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Die Erfindung betrifft einen Zigarettenfilterkörper mit einem zylindrischen Filterstrang- abschnitt, der aus einem in Richtung quer zur Zylinderachse zusammengerollten Stapel von im flachen Zustand gleich breiten Bändern aus einem hochabsorbierenden Fasermaterial besteht. Weiters bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines kontinuierlichen Filterstranges für diese Zigarettenfilterkörper, wobei eine Fasermaterial-Sndlosvliesbahn kontinuierlich in Längsrichtung in gleich lange Bänder geschnitten wird, welche laufend um 90 um ihre Mittelachsen verdreht und zu einem Stapel aneinandergelegt werden, welcher danach zum zylindrischen Filterstrang gerollt wird.
Es sind bereits Zigarettenfilterkörper aus spiralförmig zusammengerollten Bändern oder Lagen aus Fasermaterial bekannt, wobei das Fasermaterial in einzelnen Oberflächenbereichen geprägt ist. Dabei sind die Muster der Prägungen beliebig und bestehen z. B. aus halbkugelförmigen, dreieckigen oder in labyrinthartig eingeprägten Figuren. Diese Muster können auch schachbrettartig sein, um im Filterkörper möglichst viele und enge Durchzugswege für den Tabakrauch zu erhalten, wobei auch durch eine Art Schikane mehrfach eine Umlenkung des Rauches erzwungen wird, um einen möglichst grossen Teil der Schadstoffe im Filter zurückzuhalten.
Auch ist es bereits bekannt, Filterkörper aus Filtersträngen herzustellen, die aus mindestens zwei aufeinandergelegten und spiralförmig zusammengerollten Faservliesen bestehen, die je zunächst mehrfach gefaltet und mit jeweils untereinander parallelen Falten versehen werden und die anschliessend derart übereinandergelegt werden, dass ihre Falten einander kreuzen, so dass auf diese Veise eine Art Raster aus sich überkreuzenden Durchzugswegen entsteht.
Diese bekannten Zigarettenfilterkörper sind jedoch nicht geeignet, ein wirklich leistungsfähiges Filter zu ergeben. Vor allem ist es zufolge des mehr oder weniger einfachen Zusammenrollens der Vliesbahnen nicht möglich, eine geometrisch genaue Anordnung der geprägten bzw. gefalteten Bereiche relativ zu den andern Bereichen zu erzielen, vielmehr werden die Muster von aussen nach innen zunehmend mehr zusammengedrückt und enger, so dass über den Filterquerschnitt unterschiedliche Rauchabsorptionseigenschaften erhalten werden, wobei innen, wo das Material stärker zusam-
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Teerstoffen im Tabakrauch genutzt wird.
Es ist anderseits, beispielsweise aus der FR-PS Nr. l. 536. 323 bzw. der CH-PS Nr. 512892, bereits bekannt, Zigarettenfilter von möglichst homogener Struktur und demgemäss verbesserter Filterleistung so herzustellen, dass mehrere voneinander verschiedene Bahnen von Filtermaterialien (eine Verstärkungsbahn mit Prägung und zwei Bahnen aus Zellulosewatte), übereinandergeschichtet und zu einer Bahn vereinigt werden, die dann in gleich breite Bänder geschnitten wird, welche aneinandergelegt und sodann fortschreitend in Form einer"S"-Spirale zu einem zylindrischen Filterstrang gerollt werden.
Die so erhaltenen Zigarettenfilterkörper weisen zwar eine zufriedenstellende Filterwirkung auf, jedoch ist von grossem Nachteil, dass die Filterstrangherstellung durch das Übereinanderlegen verschiedener Bahnen und das Zerschneiden der kombinierten Bahn umständlich ist und nur langsam erfolgen kann und nicht den Arbeitsgeschwindigkeiten moderner Filterherstellungsmaschinen entspricht.
Üblicherweise sind nämlich die einzusetzenden Nattebobinen von geringer Dichte (Durchmesser 1 m für eine relativ geringe Länge von 2000 m), und anderseits beträgt die zulässige Auswechselperiode dieser Bobinen etwa 5 min, wobei ferner jeweils zwei t'Jattebobinen eingesetzt werden, und demgemäss ist die Arbeitsgeschwindigkeit auf 200 m/min begrenzt, wogegen die Arbeitsgeschwindigkeit moderner Filterherstellungsmaschinen bis zu 400 m/min betragen kann.
Aus der DE-OS 1536614 ist es weiters bekannt, bei der Herstellung von Filtern mehrere Bänder einander überlappend nebeneinander anzuordnen und sodann in Form einer S- oder Z-Spirale zu wickeln. Dabei wird für die Bänder ein Vlies verwendet, das in seiner Struktur unverändert belassen wird, und die erhaltenen Filter weisen unter anderem den Nachteil einer verhältnismässig schlechten Filterwirkung auf.
In der DE-OS 2136525 ist ferner die Reckung einer Filtermaterialbahn im Zuge der Zigarettenfilterherstellung beschrieben, wobei die gereckten Zonen oder Rillen zur Steigerung der Zerfaserung der Materialbahnen dienen und vornehmlich in Bahnquerrichtung, eventuell aber auch schräg verlaufen. Die so erhaltene gereckte Bahn wird zur Filterstrangherstellung gerafft.
Schliesslich ist in der DE-AS 1145077 die Herstellung von Zigarettenfiltern aus zwei Material-
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bahnen beschrieben, wobei eine Reckung - zur Erhöhung der Saugfähigkeit des Materials - durchge- führt wird, und wobei das Material mittels Stachelwalzen od. dgl. abschnittweise bearbeitet wird, so dass beim fertigen Filter sowohl ein stärker bearbeiteter Bereich als auch ein weniger stark bearbeiteter Bereich erhalten wird.
Es ist nun Ziel der Erfindung, einen Zigarettenfilterkörper der eingangs angegebenen Art zu schaffen bzw. ein Verfahren zur Herstellung eines kontinuierlichen zylindrischen Filterstranges für einen solchen Zigarettenfilterkörper vorzusehen, wobei die Zigarettenfilterkörper vergleichsweise rasch, insbesondere mit einer Arbeitsgeschwindigkeit im Bereich von 400 m/min, hergestellt werden und dabei von ein oder zwei Bobinen mit besonders langen Fasermaterialbahnen gearbeitet werden soll, so dass zusätzlich weniger Zeit zum Auswechseln der Bobinen benötigt wird. Dabei sollen anderseits die hergestellten Zigarettenfilter auch eine gute Filterwirkung aufweisen.
Der erfindungsgemässe Zigarettenfilterkörper der eingangs angeführten Art ist dadurch gekenn- zeichnet, dass die Bänder in einer Reihe von voneinander getrennten Zonen Längs-Hohlrinnen auf- weisen und das Material in den übrigen Zonen unverformt ist, und dass sich die Hohlrinnen-Zonen sowohl in Längsrichtung, gemäss einem ersten Hiederholungsschritt, als auch in Querrichtung, ge- mäss einem zweiten Niederholungsschritt, wiederholen, wobei für jeweils zwei benachbarte Bänder im zusammengerollten Stapel die Hohlrinnen-Zone des einen Bandes an bestimmten Stellen die Hohl- rinnen-Zonen des andern Bandes und an den andern Stellen die unverformten Zonen des andern
Bandes berühren.
Zufolge dieser Ausbildung werden verschiedene Strukturbereiche in den Zigaretten- filterkörpern erhalten, und die Zigarettenfilterkörper weisen in der Folge verbesserte Filtereigen- schaften auf, indem im fertigen Filter einerseits Zonen, in denen der angesaugte Rauch umgelenkt wird, und anderseits Zonen vorliegen, in denen die Schadstoffe aus dem Rauch auf3enommen und absorbiert werden. Dabei können dennoch die Filterkörper mit einer hohen Produktionsgeschwindig- keit erzeugt werden. Insbesondere ist es möglich, das Fasermaterial in Bahnen von einer oder zwei
Bobinen von grösserer Materiallänge abzurollen, und dadurch müssen auch die Bobinen weniger oft gewechselt werden, wobei Arbeitsgeschwindigkeiten von 400 m/min entsprechend der Produktions- geschwindigkeit moderner Filterherstellungsmaschinen ohne weiteres möglich sind.
Je nach Bemessung und Gestaltung z. B. der verschiedenen Zonen wie auch der Hohlrinnen können die Filterkörper hinsichtlich ihrer Eigenschften, z. B. Zugwiderstand und Aufnahme von festen Schadstoffen, einfach eingestellt werden. Dabei ist es, auch im Hinblick auf eine einfache Herstellung, von besonderem Vorteil, wenn die Hohlrinnen-Zonen und die unverformten Zonen in Form von abwechselnd aufeinanderfolgenden, gleich breiten, parallelen Streifen ausgebildet sind, wobei die Abmessung der Streifen in Querrichtung der Bänder gleich der doppelten Breite der Bänder, geteilt durch eine ungerade Zahl, ist und jeweils zwei einander benachbarte Bänder entgegengesetzt orientiert sind.
Die streifenförmigen Zonen verlaufen dabei insbesondere um 45 zur Längsrichtung der Bänder geneigt, und es ist hier auch günstig, wenn der Stapel 13 Bänder aufweist und der zweite Miederholungsschritt 1/7 der doppelten Breite eines Bandes beträgt.
Eine besonders gute Filterwirkung kann erzielt werden, wenn das Material der Bänder eine quergekreppte absorbierende Zellulosewatte ist und die Kreppung an den Stellen der Hohlrinnen zerstört ist, wobei die Hohlrinnen-Zonen steif und die unverformten Zonen weich sind. Dabei ist zweckmässig das Material der Bänder in den unverformten Zonen leicht entkreppt.
Für die Erzielung einer möglichst exakten geometrischen Verteilung der einzelnen Zonen über den jeweiligen Querschnitt und damit einer guten Homogenität in der Wirkung, bezogen auf den Filterquerschnitt, ist es weiters von Vorteil, wenn die gestapelten Bänder in an sich bekannter Weise in Form einer"S"-Spirale mit im wesentlichen zueinander ausgerichteten Längsmittelachsen zusammengerollt sind.
Das erfindungsgemässe Verfahren eingangs erwähnter Art zur Herstellung eines kontinuierlichen Filterstranges für diese Zigarettenfilterkörper ist dadurch gekennzeichnet, dass von einer einzigen Endlosvliesbahn aus hochabsorbierendem Fasermaterial ausgegangen wird, in welche die kleinen Längs-Hohlrinnen in einer Reihe von voneinander getrennten Zonen geprägt werden, während das Bahnmaterial in den übrigen Zonen unverformt gelassen wird, welche Hohlrinnen-Zonen sich sowohl in Bahnlängsrichtung, gemäss einem ersten Uiederholungsschritt, als auch in Bahnquerrichtung, gemäss einem zweiten Niederholungsschritt, regelmässig wiederholen,
wobei nach dem Zer-
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schneiden der Bahn zu drei Bändern die Hohlrinnen-Zonen eines jeden Bandes ein sich in Band- längsrichtung gemäss dem ersten Vliederholungsschritt wiederholendes Muster darstellen und bei zum
Stapel aneinandergelegten Bändern der Teil eines jeden Bandes im Stapel zwischen zwei zur Längs- richtung der Bänder senkrechten Ebenen und mit einer Längsabmessung gleich dem ersten Wiederho- lungsschritt sich in Bandlängsrichtung regelmässig wiederholt, wobei die Beziehung zwischen der
Breite der Bänder und dem zweiten Wiederholungsschritt so gewählt wird, dass für jeweils zwei benachbarte Bänder im Stapel die Hohlrinnen-Zonen des einen Bandes an bestimmten Stellen die
Hohlrinnen-Zonen des andern Bandes und an den andern Stellen die übrigen Zonen des andern
Bandes berühren.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch weiter erläutert. Es zeigen die Fig. l eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung, die sich zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens eignet, Fig. 2 eine schaubildliche Teilansicht einer erfindungsgemäss mit einem Hohlrinnenmuster versehenen Bahn aus
Fasermaterial, mit Hohlrinnen-Zonen in Form von zueinander parallelen, schrägen Streifen, die abwechselnd mit streifenförmigen Zonen, in denen das Fasermaterial unverformt, in gekreppter
Form, vorliegt, vorgesehen sind, wobei die streifenförmigen Zonen gleich breit sind, Fig. 2A einen Querschnitt durch diese Bahn gemäss der Linie A-A in Fig. 2, Fig. 2B einen Längsschnitt durch diese Bahn gemäss der Linie B-B in Fig. 2, die Fig.
3 bis 7 eine Draufsicht sowie Ansichten zur Veranschaulichung der verschiedenen Stufen bei der Herstellung der Bänder und deren Aneinanderlegung in vertikaler Position, Fig. 8 eine schematische Querschnittsansicht der gemäss Fig. 7 aneinandergelegten Bänder, jedoch nunmehr in einer horizontalen Lage, die Fig. 3A bis 3D verschiedene schematische Draufsichten auf übereinanderliegende Bänder, u. zw. entsprechend den vier aufeinanderfolgenden Niveaus N1, N2, N3, N4 gemäss Fig. 8, zur Veranschaulichung dessen, wie sich die Streifen von jeweils zwei benachbarten Bändern, die aus der Bahn gemäss Fig. 3 geschnitten werden, kreuzen und welche Überdeckungs-Muster sich dabei ergeben, Fig. 3E einen schematischen Querschnitt durch diese übereinanderliegenden Bänder gemäss der Linie A-A in Fig. 3A bis 3D, Fig.
3F einen schrägen Schnitt durch diese übereinandergelegten Bänder gemäss der Linie B-B in Fig. 3A bis 3D, die Fig. 9 bis 11 perspektivische Teilansichten zweier übereinandergelegter Bänder zur Veranschaulichung von drei Arten von Überlagerungs- oder Überdeckungs-Mustern, nämlich Prägezone über Prägezone, Kreppzone über Kreppzone und Prägezone über Kreppzone, Fig. 12 eine schematische axonometrische Ansicht, teilweise im Schnitt, eines Stapels von übereinanderliegenden Bändern, wobei der Schnitt an der Stapel-Vorderseite in einem Bereich zick-zack-förmig, entsprechend dem Muster der streifenförmigen Zonen in den einzelnen Bändern, gelegt ist, Fig. 13 eine schematische Ansicht des in Fig. 12 umrandeten Bereichs in vergrösserter Darstellung ;
Fig. 14 einen schematischen Querschnitt eines zylindrischen Filterstranges, der aus übereinandergelegten Bändern, entsprechend der Querschnittsdarstellung gemäss Fig. 3E gerollt wurde, Fig. 15 einen Querschnitt des Details F gemäss Fig. 14 in grösserem Massstab, Fig. 16 eine schematische Längsansicht des Filterstrang-Ausschnittes gemäss Fig. 15, und die Fig. 17 eine schematische axonometrische Ansicht eines Filterkörper, der an einer Seite in Achsrichtung noch offen gezeigt ist, um die Übereinanderlagerung der gitterartig gekreuzten streifenförmigen Prägezonen und Kreppzonen zweier benachbarter Bänder zu veranschaulichen.
Bei der in Fig. l dargestellten Vorrichtung werden zwei Lagen --1, 2-- von Fasermaterial mit einer gesteuerten Geschwindigkeit von Bobinen --3, 4-- abgerollt. Das verwendete Fasermaterial besteht zweckmässig aus einer absorptionsfähigen Zellwatte mit einem in Vergleich zur StandardZellulosewatte, wie sie beim Verfahren nach der FR-PS Ni. 1. 536. 323 verwendet wird, geringen Auslängungswert durch Entkreppung und einer vergleichsweise ebenfalls geringen Rippungshöhe. Die
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zu einer Doppellagen-Bahn --5-- vereinigt. Die Formungseinheit --6-- besteht aus zwei Gaufrierzylindern, die entsprechend dem auf der Bahn --5-- herzustellenden Muster von Prägezonen graviert sind.
Die Laufgeschwindigkeit der Gaufrierzylinder --6-- richtet sich nach der Arbeitsgeschwindigkeit der in den Zeichnungen nicht dargestellten Filterherstellungsmaschine. Die Geschwindigkeit, mit der die beiden Lagen --1, 2-- von den Bobinen --3, 4-- abgewickelt werden, ist geringer als die Umfangsgeschwindigkeit der Gaufrierzylinder --6--, um so, falls notwendig, eine gewisse
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Entkräuselung oder Glättung jeder Lage zu erzielen, deren Ausmass den Zugwiderstand des herzustel- lenden Filters mitbestimmt. Um diesen Zugwiderstand konstant zu halten, wird der Grad der Glät- tung durch Änderung des oben beschriebenen Geschwindigkeitsunterschiedes geregelt.
Die Glättung der Lagen, bei der die Höhe ihrer Querrippungen vermindert wird, führt zu einer Verringerung des Zugwiderstandes des Filters und ermöglicht eine momentane Korrektur der Zugwiderstandsdiffe- renzen, wodurch die Streuung der Zugwiderstandswerte herabgesetzt werden kann.
Die Lagen --1, 2-- werden von den Bobinen --3, 4-- mit Hilfe von Mitnehmerriemen --7, 8-- mit regelbarer Geschwindigkeit abgewickelt. Schematisch durch strichlierte Linien dargestellte Bobi- nen --9-- werden in Vorbereitungsstellung für einen Einsatz nach Aufbrauchen der Bobinen --3,
4-- bereitgehalten.
Um die Steifigkeit der geprägten Bahn zu erhöhen, werden zweckmässig die bei- den Lagen --1, 2-- vor ihrer Verformung mit Hilfe von an sich bekannten Zerstäuben-10,
11-- etwas mit Vlasser befeuchtet ; die beiden Zerstäuber-10, 11-befinden sich oberhalb und unterhalb der bei den Lagen --1, 2--. Die beim Verlassen der Gaufrierzylinder --6-- noch feuchte
Bahn --5-- wird sodann getrocknet, indem sie über einen Trockenzylinder --12-- läuft, der unmittel- bar hinter den Gaufrierzylindern --6-- angeordnet ist.
Die Befeuchtung erbringt auch den Vorteil, dass eine elektrostatische Aufladung des Materials, wie sie normalerweise beim Gaufrieren und bei der Auffaserung auf Grund von Reibung auf metallischen Teilen der Vorrichtung beim Zusammenrol- len zu einer"S"-Spirale hervorgerufen wird, wesentlich vermindert wird.
Die verformte und getrocknete Bahn --5-- wird dann über eine belastete Spannrolle --13-- zu einer dynamischen Anreissvorrichtung --14-- aus auf zwei Achsen angeordneten drehbaren Schei- ben geführt, die abwechselnd an die beiden Seiten der Materialbahn --5-- angelegt werden und dabei einerseits Faltlinien vorbilden und anderseits die Bahn --5-- mitnehmen. Dahinter ist eine stationäre Falzeinheit --15-- mit konvergierenden Falzschienen von grosser Länge vorgesehen, die die Bahn --5-- von beiden Seiten her entlang der vorgebildeten Faltlinien zickzackförmig falten oder plissieren.
Nach dieser Faltung wird die Materialbahn der Länge nach entlang der Faltlinien mit Hilfe eines Satzes von drehbaren Messern --16, 17--, die mit der Geschwindigkeit der Bahn - angetrieben werden und gegen Gegenmesser --18, 19-- angesetzt sind, zu gleich langen Bändern geschnitten, wobei die Messer --16, 17-- jeweils unten und oben in die Falzkämme der gefalteten Bahn --5-- einschneiden.
Durch die Prägung der Materialbahn können Filter mit einer Kompaktheit hergestellt werden, wie sie sonst, bei Verwendung einer Bahn ohne diese versteifende Prüfung, nur bei besonders hohem Materialaufwand, unter Beeinträchtigung des Zugwiderstandes des Filters, erreicht werden kann.
Wie aus den Fig. 2, 2A und 2B ersichtlich, wird die Zellulosewattebahn derart geformt oder geprägt, dass streifenförmige Zonen --20-- mit einer Reliefprägung sowie unverformte streifenförmige Zonen --21-- mit ihrer ursprünglichen Kreppung --22-- erhalten werden.
In den Prägezonen --20-- werden dabei beim Gaufrieren kleine längliche, geradlinige Hohl- räume --23-- gebildet, wobei die Kreppung in diesen Zonen beseitigt und so eine Verdichtung des Materials erhalten wird, und wobei durch die Hohlrinnen --23-- eine Versteifung erzielt wird.
Wie bereits erwähnt, liegen beim dargestellten Ausführungsbeispiel die verfestigten Prägezonen --20-- und die im ursprünglichen Zustand verbliebenen Zonen --21-- in Form von Streifen vor, wobei diese Streifen durch gerade, zueinander parallele, äquidistante Linien begrenzt sind. Die Prägezonen --20-- wechseln dabei mit den im ursprünglichen Zustand belassenen Zonen - -21--, nachstehend kurz Kreppzonen genannt, ab ; in den Fig. 2 und 3 bezeichnen die parallelen, äquidistanten Geraden-m-die Mittellinien dieser streifenförmigen Zonen --20 und 21--.
Das so erhaltene Streifenmuster der Bahn (vgl. auch Fig. 3) ist durch zwei Parameter bestimmt, nämlich durch die Strecke D zwischen zwei benachbarten Mittellinien --m--, gemessen in der Querrichtung der Bahn (A-A in Fig. 2), und durch den Winkel a, den die Mittellinien --m-- mit der Querrichtung der Bahn einschliessen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel a = 45 .
Die Fig. 3 bis 7 veranschaulichen verschiedene Stufen während der Herstellung der zu einem Stapel aneinandergelegten Bänder, wobei in Fig. 3 und 4 durch strichpunktierte Linien veranschaulicht ist, wie die Faltlinien --24-- mit Hilfe der Anreissvorrichtung-14- (Fig. l) vorgebildet werden, um die nachfolgende Faltung und den Schnitt zu den Bändern zu erleichtern. Die geprägte
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Materialbahn (Fig. 3 und 4) wird, so markiert, anschliessend der Länge nach harmonikabalgartig gefaltet (Fig. 5).
Die gleich breiten Längsabschnitte-ZL-- (Fig. 3) zwischen den Faltlinien --24-formen die Bänder-Bl, B2, B3, B4-- (Fig. 5), die fortschreitend aus der horizontalen Lage in die vertikale Lage um ihre Mittelachse --25-- verdreht werden, u. zw. die ersten, dritten, fünften usw. Bänder --B1, B3, B5-- usw. in einem Sinn und die zweiten, vierten usw. Bänder --B2, B4--
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5).Bei den so zusammengelegten Bändern kreuzen die Streifenzonen jeweils zweier benachbarter Bänder einander, wobei durch dieses Überkreuzen der Prägezonen-20-bzw. Kreppzonen-21-von jeweils zwei Bändern Karofelder gebildet werden (vgl. auch Fig. 3A bis 3D). In Fig. 8 ist ferner eine schematische Querschnittsdarstellung eines Teils eines derartigen Bänderstapels gezeigt, wobei die Bänder-Bl, B2, B3, B4, B5-- usw. nunmehr in horizontalen Lagen übereinander veranschaulicht und die Niveaus, in denen es zu den Überdeckungen oder Überkreuzungen der Streifenzonen benach-
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stellungen gemäss den Fig.
3E und 3F verlaufen, durch die Überkreuzung eines Prägezonen-Streifens --28-- des oberen Bandes --B1-- mit einem Prägezonen-Streifen-29-- des direkt unter dem oberen Band --B1-- liegenden Bandes --B2-- gebildet. Das in Breitenrichtung gesehen neben dem Karo - 27-liegende Karo-30- (Fig. 3A, 3E) ist durch die Überkreuzung eines Kreppzonen-Streifens - des oberen Bandes --33-- mit einem Kreppzonen-Streifen --31-- des darunterliegenden Bandes - gebildet ; das Karo --32-- (Fig. 3A, 3F) ist durch die Überkreuzung des Prägezonen-Streifens --28-- des Bandes mit dem Kreppzonen-Streifen --31-- des Bandes --B2-- gebildet, und das
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--34-- (Fig. 3A)- mit dem Prägezonen-Streifen Bandes --B2-- definiert.
So sind also in jeder Kreuzungsebene, d. h. jedem Niveau --NI, N2-- usw., zwischen zwei benachbarten Streifen Gruppen von vier verschiedenen Karos, wie etwa die Gruppe der Karos -27, 32,30, 34-- in Fig. 3A, gebildet, wobei jedes Karo durch eine bestimmte Kombination zweier Zonen übereinander gebildet ist, nämlich :
Prägezone auf Prägezone (z.B. Karo --27--; durchgehende vertikale Linien abwechselnd mit strichlierten vertikalen Linien) ;
Prägezone auf Kreppzone (z.B. Karo --32--; durchgehende vertikale Linien, gekreuzt von waagrechten, unterbrochenen Wellenlinien) ;
Kreppzone auf Kreppzone (z.B. Karo --30--; waagrechte unterbrochene wellenlinien) ;
Kreppzone auf Prägezone (z.B. Karo --34--; strichlierte vertikale Linien, gekreuzt von waagrechten unterbrochenen wellenlinien).
Wenn die Strecke D zwischen zwei benachbarten Mittellinien --01--, gemessen in Breitenrichtung der Bahn, gleich der doppelten Breite eines Bandes, geteilt durch eine ungerade Zahl, gewählt wird, sind die durch die Oberkreuzungen in den einzelnen Niveaus erhaltenen Karofelder (Fig. 3A bis 3D) hinsichtlich ihrer Anordnung und Abmessungen identisch und übereinanderlegbar.
Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der ungeradzahlige Teiler (= 7, d. h. die Strecke D = 1/7 der Breite zweier Bänder, wobei dementsprechend in jedem Querschnitt der Sander (z. B. Linie A-A in Fig. 3A) insgesamt 3, 5 Strecken D (d. h. 3, 5 Karos nebeneinander) vorliegen.
Wenn die Bänder zu einem Stapel aneinander-bzw. übereinandergelegt sind, liegen die Mittellinien der Streifenzonen der Bänder gleicher Art (geradzahlig oder ungeradzahlig, also z. B.
- Bl, B3, B5 usw. oder B2, B4 usw.--) in zueinander parallelen Ebenen (nachstehend kurz Mittel-
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zu erkennen, und die Gitterstruktur bildet ein Skelett für den Filteraufbau, u. zw. mit festen Kernen, in denen die Hohlrinnen einer Prägezone jene einer benachbarten Prägezone überlagern, wie in Fig. 9 bei --71-- ersichtlich ist, wodurch eine Versteifung des Filteraufbaues erzielt wird. Diese
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mit Zellen (-C-in Fig. SE, 3F) ab, die durch die übereinanderliegenden Kreppzonen zweier anein- anderliegender Bänder, z. B.-B2 und B3 oder B6 und B7-- in Fig. 3E, 3F, wobei die Kreppzonen etwas zusammengedrückt sind.
Die so aneinandergelegten Bänder werden dann derart zu einem zylindrischen Strang zusam- mengelegt oder-gerollt, dass im Querschnitt eine S-Spirale entsteht (vgl. auch Fig. 14 und 17), deren Zentren auf zwei zueinander parallelen Längsmittelachsen liegen, wie dies an sich bekannt ist. Dabei wird die oben beschriebene Schichtstruktur im wesentlichen beibehalten, da die Bänder beim Zusammenrollen zwar bereichsweise etwas gegeneinander verschoben werden, das Ausmass die- ser Verschiebungen jedoch im Verhältnis zu den Querabmessungen der Bänder vernachlässigbar ist.
Bei der so erhaltenen Filterkörperstruktur verläuft der Rauchweg in der Hauptsache parallel zur Filterachse, wobei aber entsprechend den oben erwähnten Kernen und Zellen, d. h. übereinander- liegenden Prägezonen und Kreppzonen, ein wellenförmiger Verlauf mit Verästelungen erhalten wird.
Mehr im einzelnen führen die drei verschiedenen Überlagerungsarten, nämlich Prägezone auf Krepp- zone, Prägezone auf Prägezone und Kreppzone auf Kreppzone, dazu, dass dem Rauch in den drei
Richtungen verschiedene Widerstände entgegengesetzt werden, so dass der Rauch laufend gezwungen wird, beim Durchgang von einer Gefügeart zur andern ständig seine Richtung zu ändern. An den
Stellen, wo eine Prägezone und eine Kreppzone übereinanderliegen (z.
B. bei --72 und 73-- in
Fig. 3C), nimmt der Rauch seinen Weg in Längsrichtung in den Hohlrinnen der Prägezonen, in denen
Querrippungen des gekreppten Materials vorliegen. Wenn der Rauch diese Stellen verlässt, tritt er in eine Zelle, bestehend aus Kreppzone auf Kreppzone, ein, wo er auf Grund der Querrichtung der Kreppung um 900 umgelenkt wird. Wie aus Fig. 3C ersichtlich ist, tritt Rauch in die Zelle entsprechend dem Karo --74-- gleichzeitig von rechts und links ein, nämlich von den Stellen (Karos) - 72 und 73-- her. Das Material in dieser Zelle aus zwei Kreppzonen ist wenig zusammengedrückt und bildet eine schwache - Sperre, so dass für den Rauch-eine wirksame Absorptionszelle vorliegt.
Gleichzeitig dienen diese Zellen als Expansionsräume. Durch das Zusammentreffen zweier entgegengesetzter Rauchströme wird eine Turbulenz hervorgerufen, wodurch ein Zusammenwachsen der Teerpartikeln begünstigt wird, so dass diese leichter am Fasernetz der absorbierenden Hände dieser Zelle festgehalten werden können.
Der Rauch mit den nicht festgehaltenen Bestandteilen strömt weiter und verlässt die Absorptionszelle, wobei ein Teil des Rauches in die Bereiche entsprechend den Karos --75, 76-- (Fig. 3C) strömt. Ein anderer Teil tritt quer durch die Landungen der Absorptionszelle --74-- aus und in die in Querrichtung benachbarten Bereiche entsprechend den Karos --77 (Fig. 3B) und 78 (Fig. 3D)- ein. Zum Filtrationsmechanismus durch Koaleszenz tritt so ein Filtrationsmechanismus zufolge der Durchwanderung der Fasernetze der gekreppten Bänder hinzu, wodurch insgesamt eine ausserordentlich gute Filterwirkung erzielt wird.
Dabei tragen auch die oben erwähnten "Kerne", in denen Prägezonen übereinanderliegen, zur Filtration bei, da der Rauch die durch die Rinnen in ihrer gegenseitigen Überlagerung gebildeten'lIege durchzieht, die mehr oder weniger, u. zw. je nach dem Grad der Überlagerung, Verengungen aufweisen.
Der vorbeschriebene Vorgang wiederholt sich im Filterkörper laufend, und der Rauch strömt laufend axial, lateral und radial. Dadurch, dass der Rauch vielfach umgelenkt wird und die Rauchströmung verästelt ist, wird die wirksame Oberfläche des Fasermaterials des Filters (insbesondere absorbierende Zellulosewatte) besonders gut ausgenutzt. Für die Formung der Fasermaterialbahn bestehen hinsichtlich der Gestaltung des Musters viele Möglichkeiten, wobei dadurch je nach \7Wunsch der Zugwiderstand und die Ausfilterung von Teerpartikeln einfach in weiten Bereichen eingestellt werden können. Die Homogenität der Filterstruktur zufolge der beschriebenen "Schichtung" erweist sich insbesondere bei Filtern aus Zelluloseacetat besonders vorteilhaft.