CH650908A5 - Vorrichtung und verfahren zum kerben von filterstaeben. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindimg betrifft eine Vorrichtung zum Kerben von Filterstäben sowie ein Verfahren zum Kerben von Zigarettenfilterstäben.

Die meisten Zigaretten sind an ihrem einen Ende mit einem Filter versehen, um unerwünschte Stoffe im Rauch, welche während des Rauchens aus der Tabakstange in den Rauch gelangen, abzuschneiden. Diese Filter, welche mit der Tabaksäule verbunden sind, bestehen in vielen unterschiedlichen Grössen, Beschaffenheiten und Arten. Einige Filter momentan auf dem Markt, sind mit Kerben versehen, welche das Bypassen des Rauches um den Filter erleichtern. Sie stellen Mittel dar, um den bygepassten Rauchstrom mit Belüftungsluft zu mischen oder welche es ermöglichen, nur Ventilationsluft längs den Kerben zu leiten. Zum Herstellen solcher Filter sind viele Vorschläge bekannt, ebenso für Mittel zur Herstellung derartiger Kerben. Im US-Patent 3 804 695 wird die Verwendung eines Paares paralleler Walzen beschrieben, welche zwischen sich eine Öffnung festlegen, wobei eine der Walzen mit einem umfänglichen oder einem schraubenlinienförmigen Kerbwulst versehen ist. Wenn das Filterpapier (DOW) zwischen den Walzen durchgeht, werden in Längsrichtung des Papiers in diesem bleibende Kerben erzeugt. In der US-PS 4 149 546 wird eine Vorrichtung zur Herstellung von Kerben in einem Zigarettenfilter beschrieben, wobei ein Filterstab auf gebogener Bahn durch eine gezeizte Kerbeinrichtung bewegt wird. Dabei wird der Filterstab zur Ausführung der Relativbewegung von der Oberfläche eines trommelartig innenliegenden Rotors gestützt und bewegt, wobei die Kerben erzeugenden Mittel aus einem erhitzten gebogenen äusseren Stator mit Elementen bestehen, welche nach innen gegen den Rotor hin vorstehen.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung einer Vorrichtung zum Herstellen von Kerben mit relativ hoher Geschwindigkeit und gleichmässiger Qualität in einem Filterstab. Die vorliegende Erfindung schafft eine derartige Vorrichtung zur Herstellung von Kerben in einem Filterstab.

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann klar aufgrund der anschliessenden Beschreibung. Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kerben von Filterstäben, insbesondere von Zigarettenfilterstäben. Diese Vorrichtung zeichnet sich erfin-dungsgemäss aus durch:

a) Fördermittel b) Mittel zum Zuspeisen von Filterstäben zu diesen Fördermitteln,

c) mindestens eine fest angeordnete geheizte Kerbeinrichtung mit Kerbmitteln, welche sich in vorbestimmtem Abstand von den Fördermitteln befinden und d) Aufnahmemittel zum Entladen der Fördermittel.

Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand einer Zeichnung erläutert.

Es zeigen:

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Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer vorzugsweisen Vorrichtung zur Herstellung von Längskerben in Filterstangen mit Zuspeise- und Abtransporteinheiten mit weggeschnittenen Teilen,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer vorzugsweisen Filterstangenkerbvorrichtung mit weggebrochenen Teilen zum Anbringen von Längs- und Umfangskerben, mitsamt Zuspeise- und Abtransporteinheiten, und

Fig. 3 in perspektivischer Ansicht eine vergrösserte Darstellung einer Kerbeinrichtung in der Vorrichtung gemäss Fig. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung hat einen Trichter 2 mit einer Vielzahl von Filterstäben 3. Der Trichter 2 ist mit einer Ausgabeöffnung 6 versehen. Unter ihr liegt eine Speisetrommel 12. Eine Rückhaltetrommel 4 befindet sich in der Öffnung 5 über der Trommel 12 zwischen der einen Seitenwand 6 des Trichters 2 und der Speisetrommel 12. Die Speisetrommel 12 ist mit einer Vielzahl von Querrinnen 14 versehen. Diese Rinnen 14 weisen im wesentlichen die gleiche Form auf wie die Filterstäbe 3. Sie sind dazu vorgesehen, je einen Filterstab 3 aufzunehmen. Die Speisetrommel 12 ist mit Antriebsmitteln (nicht dargestellt) versehen. Sie dreht sich in einer Richtung, welche das Aufnehmen der Filterstäbe 3 aus dem Trichter 2 ermöglicht.

Die Rückhaltetrommel 4 weist von der Ausgabeöffnung 5 einen Abstand auf und befindet sich unter dem unteren Ende der Seitenwand 6. Auch ist sie in vorbestimmten Abstand von der Speisetrommel 12 angeordnet, um das Durchgehen eines Filterstabes 3 zwischen ihr und der Trommel 12, welcher nicht in eine Rinne 14 der Speisetrommel 12 gefallen ist, zu verhüten und gleichzeitig das Hineinfallen der Filterstäbe 3 in die darunter vorbeistreichenden Rinnen 14 zu unterstützen. Die Rückhaltetrommel 4 ist mit Antriebsmitteln versehen (nicht dargestellt) und dreht sich in der gleichen Richtung wie die zylindrische Speisetrommel 12.

Ein Endlosförderband 22 dient der Aufnahme der Filterstäbe 3, welche aus der Speisetrommel 12 anfallen. Dieses Endlosförderband 22 ist mit einem abnehmbaren Druckband 24 ausgerüstet und mit zwei Rollen - oder bei Zahnriemen, mit zwei Zahnrädern - an sich gegenüberliegenden Enden des Bandes 24 versehen. Die Rolle 26 ist eine Freilaufrolle und die Rolle 28 durch bekannte Mittel angetrieben. Die Rolle 26 kann auch beweglich und schwenkbar angeordnet sein, so dass sie von einer Kerbeinrichtung 34 weggeschwenkt werden kann, wie dies anschliessend erläutert wird.

Eine fest angeordnete Druckplatte 32 erstreckt sich in vertikaler Richtung mit Abstand parallel zum Förderband 22. Der Abstand zwischen der Platte 32 und dem Förderband 22 ist in normaler Arbeitslage ungefähr gleich dem Durchmesser eines Filterstabes 3. Das obere Ende der Druckplatte 32 befindet sich im Bereich der Speisetrommel 12, um die Filterstäbe 3 an einem vorbestimmten Ort 33 aufnehmen zu können und in Verbindung mit dem Druckband 24 die Filterstäbe 3 senkrecht nach unten in die geheizte Kerbeinrichtung der Vorrichtung zu führen.

Vertikal unter dem unteren Ende der Druckplatte 32 befindet sich eine Längskerbeinrichtung 34 mit einem Gehäuse 45. Das Gehäuse 45 ist am besten aus Fig. 3 ersichtlich. Es kann eine Mehrzahl geheizter, vorstehender kerbenbildender Klingen 35 aufnehmen, welche auf die Druckplatte 32 ausgerichtet und im Abstand von dieser angeordnet sind (Fig. 1 und 2).

Der Abstand der über die Platte 32 vorstehenden geheizten Klingen 35 legt die Tiefe der Kerben 35 in den Filterstäben 3 fest. Die vorstehenden Klingen 35 werden mittels elektrischer Elemente 36 geheizt, die mit einer Stromquelle über Drähte 39 verbunden sind. Eine Mehrzahl flacher, wärmeleitender keilförmiger Organe 41 ist ebenfalls im Gehäuse 45

angeordnet. Sie sind Träger und Wärmeleiter für die Klingen 35 und die Filterstäbe 3, wenn sich diese auf eine Rückenplatte 38 hin und unten bewegen. Das Gehäuse 45, die keilförmigen Organe 41 sowie die Klingen 35 können aus irgend einem wärmeleitenden Material hergestellt werden.

Die Rückeplatte 38 ist vertikal mit den keilförmigen Organen 41 und der Druckplatte 32 ausgerichtet. Diese Rük-kenplatte 8 stützt die Filterstäbe 3, bevor diese auf das wegführende Förderband 42 gelangen, das als Endlos-Förder-band dargestellt ist.

In Fig. 1 ist, ausgerichtet auf die Kerbeinrichtung 34 und unmittelbar über dieser, ein Vorheizer 54 vorgesehen. Der Vorheizer 54 ist an der Druckplatte 32 befestigt, welche im allgemeinen aus wärmeleitendem Material besteht, so dass die vorbeirollenden Filterstäbe 3 vorgeheizt werden, bevor sie mit den Klingen 35 in Berührung gelangen. Der Vorheizer 54 wird elektrisch geheizt und von irgend einer Stromquelle aus versorgt. Es ist jedoch möglich, auf den Vorheizer, wie er dargestellt und vorzugsweise verwendet wird, für gewisse Anwendungen zu verzichten.

In den Fig. 2 und 3 ist, ausgerichtet auf die Kerbeinrichtung 34 und unmittelbar über dieser, eine Rundumkerbein-richtung 64 dargestellt. Die Rundumkerbeinrichtung 64 um-fasst einen Block 75 mit einer Mehrzahl von vorstehenden kerbbildenden Klingen 65, wobei Block 75 und Klingen 65 eine einteilige Einheit bilden und aus wärmeleitendem Material bestehen. Im Block 75 sind Heizelemente 66 angeordnet, um den Block 75 und die Klingen 65 zu heizen, wobei die Elemente 66 mittels elektrischer Leitungen 69 an irgendeine Stromquelle angeschlossen sind.

Wie in Fig. 2 ersichtlich, ist eine fest angeordnete Platte 32a vorgesehen, welche sich in vertikaler Richtung parallel zum und im Abstand vom Endlosförderband 22 erstreckt, wenn sich dieses in normaler Arbeitslage befindet. Der Abstand zwischen der Platte 32a und dem Endlosförderband 22 beträgt in normaler Arbeitslage ungefähr den Betrag des Durchmessers eines Filterstabes 3. Das obere Ende der Platte 32a befindet sich im Bereich des Speisetrichters 2. Es dient der Führung der Filterstäbe 3 ab einem vorbestimmten Ort 33a. In Verbindung mit dem Druckband 24 bewegt es die Filterstäbe 3 vertikal nach unten in den Bereich der erhitzten Kerbeinrichtungen 34 und 64 der Vorrichtung.

Die Platte 32a ist auch mit einer Mehrzahl sich längs erstreckender Schlitze 65a versehen, wobei diese Schlitze 65a die Richtung der Klingen 65 aufweisen. Diese treten durch jene hindurch (Fig. 3).

Die Kerbeinrichtungen 34 und 64 sind auf einem Traggestell 80 (Fig. 3) durch bekannte Mittel befestigt. Das Traggestell 80 weist Querträger 82a und b auf, welche an einem Hauptträger 84 (Fig. 1 und 2) befestigt sind. Der Hauptträger 84 kann aus einer Mehrzahl von Streifen- oder Winkelelementen oder aus Platten bestehen. Die ganze Vorrichtung ist im allgemeinen durch bekannte Mittel mit diesen verbunden. Da das Befestigen der Vorrichtung auf einem derartigen Trägersystem, wie dem Hauptträger 84 u.a., im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung unwesentlich ist, wird von dessen weiterer Beschreibung abgesehen.

Im Betrieb arbeitet die Vorrichtung, wie sie beispielsweise in Fig. 1 ersichtlich ist, derart, dass die Filterstäbe 3 in die Speisetrommel 12 angeliefert werden und zum Endlosförderband 22 gelangen, wo sie von diesem, zusammen mit der Druckplatte 32, aufgenommen werden. Da die Druckplatte 32 fest angeordnet ist und das Druckband sich bewegt, verschieben sich die Filterstäbe 3 zwischen dem Band 24 der Platte 32 mit vorbestimmter Drehgeschwindigkeit. Während die Filterstäbe 3 zwischen der Platte 32 und dem Band 24 nach unten rollen, werden sie mit Hilfe des Vorheizers 54 auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt. Die Filterstäbe 3 er5

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halten dann von der ersten vorstehenden Klinge 35 eine erste Längskerbe 37. Die Filterstäbe 3 rollen weiter und gelangen anschliessend in vorgewählten Abständen in Berührung mit den übrigen erhitzten, vorstehenden Klingen 35. Die Filterstäbe 3 erhalten so in Umfangsrichtung entsprechend verteilt ihre Kerben 37. Der Druck auf das verschiebbare Druckband 24 wird derart vorbestimmt, dass bezüglich der Filterstäbe 3 kein Schlupf auftritt, wenn sie zwischen dem Band 24 und den erhitzten Elementen der Vorrichtung durchrollen. Nach dem Verlassen der Kerbeinrichtung der Vorrichtung rollen die Filterstäbe 3 nach unten und gelangen auf das Wegführförderband 42.

Im Betrieb unterscheidet sich die Vorrichtung gemäss Fig. 2 von der vorbeschriebenen gemäss Fig. 1 nur dadurch, dass die Kerben in den Filterstäben 3, wie in Fig. 1 dargestellt und beschrieben, zusätzlich Umfangskerben 37a erhalten. In dieser Vorrichtung rollen die Filterstäbe 3 zwischen der Platte 32a und dem Band 24 nach unten. Die Klingen 65 erzeugen eine Mehrzahl von Umfangskerbe 37a. Das Vorheizen der Filterstäbe 3 ist in dieser Vorrichtung im allgemeinen nicht nötig, da die Berührungszeit zwischen Filterstäben 3 und Klingen 65 grösser ist als zwischen Klingen 35 und Filterstäben 3. Ferner wirken die Klingen 65 auch als Vorheizmittel für die Filterstäbe 3, bevor diese in Berührung mit den längserzeugenden Kerbklingen 35 gelangen.

Es werden vorzugsweise Temperaturprüfmittel vorgesehen, um das Aufheizen der Filterstäbe 3 zu prüfen. In dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel werden Thermometer 43 und 63 verwendet, wobei es sich um bekannte Anordnungen handelt. In Fig. 1 sind ein Thermometer 57 und elektrische Zuführdrähte 59 dargestellt.

Ferner bringt dieses Verfahren, wenn die Filterstäbe aus Zelluloseacetat hergestellt sind, welche mit einem nicht porösen Deckband umwickelt sind, eine Verbesserung der Un-durchlässigkeit des Deckbandes mit sich. Dabei kann sich eine Kerbe längs eines Teiles der Filterstange oder über deren ganze Länge erstrecken. Es ist auch möglich, über den Umfang verteilt, eine Mehrzahl von sich längserstreckenden Kerben vorzusehen. Ferner können Rundum-Kerben auf der Filterstange angebracht werden.

Die Filterstange kann aus verschiedenen Filtermaterialien, wie thermoplastischen Polymeren, beispielsweise Celluloseacetat oder Polypropylen, hergestellt werden.

Filterpapiere würden sich eignen, wenn das Papier benetzt würde oder thermoplastisches Material enthielte oder mit einem hitzeaktivierten Klebstoff bestrichen wäre.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

650 908 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Kerben von Filterstäben, gekennzeichnet durch a) Fördermittel (22)

b) Mittel (2) zum Zuspeisen von Filterstäben (3) zu diesen Fördermitteln (22)

c) mindestens eine fest angeordnete geheizte Kerbeeinrichtung (34) mit Kerbmitteln (35), welche sich in vorbestimmten Abstand von den Fördermitteln (22) befinden und d) Aufnahmemittel (42) zum Entladen der Fördermittel (22). "

2. Vorrichtung nach Anspruchl, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördermittel einen vertikal angeordneten Förderer (22) aufweisen, zu dem eine im wesentlichen ebene Druckplatte (32) gehört, welche im Abstand und parallel zum Förderer, z.B. einem Förderband (22), angeordnet ist, wobei der Abstand zwischen Förderer und Druckplatte im wesentlichen gleich gross ist wie der Durchmesser zwischen den beiden (22, 32 zu bewegenden Filterstabes (3) ist und die Platte (32) bis über die Kerbeinrichtung hinausragt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (32) Heizmittel aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (32) Mittel (34) zur Aufnahme geheizter Klingen (35) umfasst.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderer (22) und die Druckplatte (32) vertikal angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die klingenförmigen Kerbmittel (35, 65) heizbar sind, um auf den Filterstäben (3) Kerben entsprechender Form anzubringen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Zuspeisen der Filterstäbe (3) einen Trichter (2) mit einer Öffnung (5) umfassen, welcher mit einer Rückhaltetrommel (4) ausgerüstet ist sowie einer zylindrischen Speisetrommel (12) mit Rinnen (14), welche im wesentlichen die gleiche Grösse aufweisen, wie die Filterstäbe (3), wobei die Speisetrommel (12) unter der Öffnung (5) angeordnet ist, zwecks Aufnahme der Filterstäbe (3) aus der Öffnung (5) mit der Rückhaltetrommel (4).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhaltetrommel (4) und die Speisetrommel (12) im Abstand voneinander derart angeordnet sind, dass ohne Klemmen eine Ausrichtung der Filterstäbe (3) in den Rinnen (14) der Speisetrommel (12) erfolgt, um Verluste an Filterstäben (3) aus dem Trichter (2) zu verhüten.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbmittel (35) derart angeordnet sind, dass in den Filterstäben sich im wesentlichen längserstreckende Kerben (37) erzeugbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass heizbare Kerbmittel (65) so angeordnet sind, dass in den Filterstäben (3) umfängliche, insbesondere in sich geschlossene Kerbringe erzeugbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbeinrichtungen (34, 64) Kerbmittel (35, 65) aufweisen, mit denen sowohl umfängliche als auch sich längserstreckende Kerben erzeugbar sind.

12. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Anspruch 1, zum Kerben von Zigarettenfilterstäben, gekennzeichnet durch folgende Schritte a) man führt Filterstäbe (3) zu mindestens einer fest angeordneten geheizten Kerbeinrichtung (34, 64) und b) man bringt die Filterstäbe (3) mit dieser Kerbeinrichtung in kerbenbildende Berührung.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man zum Anbringen der Kerben die Filterstäbe (3)

in vertikaler Richtung in Berührung mit den Kerben erzeugenden Klingen (35) bringt, wobei diese Klingen vertikal übereinander ausgerichtet sind.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man zwecks der Kerbung die Filterstäbe (3) in vertikaler Richtung in Berührung mit den Kerben erzeugenden Klingen (35) bringt.

15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man zwecks Kerbung die Filterstäbe (3) in vertikaler Richtung in Berührung mit zwei Kerbeinrichtungen (34, 64) bringt.