dadurch fortgebildet ist, dass die Nuten einen parallel zur Rotationsachse gekrümmten Nutengrund und die Zähne einen zumindest abschnittsweise flachen Zahnkopf aufweisen. Die Nuten und Zähne der Crimpwalze sind in einer Axialrichtung der Rotationsachse abwechselnd und insbesondere unmittelbar nebeneinander angeordnet. Die Zähne und Nuten der Crimpwalze sind in Umfangsrichtung, also an der stets gleichen Axialposition der Rotationsachse umlaufend, also entlang des vollständigen Umfangs, geschlossen. Die Nuten und Zähne weisen an ihrer Axialposition jeweils einen konstanten Abstand zur Rotationsachse auf. Die Crimpwalze ist also insbesondere ein bezüglich ihrer Rotationsachse rotationssymmetrischer Körper.

In der Tabak verarbeitenden Industrie sind Crimpwalzen mit verschiedenen Profilen bekannt. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass aktuell kein Profil existiert, welches für eine Vielzahl unterschiedlicher Flachbahnen der Tabak verarbeitenden Industrie in dem Sinne geeignet ist, dass auch für unterschiedliche Flachbahnen jeweils gleich gute Ergebnisse für die Crimpung erzielt werden können.

Es hat sich herausgestellt, dass die Crimpwalze gemäß Aspekten der Erfindung vorteilhaft geeignet ist, um damit unterschiedliche Flachbahnen, insbesondere Flachbahnen aus unterschiedlichen Materialien der Tabak verarbeitenden Industrie, zu crimpen. Vorteilhaft können beispielsweise Flachbahnen aus Papier gecrimpt werden. Die Flachbahn kann sowohl eine einlagige als auch eine mehrlagige Flachbahn aus Papier sein. Ferner kann die Flachbahn eine einlagige oder mehrlagige Bahn aus einem Vliesmaterial, insbesondere aus einem Vliesmaterial aus Papier, sein. Die Flachbahn kann ferner eine PLA-Folie (Polylactide) oder auch eine Tabakfolie sein. Die Tabakfolie kann nach dem Slurry-Verfahren hergestellt sein (auch bezeichnet als CLT-Folie (Cast Leaf Tobacco)) oder sie kann nach dem Papierverfahren hergestellt sein. Die vorgenannten Flachbahnen der Tabak verarbeitenden Industrie sind lediglich beispielhaft und nicht abschließend. Die Crimpwalze gemäß Aspekten der Erfindung hat sich als für die Crimpung dieser Materialien geeignet erwiesen. Somit ist das Profil der Crimpwalze universell für eine Vielzahl von Materialien der Tabak verarbeitenden Industrie einsetzbar. Stabförmige Artikel oder Segmente der Tabak verarbeitenden Industrie, die aus einer mit einer solchen Crimpwalze gecrimpten Flachbahn hergestellt werden, zeigen vorteilhafte Eigenschaften. Beispielsweise treten in der laufenden Produktion lediglich geringe Schwankungen des Zugwiderstands auf. Mit anderen Worten kann mit der Crimpwalze ein sehr konstanter Herstellungsprozess erreicht werden, in dem kontinuierlich Produkte hoher Qualität herstellbar sind. Dies ist beispielsweise vorteilhaft, wenn aus einer Papierbahn als beispielhafte Flachbahn der Tabak verarbeitenden Industrie ein Filter oder Filtersegment hergestellt wird. Ein möglichst konstanter Zugwiderstand ist für Papierfilter oder Papierfiltersegmente wünschenswert. Auch bei der Verarbeitung von PLA-Folie oder Tabakfolie sind geringe Zugwiderstandsschwankungen vorteilhaft. Aus gecrimpter Tabakfolie oder PLA-Folie hergestellte stabförmige Segmente werden vielfach in HNB-Artikeln verarbeitet. Geringe Zugwiderstandsschwankungen dieser Segmente können die Qualität des HNB-Artikels insgesamt verbessern.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Crimpwalze dadurch fortgebildet, dass die Zahnköpfe der Zähne jeweils einen flachen Abschnitt aufweisen, wobei sich die flachen Abschnitte in einer gedachten, um die Rotationsachse konstruierten Zylindermantelfläche erstrecken. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Crimpwalze dadurch fortgebildet, dass der Nutengrund, betrachtet in einer Ebene, in der die Rotationsachse verläuft, eine Kurve beschreibt, deren Steigung stetig ist. In diesem Zusammenhang ist insbesondere vorgesehen, dass der Nutengrund, betrachtet in der genannten Ebene, einen Kegelschnitt beschreibt, insbesondere einen Kreisbogen, bevorzugt mit einem Radius von 0,15 mm bis 4,0 mm, besonders bevorzugt von 0,18 mm bis 0,35 mm, einen Ellipsenbogen oder eine Parabel.

Die Kombination aus einem abgeflachten Zahnkopf und einem runden, insbesondere kreisbogenförmigen, Nutengrund hat sich als vorteilhafte Kombination herausgestellt. Mit einem solchen Profil der Crimpwalze können eine Vielzahl unterschiedlicher Flachbahnen verarbeitet werden. Im Bereich des Nutengrunds findet eine Kompression der Flachbahn statt. Im Bereich der Flanken der Zähne wird die Flachbahn gedehnt. Die flachen Abschnitte oder Oberseiten der Zähne bewirken, dass die Flachbahn in diesem Bereich lediglich gering oder nicht gedehnt wird. Außerdem können am Übergang zwischen den Zahnflanken und den flachen Abschnitten Knicke oder gezielte Materialschwächungen in die Flachbahn eingebracht werden, bis hin zu abschnittsweise in Längsrichtung der Flachbahn verlaufenden Durchbrüchen, Rissen oder dergleichen. Diese mit Hilfe der Crimpwalze bewirkte gezielte Behandlung der Flachbahn, also ein in Querrichtung der Flachbahn betrachtetes abschnittsweises Stauchen, bereichsweises Schwächen und außerdem bereichsweises Verformen oder Anreißen, führt zu einer Struktur der Flachbahn, die sich in den nachfolgenden Prozessschritten positiv auswirkt. Beispielsweise lässt sich die Flachbahn gut zusammenraffen und zu einem Strang verarbeiten. Die Crimpung wirkt sich somit positiv auf die Eigenschaften eines aus einer solchen Flachbahn hergestellten stabförmigen Segments aus.

Beispielsweise führen die abschnittsweise gezielt eingebrachten Materialschwächungen, beispielsweise die Risse oder Durchbrüche, dazu, dass eine Kanalbildung in einem aus einer solchen Flachbahn hergestellten Segment geringer ausfällt oder vermieden werden kann. Zwar ist es erwünscht, dass das Segment Längskanäle aufweist, durch die ein Luftstrom in Längsrichtung des Segments hindurchströmenden kann, was jedoch unerwünscht ist, sind Kanäle, die sich entlang der vollständigen Länge des Segments durch dieses hindurch erstrecken. Im Bereich dieser durchgängigen Kanäle findet lediglich eine geringere Wechselwirkung des Luftstroms mit dem Material des Segments statt. Entsprechend gering ist beispielsweise der Übergang von aus der Flachbahn austretendem Aerosol in den Luftstrom. Dies betrifft den Fall, dass als Flachbahn eine Tabakfolie verarbeitet wird. Ähnliches gilt auch für die Filterwirkung, falls als Flachbahn eine Papierbahn verarbeitet wird. Weist ein solcher Papierfilter entlang seiner vollständigen Längsrichtung durchgängige Kanäle auf, wird die Filterwirkung in diesem Bereich gering ausfallen. Durch die zuvor genannten Maßnahmen kann die Kanalbildung verringert werden, wodurch die Qualität eines aus einer solchen gecrimpten Flachbahn hergestellten Segments der Tabak verarbeitenden Industrie verbessert wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Crimpwalze dadurch fortgebildet, dass ein Flankenwinkel der Zähne zwischen 15° und 40°, insbesondere zwischen 16° und 22° oder zwischen 25° und 35°, liegt. Der genannte Flankenwinkel wird zwischen den beiden Flanken eines Zahns gemessen. Betrachtet in einer Ebene, in der sich die Rotationsachse der Crimpwalze erstreckt, schließen also die beiden Flanken eines Zahns einen Winkel ein, der in dem genannten Intervall liegt. Es handelt sich bei dem Flankenwinkel um einen Öffnungswinkel, der von den beiden Flanken der Zähne in der genannten Ebene eingeschlossen wird. Die Intervalle für den Flankenwinkel haben sich im Hinblick auf die gewünschten Eigenschaften der gecrimpten Flachbahn als vorteilhaft herausgestellt.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Crimpwalze dadurch fortgebildet, dass betrachtet in einer Richtung parallel zur Rotationsachse der Zahnkopf eine Zahnkopfbreite, bevorzugt zwischen 0,05 mm bis 0,7 mm, insbesondere zwischen 0,08 mm und 0,2 mm oder zwischen 0,4 mm und 0,6 mm, aufweist und der Zahnkopf gemeinsam mit der benachbarten Nut eine Strukturbreite aufweist, wobei die Zahnkopfbreite zwischen 8 % und 50 %, insbesondere zwischen 10 % und 30 % oder zwischen 25 % und 38 %, der Strukturbreite beträgt. Die genannten Verhältnisse zwischen der Zahnkopfbreite und der Strukturbreite, bei der es sich um die Summe aus der Zahnkopfbreite und der Breite der benachbarten Nut handelt, haben sich ebenfalls als vorteilhaft herausgestellt.

Sowohl im Hinblick auf den zuvor genannten Flankenwinkel der Zähne als auch im Hinblick auf das genannte Verhältnis zwischen Zahnkopfbreite und Strukturbreite konnten für unterschiedliche Materialien der zu crimp- enden Flachbahn die bereits zuvor erwähnten Vorteile erreicht werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ferner vorgesehen, dass der Zahnkopf an seinen Kanten, an denen eine Oberfläche der Crimpwalze vom Zahnkopf in die benachbarte Nut übergeht, scharfkantig ist oder eine Fase oder Rundung aufweist oder die Anzahl der Zahnköpfe größer als 150 oder 200 oder 250 oder 300 ist. Der Übergang zwischen dem Zahlenkopf und der benachbarten Nut kann mehr oder weniger scharfkantig ausgestaltet sein. Während ein scharfer Übergang die Bildung von Verformungen bis hin zu Rissen in der Flachbahn begünstigt, wird ein abgerundeter Übergang diesen Effekt deutlich verringern. Eine Fase kann in diesem Zusammenhang eine gute Zwischenlösung darstellen, um einerseits sowohl eine Verformung oder Rissbildung zu erreichen, diese jedoch nicht zu stark werden zu lassen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Crimpwalze dadurch fortgebildet, dass eine Oberfläche der Crimpwalze eine gemittelte Rautiefe (Rz) von besser als Rz=10, inbesondere von besser als Rz=8 und ferner insbesondere von besser als Rz=6 aufweist. Ferner ist insbesondere vorgesehen, dass die Oberfläche der Crimpwalze eine Rautiefe von Rz=4 aufweist. Die Oberflächenrauigkeit der Crimpwalze bestimmt unter anderem die Intensität der Wechselwirkung zwischen der Crimpwalze und der zu verarbeitenden Flachbahn. Eine große Rauigkeit führt zu einem hohen Reibungswiderstand zwischen der Oberfläche der Crimpwalze und der Flachbahn. Entsprechend wird eine Relativbewegung der Flachbahn zur Oberfläche der Crimpwalze eher vermieden oder verhindert. Eine geringere Oberflächenrauigkeit der Crimpwalze führt hingegen zu einem geringen Reibungswiderstand und erlaubt somit eher eine Relativbewegung zwischen der Oberfläche der Crimpwalze und der Flachbahn. Dies kann ein wünschenswerter Effekt sein. Eine Relativbewegung der Flachbahn gegenüber der Oberfläche der Crimpwalze, also beispielsweise ein Abgleiten der Flachbahn quer zur ihrer Längsrichtung, kann wünschenswert sein, da der Crimpvorgang stets dazu führt, dass die Breite der Flachbahn zunimmt. Die Flachbahn weist im gecrimpten Zustand eine größere Breite auf als im ungecrimpten Zustand. Mit anderen Worten ist es also erforderlich, dass während des Crimpvorgangs die äußeren Bereiche der Flachbahn sich quer zur Längsrichtung der Flachbahn bewegen, um den durch den Crimpvorgang bedingten Breitenzuwachs auszugleichen. Diese Ausweichbewegung wird durch eine geringe Oberflächenrauigkeit der Crimpwalze begünstigt.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Crimpwalzenpaar, aufweisend eine erste und eine zweite Crimpwalze nach einer oder mehreren der zuvor genannten Ausführungsformen, wobei die erste und die zweite Crimpwalze des Crimpwalzenpaars derart angeordnet sind, dass die Zähne der ersten Crimpwalze in die Nuten der zweiten Crimpwalze eingreifen und umgekehrt, wobei insbesondere das Crimpwalzenpaar mit den ineinander greifenden Zähnen der ersten Crimpwalze und der zweiten Crimpwalze eine Crimptiefe zwischen 100 pm und 1100 pm, bevorzugt zwischen 150 pm und 400 pm oder zwischen 500 pm und 800 pm, aufweist.

Ein solches Crimpwalzenpaar eignet sich vorteilhaft für die Verarbeitung einer Vielzahl unterschiedlicher Flachbahnen der Tabak verarbeitenden Industrie. Diesbezüglich treffen auf das Crimpwalzenpaar gleiche oder ähnliche Vorteile zu wie sie bereits im Hinblick auf die Crimpwalze selbst erwähnt wurden, so dass auf Wiederholungen verzichtet werden soll.

Die erste und zweite Crimpwalze des Crimpwalzenpaars sind insbesondere derart angeordnet, dass ihre Rotationsachsen parallel zueinander ausgerichtet sind. Ferner weist das Crimpwalzenpaar insbesondere eine Crimptiefensteuervorrichtung auf, mit der eine Crimptiefe einstellbar ist. Die Crimptiefe ist ein Maß dafür, wie weit die Zähne der ersten Crimpwalze in die Nuten der zweiten Crimpwalze eingreifen und umgekehrt. Die Crimptiefe kann beispielsweise anhand des Abstands zwischen den Zahnköpfen der ersten Crimpwalze und den Zahnköpfen der zweiten Crimpwalze gemessen werden, in einer Ebene, in der sich die beiden Rotationsachsen der Crimpwalzen erstrecken. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis von der Strukturbreite der Zähne minus der doppelten Zahnbreite der Zähne zu dem Doppelten der Crimptiefe größer als 1 oder größer als 0,5.

Ein Maß für die lokale Verformung oder das lokale Auseinanderziehen des Bahnmaterials bzw. der Flachbahn sind zum Beispiel insbesondere die Luftdurchlässigkeit nach ISO 2965 von größer als 3000 CU (Coresta Unit) oder 3500 CU oder 4000 CU und/oder die Bahndicke der Flachbahn von 50 pm bis 600 pm, bevorzugt zwischen 400 pm und 600 pm, und/oder eine Grammatur zwischen 20 g/m² und 100 g/m², vorzugsweise zwischen 40 g/m² und 80 g/m².

Bei der Flachbahn handelt es sich vorzugsweise um eine Papierbahn o- der eine Flachbahn aus Papier, bei der die Bahn einen Anteil oder ein Gehalt von Papier oder Cellulose von mehr als 70 % oder 80 % oder 90 % aufweist. Insbesondere enthält die Flachbahn keinen Tabak oder ist als tabakfreie Papierbahn ausgebildet.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Crimpvorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zur Verarbeitung einer Flachbahn der Tabak verarbeitenden Industrie, aufweisend eine Flachbahnzufuhrvorrichtung, zumindest eine Crimpwalze nach einem oder mehreren der zuvor genannten Ausführungsformen und ein mit der Crimpwalze zusammenwirkendes Gegenlager und eine Übergabevorrichtung. Die Flachbahnzufuhrvorrichtung ist dazu eingerichtet die Flachbahn in einen Wirkbereich zwischen der zumindest einen Crimpwalze und dem mit der Crimpwalze zusammenwirkenden Gegenlager zuzuführen. Die Übergabevorrichtung ist dazu eingerichtet die gecrimpte Flachbahn aus dem Wirkbereich einer stromabwärts angeordneten Verarbeitungsvorrichtung, insbesondere einer Strangbildungsvorrichtung, zuzuführen.

Die Flachbahnzufuhrvorrichtung ist insbesondere dazu eingerichtet, die Flachbahn als endlose Flachbahn zuzuführen. Hierzu weist die Flachbahnzufuhrvorrichtung beispielsweise zumindest eine Bobinenhalterung und einen Bobinenwechsler, einschließlich einer Flachbahnverbindungsvorrichtung, beispielsweise einen Splicer, auf. Mit der Flachbahnverbindungsvorrichtung kann ein Ende einer auslaufenden Flachbahn mit einem Anfang einer neuen Flachbahn verbunden werden, so dass eine endlose Flachbahn für die Verarbeitung bereitgestellt werden kann.

Der Wirkbereich zwischen den beiden Crimpwalzen ist zumindest derjenige Bereich, in dem die beiden Crimpwalzen ineinander greifen, sich im Querschnitt betrachtet also die Nuten und Zähne überlappen. Dieser Querschnitt kann in einer Ebene betrachtet werden, in welcher sich die beiden Rotationsachsen der Crimpwalzen erstrecken. Zur Zufuhr der Flachbahn in den Wirkbereich weist die Flachbahnzufuhrvorrichtung beispielsweise geeignete und allgemein bekannte Bahnführungsrollen oder allgemein Bahnführungen wie beispielsweise Rinden oder Rutschen auf. Die Übergabevorrichtung kann ebenfalls geeignete Führungsrollen oder eine oder mehrere der genannten Flachbahnführungsvorrichtungen aufweisen, um die gecrimpte Flachbahn dem Wirkbereich zu entnehmen und der stromabwärts angeordneten Verarbeitungsvorrichtung zuzuführen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Crimpvorrichtung dadurch fortgebildet, dass das Gegenlager eine Crimpwalze nach einer oder mehreren der zuvor genannten Ausführungsformen ist oder dass die Crimpvorrichtung ein erfindungsgemäßes Crimpwalzenpaar, wie voranstehend beschrieben, aufweist. Gemäß einer solchen Ausführungsform weist die Crimpvorrichtung ein Crimpwalzenpaar gemäß Aspekten der Erfindung auf.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie, aufweisend eine Crimpvorrichtung mit zumindest einer Crimpwalze nach einer oder mehreren der zuvor genannten Ausführungsformen und mit einem mit der Crimpwalze zusammenwirkenden Gegenlager oder mit einem voranstehend beschriebenen Crimpwalzenpaar. Die Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie weist ferner auf: eine Flach- bahnzufuhrvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine Flachbahn der Tabak verarbeitenden Industrie einem Wirkbereich zwischen der Crimpwalze und dem mit der Crimpwalze zusammenwirkenden Gegenlager zuzuführen, eine Übergabevorrichtung und eine stromabwärts angeordnete Strangbildungsvorrichtung, wobei die Übergabevorrichtung dazu eingerichtet ist, die gecrimpte Flachbahn aus dem Wirkbereich zu entnehmen und der Strangbildungsvorrichtung zuzuführen und die Strangbildungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, aus der gecrimpten Flachbahn einen Strang der Tabak verarbeitenden Industrie zu formen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die zweite Crimpwalze in einer solchen Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie ebenfalls gemäß einer oder mehreren der zuvor im Hinblick auf die Crimpwalze erwähnten Ausführungsformen ausgestaltet.

Die Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie kann ferner eine Schneidvorrichtung aufweisen, mit der aus dem hergestellten Strang Segmente der Tabak verarbeitenden Industrie abgelängt werden. Diese Segmente können weiteren Verarbeitungsschritten zugeführt werden. Beispielsweise können die Segmente mit weiteren Segmenten zu stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie zusammengestellt und verarbeitet werden. Solche Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie sind insbesondere HNB-Artikel.

Vorteilhaft ist es möglich, mit der Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie Artikel verbesserter Qualität herzustellen, beispielsweise im Hinblick auf deren Zugwiderstand. Der Zugwiderstand der mit einer solchen Maschine hergestellten stabförmigen Artikel ist im laufenden Produktionsprozess sehr konstant. Der Ursprung dieser Qualitätsverbesserung liegt in der verbesserten Qualität der Crimpung der als Ausgangsmaterial dienenden Flachbahn der Tabak verarbeitenden Industrie.

Die Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie ist vorteilhaft dadurch fortgebildet, dass das Gegenlager eine Crimpwalze nach einer oder mehreren der zuvor genannten Ausführungsformen ist und die Crimpwalze und das Gegenlager derart angeordnet sind, dass die Zähne der Crimpwalze in die Nuten des Gegenlagers mit einer Crimptiefe eingreifen und umgekehrt, wobei die Crimpvorrichtung eine Crimptiefensteuervorrichtung aufweist, die ausgebildet und eingerichtet ist, die Crimptiefe zu verändern, wobei die Crimptiefensteuervorrichtung ferner dazu eingerichtet ist, einen Wert eines Zugwiderstands eines aus dem Strang der Tabak verarbeitenden Industrie hergestellten Segments der Tabak verarbeitenden Industrie zu empfangen und die Crimptiefe gemäß einem linearen Zusammenhang in Abhängigkeit des Werts für den Zugwiderstand zu verändern.

Die Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie kann ferner insbesondere eine Zugwiderstandsmessvorrichtung aufweisen, mit der ein Zugwiderstand wahlweise am Strang oder an stabförmigen Segmenten, die aus dem mit der Maschine hergestellten Strang abgelängt wurden, gemessen wird. Ebenso kann der Messwert des Zugwiderstands an einem fertigen Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie gemessen sein, welcher ein Segment aufweist, welches aus dem mit der Maschine hergestellten Strang abgelängt wurde. Das Profil der Crimpwalze erlaubt vorteilhaft eine Anpassung des Zugwiderstands durch eine Veränderung der Crimptiefe, wobei vorteilhaft ein linearer Zusammenhang zugrunde gelegt werden kann. Dies vereinfacht die Steuerung der Maschine ganz erheblich und erlaubt eine einfache und präzise rückgekoppelte Qualitätssicherung.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Crimpen einer Flachbahn der Tabak verarbeitenden Industrie, die folgenden Schritte aufweisend: Zuführen einer Flachbahn der Tabak verarbeitenden Industrie in einen Wirkbereich zwischen einer Crimpwalze, die nach einer oder mehreren der zuvor genannten Ausführungsformen ausgestaltet ist und einem mit der Crimpwalze zusammenwirkenden Gegenlager, Crimpen der Flachbahn in dem Wirkbereich und Entnehmen der gecrimpten Flachbahn aus dem Wirkbereich und Übergeben der gecrimpten Flachbahn an eine stromabwärts angeordnete Verarbeitungsvorrichtung, insbesondere an eine Strangbildungsvorrichtung.

Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Strangs der Tabak verarbeitenden Industrie, die folgenden Schritte aufweisend: Zuführen einer Flachbahn der Tabak verarbeitenden Industrie in einen Wirkbereich zwischen einer Crimpwalze, insbesondere nach einer oder mehreren der zuvor genannten Ausführungsformen, und einem mit der Crimpwalze zusammenwirkenden Gegenlager, Crimpen der Flachbahn in dem Wirkbereich, Entnehmen der gecrimpten Flachbahn aus dem Wirkbereich und Übergeben der gecrimpten Flachbahn an eine stromabwärts angeordnete Strangbildungsvorrichtung, Formen eines Strangs der Tabak verarbeitenden Industrie in der Strangbildungsvorrichtung aus der gecrimpten Flachbahn, wobei die Flachbahn vor dem Wirkbereich eine Breite B1 und nach dem Wirkbereich eine Breite B2 aufweist und wobei das Verhältnis B1/B2 größer 1 ,2 oder 1 ,3 beträgt.

Dieses Verfahren ist insbesondere dadurch fortgebildet, dass das Gegenlager eine Crimpwalze nach einer oder mehrerer der zuvor genannten Ausführungsformen ist und die Crimpwalze und das Gegenlager derart angeordnet sind, dass die Zähne der Crimpwalze in die Nuten des Gegenlagers mit einer Crimptiefe eingreifen und umgekehrt, wobei die Crimptiefe veränderbar ist, und/oder gemäß einem linearen Zusammenhang in Abhängigkeit eines Werts für den Zugwiderstand eines aus dem Strang der Tabak verarbeitenden Industrie hergestellten Segments der Tabak verarbeitenden Industrie verändert wird.

Auf das Verfahren zum Crimpen der Flachbahn sowie auch das Verfahren zum Herstellen des Strangs der Tabak verarbeitenden Industrie treffen gleiche oder ähnliche Vorteile zu, wie sie bereits im Hinblick auf die Crimpvorrichtung und die Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie erwähnt wurden, so dass auf Wiederholungen verzichtet werden soll.

Insbesondere ist das Verfahren dadurch fortgebildet, dass als Flachbahn eine Papierbahn gecrimpt wird. Die Flachbahn kann sowohl eine einlagige als auch eine mehrlagige Flachbahn aus Papier sein. Ferner kann die Flachbahn eine einlagige oder mehrlagige Bahn aus einem Vliesmaterial, insbesondere aus einem Vliesmaterial aus Papier, sein. Die Flachbahn kann ferner eine PLA-Folie (Polylactide) oder auch eine Tabakfolie sein. Die Tabakfolie kann nach dem Slurry-Verfahren hergestellt sein (auch bezeichnet als CLT-Folie (Cast Leaf Tobacco)) oder sie kann nach dem Papierverfahren hergestellt sein.

Der hergestellte Strang der Tabak verarbeitenden Industrie ist insbesondere ein Filterstrang.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch einen stabförmigen Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie, aufweisend zumindest ein stabförmiges Segment, welchen durch Ablängen eines gemäß einem Verfahren nach einer oder mehrerer der zuvor genannten Ausführungsformen hergestellten Strangs hergestellt ist.

Vorteilhaft weist ein solcher stabförmiger Artikel verbesserte Eigenschaften im Hinblick auf eine Konstanz des Zugwiderstandswerts auf. Mit anderen Worten müssen prozessbedingte Zugwiderstandsschwankungen akzeptiert werden, was die Qualität des stabförmigen Artikels verbessert. Das stabförmige Segment ist insbesondere ein Filtersegment, ferner insbesondere ein Filtersegment, welches aus Papier hergestellt ist, also ein Papierfiltersegment.

Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisch vereinfachte Darstellung einer Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie aufweisend eine Crimpvorrichtung mit einem Crimpwalzenpaar, welches eine Crimpwalze gemäß einem Ausführungsbeispiel aufweist,

Fig. 2 ein in einem schematisch vereinfachten Querschnitt abschnittsweise dargestelltes Profil einer Crimpwalze gemäß einem Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 und 4 schematisch vereinfachte Seitenansichten auf ein abschnittsweise dargestelltes Crimpwalzenpaar, gemäß zweier Ausführungsbeispiele, und

Fig. 5 und 6 ebenfalls schematisch vereinfachte Seitenansichten auf abschnittsweise dargestellte Crimpwalzenpaare, wobei im Querschnitt dargestellt ein Verlauf der gecrimpten Flachbahn im Wirkbereich zwischen den Crimpwalzen dargestellt ist.

Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.

In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.

Fig. 1 zeigt in schematisch vereinfachter Darstellung eine Maschine 2 der Tabak verarbeitenden Industrie. Die Maschine 2 weist eine Crimpvorrich- tung 4 mit einer Crimpwalze 6 und einem mit der Crimpwalze 6 zusammenwirkenden Gegenlager 8 auf. Das Gegenlager 8 ist insbesondere baugleich zu der Crimpwalze 6 ausgeführt. In diesem Fall bilden die Crimpwalze 6 und das Gegenlager ein Crimpwalzenpaar 10 aus. Die Maschine 2 weist ferner eine Flachbahnzufuhrvorrichtung 12 auf, die dazu eingerichtet ist, eine Flachbahn 14 der Tabak verarbeitenden Industrie einem Wirkbereich 16 zwischen der Crimpwalze 6 und dem Gegenlager 8 in einer Transportrichtung T zuzuführen. Die Flachbahn 14 ist beispielsweise eine Papierbahn.

Die Crimpwalze 6 wirkt in dem Wirkbereich 16 mit dem Gegenlager 8 zusammen, beispielsweise greift die Crimpwalze 6 in das Gegenlager 8 ein. Die Flachbahnzufuhrvorrichtung 12 weist beispielhaft eine Bobine 18 auf, auf der die Flachbahn 14 bereitgestellt wird. In einer alternativen Ausgestaltung werden die Flachbahnen bzw. Papierbahnen von einem Papierballen bereitgestellt, wobei die Flachbahnen oder Papierbahnen mäanderförmig aufeinander abgelegt sind (Festoonen).

Um einen kontinuierlichen Produktionsprozess zu ermöglichen, kann die Flachbahnzufuhrvorrichtung 12 ferner einen nicht dargestellten Bobinenwechsler aufweisen, insbesondere einschließlich einer Flachbahnverbindungsvorrichtung, beispielsweise einem Spleißer. Die Flachbahnverbindungsvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein auslaufendes Ende einer Flachbahn mit einem Anfang einer weiteren Flachbahn zu verbinden, so dass die Flachbahn 14 in der Crimpvorrichtung 4 und den weiter in Transportrichtung T stromabwärts vorhandenen Einheiten kontinuierlich zugeführt werden kann. Beispielhaft weist die Flachbahnzufuhrvorrichtung 12 neben der Bobine 18 eine oder mehrere Transportrollen 20 auf, mit denen die Flachbahn 14 dem Wirkbereich 16 zugeführt werden kann.

Im Wirkbereich 16 wird die Flachbahn 14 gecrimpt. Die Crimpvorrichtung 4 ist beispielhaft als Längscrimper ausgeführt. Von der Crimpvorrichtung 4 werden in Längsrichtung der Flachbahn 14 verlaufende Crimplinien in die Flachbahn 14 eingebracht. Entlang der Crimplinien wird das Material der Flachbahn 14 beispielsweise gezielt geschwächt, verformt oder auch abschnittsweise aufgetrennt. Die Flachbahn 14 verlässt die Crimpvorrich- tung als gecrimpte Flachbahn 22. Diese wird von einer Übergabevorrichtung 24, beispielhaft dargestellt durch zwei Transportrollen 20, einer stromabwärts angeordneten Strangbildungsvorrichtung 26 zugeführt. Die Übergabevorrichtung 24 kann zur Führung der gecrimpten Flachbahn 22 beispielsweise auch als Rutsche oder Rinne ausgestaltet sein, wobei die Übergabevorrichtung 24 ferner dazu eingerichtet sein kann, die gecrimpte Flachbahn 22 quer zu ihrer Längsrichtung zusammenzuraffen. Die Übergabevorrichtung 24 entnimmt die gecrimpte Flachbahn 22 aus dem Wirkbereich 16 und führt sie der Strangbildungsvorrichtung 26 zu. Die Strangbildungsvorrichtung 26 ist dazu eingerichtet, aus der gecrimpten Flachbahn 22 einen Strang 28 der Tabak verarbeitenden Industrie zu formen. Beispielsweise weist die Strangbildungsvorrichtung 26 hierzu eine nicht näher beschriebene Formateinheit 30 auf, die einen Formatkanal aufweist und in an sich bekannter Weise aus der gecrimpten Flachbahn 22 den Strang 28 formt. Die Maschine 2 weist ferner beispielsweise einen Messerapparat 32 auf, der dazu eingerichtet ist, aus dem Strang 28 einzelne Segmente 34 abzulängen. Die Segmente 34 können mit weiteren Segmenten zu stabförmigen Artikeln 68 der Tabak verarbeitenden Industrie weiterverarbeitet werden, beispielsweise zu HNB-Artikeln. Diese Weiterverarbeitung ist schematisch mit einem Pfeil angedeutet.

Beispielsweise handelt es sich bei der Flachbahn 14 um eine Papierbahn, aus der ein Papierfilterstrang hergestellt wird. Die abgelängten Segmente 34 sind in diesem Fall Papierfiltersegmente, welche beispielsweise mit Tabakstöcken zusammengestellt werden können und zu konventionellen stabförmigen Artikeln 68 der Tabak verarbeitenden Industrie weiterverarbeitet werden. Die Papierfiltersegmente können ebenso mit weiteren Segmenten zu einem HNB-Artikel als stabförmiger Artikel 68 der Tabak verarbeitenden Industrie weiterverarbeitet werden. Die Flachbahn 14 ist beispielsweise eine einlagige oder mehrlagige Papierbahn. Die Flachbahn 14 kann eine Papierbahn aus einem einlagigen oder mehrlagige Vliesmaterial, insbesondere aus Papier, sein. Die Flachbahn 14 kann ebenso eine Flachbahn aus rekonstituierten Tabakmaterial, beispielsweise eine Bahn aus nach dem Slurry-Verfahren hergestelltem oder nach dem Papierverfahren hergestelltem rekonstituierten Tabakmaterial sein. In einem solchen Fall wird aus der Flachbahn 14 ein Tabakstrang 28 hergestellt, aus dem als Segmente 34 einzelne Tabaksegmente oder Tabakstöcke abgelängt würden. Auch diese können mit weiteren Segmenten, beispielsweise zu einem HNB-Artikel, zusammengestellt und weiterverarbeitet werden. Bei der Flachbahn 14 kann es sich um eine PLA-Folie handeln, aus der entsprechend ein Strang 28 aus gecrimpter PLA-Folie hergestellt wird. Die aus einem solchen Strang 28 abgelängten Segmente 34 können als Kühlstrecken in einem HNB-Artikel dienen und können mit weiteren Segmenten zusammengestellt und zu einem HNB-Artikel weiterverarbeitet werden. Die Maschine 2 ist vorteilhaft zur Verarbeitung unterschiedlicher Flachbahnen 14 geeignet.

Im Folgenden wird beispielhaft davon ausgegangen, dass das Gegenlager 8 baugleich zu der Crimpwalze 6 ausgestaltet ist.

Fig. 2 zeigt in einem schematisch vereinfachten Querschnitt ein abschnittsweise dargestelltes Profil der Crimpwalze 6. Die Crimpwalze 6 weist an ihrer Mantelfläche 36 abwechselnd in Umfangsrichtung der Crimpwalze 6 geschlossen umlaufende Nuten 38 und Zähne 40 auf. Die Crimpwalze 6 ist um eine Rotationsachse 42, die in Fig. 2 mit strichpunktierter Linie dargestellt und deren Lage lediglich schematisch ist, rotierbar ausgestaltet.

In der Crimpvorrichtung 4, die die in Fig. 1 gezeigte Maschine 2 aufweist, sind die Crimpwalze 6 und das Gegenlager 8 derart angeordnet, dass die Zähne 40 der Crimpwalze 6 in die Nuten 38 des Gegenlagers 8 eingreifen, und umgekehrt.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Profil der Crimpwalze 6 weisen die Nuten 38 einen gekrümmten Nutengrund 44 auf. Die Zähne 40 weisen einen fla- chen Zahnkopf 46 mit einem flachen Abschnitt 48 auf. Die flachen Abschnitte 48 der Zahnköpfe 46 erstrecken sich in einer um die Rotationsachse 42 konstruierten gedachten Zylindermantelfläche. Die flachen Abschnitte 48 sind also jeweils zylindermantelförmig. Der Nutengrund 44 beschreibt, betrachtet in einer Ebene, in der die Rotationsachse 42 verläuft, und welche zumindest näherungsweise der Zeichnungsebene von Fig. 2 entspricht, eine Kurve, deren Steigung stetig ist. Mit anderen Worten ändert sich die Steigung des Nutengrunds 44 nicht schlagartig. Der gekrümmte Nutengrund 44 ist insbesondere nicht spitzwinklig oder weist in anderer Weise, in der betrachteten Ebene, keine abrupten Steigungsänderungen auf. Der Nutengrund 44 hat, betrachtet in der beschriebenen Ebene, die Form eines Kegelschnitts und beschreibt beispielsweise einen Kreisbogen, einen Ellipsenbogen oder eine Parabel. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beschreibt der Nutengrund 44 einen Kreisbogen.

Die Zähne 40 der Crimpwalze 6 weisen einen Flankenwinkel a auf, der zwischen 15° und 40°, insbesondere zwischen 20° und 35° liegt. Der Flankenwinkel a ist der Winkel zwischen den mit gestrichelter Linie in Fig. 2 angedeuteten Linien die, ebenfalls betrachtet in der beschriebenen Ebene in den Flanken 50 der Zähne verlaufen. Der Flankenwinkel a wird zwischen den einander gegenüberliegenden Flanken 50 der Zähne 40 gemessen. Die Crimpwalze 6 ist ferner derart ausgestaltet, dass in einer Richtung parallel zur Rotationsachse 42 der Zahnkopf 46 eine Zahnkopfbreite 52 aufweist und der Zahnkopf 46 gemeinsam mit der benachbarten Nut 38 eine Strukturbreite 54 aufweist. Die Zahnkopfbreite 52 beträgt zwischen 20 % und 50 %, insbesondere zwischen 30 % und 40 %, ferner insbesondere zwischen 35 % und 40 % der Strukturbreite 54.

Ferner ist die Crimpwalze 6 beispielsweise derart ausgestaltet, dass der Zahnkopf 46 an seinen Kanten 56, an denen eine Oberfläche 58 der Crimpwalze 6 von dem Zahnkopf 46 in die benachbarte Nut 38 übergeht, scharfkantig ausgeführt ist. Ferner kann beispielsweise an dieser Kante 56 eine Fase oder eine Rundung mit geringem Radius vorgesehen sein. Eine Oberfläche 58 der Crimpwalze 6 weist beispielsweise eine gemittelte Rautiefe von Rz=10 oder besser auf. Ferner weist die Oberfläche 58 eine gemittelte Rautiefe von besser als Rz=8 oder besser als Rz=6 auf. Als Oberfläche 58 der Crimpwalze 6 werden insbesondere der Nutengrund 44, die Flanken 50 und der Zahnkopf 46 bzw. der flache Abschnitt 48 des Zahnkopfs 46 angesehen.

Fig. 3 zeigt eine schematisch vereinfachte perspektivische Seitenansicht auf ein abschnittsweise dargestelltes Crimpwalzenpaar 10. Eine erste Crimpwalze 6a und eine zweite Crimpwalze 6b sind derart angeordnet, dass die Zähne 40 der ersten Crimpwalze 6a in die Nuten 38 der zweiten Crimpwalze 6b eingreifen und umgekehrt. Die beiden Crimpwalzen 6a, 6b sind dabei derart zueinander angeordnet, dass die beiden Crimpwalzen 6a, 6b mit einer Crimptiefe 60 ineinander greifen.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Crimpwalzenpaar 10, aufweisend eine erste Crimpwalze 6a und eine zweite Crimpwalze 6b. Auch diese beiden Crimpwalzen 6a, 6b sind wiederum derart angeordnet, dass die Zähne 40 der ersten Crimpwalze 6a in die Nuten 38 der zweiten Crimpwalze 6b eingreifen und umgekehrt. Der Unterschied zwischen dem in Fig. 3 und dem in Fig. 4 dargestellten Crimpwalzenpaar 10 liegt in der Breite der Zahnköpfe 46. Während die Zähne 40 der Crimpwalzen 6a, 6b gemäß dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel eine vergleichsweise geringe Zahnkopfbreite 52 (vgl. auch Fig. 2) aufweisen, sind die Crimpwalzen 6a, 6b des in Fig. 4 dargestellten Crimpwalzenpaars 10 mit einer relativ größeren Zahnkopfbreite 52 ausgestaltet. Die Zahnkopfbreite 52 kann einen Einfluss auf die im Wirkbereich 16 zwischen den Crimpwalzen 6a, 6b, also insbesondere in einem Bereich, in dem die Crimpwalzen 6a, 6b ineinander eingreifen, stattfindende Verformung und Dehnung der Flachbahn 14 haben. Dies zeigen die Fig. 5 und 6, in denen schematisch vereinfachte Seitenansichten auf die abschnittsweise dargestellte erste und zweite Crimpwalze 6a, 6b dargestellt sind. In einem Wirkbereich 16 zwischen den Crimpwalzen 6a, 6b ist im Querschnitt die Flachbahn 14 dargestellt. Fig. 5 entspricht in etwa der aus Fig. 3 bekannten Situation. Die erste Crimpwalze 6a und die zweite Crimpwalze 6b sind mit relativ geringer Zahnkopfbreite 52 ausgestaltet. Schematisch und vereinfacht ist der Verlauf der Flachbahn 14 im Wirkbereich 16 zwischen den Crimpwalzen 6a, 6b dargestellt. Im Bereich der Zahnköpfe 46 wird die Flachbahn 14 lokal verformt, beispielsweise geknickt, so dass diese eine Zick-Zack-Form erhält. Im Bereich zwischen den benachbarten Zahnköpfen 46 der ersten und zweiten Crimpwalze 6a, 6b befindet sich ein Dehnungsbereich 62, in dem die Flachbahn 14 gedehnt wird. Das Maß dieser Dehnung und der an den Kanten 56 der Zahnköpfe 46 in die Flachbahn 14 eingebrachten Verformung lässt sich über die Zahnkopfbreite 52 variieren. Dies zeigt das beispielhaft in Fig. 6 gezeigte Ausführungsbeispiel, welches in etwa der aus Fig. 4 bekannten Situation entspricht. Die beiden Crimpwalzen 6a, 6b weisen eine im Vergleich zum Ausführungsbeispiel in Fig. 5 größere Zahnkopfbreite 52 auf. Dies führt dazu, dass bei gleicher Crimptiefe 60 im Dehnungsbereich 62 eine stärke Dehnung der Flachbahn 14 stattfindet. Auch im Bereich der Kanten 56 der Zahnköpfe 46 findet eine stärkere Verformung der Flachbahn 14 statt.

Die Maschine 2 der Tabak verarbeitenden Industrie, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, kann mit einer Crimptiefensteuervorrichtung 64 versehen sein, die ausgebildet und eingerichtet ist, die Crimptiefe 60 zu verändern. Die Crimptiefensteuervorrichtung 64 ist kann ferner dazu eingerichtet sein, einen Wert eines Zugwiderstands eines aus dem Strang 28 der Tabak verarbeitenden Industrie hergestellten Segments 34 der Tabak verarbeitenden Industrie zu empfangen. Auf der Grundlage des Werts für den Zugwiderstand ändert die Crimptiefensteuervorrichtung 64 die Crimptiefe 60, und zwar gemäß einem linearen Zusammenhang. Mit anderen Worten kann zur Veränderung des Zugwiderstands der hergestellten Segmente 34 die Crimptiefe 60 angepasst werden. Die Maschine 2 weist zur Messung des Zugwiderstands beispielsweise eine Zugwiderstandsmessvorrichtung 66 auf. Deren Messwert M kann der Crimptiefensteuervorrichtung 64 bereitgestellt werden, so dass eine rückgekoppelte Steuerung der Crimptiefe in Abhängigkeit des gemessenen Zugwiderstands der Segmente 34 möglich ist.

Aus den Segmenten 34 kann durch weitere Verarbeitungsschritte, die mit einem Pfeil angedeutet sind, ein stabförmiger Artikel 68 hergestellt werden, der ein Segment 34 aufweist, welches durch Ablängen des hergestellten Strangs 28 erhältlich ist. Bei diesem stabförmigen Segment 34 handelt es sich beispielsweise um ein Filtersegment, ferner beispielsweise um ein Papierfiltersegment.

Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen kön- nen durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein.

Bezugszeichenliste

2 Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie

4 Crimpvorrichtung

6 Crimpwalze

6a erste Crimpwalze

6b zweite Crimpwalze

8 Gegenlager

10 Crimpwalzenpaar

12 Flachbahnzufuhrvorrichtung

14 Flachbahn

16 Wirkbereich

18 Bobine

20 Transportrolle

22 gecrimpte Flachbahn

24 Übergabevorrichtung

26 Strangbildungsvorrichtung

28 Strang

30 Formateinheit

32 Messerapparat

34 Segmente

36 Mantelfläche

38 Nut

40 Zahn

42 Rotationsachse

44 Nutengrund

46 Zahnkopf

48 flacher Abschnitt

50 Flanke

52 Zahnkopfbreite

54 Strukturbreite

56 Kante

58 Oberfläche

60 Crimptiefe 2 Dehnungsbereich 4 Crimptiefensteuervorrichtung6 Zugwiderstandsmessvorrichtung8 stabförmiger Artikel

T Transportrichtung

M Messwert a Flankenwinkel

Claims

Patentansprüche

1. Crimpwalze (6) für eine Crimpvorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie, auf deren, bevorzugt einstückig ausgebildeten, Mantelfläche (36) abwechselnd, in Umfangsrichtung der Crimpwalze (6) geschlossen umlaufende Nuten (38) und Zähne (40) angeordnet sind, wobei die Crimpwalze (6) um eine Rotationsachse (42) rotierbar ausgestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (38) einen parallel zur Rotationsachse (42) gekrümmten Nutengrund (44) und die Zähne (40) einen zumindest abschnittsweise flachen Zahnkopf (46) aufweisen.

2. Crimpwalze (6) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnköpfe (46) der Zähne (40) jeweils einen flachen Abschnitt (48) aufweisen, wobei sich die flachen Abschnitte (48) in einer gedachten, um die Rotationsachse (42) konstruierten Zylindermantelfläche erstrecken.

3. Crimpwalze (6) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutengrund (44), betrachtet in einer Ebene, in der die Rotationsachse (42) verläuft, eine Kurve beschreibt, deren Steigung stetig ist.

4. Crimpwalze (6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutengrund (44), betrachtet in der Ebene, einen Kegelschnitt beschreibt, insbesondere einen Kreisbogen, bevorzugt mit einem Radius von 0,15 mm bis 0,4 mm, besonders bevorzugt von 0,18 mm bis 0,35 mm, einen Ellipsenbogen oder eine Parabel.

5. Crimpwalze (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flankenwinkel (a) der Zähne (40) zwischen 15° und 40°, insbesondere zwischen 16° und 22° oder zwischen 25° und 35°, liegt.

6. Crimpwalze (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass betrachtet in einer Richtung parallel zur Rotationsachse (42) der Zahnkopf (46) eine Zahnkopfbreite (52), bevorzugt zwischen 0,05 mm bis 0,7 mm, insbesondere zwischen 0,08 mm und 0,2 mm oder zwischen 0,4 mm und 0,6 mm, aufweist und der Zahnkopf (46) gemeinsam mit der benachbarten Nut (38) eine Strukturbreite (54) aufweist, wobei die Zahnkopfbreite (52) zwischen 8 % und 50 %, insbesondere zwischen 10 % und 30 % oder zwischen

25 % und 38 %, ferner insbesondere der Strukturbreite (54) beträgt.

7. Crimpwalze (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnkopf (46) an seinen Kanten (56), an denen eine Oberfläche der Crimpwalze (6) vom Zahnkopf (46) in die benachbarte Nut (38) übergeht, scharfkantig ist oder eine Fase oder Rundung aufweist oder die Anzahl der Zahnköpfe größer als 150 o- der 200 oder 250 oder 300 ist.

8. Crimpwalze (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche (58) der Crimpwalze (6) eine gemittelte Rautiefe (Rz) von besser als Rz=10, insbesondere von besser als Rz=8 und ferner insbesondere von besser als Rz=6 aufweist.

9. Crimpwalzenpaar (10), aufweisend eine erste und eine zweite Crimpwalze (6a, 6b), jeweils nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die erste und die zweite Crimpwalze (6a, 6b) des Crimpwalzen- paars (10) derart angeordnet sind, dass die Zähne (40) der ersten Crimpwalze (6a) in die Nuten (38) der zweiten Crimpwalze (6b) eingreifen und umgekehrt, wobei insbesondere das Crimpwalzenpaar (10) mit den ineinander greifenden Zähnen der ersten Crimpwalze (6a) und der zweiten Crimpwalze (6b) eine Crimptiefe zwischen 100 pm und 1100 pm, bevorzugt zwischen 150 pm und 400 pm oder zwischen 500 pm und 800 pm, aufweist.

10. Crimpwalzenpaar (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von der Strukturbreite der Zähne minus der doppelten Zahnbreite der Zähne zu dem Doppelten der Crimptiefe größer als 1 oder größer als 0,5 beträgt.

11. Crimpvorrichtung (4) der Tabak verarbeitenden Industrie zur Verarbeitung einer Flachbahn (14) der Tabak verarbeitenden Industrie, aufweisend eine Flachbahnzufuhrvorrichtung (12), zumindest eine Crimpwalze (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ein mit der Crimpwalze (6) zusammenwirkendes Gegenlager (8) und eine Übergabevorrichtung (24), wobei die Flachbahnzufuhrvorrichtung (12) dazu eingerichtet ist, die Flachbahn (14) in einen Wirkbereich (16) zwischen der zumindest einen Crimpwalze (6) und dem mit der Crimpwalze (6) zusammenwirkenden Gegenlager (8) zuzuführen und die Übergabevorrichtung (24) dazu eingerichtet ist, die gecrimpte Flachbahn (22) aus dem Wirkbereich (16) einer stromabwärts angeordneten Verarbeitungsvorrichtung, insbesondere einer Strangbildungsvorrichtung (26), zuzuführen.

12. Crimpvorrichtung (4) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenlager (8) eine Crimpwalze (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ist oder dass die Crimpvorrichtung (4) ein Crimpwal- zenpaar nach Anspruch 9 oder 10 aufweist.

13. Maschine (2) der Tabak verarbeitenden Industrie, aufweisend: eine Crimpvorrichtung (4) mit zumindest einer Crimpwalze (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und mit einem mit der Crimpwalze (6) zusammenwirkenden Gegenlager (8) oder mit einem Crimpwalzen- paar nach Anspruch 9 oder 10, eine Flachbahnzufuhrvorrichtung (12), die dazu eingerichtet ist, eine Flachbahn (14) der Tabak verarbeitenden Industrie einem Wirkbereich (16) zwischen der Crimpwalze (6) und dem mit der Crimpwalze (6) zusammenwirkenden Gegenlager (8) zuzuführen, eine Übergabevorrichtung (24) und eine stromabwärts angeordnete Strangbildungsvorrichtung (26), wobei die Übergabevorrichtung (24) dazu eingerichtet ist, die gecrimpte Flachbahn (22) aus dem Wirkbereich (16) zu entnehmen und der Strangbildungsvorrichtung (26) zuzuführen und die Strangbildungsvorrichtung (26) dazu eingerichtet ist aus der gecrimpten Flachbahn (22) einen Strang (28) der Tabak verarbeitenden Industrie zu formen.

14. Maschine (2) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenlager (8) eine Crimpwalze (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ist und die Crimpwalze (6) und das Gegenlager (8) derart angeordnet sind, dass die Zähne (40) der Crimpwalze (6) in die Nuten (38) des Gegenlagers (8) mit einer Crimptiefe (60) eingreifen und umgekehrt, wobei die Crimpvorrichtung (4) eine Crimptiefensteuervorrich- tung (64) aufweist, die ausgebildet und eingerichtet ist, die Crimptiefe (60) zu verändern, wobei die Crimptiefensteuervorrichtung (64) ferner dazu eingerichtet ist, einen Wert eines Zugwiderstands eines aus dem Strang (28) der Tabak verarbeitenden Industrie hergestell- ten Segments (34) der Tabak verarbeitenden Industrie zu empfangen und die Crimptiefe (60) gemäß einem linearen Zusammenhang in Abhängigkeit des Werts für den Zugwiderstand zu verändern.

15. Verfahren zum Crimpen einer Flachbahn (14) der Tabak verarbeitenden Industrie, die folgenden Schritte aufweisend:

Zuführen einer Flachbahn (14) der Tabak verarbeitenden Industrie in einen Wirkbereich (16) zwischen einer Crimpwalze (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und einem mit der Crimpwalze (6) zusammenwirkenden Gegenlager (8), Crimpen der Flachbahn (14) in dem Wirkbereich (16) und Entnehmen der gecrimpten Flachbahn (22) aus dem Wirkbereich (16) und Übergeben der gecrimpten Flachbahn (22) an eine stromabwärts angeordnete Verarbeitungsvorrichtung, insbesondere an eine Strangbildungsvorrichtung (26).

16. Verfahren zum Herstellen eines Strangs (28) der Tabak verarbeitenden Industrie, die folgenden Schritte aufweisend:

Zuführen einer Flachbahn (14) der Tabak verarbeitenden Industrie in einen Wirkbereich (16) zwischen einer Crimpwalze (6), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, und einem mit der Crimpwalze (6) zusammenwirkenden Gegenlager (8), Crimpen der Flachbahn (14) in dem Wirkbereich (16), Entnehmen der gecrimpten Flachbahn (22) aus dem Wirkbereich (16) und Übergeben der gecrimpten Flachbahn (22) an eine stromabwärts angeordnete Strangbildungsvorrichtung (26), Formen eines Strangs (28) der Tabak verarbeitenden Industrie in der Strangbildungsvorrichtung (26) aus der gecrimpten Flachbahn (22), wobei die Flachbahn vor dem Wirkbereich eine Breite B1 und nach dem Wirkbereich eine Breite B2 aufweist und wobei das Verhältnis B1/B2 größer 1 ,2 oder 1 ,3 beträgt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenlager (8) eine Crimpwalze (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ist und die Crimpwalze (6) und das Gegenlager (8) derart angeordnet sind, dass die Zähne (40) der Crimpwalze (6) in die Nuten (38) des Gegenlagers (8) mit einer Crimptiefe (60) eingreifen und umge- kehrt, wobei die Crimptiefe (60) veränderbar ist, und/oder gemäß einem linearen Zusammenhang in Abhängigkeit eines Werts für den Zugwiderstand eines aus dem Strang (28) der Tabak verarbeitenden Industrie hergestellten Segments (34) der Tabak verarbeitenden Industrie verändert wird.

18. Stabförmiger Artikel (68) der Tabak verarbeitenden Industrie aufweisend zumindest ein stabförmiges Segment (34), welches durch Ablängen eines gemäß einem Verfahren nach Anspruch 16 oder 17 hergestellten Strangs (28) hergestellt ist.