DE2506070C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Filtern zum Filtrieren von Tabakrauch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Filtern zum Filtrieren von Tabakrauch, aus einem aus Filtermaterial bestehenden Filierstab mit länglicher Erstreckung. Diese Filter finden insbesondere Verwendung beim Herstellen von Zigaretten und ähnlichen Tabakartikeln.

In der Vergangenheit wurden von der Industrie ein beachtlicher Zeitaufwand und erhebliches Kapital in die Entwicklung von Filterstücken aufgewendet, bei denen Zonen, Bereiche oder Teile ein loses Teilchen Material oder Granulat aufweisen. Es haben sich jedoch zahlreiche Schwierigkeiten sowohl bei der Entwicklung gewerbsmäßiger Herstellungsverfahren als auch bei der Schaffung einer Vorrichtung zur Herstellung solcher Filter und eines Filterstückes ergeben, welches während des Filterns für den Benutzer zumutbare und angenehme Eigenschaften besitzt.

Während der sechziger Jahre wurden viele Patente erteilt, deren Gegenstände ein Herstellungsverfahren für Filterstücke betreffen, wobei im Abstand zueinander angeordnete Zylinderstücke eines ersten Materials auf einer durchlaufenden Umhüllung angeordnet und Materialtcilchen auf der Umhüllung zwischen den im Abstand zueinander angeordneten Zylinderstücken angeordnet werden. Die Umhüllung wird dann um die Zylinderstücke und die Materialteilchen herum geschlossen, so daß ein Filterstab gebildet wird.

Diese Verfahren wurden mit unterschiedlichem Erfolg durchgeführt. Die Verarbeitung von kurzen Filterstücken in Hochgeschwindigkeitsmaschinen führt zu beachtlichen Störungen und Totzeiten der Produktionsmaschinen. Es ergaben sich darüber hinaus Schwierigkeiten beim vollständigen Füllen der die Materialteilchen aufnehmenden Abschnitte des Filterstabes. Wenn die Materialteilchen nicht sehr dicht gelagert sind, dann setzen sie sich durch die Schüttelbewegungen ab, so daß insbesondere zwischen deii Umhüllungen und den Materialteilchen Lufträume gebildet werden. Der Rauch, der sich den Weg des kleinsten Widerstandes sucht, bewegt sich, anstatt durch die Materialteilchen gefiltert zu werden, durch diese Lufträume hindurch. Wo dies geschieht, wird die erwünschte Filtrierung nicht erreicht.

Man hat nun festgestellt, daß sich besondere Vorteile ergeben, wenn die Materialteilchenzonen innerhalb des Kerns aus Filtermaterial, wie z. B. aus Zelluloseacetat oder Papier, angeordnet werden. Das Filtermaterhl umschließt dabei vollständig die Materialteilchen anstatt daß diese von einer Umhüllung umschlossen werden. Aufgrund der Kompressionsfähigkeit und Elastizität des Filtermaterials neigt dieses dazu, die Materialteilchenzonen fest einzuschließen. Daher führen Schüttelbewegungen von Zigaretten, die ein vorbeschriebenes Filterstück aufweisen, während ihrer Herstellung, Handhabung und des Versandes nicht zur Ausbildung von Lufträumen, wie sie bei Filterstücken auftreten, bei denen die Materialteilchen unmittelbar von einer Umhüllung umschlossen werden.

Die Herstellung von solchen Filtern, bei denen die Materialteilchen von dem Filtermaterial eingeschlossen werden, weist jedoch viele andere Probleme auf. Zum Beispiel ist es sehr schwierig, Die Lage der Maieriatieilchen innerhalb des Filterstabes zu bestimmen, insbesondere wenn die Materialteilchen auf einem sich bewegenden Gespinst abgelegt und dieses dann in einen Filterstab eingebracht wird.

Diese Materialteilchen neigen dazu, während der Filterherstellung in Bereiche oder Zonen des Filters zu wandern, wo der Filtrierungswert klein ist und was in unangenehmer Weise dazu führen kann, daß der Mund des Rauchers mit diesen Teilchen in Berührung kommt.

Es ist bereits bekannt, Materialteilchen in ein vorgeformtes Filterstück einzublasen. Insbesondere ist in der US-PS 33 71 000 in Verbindung mit den Fig. 10 bis 13 ein Verfahren beschrieben, bei welchem die losen Gespinstfasern als Filterstück ausgebildet sind, eine Umhüllung den Stab teilweise umschließt und eine Nadel-Düseneinrichtung dazu verwendet wird, in den Stab einzudringen und ein breiförmiges Material an im Abstand zueinander angeordneten Stellen einzuführen. Der Brei läßt jedoch nach seinem Austrocknen Hohlräume in dem Filterstück zurück, so daß schließlich das Endprodukt einen nur wenig mit Materialtelehen ausgefüllten Raum aufweist. Darüber hinaus i t es schwierig, die Materialteilchen an einer bestimmen Stelle anzuordnen, da das Eindringen des Breis in "Sie Mitte des Filters von der Art der losen Gespinstfasc ··:. der Art wie er in den Filterstab eingeführt wurde ui ■' wie stark das Plastifizierungsmittel ausgehärtet is abhängen, wobei all diese Imponderabilien dazi beitragen, daß ein Filter eine unterschiedliche Qualität aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues und verbessertes und bei Hochgeschwindigkeitsherstellungsverfahren von Zigaretten verwendbares Verfahrei und eine neue und verbesserte Vorrichtung zur Herstellung von Filtern mit gleichmäßig guter Qualität aus einem aus Filtermaterial bestehenden Filterstab mit länglicher Erstreckung und eingeschlossenen Materialteilchen zu schaffen, in denen die zur Aufnahme von filtrierenden MateriaUeitchen bestimmten Filierabschnitte vollständig und ohne unerwünschte Hohlräume gefüllt sind und die Materialteilchen zuverlässig und dauerhaft eingeschlossen sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Filtern zum Filtrieren von Tabakrauch ist dadurch gekennzeichnet, daß der Filterstab entlang seinei Längsachse aufgeschnitten wird, daß der Filterstat geöffnet und das Innere freigelegt wird, daß in dei freigelegten Innenfläche des Filterstabes in axialen Abstand zueinander angeordnete Taschen vorgesehei

werden, daß in die Taschen Materialieilchen eingefüllt werden, daß der Filterstab um die Matcrialtcilchcn herum geschlossen wird und daß der Filterstab versiegelt wird. Vorzugsweise wird der Filterstab so weit wie notwendig eingeschnitten, um den Stab zu öffnen und ein Paar Flächen freizulegen, und in jede dieser Flächen werden an nebeneinanderliegendcn Stellen Taschen eingedrückt, wobei diese Stellen entlang der Längsachse des Stabes im Abstand zueinander angeordnet sind.

Die Erfindung besteht ferner in einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens mit einer Zuführeinrichtung des länglichen Filterslabes, die gekennzeichnet ist durch eine in Richtung der Stablängsachsc wirkende Aufschneideinrichtung, eine quer zur Stablängsachsc wirksame Schnitt-Spreiz-Einrichtung, eine den gespreizten Schnittflächen zugeordnete Taschen-Form-Einrichtung mit in Stablängsrichtung in axialem Abstand zueinander angeordneten Taschen-Form-Organen, eine Einrichtung zum Dosieren und Einfüllen von Materialteilchcn in die Taschen, eine Einrichtung zum Schließen des Schnittes und durch eine Einrichtung zum Versiegeln des geschlossenen Schnittes.

Die Filterstücke werden in vorteilhafter Weise aus einem Filterstab hergestellt, der aus einem bestimmten Filtermaterial besteht, wie z. B. aus Zelluloseacetat, wobei der Filterstab aufgeschnitten wird, auf der Innenseite des Stabes in axialem Abstand zueinander Taschen eingeprägt werden und dann Materialteilchen in die Taschen eingefüllt, der Stab verschlossen und an zwischen den eingefüllten Materialteilchcn gelegenen Stellen in einzelne Filterstücke zerschnitten wird, so daß jedes Filterstück in vorteilhafter Weise einen Kern mit Materialteilchen aufweist. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß ein Filterstab hergestellt wird, der eine Zone oder einen Bereich aus verdichteten Materialtcilchen besitzt, wobei diese verdichtete Packung selbst nach der Herstellung, Verpackung, dem Versand oder irgendeiner anderen Behandlung der Zigaretten, bei welcher zahlreiche Schüttelbewegungen der Zigaretten auftreten, noch vorhanden ist, während es bei den herkömmlich hergestellten Zigarettenfiltern vorkommt, daß sich die Materialteilchen absetzen und in der Filterzonc Lufträume bilden.

Schließlich besteht ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung darin, daß ein Zigarettenfilter hergestellt werden kann, bei welchem die Zone, in welcher die Materialteilchen angeordnet sind, genau festgelegt werden kann und bei allen Filterstücken an genau derselben Stelle liegt, so daß eine erhebliche Gleichmäßigkeit der Filtrierungseigenschaften des Filterstückes gewährleistet ist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

F i g. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 nach Fig. 1, wobei der Filterstab vor dem Aufschneiden gezeigt ist.

F i g. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 nach Fig. 1. wobei sich der Filterstab an einer Stelle befindet, an welcher er mittels eines .Schneidrades aufgeschnitten wird.

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 nacl F-" i g. 1, wobei eine Warmmatrize gezeigt ist, welche ai in der Axialrichtung des Filterstabes angeordnetci Stellen in den Filterstab Taschen eindrückt,

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 nacl Fig. 1, wobei der Matcrialteilchenspendcr gezeigt ist der Materialtcilchen in die ausgeformten Taschen de aufgeschnittenen Filterstabes einfüllt;

Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 nacl Fig. 1, wobei der um die Materialteilchcn hcrumgrci fcnde geschlossene Filterstab gezeigt ist,

Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 nacl Fig. 1, wobei ein verschlossener Stab dargestellt ist,de eine den aufgeschnittenen Filterstab umschließende zweite Schutzhülle aufweist,

Fig. 8 eine Draufsicht auf einen Abschnitt eine: Filterstabes, wobei ein Teil des Filterstabes weggcbro chen ist, so daß die das Filtermaterial umschließend! erste Hülle, die sich an der Außenseite dieser erster Hülle befindliche zweite Schutzhülle und die Material teilchen zu erkennen sind, die in der Mitte de: Filtermaterials angeordnet sind. Die querverlaufendci gestrichelten Linien geben diejenigen Stellen an, ar welchen der Filterstab zur Herstellung einzelne! t⁷iltcrstücke abgeschnitten werden muß,

Fig. 9 eine Seitenansicht eines weiteren Ausfüh ruiigsbcispiels gemäß der Erfindung, wobei eim Vorrichtung für eine laufende Förderung eines Stabes für das Aufschneiden des Stabes, für die Ausbildung vor Taschen und das F-"üllcn der Taschen mit Matcrialtcil ehcn gezeigt ist,

Fig. 10 eine Schnittansicht entlang der Linie 10-K nach F i g. 9, wobei ein Warmmatrizenrad zur Ausbil dung von Taschen innerhalb des laufend zugeführter Stabes gezeigt ist und

Fsg. 11 eine Schnitlansicht entlang der Linie 11-11 nach Fig. 10, wobei ein in F^?orm eines Rade: ausgebildeter Maicrialtcilchcnspcnder gezeigt ist, dei die Materialtcilchen in die Taschen einfüllt, die in den aufgeschnittenen Stab angeordnet sind.

In der F i g. 1 ist eine Vorrichtung 10 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schemati scher Weise dargestellt, die einen Rahmen 11 aufweist auf welchem ein Filterstabförderer 12, eine Schneidern richtung 14, eine Taschenformeinrichtung 16, cir Materialtcilchcnspcnder 18, eine Stabverschließvorrich tung 20 und eine Stabsiegeleinrichtung 22 montiert sind.

Gemäß der Erfindung wird der geförderte Filtcrstat vorzugsweise von einem Stab aus faserförmigcrr Zelluloseacetat gebildet, jedoch kann auch ein andere: Stoff Verwendung finden, wie z. B. Papier, voluminöse: Garn, andere fadenförmige Gespinste oder irgendeir anderes geeignetes Material. Vorzugsweise ist da: Filtermaterial als Stab ausgebildet und mit einci geeigneten Filtcrstückumhüllung umschlossen. Da: Filtermaterial sollte vor seiner Anordnung zu einen Stab einem Plastifizierung.worgang ausgesetzt werden Das Zelluloseacetat wird gewöhnlich mittels Triacetir weichgemachl. In der F i g. 2 ist zu erkennen, daß dei Filterstab 23 aus einem Zelluloseacetat-Filtermatcria 24 und einer Umhüllung 26 gebildet ist.

Das Material, das innerhalb der Taschen de: aufgeschnittenen Stabes angeordnet werden soll, mul die erwünschten absorbierenden und adsorbierender Eigenschaften besitzen und entweder in Form vor kleinen Teilchen oder als Granulat vorliegen. Da: Teilchenmaterial kann von feingeschnittener Holzkohle Kieselgel, vulkanischen Salzen, Kunstharz-Ionentau

schern, Ton u.dgl. gebildet sein. Ein besonderer gemäß der Erfindung verwendbarer Zuschlagstoff ist ein Kunstharz-Ionentauscher, der dem in der US-PS 37 16 500 beschriebenen Zuschlagstoff entsprechen kann.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgeinäßcn Vorrichtung ist eine Einrichtung 12 vorgesehen, die zur Förderung des Filterstabes 23 dient. Es sei angenommen, daß der Filterstab 23 in einer an sich bekannten Vorrichtung hergestellt ist. Obwohl daran gedacht ist, daß der Stab 23 vorzugsweise mit einer Umhüllung 26 versehen ist. ist dies nicht notwendig. Vorzugsweise ist es ferner vorgesehen, daß das Filtermaterial 24 des Stabes 23 vor dem Aufschneiden oder Aufschlitzen plastifiziert und verfestigt wird.

Bei dem in den F i g. 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiel versetzt der Filterstabförderer 12 den Stab 23 in an sich bekannter Weise in eine intermittierende Bewegung. Auf diese Weise wird der Stab 23 während der Taschcnausbildung und während des Füllens festgehalten. Bei einigen anders ausgestalteten Vorrichtungen kann der Stab 23 jedoch auch laufend gefördert werden, insbesondere wenn andere Taschenform- und Füllcinrieritungen verwendet werden, [line Vorrichtung zur ununterbrochenen Förderung des Stabes ist in den F i g. 9 bis 11 dargestellt.

Gemäß der Erfindung ist die Hinrichtung zur Förderung des aus dem Filtermaterial bestehenden Stabes 23 von einem Förderer 12 gebildet. Der Förderer 12 weist ein endloses Förderband 13 auf. auf welchem der Stab 23 aufliegt, während er aufgeschnitten, gefüllt und wieder geschlossen wird. Ys ist ein zweites endloses Förderband 15 vorgesehen, welches den Stab durch die Stabsicgclcinrichtung 22 hindurchbewegt. Jedes Förderband 13 und 15 ist in an sich bekannter Weise auf Bandantriebseinrichtungen gelagert.

Der Stab 23 wird auf den Förderbändern 13 und 15 mit Hilfe eines Unterdrucks gehalten, der durch die Förderbänder hindurch auf den Stab wirkt. Die Saiigeinrichuingen, die mit dem Bezugszeichen 17 bezeichnet sind, sind an sich bekannter Art. Wie in den F i g. 5 und 7 zu erkennen ist, wird der Unterdruck durch Löcher 19 hindurch erzeugt, die in den entsprechenden Unterlagen 21 und 25 der entsprechenden Abschnitte der Vorrichtung 10 angeordnet sind, über welche die Förderbänder 13 und 15 laufen.

Gemäß der Erfindung wird die Einrichtung zum Aufschneiden des Stabes 23 von einer Schneideinrichtung 14 gebildet. Die Funktion der Schneideinrichtung 14 besteht darin, daß sie den Stab 23 in Axialrichtung aufschneidet, so daß der Stab genügend geöffnet wird und sein Inneres nach außen kehrt. Anschließend können in den nach außen gekehrten Innenteil des Stabes in axialem Abstand zueinander Taschen cingeformt werden. In diese Taschen werden die Matcrialteilchcn eingefüllt.

Vorzugsweise ist die Schneideinrichtung 14 von einem Schneidrad 28 gebildet, das auf einer drehbar gelagerten angetriebenen Welle 30 befestigt ist. Die Achse der Welle 30 verläuft in senkrechter Richtung zur Achse des Stabes, und die Welle ist in geeigneter an sich bekannter Weise am Rahmen 11 gelagert. Die Schneideinrichtung 14 weist ferner eine herkömmliche Antriebseinrichtung auf, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist und die Weile 30 antreibt.

Wie aus der Fig. 3 zu entnehmen ist, ist das Schneidrad 28 in einem bestimmten Abstand über dem Förderband 13 angeordnet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Stab 23 nicht vollständig durchtrennt, sondern nur so weit wie notwendig aufgeschnitten, damit er aufgeklappt werden kann und die Flächen 31 und 33 freigelegt werden, wie dies aus der F i g. 4 zu entnehmen ist. Das Schneidrad 28 könnte auch derart angeordnet sein, daß es den Stab 23 vollständig durchtrennt, so daß zwei Abschnitte gebildet werden, die geöffnet ncbcneinandcrliegen.

ίο Fs ist auch nicht unbedingt notwendig, daß die !lachen 31 und 33 vollständig freigelegt werden, wie dies in der F i g. 4 gezeigt ist. In diesem Fall kann das Schneidrad 28 nur bis zur Mitte des Stabes 23 oder bis zu einer etwas darüber gelegenen Stelle in den Stab eindringen. Der Stab wird in einem genügend großen Abstand gegenüber der Warmmatrize gehalten, damit diese in den Kern des Stabes 23 eindringen und darin eine zur Aufnahme von Tcilchcnmalcrial dienende Tasche ausbilden kann.

Gemäß der Erfindung wird die Einrichtung zum Öffnen des Stabes 23 und zum Ausbreiten des Stabinneren von einem Öffner 39 gebildet. Der öffner 39 besteht vorzugsweise aus einer pflugartig ausgebildeten Vorrichtung, die einen vorderen in den aufgeschnilicncn Stab eingreifenden Rand und divergierende Scitcnwände aufweist, womit der aufgeschnittene Stab ausgebreitet und für eine weitere Behandlung schließlich auseinandcrgcklappt wird.

Gemäß der Erfindung wird die Einrichtung zur Ausbildung der im Inneren des Stabes in axialem Abstand zueinander angeordneten Taschen von einer in der F i g. 1 gezeigten Taschenformcinrichtung 16 gebildet. Die Einrichtung 16 besitzt in Axialrichuing des Filterstabes 23 im Abstand zueinander angeordnete, hin- und herbewegbare Teile, die die Taschen in die Oberflächen 31 und 33 cingrägen.

Vorzugsweise weist die Taschcnformeinrichtung 16 mehrere Stempelpaare 34 sowie eine Heizeinrichtung auf. Die Stempclpaare sind in axialer Richtung der Bewegungsbahn des Stabes 23 im Abstand zueinander angeordnet, wobei die einzelnen Stempel senkrecht zur Bewegungsbahn ausgerichtet sind, so daß sie in jede freigelegte Fläche 31 und 33 auf einer Linie ncbencinanderlicgende Taschen eindrücken.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Stempel 34 mittels der Heizeinrichtung 41 auf eine ausreichend hohe Temperatur aufgeheizt, so daß sichergestellt wird, daß das Filtermaterial wenigstens so lange zusammengedrückt bleibt, bis die Matcrialtcilchen in die Taschen eingefüllt sind und der Filterstab 23 versiegelt ist. Die Antriebsvorrichtung der Einrichtung 16 ist nicht dargestellt, da diese Einrichtung zum hin- und hergehenden Antrieb der Stempel in der senkrechten Richtung auf zahlreichen technischen Gebieter gebräuchlich ist.

Für den Fall, in welchem der Stab 23 weniger tiel eingeschnitten wird, z. B. nur bis zur Mitte des Stabes was bereits früher ausgeführt wurde, ist nur ein Stcmpe 34 an jeder Stelle, an welcher eine Tasche ausgcbilde werden soll, erforderlich. In einem solchen Fall müßu der Stab 23 während der Einbringung der Materialteil chen offengehalten werden. Jedoch wird das in de F i g. 4 gezeigte Verfahren bevorzugt, bei welchem de Stab aufgeklappt ist.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal de Erfindung wird vorgeschlagen, daß nur in einem de Abschnitte 31 oder 33 eine Tasche angeordnet wird. 1 diesem Fall wird nur ein Stempel 34 des jeweilige

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Stempelpaares benutzt.

Während die in der F i g. 1 dargestellte Vorrichtung 10 den Filterstab 23 intermittierend vorwärtsbewegt, ist in den F i g. 9 bis 11 eine Vorrichtung 110 dargestellt, bei der das Arbeitsverfahren ohne Unterbrechungen abläuft. An Stelle der hin- und hergehenden Stempel 34 ist ein drehbar gelagertes Rad 112 vorgesehen, auf dessen Umfang an im Abstand zueinander angeordneten Stellen Stempelpaarc 114 angeordnet sind, die die Taschen in den Filterstab einprägen. Das Rad 112 kann auch derart abgewandelt sein, daß es auf seinem Umfang im Abstand zueinander angeordnet nur einzelne Stempel 114 aufweist, wobei dies dann der Fall ist, wenn nur einzelne an in Axialrichtung beabstandeten Stellen angeordnete Taschen in dem Filterstab 23 vorgesehen werden sollen.

Gemäß der Erfindung kann die Einrichtung zum Einfüllen des Materials in die ausgebildeten Taschen beliebiger Art sein und dem von dem Filtermaterial gebildeten Kern die Materialteilchcn intermittierend zuführen. Wie aus der F-* i g. 5 zu einnehmen ist, kann die Einfülleinrichtung oder der Materialteilchenspender von einem Behälter 40 gebildet sein, der eine Kammer 42 zur Aufnahme der von irgendeiner herkömmlichen Fördereinrichtung zugeführten Materialteilchen aufweist. Der Behälter 40 besitzt mehrere paarweise angeordnete Öffnungen 44. Die paarweise angeordneten öffnungen 44 sind in Axialrichtung der Bewegungsbahn des Filterstabes im Abstand zueinander angeordnet, so daß die Materialteiichen während der Ruhezeiten in der intermittierenden Bewegung des Filtcrstabes durch die Öffnungen 44 hindurch in die von der Taschcnformeinrichtung 16 paarweise ausgebildeten Taschen eingefüllt werden können. Die Öffnungen 44 werden von gleitend gelagerten Klappen 46 geöffnet und geschlossen, wobei die Klappen einer jeweiligen Öffnung 44 zugeordnet sind. Die Klappen 46 werden mittels einer herkömmlichen Einrichtung synchron zur intermittierenden Bewegung des Filterstabes 2J in die Schließstellung bzw. die Öffnungsstellung bewegt. F.s können auch andere Spendervorrichtungen vorgesehen sein, vorausgesetzt, daß sie in der Lage sind, die Materialteilchcn in die ausgeformten Taschen einzufüllen.

Die in den F i g. 9 bis 11 dargestellte Vorrichtung weist eine radförmige Spendereinrichtung 116 auf. Die Einrichtung 116 besitzt einen Einfüllbehälter 118, ein Spenderrad 120 und ein Gehäuse 122. Wie in der Fig. 11 dargestellt ist, besitzt das Spenderrad 120 auf dem Umfang verteilte, paarweise angeordnete Aussparungen 124. Wenn die Aussparungen 124 mit einem Paar im Boden des Einfiillbchälters 118 vorgesehener öffnungen 126 in Deckung kommen, dann werden sie mit Materialteilchcn gefüllt. Die Materialteilchen werden mittels des Gehäuses 122 so lange in den Aussparungen 124 gehalten, bis diese unmittelbar über den in dem Filterstab 23 angeordneten entsprechenden Taschen angeordnet sind. In diesem Augenblick werden die Materialteilchen in die Taschen des sich bewegenden Filterstabes 23 eingefüllt.

Gemäß der Erfindung wird die Einrichtung zum Schließen des Filterstabes 23 um die eingefüllten Materialteilchen herum durch eine Stabverschließvorrichtung 20 gebildet. Die Vorrichtung 20 ist eine herkömmliche Rohrverschlicßvorrichtung. Der Filterstab 23 wird in einer breiten, am Eingangsende eines in der Form gemäß F i g. 1 ausgebildeten Rohres aufgenommen. Die Scitenwände des Rohres konvergieren zunehmend, so daß der geöffnete Filterstab geschlossen wird und die in der F i g. 6 dargestellte Form annimmt. Eine gleiche Vorrichtung kann in dem Fall verwendet werden, in welchem der Filterstab 23 vollständig durchtrennt ist, damit die durchgetrennten Abschnitte wieder in Deckung gebracht werden und der geschlossene Filierstab wieder hergestellt wird. Diese Art der zum Zusammenführen eines rohrförmigen Körpers dienenden Vorrichtung ist auf vielen technischen

ίο Gebieten gebräuchlich.

Die gemäß der Erfindung vorgesehene Einrichtung zur Versiegelung des Filterstabes wird von einer herkömmlichen Einrichtung 22 gebildet, die ein Sehutzhüllenzuführungssystem 52, einen Klebstoffbeschichter 54 und eine Heizeinrichtung 56 aufweist. Bei dem in der Fig. I dargestellten Ausführungsbeispiel fördert das Sehutzhüllenzuführungssystem 52 eine Umhüllung 60 von einer Spule 58 in an sich bekannter Weise zu einer zwischen dem Filierstab 23 und dem Förderband 15 gelegenen Stelle (siehe Fi g. 7).

Die Einrichtung 22 weist ferner eine kanalförmig ausgebildete Unterlage 25 auf, die sich durch die Einrichtung 22 hindurch erstreckt und mit einer .Saugeinrichtung 17 ausgestattet ist, welche durch die in der Unterlage 25 vorgesehenen Öffnungen hindurch einen Unterdruck erzeugt, so daß der Filterstab 23 und die Umhüllung 60 in ihrer Lage festgehalten werden Wenn sich der Filterstab und die Umhüllung erst einmal in ihrer richtigen Lage befinden, dann wird mittels des Klebstoffbeschichtcrs 54 ein Klebstoff aufgetragen, und der Fiitcrstab wird anschließend durch die Heizeinrichtung 56 hindurchgeleitet, damit der Klebstoff aushärtet Wie aus der F i g. 7 zu entnehmen ist, umschließt die Umhüllung 60 den Filterstab 23 vollständig, wobei sich

die Enden der Umhüllung überlappen, jedoch kontier auch andere Streifen vorgesehen sein, die den Filterstal: derart umschließen, daß die sich an der Oberseile de: Filterstabes 23 befindliche Schnittlinie oder die Schnitt linien überdeckt werden.

Der Filterstab 23 wird dann durch eine konventionelle Schneidvorrichtung 70 hinduichgelcitet, in welcher er gemäß der in der F i g. 8 dargestellten Weise entlang der Linien 72 in einzelne Filterstücke 74 zerschnitten wird Wie aus der F i g. 8 zu entnehmen ist, besitzt jede.·

Filicrstück 74 eine Doppelhülle, Filtermaterial uric einen Kern aus Materialteiichen.

Die in Verbindung mit der F i g. 1 beschriebene Vorrichtung zum Schließen, Versiegeln und Abschneiden der Filterstücke ist unabhängig davon, ob dei

Filterstab ununterbrochen oder intermittierend gefördert wird, die gleiche. Es werden daher bei der in der Fig. 9 bis Il dargestellten Vorrichtung zur Durchfüh rung dieser Verfahrensschrittc die gleichen Einrichtungen verwendet, die in Verbindung mit der F i g. 1

beschrieben wurden.

Die entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahrer erfolgende Herstellung von Filtern zur Filterung vor Tabakrauch beginnt damit, daß ein Filterstab au: Filtermaterial mit einer länglichen Erstreckung bereit

tx> gestellt wird. Vorzugsweise wird dieser Filterstab 21 unmittelbar von einer konventionellen Vorrichtung zui Herstellung von Filterstäben der Schneideinrichtung V zugeführt.

Entsprechend dem crfind'ingsgemäßcn Verfahrer

erfolgt dann ein Aufschneiden des Filtcrstabes 2-entlang seiner Längsachse. Der Filterstab 23 kam unterschiedlich tief eingeschnitten werden, obwohl de Einschnitt vorzugsweise so tief vorgenommen wird, dai

der Stab auseinandergeklappl werden kann, ohne daß er in zwei Abschnitte geteilt ist.Ks ist jedoch auch möglich, den Stab 23 bis annähernd zu seiner Mittellinie oder etwas darüber einzuschneiden, wobei es in diesem Falle lediglich notwendig ist, den Stab seitlich etwas auseinanderzuzieheri, damit das Werkzeug zur Ausbildung der Taschen in das Innere des Stabes eingeführi werden kann. Der Stab könnte auch vollständig durchtrennt werden, so daß zwei getrennte Abschnitte gebildet werden, die Seite an Seile iiebeneinanderliegen. Vorzugsweise wird der Stab 23 mil einem Schneidrad 28 aufgeschnitten, welches um eine Achse angetrieben wird, die senkrecht zur IJewegiingsbahn des Filterstabes 23 angeordnet ist.

Entsprechend dem erfindungsgemäl.ien Verfahren werden dann an axial im Abstand zueinander angeordneten Stellen im Inneren des F'ilterstabes 23 Taschen ausgebildet.

Vorzugsweise sind die beabsiandeten raschen in jeder Fläche 31 und 33 nebeneinanderliegend vorgesehen. Bei einem Schließen des Filterstabes liegen die Taschen der entsprechenden Flüchen gegeneinander an, so daß eine einzige lasche zur Aufnahme eines Kerns aus Filterniaterialteilchen gebildet wird.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Taschen dadurch ausgebildet, daß in der Mitte jeder Fläche 31 und 33 mittels eines aufgeheizten Stempels 34 Wärme und Druck ausgeübt wird. Die eingeleitete Wärmemenge ist derart bemessen, daß die Taschen so lange ihre Form beibehalten, bis der Filterstab versiegelt ist. Fs ist jedoch in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Fiitermalerials auch möglich, das Filtermaterial ohne Anwendung von Wärme einzudrükken. Die Verformung des Filtermaterials muß über eine ausreichende Zeildauer erhalten bleiben, damit die Matcrialtcilchen in die Taschen eingefüllt und der Filterstab versiegelt werden können. Die Taschen sind vorzugsweise nicht so gestaltfesi ausgebildet, daß das Filtermaterial die eingeschlossenen Materialteilchen nicht elastisch zu einem dichten Kern zusammendrückt.

Wie dies bereits ausgeführt wurde, ist es auch möglich, an den in axialer Richtung im Abstand zueinander angeordneten Stellen jeweils nur eine ein/ige Tasche vorzusehen. Zum Beispiel ist dort eine einzelne lasche vorgesehen, wo die !"lachen .31 und 3Ϊ zum lünführen des Stempels 34 in das Innere des Filierstabes auseinanderbewegi werden, ohne daß der Filterslab vollständig aufgeklappt wird. FIs ist auch möglich, daß die Tasche wahlweise nur in einer Fläche 31 otter 33 angeordnet wird, selbst wenn der Filterstab aufgeschnitten und gemäß F i g. 5 aufgeklappt ist.

Der nächste Verfahrensschrilt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht dann darin, daß der Filterstab um die Materialteilchen herum geschlossen wird. Dieser Verfahrensschritt wird in der Vorrichtung 20 durchgeführt, indem die Abschnitte des l'ilterstabes mittels eines sich verengenden Rohres fortschreitend gegeneinandergclegt werden, wie dies in der F i g. 6 dargestellt ist.

Gemäß der (Erfindung wird der Filterstab dann gesiegelt, damit die aufgetrennten Abschnitte permanent verbunden werden. Obwohl hierfür verschiedene Techniken anwendbar sind, wird die Anordnung einer zweiten Umhüllung 60 bevorzugt, die den Filterslab 23 entweder teilweise oder vollständig umschließt. Wenn die Umhüllung den Filterstab vollständig umschließt dann können die sich überlappenden linden miteinander verklebt sein. Wie dies bereits ausgeführt wurde, könnte auch ein Streifen vorgesehen sein, der lediglich die in dem Filterstab 23 vorhandene Schnittlinie verdeckt unc auf jeder Seite der Umhüllung 26 im Bereich diesel Schnittlinie festgeklebt ist.

Der auf diese Weise versiegelte Filterstab wird danr in einem herkömmlichen Schneidvorgang in einzelne F'ilterstücke 74 zerschnitten. Wie die F i g. 8 zeigt, wire der Filterstab zur Flerstellung der Filterstücke T-entlang der Linien 72 zerschnitten.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

■7?

Claims (20)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Filtern zum Filtrieren von Tabakrauch, aus einem aus Filtermaterial bestehenden Filterstab mit länglicher Erstrekkung, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterstab (23) entlang seiner Längsachse aufgeschnitten wird, der Filterstab geöffnet und das Innere freigelegt wird, in der freigelegten Innenfläehe (31, 33) des Filterstabes in axialem Abstand zueinander angeordnete Taschen vorgesehen werden, in die Taschen Materialteilchen eingefüllt werden, der Filterstab um die Materialieilchen herum geschlossen wird und der Filterstab verschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (23) in zwei getrennte Abschnitte zerschnitten wird und daß die in axialem Abstand zueinander angeordneten Taschen wenigstens in einem der Abschnitte vorgesehen sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in axialem Abstand zueinander angeordneten Taschen in beiden Abschnitten an benachbarten Stellen vorgesehen sind, so daß die Taschen der entsprechenden Abschnitte beim Schließen des Stabes (23) gegeneinandergelegt werden und dadurch ein Kern aus Filtcrmaterialteilchen gebildet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (23) so weit wie notwendig eingeschnitten wird, um den Stab zu öffnen und ein Paar Flächen (31, 33) freizulegen, und daß die in axialem Abstand zueinander angeordneten Taschen in wenigstens einer dieser freigelegten Flächen angeordnet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in axialem Abstand zueinander angeordneten Taschen in beiden freigelegten Flächen (31, 33) an benachbarten Stellen angeordnet werden, so daß die Taschen der entsprechenden Flächen beim Schließen des Stabes gegeneinandergelegt werden, um jeweils eine einzige Tasche auszubilden, die einen Kern aus Filtertnatcrialteilchen enthält.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschen durch eine Druck- und Wärmebeaufschlagung des inneren Teiles des Stabes (23) ausgebildet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (23) mittels einer den Stab umgreifenden Umhüllung (60) verschlossen wird, und daß die Umhüllung an dem Stab festgeklebt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (23) mittels eines sich in der Axialrichtung des Stabes erstreckenden Streifens verschlossen wird, der die neben dem Einschnitt liegenden Flächen überdeckt und an den Flächen festgeklebt wird,

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Stab (23) nach Schließen des Einschnitts eine Umhüllung (60) mit sich überlappenden Rändern aufgebracht wird, die das Filtermaterial fest umschließt.

10. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit einer Zuführeinrichtung des länglichen Filterstabes, gekennzeichnet durch eine in Richtung der Stablängsachse wirkende Aufschneideinrichtung (14), eine quer zur Stablängsachse wirksame Schnitt-Spreiz-Einrichtung (39), eine den gespreizten Schnittflächen zugeordnete Taschen-Form-Einrichtung (16, 112) mit in Stablängsrichtung in axialem Abstand zueinander angeordneten Taschen-Form-Organen, eine Einrichtung (18, 120) zum Dosieren und Einfüllen von Materialtcilchen in die Taschen, eine Einrichtung (20) zum Schließen des Schnittes und durch eine Einrichtung (22) zum Versiegeln des geschlossenen Schnittes.

U. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinrichtung (14) ein Schneidrad (28) aufweist, welches in der Bewegungsbahn des Filterstabes (23) angeordnet und um eine senkrecht zur Bewegungsbahn verlaufende Achse drehbar gelagert ist, um den Filterstab in der Axialrichtung aufzuschneiden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (16) zur Ausbildung von in der freigelegten Innenfläche des Filterstabes (23) in axialem Abstand zueinander angeordneten Taschen einen Stempel (34) aufweist, der in die Innenfläche (31, 33) des aufgeschnittenen Stabes eindrückbar ist, um in der Innenfläche eine Tasche auszubilden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschenformeinrichtung (16) eine Heizeinrichtung (41) zum Aufheizen des Stempels (34) aufweist, so daß der eingedrückte Teil des Filterstabes (23) einer Wärmebehandlung ausgesetzt ist, damit das Filtermaterial die Taschenform wenigstens zeitweilig beibehält.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschenformeinrichtung (16) ein Paar nebeneinander angeordneter, die Förderbahn des Filterstabes (23) in Querrichtung übergreifender Stempel (34) aufweist, welche gleichzeitig Taschen in zwei Flächen (31, 33) des aufgeschnittenen Filterstabes eindrücken.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderung des Filterstabes (23) intermittierend erfolgt, daß die Taschenformeinrichtung (16) mehrere während der Ruhezeit in der Bewegung des Filterstabes an mehreren in axialem Abstand zueinander angeordneten Stellen in die Innenfläche (31, 33) des aufgeschnittenen Stabes eindrückbare Stempel (34) aufweist und daß die Einrichtung (18) zum Einfüllen drr Materialteilchen mehrere in axialem Abstand entlang des Filterstabes angeordnete Einfüllöffnungen (44) aufweist, die deckungsgleich zu den Taschen angeordnet sind, so daß während der Ruhezeit mehrere Taschen mit Materialteilchen füllbar sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderung des Filterstabes (23) ununterbrochen erfolgt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschenformeinrichtung (112) ein angetriebenes, drehbar gelagertes Rad aufweist, welches einzelne am Umfang im Abstand zueinander angeordnete Stempel (114) besitzt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß an den jeweiligen am Umfang im Abstand zueinander angeordneten

Stellen der Taschenformeinriehtung (112) ein Stempelpaar (114) angeordnet ist und daß die Stempel in einer zur Achse des Filtersiabes (23) senkrechten Richtung fluchten.

19. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (120) zum Einfüllen der Materialteilchen ein Spenderrad aufweist, das am Umfang im Abstand zueinander paarweise angeordnete Aussparungen (124) besitzt, welche die Materialteilchen den in dem Filterstab (23) angeordneten Taschen zuführen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 19. dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (120) zum Einfüllen der Materialteilchcn ein Spenderrad aufweist, das am Umfang im Abstand zueinander paarweise angeordnete Aussparungen (124) besitzt, welche die Materialteilchen den in dem Filterstab (23) angeordneten Taschen zuführen, und daß die Aussparungen (124) eines jeden Paares in einer zur Achse des Filterstabes (23) senkrechten Richtung fluchten.