-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zigarettenfilter-Herstellungsmaschine und auf ein Verfahren.
-
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Maschine und auf ein Verfahren zum Herstellen eines Filters, umfassend einen verlängerten (länglichen) inneren Abschnitt, welcher ein erstes Filtermaterial umfasst; eine Umfangslage bzw. -schicht, welche wenigstens teilweise den inneren Abschnitt umgibt und ein zweites Filtermaterial umfasst; eine zwischenliegende Lage, welche zwischen dem inneren Abschnitt und der Umfangslage angeordnet ist und ein Umhüllungsmaterial umfasst; und eine äußere Lage, welche die Umfangslage umgibt und das Umhüllungsmaterial umfasst.
-
Die obige bekannte Struktur wird normalerweise für ein Herstellen von Filtern mit Abschnitten bzw. Bereichen von unterschiedlichen Aromen oder Abschnitten mit unterschiedlichen Luftstrom- oder ästhetischen Merkmalen, z. B. unterschiedlichen Querschnitten oder Farben eingesetzt.
-
Die Maschinen und Verfahren, welche bisher verwendet wurden, um Filter des obigen Typs herzustellen, führen zwei Streifen von Umhüllungsmaterial von jeweiligen Rollen bzw. Spulen zu, um die zwischenliegende und äußere Lage zu bilden.
-
Maschinen dieser Art weisen beträchtliche Nachteile auf, um lediglich einige zu nennen: sie sind extrem kompliziert; sie müssen oft heruntergefahren werden, um die Spulen, nicht immer zur selben Zeit, zu wechseln; und die Streifen, welche relativ dünn sind, sind einem oftmaligen Reißen unterworfen und erfordern eine beträchtliche Wartung.
-
Es ist ein Ziel bzw. Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Maschine und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welche ausgebildet sind, um wenigstens teilweise die obigen Nachteile zu eliminieren, während sie zur selben Zeit billig und leicht zu implementieren sind.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden eine Zigarettenfilter-Herstellungsmaschine und ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wie sie in den beiliegenden unabhängigen Ansprüchen, und vorzugsweise in einem der Ansprüche beansprucht sind, welche direkt oder indirekt von den unabhängigen Ansprüchen abhängen.
-
Eine Anzahl von nicht-beschränkenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:
-
1 eine schematische Seitenansicht einer Maschine in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
2 bis 5 Betriebs- bzw. Betätigungsdiagramme von unterschiedlichen Ausführungsformen der Maschine von 1 zeigen;
-
6 in einer perspektivischen Darstellung eine Ansicht einer Zigarette zeigt, welche ein Filter umfasst, welcher unter Verwendung der Maschine von 1 hergestellt ist,
-
7 eine vergrößerte Endansicht des Filters von 6 zeigt;
-
8 eine Seitenansicht von Details einer Ausführungsform der Maschine von 1 zeigt.
-
Nummer bzw. Bezugszeichen 1 in 1 bezeichnet insgesamt eine Maschine für ein Herstellen von Filtern 2 für Zigaretten 3 (6 und 7).
-
Jeder Filter 2 umfasst einen im Wesentlichen zylindrischen (länglichen) inneren Abschnitt 4, welcher ein entsprechendes Filtermaterial umfasst (insbesondere daraus hergestellt ist); und eine im Wesentlichen rohrförmige Umfangslage bzw. -schicht bzw. periphere Schicht bzw. Lage 5, welche den inneren Abschnitt 4 umgibt und ein entsprechendes Filtermaterial umfasst (insbesondere daraus hergestellt ist).
-
Die Filtermaterialien des inneren Abschnitts 4 und der Umfangslage 5 können dieselben oder unterschiedlich sein. In vorteilhafter Weise sind die zwei Filtermaterialien unterschiedlich. In einigen Ausführungsformen können sich die zwei Filtermaterialien in einer Durchlässigkeit gegenüber Luft unterscheiden. Zusätzlich oder alternativ können die zwei Filtermaterialien unterschiedlich aromatisiert sein bzw. werden. Zusätzlich oder alternativ weisen die zwei Filtermaterialien unterschiedliche Farben auf. Zusätzlich oder alternativ unterscheiden sich der innere Abschnitt 4 und die Umfangslage 5 in einer Form bzw. Gestalt, z. B. kann der innere Abschnitt 4 einen kreisförmigen oder polygonalen Querschnitt aufweisen.
-
Jeder Filter umfasst auch eine im Wesentlichen rohrförmige zwischenliegende Lage bzw. Schicht 6, welche zwischen dem inneren Abschnitt 4 und der Umfangslage 5 angeordnet ist und ein Umhüllungsmaterial umfasst (insbesondere daraus hergestellt ist); und eine im Wesentlichen rohrförmige äußere Lage bzw. Schicht 7, welche die Umfangslage 5 umgibt und das Umhüllungsmaterial umfasst (insbesondere daraus hergestellt ist). Die zwischenliegende Lage 6 und die äußere Lage 7 umfassen typischerweise jeweils ein Blatt eines Umhüllungs- bzw. Ummantelungsmaterials (insbesondere Papier), welches in eine im Wesentlichen rohrförmige Form bzw. Gestalt gewickelt ist.
-
Die Maschine 1 umfasst eine Zufuhranordnung 8 (welche teilweise in 1 gezeigt ist) für ein Zuführen eines Stroms 9 von Filtermaterial (insbesondere des Filtermaterials des inneren Abschnitts 4) zu einer Form- bzw. Ausbildungsvorrichtung 10, welche einen Streifen bzw. ein Band 11 des Umhüllungsmaterials (welches die zwischenliegende Lage 6 definiert) um den Strom 9 des Filtermaterials von der Zufuhranordnung 8 wickelt, um eine innere Stange bzw. einen inneren Stab bzw. eine Raupe 12 zu bilden.
-
In einigen Ausführungsformen sind die Zufuhranordnung
8 und die Formvorrichtung
10 dieselben wie diejenigen, welche im Patent
US451120 beschrieben sind.
-
Die Maschine 1 umfasst auch eine Zufuhranordnung 13 (welche teilweise in 1 gezeigt ist) für ein Zuführen eines Stroms 14 von Filtermaterial (insbesondere des Filtermaterials der Umfangslage 5) zu einer Formvorrichtung 15, welche das Filtermaterial um die innere Stange 12 anordnet bzw. ablagert, um eine zwischenliegende Stange bzw. Stab bzw. Raupe 12' zu bilden, und wickelt einen Streifen bzw. ein Band 16 des Umhüllungsmaterials (welches die äußere Lage 7 definiert) um die zwischenliegende Stange 12', um eine Filterstange bzw. einen Filterstab 17 zu bilden.
-
Die Maschine 1 umfasst auch eine Förderanordnung 18 für ein Zuführen eines Ursprungs- bzw. Vorratsstreifens bzw. -band 19 in Längsrichtung entlang eines Pfads bzw. Wegs P1 zu einer Schneidstation 20, wo eine Schneidvorrichtung 21 den Streifen 19 in Längsrichtung in die Streifen 11 und 16 schneidet.
-
Ein Zufuhrsystem 22 umfasst eine Zufuhranordnung 23 für ein Richten bzw. Leiten des Streifens 11 entlang eines Pfads P2 von der Schneidstation 20 zu einer Formstation 24, wo die Formvorrichtung 10 angeordnet ist; und eine Zufuhranordnung 25 für ein Leiten des Streifens 16 entlang eines Pfads P3 von der Schneidstation 20 zu einer Formstation 26, wo die Formvorrichtung 15 angeordnet ist.
-
Die Pfade P2 und P3 unterscheiden sich wenigstens teilweise. Präziser weisen in der gezeigten Ausführungsform die Pfade P2 und P3 einen gemeinsamen Ausgangsabschnitt auf, welchem durch unterschiedliche Abschnitte gefolgt wird.
-
Das Design der Maschine 1 weist viele Vorteile gegenüber dem bekannten Stand der Technik auf. Beispielsweise ist die Maschine 1 relativ einfach und kostengünstig durch ein Eliminieren des Erfordernisses von zwei Haspel- bzw. Spulen-Abwickelvorrichtungen und zwei getrennten Förderanordnungen 18. Auch wird eine Ausgabe beträchtlich erhöht, indem nur eine verbrauchte Vorratsspule sowohl für den Streifen 11 als auch den Streifen 16 zu ersetzen ist. Das Risiko einer Beschädigung an den Streifen wird auch durch einen Teil des Prozesses reduziert, welcher an dem Streifen 19 durchgeführt wird, welcher, da er breiter ist, stärker bzw. fester als die Streifen 11 und 16 ist.
-
Die Förderanordnung 18 umfasst eine Anzahl von (im Wesentlichen zylindrischen) Rollen bzw. Walzen 27, welche um jeweilige Achsen 27a rotieren, welche im Wesentlichen parallel zueinander (und parallel zu einer Richtung normal auf die Ebene von 1) sind. Die Achsen 27a sind normalerweise im Wesentlichen horizontal. Eine der Walzen 27 ist eine Zentrierwalze 27' für ein Halten des Streifens 19 in der korrekten Position.
-
Die Förderanordnung 18 umfasst auch eine Betätigungsvorrichtung 28 für ein Ausüben einer Kraft auf den Vorratsstreifen 19, um den Streifen 19 entlang des Pfads P1 zu der Schneidstation 20 zuzuführen. Die Betätigungsvorrichtung 28 umfasst ein Betätigungsglied bzw. einen Antrieb 29 (insbesondere einen Mechanismus für eine Verbindung mit einem Motor); und eine Betätigungswalze 27'', welche durch das Betätigungsglied 29 gedreht wird und ausgebildet ist, um den Streifen 19 zu kontaktieren. Die Walze 27'' arbeitet mit einer von (leerlaufenden) Walzen 27 zusammen.
-
Das Vorhandensein der Betätigungsvorrichtung 28 stromaufwärts von der Schneidstation 20 reduziert das Erfordernis, eine Kraft auf die schmäleren Streifen 11 und 16 auszuüben, wodurch das Risiko eines Reißens der empfindlicheren Streifen 11 und 16 reduziert wird. Dies weist einen positiven Effekt neben anderen Dingen auf die Ausgabe bzw. Leistung (weniger Maschinenunterbrechungen) auf, und auch auf die Qualität des Endprodukts (geringere Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung an der zwischenliegenden Lage 6 und/oder äußeren Lage 7).
-
Die Förderanordnung 18 umfasst auch eine Kompensiervorrichtung 30 für ein Kompensieren von geringen Änderungen in der Spannung des Streifens 19; und einen Detektor 31 für ein Detektieren von Stößen im Streifen 19 (Verbindungen zwischen dem hinteren Ende des Streifens und dem vorderen Ende eines neuen Streifens, wenn die Vorratsspule gewechselt wird), um die Abschnitte des Stabs 17 zu verwerfen, welche die Stöße bzw. Verbindungen enthalten.
-
Die Schneidvorrichtung 21 umfasst zwei im Wesentlichen kreisförmige, gegenläufig rotierende Schneiden. Die Schneiden sind in vorteilhafterweise außermittig relativ zu dem Streifen 19, um den Streifen 19 in die Streifen 11 und 16 mit unterschiedlicher Breite zu schneiden. Präziser wird in einer tatsächlichen Verwendung der Streifen 19 derart geschnitten, dass der Streifen 11 schmäler als der Streifen 16 ist.
-
In vorteilhafter Weise weist das Zufuhrsystem 22 keine Betätigungsvorrichtungen für ein Ausüben einer Kraft auf den Streifen 11 und/oder 16 und ein Zuführen derselben entlang des Pfads P2 und/oder P3 auf. Der (Die) Streifen 11 und/oder 16 wird bzw. werden daher einer relativ geringen Beanspruchung unterworfen, wodurch stark noch weiter das Risiko einer Beschädigung an dem (den) Streifen 11 und/oder 16 reduziert wird.
-
Das Zufuhrsystem 22 umfasst eine Anzahl von (im Wesentlichen zylindrischen) Rollen bzw. Walzen 32 mit Rotationsachsen 33 parallel zueinander (und im Wesentlichen parallel zu einer Richtung normal auf die Ebene der 1); und eine Trennvorrichtung 34, wo sich die Pfade P2 und P3 teilen. Die Achsen 33 sind üblicherweise parallel zu den Achsen 27a (und im Wesentlichen horizontal).
-
Insbesondere umfasst die Vorrichtung 34 eine oder mehrere Rolle(n) bzw. Walze(n) (mit (einer) Rotationsachse(n) parallel zu den Achsen 33).
-
Die Zufuhranordnung 23 umfasst auch eine Rolle 35, welche stromabwärts (in einem gegebenen Abstand, z. B. etwa 2 Meter) von der Vorrichtung 34 angeordnet ist; und eine Rolle 36, welche direkt stromabwärts von der Rolle 35 entlang des Pfads P2 angeordnet ist. Keine Rollen bzw. Walzen sind zwischen der Vorrichtung 34 und der Rolle 35 und zwischen der Rolle 35 und der Rolle 36 zwischengeschaltet.
-
Die Zufuhranordnung 25 umfasst auch eine Rolle 37, welche stromabwärts von der Vorrichtung 34 entlang des Pfads P3 angeordnet ist. Keine Rollen sind zwischen der Vorrichtung 34 und der Rolle 37 zwischengeschaltet.
-
Das Zufuhrsystem 22 umfasst auch ein Ableit- bzw. Abzweigsystem für ein Ableiten des Streifens 11 und des Streifens 16 quer relativ zueinander, so dass an der Form- bzw. Ausbildungsstation 26 die zwischenliegende Stange 12' im Wesentlichen zu einer der zwei Hauptoberflächen 38 des Streifens 16 gerichtet ist, insbesondere relativ dazu zentriert ist. Mit anderen Worten ist das Ableitsystem ausgebildet, um den Streifen 11 und den Streifen 16 relativ zueinander derart abzuleiten, dass an der Ausbildungsstation 26 die zwischenliegende Stange 12' im Wesentlichen gleichmäßig von den lateralen Rändern bzw. Kanten 38' des Streifens 16 beabstandet ist.
-
Das Ableitsystem weist verschiedene Ausführungsformen auf.
-
In einer ersten Ausführungsform umfasst das Ablenk- bzw. Ableitsystem eine Rolle der Vorrichtung 34 und die Rolle 35 (mit Achsen parallel zur Achse 33). In diesem Fall wird der Streifen 11 quer zwischen der Rolle der Vorrichtung 34 und der Rolle 35 abgeleitet bzw. abgelenkt. Dies wird durch die zwei Rollen bzw. Walzen möglich gemacht, welche versetzt und in einem ausreichenden Abstand voneinander angeordnet sind. Die Weise, in welcher die Streifen 11 und 16 gehandhabt werden, und ihre relativen Positionen sind schematisch in 2 gezeigt.
-
In einer zweiten Ausführungsform umfasst das Ableitsystem die Rolle 35 und die Rolle 36. In diesem Fall wird der Streifen 11 quer zwischen der Rolle 35 und der Rolle 36 abgeleitet. Dies wird durch die zwei Rollen möglich gemacht, welche versetzt sind, und durch die Achse der Rolle 35, welche relativ zu der Richtung der Achsen 33 geneigt ist, um den Streifen 11 über einen relativ kurzen Abstand abzuleiten bzw. abzulenken. Die Art und Weise, in welcher die Streifen 11 und 16 gehandhabt werden, und ihre relativen Positionen sind schematisch in 3 gezeigt.
-
In einer dritten Ausführungsform (8) umfasst die Vorrichtung 34 zwei nebeneinanderliegende Rollen 39 und 40. Die Rolle 39 weist eine Achse 41 auf, welche relativ zu der Richtung der Achsen 33 geneigt ist. Das Ableitsystem umfasst die Rolle 35, die Rolle 36, die Rolle 37 und die Rolle 39. In diesem Fall wird der Streifen 11 quer zwischen der Rolle 35 und der Rolle 36 abgeleitet und der Streifen 16 wird zwischen der Rolle 39 und der Rolle 37 abgeleitet. Dies wird einerseits durch die Rollen 35 und 36 und andererseits durch die Rollen 37 und 39 möglich gemacht, welche versetzt sind, und da die jeweiligen Achsen der Rollen 35 und 39 relativ zu den Achsen 33 geneigt sind, um die Streifen 11 und 16 über einen relativ kurzen Abstand abzuleiten. Die Art und Weise, in welcher die Streifen 11 und 16 gehandhabt werden, und ihre relativen Positionen sind schematisch in 4 gezeigt.
-
5 zeigt eine Abwandlung im Wesentlichen identisch zu der Ausführungsform gemäß 4 mit der Ausnahme, dass die Streifen 11 und 16 in Querrichtung über denselben Abstand bzw. Weg bewegt werden.
-
In nicht gezeigten Ausführungsformen umfasst das Ableitsystem (zusätzlich zu oder anstelle von einer oder mehreren geneigten Rolle(n)) eine geneigte (im Wesentlichen flache) Gleitoberfläche. Zusätzlich oder alternativ werden anstelle von einer oder mehreren geneigten, im Wesentlichen zylindrischen Rolle(n) mit konstantem Querschnitt eine oder mehrere kegelstumpfförmige Rolle(n) (mit Achsen parallel zu den Achsen 33) vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt.
-
Die Pfade P2 und P3 weisen in vorteilhafterweise dieselbe Länge auf, so dass die Stöße (welche durchgeführt werden, wenn die Vorratsspule gewechselt wird) an den Streifen 11 und 16 einander entsprechen und nur ein Abschnitt der Filterstange 17 eliminiert werden muss. In diesem Fall enthält tatsächlich der eliminierte Abschnitt sowohl den Stoß am Streifen 11 als auch den Stoß am Streifen 16.
-
Insbesondere unter Bezugnahme auf 1 umfasst die Maschine 1 auch eine Prägevorrichtung 42 entlang des Pfads P2 für ein Prägen des Streifens 11.
-
Die Maschine 1 umfasst auch zwei Vorrichtungen 43, welche an den Eintritten zu jeweiligen Ausbildungsstationen 24 und 26 angeordnet sind, um Dampf auf das Filtermaterial zu richten, um eine Passivierung des in dem Filtermaterial enthaltenen Triacetins zu beschleunigen.
-
Zwei Einheiten 44 und 45 sind auch entlang von den Pfaden P2 und P3 angeordnet, um einen Klebstoff auf die Ränder bzw. Kanten jeweils des Streifens 11 und des Streifens 16 aufzubringen.
-
Der Klebstoff ist typischerweise Vinyl (z. B. PVA) für eine Verwendung mit Nahrungsmitteln. Zwei Heizvorrichtungen 46 und 47 sind daher vorgesehen, um den Klebstoff zu härten und die gerollte Form bzw. Gestalt der jeweiligen Streifen 11 und 16 beizubehalten (wie dies klar in 7 gezeigt ist). Die Heizvorrichtungen 46 und 47 sind jeweils an den Formvorrichtungen 10 und 15 (oder direkt stromabwärts davon) angeordnet.
-
In nicht gezeigten Ausführungsformen wird die Maschine 1 weiter vereinfacht, indem sie keine Klebeeinheit 44 und keine Heizvorrichtung 46 aufweist. Tatsächlich ist der Strom 14 des Filtermaterials (falls korrekt zugeführt) ausreichend, um den Streifen 11 in der korrekten gerollten Position zu halten, wodurch ermöglicht wird, dass die Einheit 44 eliminiert wird.
-
In einigen Ausführungsformen bringt die Einheit 45 einen Heißschmelzkleber auf den Streifen 16 auf. In diesem Fall ist bzw. wird die Heizvorrichtung 47 eliminiert und kann durch eine Kühlvorrichtung ersetzt werden.
-
Die Maschine 1 umfasst auch eine bekannte Schneidvorrichtung (nicht gezeigt) für ein Schneiden der Filterstange 17 in Abschnitte, welche nachfolgend beispielsweise mit Tabak enthaltenden Abschnitten, um Zigaretten 3 zu bilden (6), oder mit anderen Filterabschnitten in einer bekannten, nicht gezeigten Weise verbunden werden.
-
In einer tatsächlichen Verwendung wird der Vorratsstreifen 19 durch die Betätigungsvorrichtung 28 entlang des Pfads P1 zu der Schneidstation 20 zugeführt, wo der Streifen 19 in Längsrichtung in die Streifen 11 und 16 geschnitten wird.
-
Der Streifen 11 wird entlang des Pfads P2 von der Schneidstation 20 zu der Form- bzw. Ausbildungsstation 24 zugeführt. Der Streifen 16 wird entlang des Pfads P3 von der Schneidstation 20 zu der Ausbildungsstation 26 zugeführt. Die Streifen 11, 16 und 19 werden durch die Betätigungsvorrichtung 28 bewegt, welche eine Kraft auf den Streifen 19 stromaufwärts von der Schneidstation 20 ausübt.
-
Die Streifen 11 und 16 werden in Querrichtung relativ zueinander (durch das Ableitsystem) abgeleitet bzw. abgelenkt, wie sie sich entlang der jeweiligen Pfade P2 und P3 bewegen, um miteinander ausgerichtet zu werden. Insbesondere werden die Streifen 11 und 16 in Querrichtung relativ zueinander durch ein Verdrehen bzw. Verdrillen wenigstens eines der Streifen 11, 16 (z. B. mittels Rollen 35 und/oder 39 mit geneigter Achse) abgeleitet.
-
Der Streifen 11 wird (entlang seiner lateralen Kante) geklebt, wie er sich entlang des Pfads P2 bewegt.
-
Der Streifen 16 wird (entlang einer seiner lateralen Kanten bzw. Ränder 38') geklebt, wie er sich entlang des Pfads P3 bewegt.
-
An der Ausbildungsstation 24 wird, da der Strom 9 des Filtermaterials und der Streifen 11 in derselben Richtung (und mit im Wesentlichen derselben Geschwindigkeit) zugeführt werden, der Streifen 11 um den Strom 9 gewickelt, um die innere Stange 12 zu bilden. Insbesondere wird der Streifen 11 um den Strom 9 gewickelt, so dass zwei laterale Abschnitte davon mit dem Kleber dazwischen überlappen.
-
Die resultierende Stange 12 wird durch die Heizvorrichtung 46 erwärmt bzw. erhitzt, um den Kleber zu härten und (so) die Form bzw. Gestalt der Stange 12 zu stabilisieren.
-
Die Stange 12 wird dann zu der Ausbildungsstation 26 zugeführt, wo, da der Strom 14 des Filtermaterials und die Stange 12 in derselben Richtung (und bei im Wesentlichen derselben Geschwindigkeit) zugeführt werden, der Strom 14 um die Stange 12 abgelagert bzw. angeordnet wird, um die zwischenliegende Stange 12' auszubilden.
-
An der Ausbildungsstation 26 wird, da der Strom 14 des Filtermaterials, die Stange 12 (insbesondere die Stange 12') und der Streifen 16 in derselben Richtung (und bei im Wesentlichen derselben Geschwindigkeit) zugeführt werden, der Streifen 16 um den Strom 14 des Filtermaterials und die Stange 12 (insbesondere die Stange 12') gewickelt, um die Filterstange 17 zu bilden. Insbesondere wird der Streifen 16 um die Stange 12' gewickelt, so dass zwei laterale Abschnitte davon mit dem Kleber dazwischen überlappen.
-
Die resultierende Stange 17 wird durch die Heizvorrichtung 47 erhitzt bzw. erwärmt, um den Kleber zu härten und (so) die Form bzw. Gestalt der Stange 17 zu stabilisieren.
-
Die Stange 17 wird dann in Querrichtung in Filter 2 geschnitten.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
