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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Mehrfachfiltern für Zigaretten
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Mehrfachfiltern für Zigaretten, und insbesondere von Dreifachfiltern in einem Arbeitsgang unter Anordnung der Komponenten in einer
Reihe.
In der Zigarettenindustrie hat sich die Notwendigkeit der Herstellung von Dreifachfiltern ergeben, um den Rauch in geeigneter Weise zu filtern und den Rauchstrom gegebenenfalls durch Zusätze, Abscheidungen und/oder Umwandlung seiner Bestandteile zu verändern. Die Verwendung von Holzkohle u. a. aktivierten, adsorbierenden Bestandteilen, insbesondere in granulierter, gebundener oder anderer Form, hat erheblich zugenommen und dadurch erheblich zu dem Bedarf an Dreifachfiltern beigetragen. Es besteht daher ein wachsendes Bedürfnis nach einer Vorrichtung, die in der Lage ist, die Komponenten eines Dreifachfilters in nur einem Arbeitsgang in einer kontinuierlichen Stange, insbesondere unter Verwendung des Prinzips der Anordnung in einer Reihe, herzustellen.
Der Industrie steht bereits eine Mehrfachfiltermaschine nach diesem Prinzip zur Verfugung, die als Molins D. A. P. T. C. bekannt ist und im wesentlichen der USA-Patentschrift Nr. 2, 957, 285 entnommen werden kann. Diese Maschine stellt jedoch Zweikomponentenfilter her. Die einzige Möglichkeit, diese Maschine zum Herstellen von Dreifachfiltern zu verwenden, liegt darin, dass zwei Maschinen kombiniert werden.
Es liegt demnach der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung und Verfahrensweise zum Herstellen von Mehrfachfiltern, insbesondere Dreifachfiltern, in einem Arbeitsgang als kontinuierliche Stange zu schaffen, wobei ein Filterabschnitt vorzugsweise gebundene, granulierte aktive Holzkohle enthalten kann.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen mehrteiliger Zigarettenmundstücke in Stangenform, wobei jede Stange mindestens drei verschiedene Komponenten enthält und in Mundstücke mit je mindestens drei Filterabschnitten unterteilbar ist, und das sich durch die Verfahrensschritte kennzeichnet, dass erste Komponenten einer Sorte einer ersten Förderstelle zugeführt und in Längsrichtung, mit Abstand in einer Reihe hintereinander zu einer Hüllstation gefördert werden ; dass zweite Komponenten einer andern Art einer Förderstelle zugeführt und in Längsrichtung, abwechselnd mit den ersten Komponenten in der gleichen Reihe zu der Hüllstation gefördert werden ;
dass dritte Komponenten einer weiteren Art einer dritten Förderstelle zugeführt und in Längsrichtung jeweils zwischen den ersten und zweiten Komponenten in der gleichen Reihe angeordnet zu der Hüllstation gefördert werden ; dass sämtliche Komponenten mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit zu der Hüllstation gefördert, die ersten und zweiten Komponenten jedoch ihrer Förderstelle nur halb so schnell zugeführt werden, während die dritten Komponenten der dritten Förderstelle mit dieser vorbestimmten Geschwindigkeit zugeführt werden ; dass sämtliche Komponenten in der Reihe lückenlos aneinandergeschoben und durch Einschliessen in eine kontinuierliche Umhüllung die Form einer kontinuierlichen Stange erhalten, und dass diese Stange schliesslich durch Schnitte, welche in vorbestimmten Abständen durch vorbestimmte Komponenten gehen, unterteilt wird.
Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung kennzeichnet sich nach der Erfindung dadurch, dass eine erste Zuführeinrichtung vorgesehen ist, die erste Komponenten einer Förderbahn hintereinander mit Abstand in einer Reihe zuführt sowie eine zweite Zuführstelle, welche
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zweite Komponenten ausgerichtet in die Zwischenräume. der ersten Komponenten auf die Förderbahn abgibt und eine dritte Zuführeinrichtung für dritte Komponenten, welche diese dritten Komponenten in die Zwischenräume zwischen den ersten und zweiten Komponenten abgibt ;
dass ein Antrieb vorgesehen ist, der die Förderbahn mit vorbestimmter Geschwindigkeit, die erste und zweite Zuführeinrichtung mit einer Geschwindigkeit, die der Abgabe der ersten und zweiten Komponenten mit der Hälfte der vorbestimmten Geschwindigkeit entspricht und die dritte Zuführeinrichtung mit einer Geschwindigkeit, die der Abgabe der dritten Komponenten mit der vollen vorbestimmten Geschwindigkeit entspricht, antreibt ; dass Anschlagmittel zum Aneinanderschieben der Komponenten auf der Förderbahn vorgesehen sind sowie eine die zusammengeschobenen Komponenten mit einem kontinuierlichen Band versehene Umhüllungsstation und eine Schneideinrichtung, welche die entstandene Stangenform in vorbestimmten Abständen und in vorbestimmten Komponenten in vorbestimmte Stangenabschnitte unterteilt.
Die Erfindung kann allgemein als Weiterentwicklung der Molins D. A. P. T. C. Maschine angesprochen werden. Es ist unter anderem ein dritter Abgabetrichter für Filterabschnitte mit einer diesem zugeordneten dritten Zuführstelle bzw.-einrichtung vorgesehen, und um die Einführung dieser dritten Komponenten zu ermöglichen, sind Arbeitsweise und Geschwindigkeit der einzelnen Zuführstellen in besonderer Weise aufeinander abgestimmt und zeitlich gesteuert, um einen freien Zustrom der einzelnen Filterabschnitte auf ein mit Saugwirkung arbeitendes Förderband zu ermöglichen, das die Abschnitte zu einer Umhüllungsstation bringt. Hiefür ist es besonders vorteilhaft, die zweite der drei Zuführstellen mit einer Nockensteuerung auszubilden.
Einzelne Finger dieser Zuführstelle bewegen die Filterabschnitte auf die Saugbahn und werden im geeigneten Zeitpunkt zurückgezogen, um nicht mit Filterabschnitten von der ersten Zuführstelle zu kollidieren, die bereits auf der Bahn abgelegt wurden.
An der ersten Zuführstelle wird jedoch die Saugwirkung zweckmässig verzögert zur Anwendung gebracht, beispielsweise durch eine in diesem Bereich vorgesehene Platte, um zu verhindern, dass der Sog durch die Förderbahn die gewünschte Ausrichtung sowie den gegenseitigen Abstand der hier abgelegten Filterteile beeinträchtigt.
Ein in mancher Hinsicht bevorzugtes AUsführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher beschrieben, u. zw. zeigt : Fig. l eine Vorrichtung zum Herstellen von Mehrfachfiltern nach der Erfindung in Seitenansicht ; Fig. 2 in Draufsicht und vergrössert einen Teil der Vorrichtung nach Fig. l, welcher die drei Zuführstellen zeigt sowie die wechselweise Anordnung der einzelnen Komponenten nach dem Prinzip einer einzigen Reihe, die es ermöglicht, durch die Hüllen eine Stangenform zu erhalten, die dann unterteilt wird ; Fig. 3 schematisch die Vorbereitung und Anordnung der einzelnen Komponenten ;
Fig. 4 teilweise im Schnitt eine Ansicht eines Abschnitts vorbestimmter Länge von einer Mehrfachfilterstange nach der Erfindung, die zwei Zigarettenlängen zugeordnet ist, wobei das Durchschneiden dieses Filterabschnitts doppelter Länge zwei Filterzigaretten ergibt ; Fig. 5 vergrössert einen Teilschnitt durch die zweite Zuführeinrichtung mit den zurückziehbaren Fingern, und Fig. 6 vergrössert eine Draufsicht auf diese zweite Zuführeinrichtung.
Gemäss der Zeichnungen dient die in Fig. 1 insgesamt mit --10-- bezeichnete Maschine zum Herstellen von Mehrfachssltem nach der Erfindung zum Herstellen einer Mehrfachfilterstange-12-- von kontinuierlicher Länge aus einem Material A, aus einem granulierten Adsorptionsmaterial und einem Material B, und diese Stange wird dann in vorbestimmten Abständen durchschnitten. Die einzelnen Abschnitte-14-können dann bequem in Vorrichtungen zum Anbringen der Mundstücke an Zigaretten weiterverwendet werden, beispielsweise in Maschinen, die zwei Zigarettenlängen--16-- (Fig. 4) mit einer dazwischenliegenden doppelten Länge-18-eines MehrfachRlters verbinden.
In dieser Hinsicht ist als bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ein Dreifachfilter vorgesehen, das dem Tabak benachbart eine Papierkomponente-20--, am Mundende des Filters eine Komponente - aus Celluloseacetat und dazwischen eine Komponente --50-- aus gebundener Holzkohle aufweist.
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Mehrfachfilterstange,Holzkohle--30--, die alle eine bestimmte Länge haben und zweckmässig durch Abgabetrichter - -32, 34 und 36-zugeführt werden, herstellen. Diese Abgabetrichter gehören zu entsprechenden Zuführstellen--38, 40 und 42--, wie nachstehend näher beschrieben ist.
Vorab sei nur gesagt, dass Abschnitte--44--von der Papierstange als erstes auf eine mit Saugwirkung arbeitende Förderbahn - mit Abstand hintereinander abgelegt und durch den Sog gehalten werden. Anschliessend werden Abschnitte --48-- von Celluloseacetat in die Zwischenräume zwischen den Papierabschnitten
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--44-- an der Zuführstelle --40-- auf die Förderbahn abgelegt. Abschnitte --50-- aus Holzkohle werden dann jeweils zwischen zwei mit Abstand voneinander liegende Abschnitte-44 und 48-an der Zuführstelle --42-- abgelegt.
Eine in zeitlicher Abstimmung auf die Geschwindigkeit der Förderbahn --46-- umlaufende Schraubentrommel --52-- dient dazu, die noch bestehenden Lücken zwischen den Filterabschnitten zu schliessen. Diese sind dann in einer einzigen Reihe aneinander anschliessend angeordnet und werden so auf eine zugeführte Papierbahn --54-- gebracht. Die Papierbahn wird dann durch eine Faltvorrichtung-56-um die Filterabschnitte herumgelegt und durch eine Auftragvorrichtung - mit einem Streifen von Klebstoff an der Innenseite des oberen Seitenrandes versehen. Danach wird das Papier vollständig gefaltet und die Naht so ausgeführt, dass die sich überlappenden Kanten der um die Filterabschnitte herumgelegten Papierbahn miteinander verklebt werden.
Die solchermassen umwickelte Filterstange-12-wird dann durch eine Heizstation --460-- zum Verfestigen und Trocknen des Klebstoffes geführt. Falls ein thermoplastisches Material für die Umhüllung verwendet wird, kann eine Heizvorrichtung an Stelle der Klebvorrichtung--58--treten, um die Seitenränder miteinander zu verbinden, so dass dann die weitere Heizeinrichtung --60-- entfällt. Danach wird die Stange--12--in einer Schneideinrichtung --62-- in einzelne Längen --14-- unterteilt, die von nun an beschleunigt, getrennt und in der üblichen Weise seitlich weitergeleitet werden.
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Vorrichtungen weiterverarbeitet, die geeignet sind, zusammengesetzte Mundstücke an Zigaretten zu befestigen.
Jede der Zuführstellen-38, 40 und 42-ist mit einer Zuführeinrichtung versehen, zu der eine Trommel --64-- mit gekehltem Umfang gehört, die am unteren Ende des zugehörigen Abgabetrichters angeordnet ist, um die einzelnen Filterabschnitte in ihren Kehlen aufzunehmen. In Umfangsnuten --66-- der Trommel --64-- greifen rotierende, scheibenförmige Messer-68- ein und zerschneiden das stangenförmige Filtermaterial in kleinere Abschnitte. Ein mit Vorsprüngen oder Stösseln versehenes endloses Förderband --70-- ist unterhalb der Trommel --64-- so angeordnet, dass beim Drehen der Trommel ein Stössel in eine Kehle eingreift, so dass die abgetrennten Abschnitte im wesentlichen in einer kontinuierlichen Reihe entfernt werden.
Dem unteren Ende des Förderbandes-70-ist eine Führung-72-so zugeordnet, dass die einzelnen Filterabschnitte angehoben und an dieser Stelle einer drehbaren Förderscheibe, die gleichfalls mit Stösseln versehen ist, abgegeben werden, welche die Abschnitte auf einem bogenförmigen Weg der Förderbahn-46- zuführt. Mit Ausnahme der Förderscheibe--76--an der zweiten Zuführstelle --40-- können alle Zuführstellen --38,4- und 42-- übereinstimmend und in derjenigen Weise ausgebildet sein, wie sie in der USA-Patentschrift Nr. 2, 957, 285 offenbart ist. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Förderscheibe --74-- an der ersten Zuführstelle --38-- eine Umfangsgeschwindigkeit hat, die nur der halben Geschwindigkeit der Förderbahn --46-- entspricht.
Das gleiche gilt für die Geschwindigkeit, mit der die Förderscheibe --76-- die Abschnitte auf die Bahn --46-- abgibt. Dagegen bewegt sich die Förderscheibe-74-an der dritten Förderstelle-42-mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Förderbahn--46--.
Die mit Saugwirkung arbeitende Förderbahn --46-- weist ein perforiertes Förderband --78-- auf und kann von der Art sein, wie sie in der Molins D. A. P. T. C. Maschine verwendet und in der erwähnten USA-Patentschrift offenbart ist.
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nicht richtig in Reihe zu liegen, oder dass sie sogar verfrüht auf die Förderbahn--46--gesaugt werden, ohne den gewünschten gegenseitigen Abstand einzuhalten. Um solchen, den gesamten Prozess gefährdenden Vorgängen vorzubeugen und eine korrekte Anordnung der Papierkomponenten --64-- auf der Förderbahn zu gewährleisten, ist eine Einrichtung in Form einer Platte--80--am Eingangsende der Förderbahn --46-- bzw. an der Abgabestelle der Förderplatte --74-- vorgesehen.
Die Platte --80-- hat die Aufgabe, den Sog von den Filterabschnitten --44-- so lange fernzuhalten, bis sie ordnungsgemäss auf der Bahn --46-- abgelegt und ausgerichtet sind.
Einzelheiten der Förderscheibe-76--sind nachstehend an Hand der Fig. 5 und 6 beschrieben.
Da die Umlaufgeschwindigkeit dieser Scheibe etwa der halben Geschwindigkeit der Förderbahn
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vermeiden, ist die Förderscheibe-76-mit einer gleichen Anzahl zurückziehbarer Stössel --84-versehen. In der ausgefahrenen Stellung sind die Stössel in der Lage, die Filterabschnitte --48-- aus Celluloseacetat auf die Förderbahn-46-zu leiten.
In zurückgezogener Stellung befinden sie sich jedoch nicht mehr im Wege der Förderbahn-46-und der Filterabschnitte --44-- darauf. Das Zurückziehen erfolgt an einer Stelle, wo die Stössel nicht mehr mit den Filterabschnitten --44-- in Berührung kommen können.
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einem aufwärtsgerichteten Zapfen --88-- versehen, dessen oberes Ende eine Nockenfläche bzw.
Nockenrolle --90-- trägt. Ein gespanntes Band nach Art eines O-Ringes ist jeweils in eine Aussparung --94-- einer Stösselfläche eingelegt und drückt die Nockenrolle-90-des betreffenden Stössels gegen den Nocken-86--.
Für die hin-und hergehende Bewegung der Stössel ist eine Führung vorgesehen. Hiefür ist jeder Stössel mit einer Verbreiterung --96-- versehen, die sich in einem Schlitz --98-- einer Ringscheibe - hin-und herbewegen kann. Diese Ringscheibe --100-- ruht auf einer Manschette - -102--, die auf die Antriebswelle --104-- der Förderscheibe --76-- aufgekeilt ist.
Der Antrieb wird von der Manschette--102-auf die Ringscheibe --100-- über ein zwischengeschaltetes, durch eine Feder-105-gehaltenes Kugellager-106-übertragen, das als Rutschkupplung dient, indem die Antriebsübertragung zwischen diesen Teilen bei Überschreiten eines vorbestimmten Drehmoments unterbrochen wird, falls die Stössel bei ihrem Umlauf infolge eines Verklemmens von Filterabschnitten behindert werden. Auf diese Weise wird eine Beschädigung der Stössel --84-vermieden.
Zum Festklemmen des Nockens --86-- ist eine Konsole --108-- mit einem Ende am
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werden kann, so dass der Nocken ortsfest, jedoch auf Wunsch einstellbar ist.
Jede der Zuführeinrichtungen--38, 40 und 42--ist also in der Lage, der Förderbahn--46-- Abschnitte von Filtermaterial in vorbestimmten Raten zuzuführen, um daraus die kontinuierliche Filterstange-12-zu bilden. Für den Fachmann ergibt sich somit, dass die Stange ein Material A, einen Holzkohlenanteil und ein Material B enthalten kann, wobei nach dem speziellen Ausführungsbeispiel Papier und Celluloseacetat an einem beliebigen Ende oder an beiden Enden des fertigen Zigarettenfilters vorhanden sein kann. Es kann nach der Erfindung auch ein Filter mit dem Aufbau Material A, gebundene, granulierte Holzkohle und Material A erstellt werden. Auch können andere granulierte Adsorptionsmaterialien verwendet werden, wie Tonerde, Kieselgel u. dgl.
Weiter kann der mittlere Filterabschnitt aus einem Material C, das nicht granuliertes Adsorptionsmaterial ist und das mit dem Material A oder B übereinstimmen kann, bestehen.
Die Erfindung hat sich für Dreifachfilter bewährt mit einer Länge von 20 mm, wobei die Längen der Komponenten 6,8 und 6 mm betrugen. Auch wurden Filter von 25 mm Länge hergestellt mit anteiligen Längen von 8,11 und 6 mm. Selbstverständlich lässt sich die Gesamtlänge ebenso wie die der einzelnen Komponenten in weitem Rahmen variieren.
Von Bedeutung ist die Anpassung bestehender Maschinen und damit die Herabsetzung von Entwicklungszeit zum Einführen einer Vorrichtung, die in der Lage ist, Dreifachfilter in einem Arbeitsgang mit Fertigung in einer kontinuierlichen Reihe herzustellen.
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