DE3539938C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Filter für eine Zigarette der im Oberbegriff von Anspruch 1 erläuterten Art.

Ein derartiger Filter ist aus der DE-OS 24 40 821 bekannt.

Mit dem bekannten Filter soll ein voller Tabakgeschmack erreicht werden, obwohl der Rauch stark gefiltert und durch Luft verdünnt wurde. Zu diesem Zweck ist das hohle Rohr vorgesehen, das eine direkte Verbindung zwischen der Tabaksäule und dem Mund des Rauchers herstellt und somit einen Rauchstrahl mit hoher Geschwindigkeit in den Mund des Rauchers einleiten kann. Dabei soll jedoch der Druckabfall nicht so verkleinert werden, daß der Raucher seinen gewohnten Zugwiderstand vermißt. Zu diesem Zweck soll der Durchmesser des Rohres an den erwünschten Druckabfall angeglichen werden. Eine weitere Erhöhung des Zugwiderstandes und gleichzeitig eine Verbesserung der Filterwirkung soll dadurch erreicht werden, daß das Filtermaterial, das beim bekannten Filter direkt an die Tabaksäule anstößt, soweit als möglich verdichtet wird.

Da die Luft jedoch trotzdem durch das Filtermaterial angesogen werden soll, hat die Steuerung des Druckabfalles durch eine mehr oder weniger hohe Verdichtung des Filtermaterials demnach den zusätzlichen Effekt, daß die Einleitung von Luft ebenfalls behindert wird. Da der Strömungswiderstand des Rohres nur dann zu einem merklichen Druckabfall führt, wenn der Durchmesser des Rohres relativ klein ist, so muß sichergestellt werden, daß die Unversehrtheit und der angestrebte Durchmesser des Rohres während der gesamten Rauchdauer sichergestellt wird. Damit der Querschnitt nicht durch Knickung bzw. Quetschung verändert wird, muß das Rohr aus einem selbsttragenden dickeren und somit teuereren Material gefertigt werden. Dies berücksichtigt aber noch nicht die Tatsache, daß sich ein geringer Rohrquerschnitt auf eine derartige Länge sehr schnell und unkontrolliert durch Ablagerungen zusetzen wird. Da durch das andere Filtermaterial kaum Rauch durchtreten soll, kann der Druckabfall der vorbekannten Zigarette nur derart einge­ stellt werden, daß er bei Beginn des Rauchens zu gering ist, wobei trotzdem nicht sichergestellt ist, daß die Zigarette bis zum Ende fertig geraucht werden kann, ohne daß übermäßig stark gezogen werden muß. Außerdem ist eine Verdichtung des Filtermaterials mit der erforderlichen Genauigkeit nur sehr schwer zu beherrschen.

Die DE-AS 22 09 763 beschreibt eine Filterzigarette, bei der zwischen dem durchgehend aus Filtermaterial bestehenden Filterstab und der Tabaksäule eine Trennscheibe angeordnet ist, die den sogenannten programmierten Rauchdurchlaß sicherstellen soll. Dabei werden die Öffnungen der Trennscheibe so ausgebildet, daß sie sich im Verlauf des Rauchens mehr und mehr zusetzen. Da gleichzeitig das Mundstückmaterial luftdurchlässig und das Filtermaterial (offensichtlich) normal verdichtet ist, wird als Ersatz für die mehr und mehr blockierte Rauchströmung zunehmend mehr Luft angesaugt. Dies hat den Effekt, daß um so weniger Rauch in den Filter gelangt, je weiter der Brand fortgeschritten ist und je heißer und je weniger auskondensiert der Rauch wird. Darüber hinaus wird der trotzdem durchtretende Rauch mit progressiv steigender Tendenz verdünnt und gleichzeitig stärker gekühlt, so daß die Filterwirkung des Filterstabes progressiv erhöht wird. Die Öffnungen in dieser Trennscheibe sollen so zahlreich bzw. so groß sein, daß der Druckabfall nicht negativ beeinflußt wird. Eine gesonderte Einleitung von reinem Rauch in den Mund des Rauchers ist nicht vorgesehen.

Die US-PS 43 93 885 beschreibt einen mundstückartigen Filter ohne Filtermaterial für den Rauch, in dem Rauch und Luft streng getrennt sind. Der Rauch wird nicht gefiltert, sondern tritt durch ein sich durch den gesamten Filterstab erstreckendes Rohr in den Mund des Rauchers ein. Die Luft strömt durch eine luftdurchlässige Umhüllung in das Filtermaterial und von dort in den Mund des Rauchers. Zwischen dem Filterstab und der Tabaksäule ist eine Trennscheibe angeordnet, die bis auf eine mit dem Rohr in Verbindung stehende Öffnung für Rauch undurchlässig ist. Die Öffnung ist kleiner als der Querschnitt des Rohres. Mit dieser Ausgestaltung soll auch bei einem Luft und Rauch erst im Mund des Rauchers vermischenden Filter die sog. programmierte Rauchströmung erreicht werden, wobei sich die Öffnung in der Trennscheibe im Verlauf des Rauchens progressiv zusetzt. Damit wird jedoch der einzige Rauchdurchgang mehr und mehr gesperrt, so daß bei irgendeiner Störung, beispielsweise einem querliegenden, größeren Tabakteilchen, mit einer noch weiteren Verringerung der Rauchströmung gerechnet werden muß. Auch ist hier auf eine sorgfältige Bearbeitung der mittigen Öffnung zu achten, um die gewünschte Zeitspanne des Zusetzens einzuhalten und vor allen Dingen bei allen Zigaretten gleichmäßig zu gestalten, damit der gewünschte geschmacksverstärkende Effekt auch bei allen Zigaretten gleichermaßen auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filter der genannten Art so weiterzubilden, daß der Druckabfall sicher und exakt vorher einstellbar ist.

Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann der Druckabfall der Zigarette in einfacher und reproduzierbarer Weise vorherbestimmt werden, ohne daß gleichzeitig die Lufteinleitung behindert wird. Es kann ein Röhrchen mit wesentlich größerem Querschnitt verwendet werden, das einfacher und kostengünstiger herstellbar ist. Darüber hinaus wird der Druckabfall nur durch ein einziges Teil eingestellt, wobei insbesondere ein normal verdichtetes Filtermaterial verwendet werden kann. Trotzdem wird sowohl ein innerer, scharfer Strahl unverdünnten Rauches als auch eine langsamere Strömung von mit Luft vermischten, gefilterten Rauch erzielt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Trennwand sind den Ansprüchen 2 und 3 zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie­ len näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine teilgeschnittene, perspektivi­ sche Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Er­ findung,

Fig. 2 einen Längsschnitt einer Zigarette mit dem in Fig. 1 dargestellten Fil­ ter,

Fig. 3 eine teilgeschnittene, perspektivi­ sche Darstellung eines an­ deren vorteilhaften Ausführungsbei­ spiels der Erfindung, und

Fig. 4 einen Längsschnitt einer Zigarette mit dem Filter nach Fig. 3.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Zigarettenfilter 10 gemäß der vorliegenden Erfindung, der einen porösen Filterstab 12 von zylindrischer Gestalt umfaßt. Der Filterstab ist aus fasrigem oder geschäumtem Material, wie beispielsweise Zelluloseacetat, hergestellt. Ein Kanal 14 erstreckt sich in Längsrich­ tung durch den Filterstab 12 von einem Ende zum anderen Ende desselben. Der Kanal 14 ist durch ein innerhalb des Filterstabes 12 koaxial ange­ ordnetes hohles Rohr 16 gebildet. Das Rohr 16 ist aus rauch- und luftundurchlässigem Material hergestellt und weist eine kleinere Querschnittsfläche als eine Tabaksäule 17 auf. Das an der Tabaksäule 17 anzuordnende Ende des Fil­ terstabes 12 ist undurchlässig gegenüber Rauch. Dies wird durch Queranordnung einer gasundurchlässigen Trennwand 18 an dem an die Tabaksäule 17 angrenzenden Ende des Filterstabes 12 erreicht.

Die gasundurchlässige Trennwand 18 ist mit wenigstens einer ersten Öffnung 20 versehen, um eine Rauch­ strömungs-Verbindung zwischen der Tabaksäule 17 der Zigarette und dem Kanal 14 in dem Filterstab herzu­ stellen. Die erste Öffnung 20 ist, wie dargestellt, koaxial zum hohlen Rohr 16, jedoch weist sie eine kleinere Querschnittsfläche als das den Kanal 14 bildende Rohr 16 auf. Der Filterstab 12 kann von einem luftdurchlässigen Mund­ stücksmaterial 22 umhüllt sein. Das Mundstücksmate­ rial kann beispielsweise aus einem porösen Material hergestellt oder an ausgewählten Positionen perfo­ riert sein, um das Durchströmen von Luft in den Körper des Filterstabes 12 hinein zu ermöglichen. Die Trenn­ wand 18 weist auch wenigstens eine zweite Öffnung 24 zur Herstellung einer Rauchströmungsverbindung zwi­ schen der Tabaksäule 17 und dem Filterstab 12 auf. Zum Zwecke der Darstellung sind zwei derartige zweite Öff­ nungen 24 gezeigt, jedoch kann die Anzahl der Öffnungen 24 je nach Konstruktions­ kriterien, wie beispielsweise Kraftaufwand beim Zie­ hen an der Zigarette und Volumendurchsatz des in den Filterstab 12 einströmenden Rauches variiert werden. Weiterhin weist jede zweite Öffnung 24 einen kleineren Durchmesser als die erste Öffnung 20 auf.

Beim Zug am in den Fig. 1 und 2 gezeigten Filter 10 gemäß der vorliegenden Erfindung tritt Ta­ bakrauch von der Tabaksäule 17 durch die Öffnung 20 hindurch und strömt entlang der durch den Kanal 14 gebildeten Strömungsbahn und durch das offene Ende des Kanals 14 hinaus, welches an dem der Tabaksäule 17 ge­ genüberliegenden Ende des Filterstabes 12 angeordnet ist. Gleichzeitig strömt Tabakrauch von der Tabaksäu­ le 17 durch die zweite Öffnung 24 in den Filterstab 12 hinein. Weiterhin wird umgebende Ventilationsluft durch das durchlässige Mundstücksmaterial 22 in den Filterstab 12 eingesogen, in welchem sie sich mit dem Rauch vermischt und in einer von der Strömungsbahn des in dem Kanal 14 strömenden ungefilterten, nichtver­ dünnten Rauchs getrennten Strömungsbahn in Längsrich­ tung des Filterstabes 12 in dessen Hohlräumen bis zum Mundende des Filters strömt. Der Rauch und die Luft, die miteinander vermischt, aus dem Filterstab 12 aus­ strömen und der aus dem Kanal 14 austretende, unge­ filterte, nicht verdünnte Tabakrauch vermischen sich außerhalb des Mundendes des Filters 10, woraufhin der Tabakrauch vom Kanal durch den verdünnten, gefilterten Rauch vom Filterstab 12 unter Aufrechterhaltung des Ge­ schmacks des Tabakrauchs verdünnt wird.

Die Öffnung 20 ist im Verhältnis zur Querschnittsfläche des Kanals 14 so bemessen, daß jeder gewünschte Druck­ abfall über diese Fläche von der Tabaksäule 17 zum Kanal 14 erzeugt wird. Die Öffnung 20 kann vorteilhafterweise so bemessen sein, daß ein Druckabfall entsteht, der ei­ nen Kraftaufwand wie beim Ziehen an einer mehr herkömm­ lichen Zigarette erzeugt. Wenn die erste Öffnung 20 so bemessen ist, daß ein sogenannter programmierter Strömungseffekt, während des Rauchens entsteht, sammelt sich Teilchen­ material im Tabakrauch an der Wandung der Öffnung 20 an, wodurch die Größe der Öffnung allmählich verkleinert wird. Dadurch vergrößert sich allmählich der Kraftaufwand oder Widerstand beim Ziehen an der Zigaret­ te und somit die Menge der durch den Filterstab 12 ge­ sogenen umgebenden Ventilationsluft. Deshalb ist die Zufuhr von Teilchenmaterial pro Zug wäh­ rend des Rauchprozesses im Vergleich zu herkömmlichen Filterzigaretten mehr konstant.

In ähnlicher Weise sind die zweiten Öffnungen 24 so be­ messen, daß jeder gewünschte Druckabfall quer über die­ se Öffnungen von der Tabaksäule 17 zum Filterstab 12 entsteht. Weiterhin sind die zweiten Öffnungen 24 so bemessen, daß ein programmierter Rauchströmungseffekt während des Rauchens der Zigarette entsteht.

In den Fig. 3 und 4 ist ein anderes vorteilhaftes Ausfüh­ rungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zigarettenfilters 110 dargestellt, der einen porösen Filterstab 112 von zylindrischer Gestalt umfaßt. Der Filterstab ist aus fasrigem oder geschäumtem Material, wie beispielsweise Zelluloseacetat, hergestellt. Ein Ka­ nal 114 erstreckt sich in Längsrichtung durch den Fil­ terstab 112 von dessen einem Ende zu dessen anderem En­ de. Der Kanal 114 ist durch ein koaxial innerhalb des Filterstabes 112 angeordnetes hohles Rohr 116 gebildet. Das Rohr 116 ist aus rauch- und luftundurchlässigem Material hergestellt und weist eine kleinere Querschnitts­ fläche als die Tabaksäule auf, mit welcher es verwendet werden soll. Das an der Tabaksäule 17 anzuordnende Ende des Filterstabes 112 ist durchlässig für Rauch. Dies wird durch Queranordnung ei­ ner gasdurchlässigen Trennwand 118 an dem an die Tabaksäule angrenzenden Ende des Fil­ terstabes 112 erreicht. Die gasdurchlässige Trennwand ist mit wenig­ stens einer Öffnung 120 zur Herstellung einer Rauchströ­ mungsverbindung zwischen der Tabaksäule der Zigarette und dem Kanal 114 in dem Filterstab ausgebildet. Die erste Öffnung 120 ist koaxial mit dem hohlen Rohr 116 angeordnet, weist jedoch eine Querschnittsfläche auf, die kleiner als die Querschnittsfläche des die Kammer oder den Kanal 114 bildenden Rohres 116 ist. Der Zigarettenfilter 112 kann von einem luftdurchlässigen Mundstücksmaterial 122 umhüllt sein, welches beispiels­ weise aus einem porösen Material hergestellt oder an ausgewählten Positionen perforiert sein kann, um das Durchströmen von Luft in den Körper des Filterstabes 112 hinein zu ermöglichen.

Bei der Verwendung des in den Fig. 3 und 4 gezeigten Filters 110 gemäß der vorliegenden Erfindung tritt Tabakrauch von der Tabaksäule 17 durch die Öffnung 120 hindurch und strömt entlang der durch den Kanal 114 gebildeten Strömungsbahn und durch das offene Ende des Kanals 114 aus, welches an dem der Tabak­ säule 17 gegenüberliegenden Ende des Filterstabes 112 angeordnet ist. Gleichzeitig strömt Tabakrauch von der Tabaksäule 17 durch die durchlässige Trennwand 118 in den Filterstab 112 hinein. Umgebende Ventilations­ luft wird durch das durchlässige Mundstücksmaterial 122 in den Filterstab 112 eingesogen, in welchem sie sich mit dem Rauch vermischt und in einer von der Strömungs­ bahn des im Kanal 114 strömenden ungefilterten, nichtver­ dünnten Rauchs getrennten Strömungsbahn in Längsrich­ tung des Filterstabes 112 in dessen Hohlräumen bis zum Mundende des Filters 110 strömt. Der Rauch und die Luft, die miteinander vermischt, aus dem Filterstab 112 aus­ strömen und der aus dem Kanal 114 austretende, unge­ filterte, nichtverdünnte Tabakrauch vermischen sich außer­ halb des Mundendes des Filters 110, woraufhin der Tabak­ rauch vom Kanal durch den verdünnten, gefilterten Rauch vom Filterstab 112 unter Aufrechterhaltung des Geschmacks des Tabakrauchs verdünnt wird.

Die Öffnung 120 ist im Verhältnis zur Querschnittsfläche des Kanals 114 so bemessen, daß jeder gewünschte Druck­ abfall quer über diese Fläche von der Tabaksäule 17 zum Kanal 114 erzeugt wird. Die Öffnung kann vorteilhafter­ weise so bemessen sein, daß ein Druckabfall entsteht, der einen Kraftaufwand wie beim Ziehen an einer herkömmlichen Zigarette erzeugt. Wenn die Öffnung ent­ sprechend bemessen ist, so sammelt sich beim Rauchen der Zigarette Teilchenmaterial im Tabakrauch an der Wandung der Öffnung 120 an, wodurch deren Öffnungsweite allmählich verringert wird. Dadurch vergrößert sich allmählich der Kraftaufwand oder der Widerstand beim Ziehen an der Zigarette und somit die Menge der durch den Filterstab 112 gesaugten umgebenden Ventilations­ luft. Deshalb ist die Zufuhr von Teilchenmaterial pro Zug während des Rauchprozesses mehr konstant im Vergleich zu herkömmlichen Filter­ zigaretten.

Es ist daran zu erinnern, daß die verschiedenen vorteil­ haften Ergebnisse durch Anwendung verschiedener Filter­ stabmaterialien, Filtermundstücks-Umhüllungsmaterialien und durch Ändern der relativen Abmessungen der Öffnung und des hohlen Rohrs geändert werden können, um be­ sonderen Erfordernissen gerecht zu werden.

Claims (3)

1. Filter für eine Zigarette, mit einem durchlässigen, zylindrischen Filterstab aus Filtermaterial, einem hohlen Rohr mit einer undurchlässigen Seitenwandung, das sich vom tabakseitigen Ende zum mundseitigen Ende durch den Filterstab hindurcherstreckt und einer luftdurchlässigen Umhüllung, wobei der Filter einen vorher einstellbaren Druckabfall aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß am tabakseitigen Ende des Filterstabes (12, 112) eine Trennwand (18, 118) angeordnet ist, die im Bereich des Filtermaterials für Tabakrauch durchlässig ist und im Be­ reich des Rohres (16, 116) eine koaxial zum Rohr (16, 116) ausgerichtete Öffnung (20, 120) für den Rauch aufweist, die kleiner ist, als der Querschnitt des Rohres (16, 116), wobei die Durchlässigkeit der Trennwand (18, 118) und die Größe der Öffnung (20, 120) auf den gewünschten Druckab­ fall abgestimmt sind.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Trennwand (18) aus einem rauchundurch­ lässigen Material hergestellt ist und wenigstens eine für den Tabakrauch durchlässige Öffnung (24) aufweist.

3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Trennwand aus rauchdurchlässigem Mate­ rial hergestellt ist.