DE2639820A1 - Handapparat zur herstellung schadstoffarmer tabakwaren - Google Patents

Description

Anwaltsakte: 23 Pat

Anmelder: Wolfgang Seeger Victor Brantl Thierschstraße 27 Frauenplatz 10 8000 München 22 8000 München 2

Handapparat zur Herstellung schadstoffarmer Tabakwaren

Die Erfindung betrifft eine von Hand betätigbare Vorrichtung zur Umänderung üblicher Tabakwaren in schadstoffarme Tabakwaren.

Es ist seit langem bekannt, daß Kohlenmonoxid ein sehr giftiges Gas ist, welches insbesondere die Blutgefäße im Herzbereich schädigt, und daß im Verbrennungsgas von Tabak ein sehr hoher Anteil von Kohlenmonoxid enthalten ist. Trotz dieser Kenntnisse ist es bei den vielfältigen und sehr kostenaufwendigen Forschungen und Bemühungen zur Entgiftung der Schadstoffe des Verbrennungsgases von Tabak bisher lediglich gelungen, den Uikotingehalt und den Teergehalt erheblich zu senken, während man den Gehalt an Kohlenmonoxid nicht in nennenswerter Weise zu verringern vermochte. Im Gegenteil, gerade einige Filterzigaretten mit einem niedrigen Nikotingehalt weisen einen besonders hohen Gehalt an Kohlenmonoxid im Verbrennungsgas auf. Es hat sich herausgestellt, daß Kohlenmonoxid durch Filter so gut wie gar nicht entfernbar ist.

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, welche es dem Raucher erlaubt, von Hand maschinell hergestellte und gekaufte oder auch selbstgedrehte Tabakwaren so zu verändern, daß sie beim Rauchen einen geringen Anteil an Schadstoffen und insbesondere an Kohlenmonoxid im Verbrennungsgas aufweisen.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung gelöst durch eine Matrize zur Halterung der Tabakware und durch eine Einrichtung zur Schaffung eines tabakfreien Raums im Bereich der Längsachse der Tabakware..

In diesen tabakfreien Raum wird dann ein im wesentlichen luftundurchlässiger Körper eingebracht.

Diese modifizierte Tabakware enthält somit im Bereich ihrer Längsachse keinen Tabak. Deshalb wird bei der entsprechend modifizierten Tabakware, welche z.B. eine Zigarette sein kann, gerade der Bereich von der Verbrennung ausgenommen, in welchem am meisten Kohlenmonoxid bei der Verbrennung entsteht, zum einen deshalb, weil dieser Bereich am schlechtesten belüftet ist, und zum anderen auch deshalb, weil in diesem Bereich die Brenntemperatur am höchsten ist und das Boudouard-Gleichgewicht am stärksten in Richtung zum Kohlenmonoxid hin verschoben ist. Es hat sich herausgestellt, daß bei derartig modifizierten Zigaretten - die im folgenden stets allgemein für Tabakwaren stehen sollen - der Gehalt an Kohlenmonoxid im Rauch um über 50 % verringert ist, wenn der Durchmesser des eingebrachten Einsatzes einen Durchmesser von etwa 3 nun und die Zigarette einen Durchmesser von 8 mm haben. Ferner hat sich herausgestellt, daß der Filter derartiger Zigaretten nach dem Abrauchen derselben weniger stark braun gefärbt ist, als der Filter einer nicht modifizierten, im übrigen jedoch gleichartigen Zigarette aus derselben Zigarettenpackung. Daraus

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ergibt sich., daß die mit der "Vorrichtung gemäß der Erfindung modifizierten Zigaretten auch einen geringeren Anteil an färbungsaktivem Kondensat und damit vermutlich auch an Nikotin im Hauch enthalten.

Der Grad der Verringerung des Gehalts an Schadstoffen hängt zum einen vom Durchmesser dieses eingebrachten Einsatzes ab, und zwar wächst dieser Verringerungseffekt mit zunehmenden Durchmesser des Einsatzes. Ferner hängt der Verringerungseffekt auch davon ab, wie luftundurchlässig dieser Einsatz ist. Am größten ist der Effekt eines nicht wärmeleitenden Einsatzes dann, wenn er vollständig luftundurchlässig ist, wenn also keine Luft durch den ausgesparten Längsachsenbereich hindurch seitlich in den Tabakringraum gelangen kann. Mit zunehmender Luftdurchlässigkeit des Einsatzes sinkt dieser Effekt.

Ferner hängt der Reduzierungseffekt auch von dem Wärmeleitvermögen des Einsatzes und der dadurch beeinflußten Temperatur in der Glutzone ab. Ein massiver Einsatz aus Metall erzielt bei einem relativ kleinen Durchmesser eine gleich starke Reduzierung des Schadstoffgehalts wie ein massiver Einsatz aus nichtleitendem Material, z.B. aus Papier, mit größerem Durchmesser. Schließlich wird noch darauf hingewiesen, daß ein Einsatz aus Metall, im Gegensatz zu einem nicht wärmeleitendem Einsatz, bei einer sehr geringen Luftdurchlässigkeit den Schadstoffgehalt und insbesondere den CO-Gehalt sogar noch stärker reduziert als ein völlig luftundurchlässiger Einsatz.

Die Erfindung bringt somit den großen Vorteil, daß sie erstmals dem Raucher die Möglichkeit schafft, auf Wunsch im Handel gekaufte Zigaretten zu entgiften. Er kann sich somit Zigaretten oder allgemeine Tabakware herstellen, deren CO-Gehalt niedriger als bei irgendeiner im Handel erhältlichen Zigarette ist.

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Eine solche Entgiftung der Tabakwaren ist nicht nur für Leichtraucher interessant. Auch starke Zigaretten, welche mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung modifiziert und mit einem im wesentlichen luftundurchlässigen Einsatz versehen sind, weisen einen etwa gleich starken Reduktionseffekt an Kohlenmonoxid auf. Da Kohlenmonoxid unsichtbar, geruchlos und geschmacklos und darüber hinaus stark toxisch ist, ist seine Reduzierung auch für den Liebhaber starker Zigaretten interessant. Im übrigen tritt der beschriebene Reduktionseffekt sowohl bei Filterzigaretten als auch bei filterlosen Zigaretten auf.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Einrichtung zur Schaffung des tabakfreien Raums ein Dorn, welcher bei seiner Einführung in die Tabakware den Tabak verdrängt. Dieser Dorn kann zweckmäßigerweise an seinem vorderen Ende etwa kegel-* oder kegelstumpfförmig ausgebildet sein.

Durch diese Weiterbildung der Erfindung bewirkt die Einführung des Borns eine Verdrängung des Tabaks im wesentlichen in radialer Richtung in den Tabakringraum und nur eine sehr schwache Verdichtung des Tabaks in Längsrichtung der Tabakware.

Ein massiver Einsatz, der eine hinreichende Starrheit besitzt, kann von Hand in den tabakfreien Raum einer Zigarette eingeführt werden, nachdem zuvor durch Einführung des Doms und Herausnehmen desselben dieser tabakfreie Raum geschaffen worden ist. Zweckmäßigerweise kann jedoch, nach Herausführüng dieses Doms, die Zigarette zunächst noch in der Matrize belassen werden, während der Einsatz in den tabakfreien Raum eingeschoben wird.

Der oben beschriebene Reduzierungseffekt hängt Jedoch nicht davon ab, ob dieser Einsatz massiv oder hohl ist· Entscheidend ist, daß der Tabakringraum im wesentlichen luftundurchlässig von dem tabakfreien Raum getrennt ist. Es ist deshalb

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auch möglich, einen hohlen Innenstab, z.B. aus Papier, als sowohl seitlich und hinten luftundurchlässige Trennwand zwischen Tabak und tabakfreiem Raum einzubringen. Ein solcher hohler Innenstab hat im allgemeinen keine hinreichende Stabilität, die es ermöglichen würde, ihn in den tabakfreien Raum einzuführen, da nach dem Herausziehen des Dorns einige Tabakkrümel sich auf Grund ihrer Springelastizität wieder in den tabakfreien Raum hineinerstrecken werden.

Auch derartige hohle Innenstäbe mit sehr dünnen Wänden können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in die zu modifizierenden Tabakwaren eingeführt werden. Zu diesem Zweck muß nach dem Herausziehen des Dorns aus der Tabakware lediglich ein solcher hohler Innenstab auf den Dorn aufgeschoben und mit diesem erneut in die Tabakware eingeführt werden. Beim Herausziehen des Dorns haftet ein derartiger hohler Innenstab, der wegen seiner geringen Wanddicke besser als Trennwand bezeichnet werden könnte, stärker an dem Tabak als an dem Dorn, so daß dieser mühelos aus dem hohlen Innenstab herausgezogen werden kann.

Es hat sich ferner herausgestellt, daß auch solche Zigaretten einen stark verringerten Gehalt an Kohlenmonoxid aufweisen, deren Tabakringraum vom tabakfreien Raum durch eine doppelwandige, vorne und hinten offene Röhre getrennt ist, welche unter der Einwirkung der Glutzone im wesentlichen luftundurchlässig wird. Eine solche Doppelwandröhre kann z.B. aus einer äußeren Trennwandröhre aus Papier und einer dicht an ihr anliegenden Kunststoffröhre bestehen, welche unter der Einwirkung der Glutzone in Längsrichtung luftdicht abschließt.

Derartige vorne und hinten offene Röhren können auch mit einem vorne in eine Spitze übergehenden Dom nur schwer in die Tabakware eingeführt werden. Selbst wenn am hinteren Ende des Dorns ein Anschlag ausgebildet ist, welcher ein weiteres Verrutschen der Röhre nach hinten verhindert, bestände die Gefahr, daß

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der vordere Rand dieser Doppelwandröhre beim Einführen derselben in die Tabakware beschädigt und damit luftdurchlässig würde.

Um auch die Einbringung derartiger Doppelwandröhren in Tabakwaren zu ermöglichen, wird der Dorn gemäß der Erfindung in folgender Weise weitergebildet. An seinem vorderen Ende weist der Dorn einen Körper auf, der expandierbar und kontrahierbar ausgebildet ist und in seinem expandierten Zustand etwa die Form eines Kegels oder Kegelstumpfes hat, dessen hinterer Abschnitt allseitig über den Außenumfang des Schaftes des Doms vorsteht, und der in seinem kontrahierten Zustand vollständig innerhalb der Verlängerung des Mantels des Schaftes des Doms angeordnet ist.

Beim Einführen des Doms in die Tabakware und bei der Verdrängung des Tabaks in den Tabakringraum ist dieser Körper expandiert, wobei der allseitig über den Schaft vorstehende hintere Abschnitt nicht stört. Dieser allseitig vorstehende hintere Abschnitt würde die Rückziehung des Dorns behindern. Der Dorn selber ist deshalb so aufgebaut, daß beim Rückziehen des Dorns zunächst dieser Körper kollabiert, so daß der Dorn unbehindert herausgezogen werden kann. In dieser Anordnung mit kollabiertem Körper am vorderen Ende wird die Doppelwandröhre auf den Dorn aufgeschoben. Wenn der Dorn jetzt wieder in die Tabakware eingeschoben werden soll, wird zunächst der vordere Körper expandiert, so daß sein hinterer Abschnitt allseitig auch über dem vorderen Rand der Doppelwandröhre übersteht und diesen schützt. Nachdem der Dorn mit—samt der Doppelwandröhre eingeführt worden ist, wird zunächst wieder sein vorderer Körper kollabiert, woraufhin der gesamte Dorn unbehindert aus der Doppelwandröhre herausgezogen wird, welche in der Tabakware verbleibt»

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist in dem zentralen Bereich dieses Doms zur Einbringung von Röhren ein Stempel angeordnet, dessen vorderes Ende mit dem Körper verbunden ist,

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an dessen vorderem Bereich Bänder befestigt sind, die mit ihrem anderen Ende an dem biegsamen Mantel des Körpers befestigt sind und an welchem Querstifte befestigt sind, die durch in dem starren Schaft ausgebildete Schlitze vorstehen, welche in ihrer Länge so bemessen sind, daß sie Anschläge für die Stifte sow-dil in der oberen als auch in der unteren Endlage des Stempels relativ zu dem starren Schaft bilden.

Bei dieser Weiterbildung der Erfindung wird die gesamte Druck- und Zugkraft sowohl zum Einbringen des Doms in die Tabakware als auch zum Herausziehen desselben auf den Stempel ausgeübt. Dieser expandiert bzw. kontrahiert zunächst den Körper am vorderen Ende des Schaftes und nimmt danach den starren Schaft über die Mitnehmerstifte und den Schlitz in der Wand des starren Schaftes mit. Es genügt also, die Vorschub- bzw. Rückführkraft lediglich auf einen starren Teil, nämlich den Stempel auszuüben. Die Steuerung der Relativlage dieses Stempels zu dem starren Schaft des Doras erfolgt dann automatisch.

An dem Schaft des Doms kann ein Anschlag für den aufzuschiebenden Einsatz, also sowohl für den hohlen Innenstab als auch für die Doppelwandröhre, vorgesehen sein.

Der Schaft des Doms zur Einbringung von Röhren kann auch über seine gesamte Länge nach vorne hin sich verjüngend ausgebildet sein. Durch eine komplementäre Ausbildung der Röhre liegt diese satt an dem Schaft an und kann nicht über ihre vorbestimmte Endlage auf dem Dorn nach hinten rutschen.

Zweckmäßigerweise ist die lichte Weite der die Tabakware haltenden Matrize etwa gleich groß oder geringfügig kleiner als der Außendruckmesser der Tabakware.

Wäre die lichte Weite der Matrize erheblich größer, so würde sie der Tabakware während der Schaffung des tabakfreien Raums

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keinen seitlichen Halt geben. Ist dagegen die lichte Weite kleiner als der Außendurchmesser der Tabakware, so bereitet es Schwierigkeiten, die Tabakware einzuschieben. Diese Einführung der Zigarette würde wiederum erleichtert werden, wenn die Außenwand der Matrize sehr glatt wäre. Andererseits würde sie dann die Tabakware nicht drehfest halten können, wenn z.B. der Dorn beim Einführen in die Tabakware um seine Längsachse rotiert.

Zur Lösung dieser widersprüchlichen Anforderungen an die Matrize ist diese nach einer Weiterbildung der Erfindung mit einem veränderbaren Innendurchmesser ausgebildet. Nach dem Einbringen der Zigarette wird der Innendurchmesser der Matrize verringert, so daß die Zigarette zwar leicht eingebracht werden kann, dann aber rutschfest gehalten wird.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann die Matrize nach innen vorstehende, sich in Längsrichtung erstreckende Rippen aufweisen.

Diese Weiterbildung der Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß der Innendurchmesser der Matrize geringfügig größer als der Außendurchmesser der Tabakware sein kann, während der durch die vorstehenden Rippen gebildete Innendurchmesser geringfügig kleiner als derjenige der Tabakware sein kann. Bei dieser Weiterbildung der Erfindung wird die Tabakware beim Einschieben in die Matrize lediglich längs diesen Rippen geringfügig komprimiert, so daß die dem Einführen entgegenwirkende Reibungskraft sehr gering ist. Gleichzeitig verhindern diese Rippen, daß die eingeführte Tabakware sich relativ zur Matrize um ihre Längsachse drehen kann. Hinzu kommt aber der weitere Vorteil, daß beim Einbringen eines Domes die Innenwand der Matrize zwischen den Rippen eine Anlage für die Hülle der Tabakware, z.B. für das Zigarettenpapier bildet, so daß diese durch den radialen Druck beim Einbringen des -^orns nicht beschädigt werden kann.

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Zur Erhöhung der Sicherung der Tabakware gegen eine Drehung um ihre Längsachse kann auch der Durchmesser im hinteresten Teil der Matrize sich keilförmig verjüngend ausgebildet sein.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist ein Abstreifer vorgesehen, welcher an dem Dorn anliegt und beim Rückführen desselben aus der Tabakware die Lösung des auf dem Dorn sitzenden Einsatzes gewährleistet.

Die Matrize kann nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung an ihrem einen Ende eine Rückwand aufweisen, welche ein Gegenlager für die Tabakware bildet und eine durchgehende öffnung aufweist, welche zur Aufnahme und Führung des Doms dient. Zweckmäßigerweise kann in der Wand der Öffnung in deren hinterem Randbereich eine Ringnut ausgebildet sein, welche zusammen mit einer am hinteren Endbereich des Doms von diesem vorstehende Rippe oder Stift eine Rastverbindung bildet. Diese Rastverbindung verhindert, daß der Dorn aus der Matrize herausfallen kann. Die Matrize bildet somit gleihzeitig einen Behälter für den Dorn.

Der Dorn kann an seinem hinteren Ende fest mit einer Druckplatte verbunden sein. Diese Weiterbildung der Erfindung erhöht die Griffigkeit des Doms. Dadurch wird sowohl sein Einschieben und auch seine Rückführung in Längsrichtung der Matrize erleichtert. Darüber hinaus ermöglicht diese erhöhte Griffigkeit auch eine Drehung des Doms um seine Längsachse, während er in die Tabakware hinein- bzw. aus ihr herausgezogen wird.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist eine Patrize vorgesehen, an welcher die den tabakfreien Raum schaffende Einrichtung befestigt ist und welche auf die Matrize auf_schiebbar ist. Bei dieser Weiterbildung der Erfindung bildet die Matrize gleichzeitig eine Führung für die Patrize und damit eine Führung für den an dieser befestigten Dorn. Auf diese

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Weise wird gewährleistet, daß der Dorn sieh genau im zentralen Bereich der Tabakware längs deren Längsachse bewegt, und das ist wichtig, da der Reduzierungseffekt dann optimal ist, wenn der Einsatz genau zentral in die Tabakware angeordnet ist, während der Reduzierungseffekt erheblich kleiner ist, wenn der Einsatz in den äußeren Randbereich der Tabakware eingebracht ist. ■.-.-.

Die Matrize kann an ihrer Außenseite ein Gewinde aufweisen, welches komplementär zu einem Kontergewinde an der Innenseite der Patrize ausgebildet ist. Beim Zusammensetzen werden somit Patrize und Matrize relativ zueinander verdreht, wodurch die Einführung des Doms in die Tabakware erleichtert wird.

Die den tabakfreien Raum schaffende Einrichtung muß nicht notwendigerweise ein starrer Dorn sein, der den Tabak lediglich aus dem zentralen Bereich der Tabakware seitlich verdrängt. Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann die den tabakfreien Raum schaffende Einrichtung aus zwei ineinander angeordneten und relativ zueinander rotierbaren Rohren bestehen, welche an ihrem vorderen Ende zusammenwirkende Schneidezahnkränze aufweisen und von denen das eine Rohr drehfest mit der Patrize verbunden ist, während das andere Rohr relativ zu der Patrize drehbar ist. Wenn die Patrize dieser Weiterbildung der Erfindung auf die Matrize aufgeschraubt und gleichzeitig das innere Rohr festgehalten werden, drehen sich die Schneidezahnkränze relativ zueinander. Dadurch wird der zwischen ihnen befindliche Tabak zerschnitten, so daß ein Teil des ursprünglich im zentralen Bereich der Tabakware angeordneten Tabaks in das innere Rohr eindringt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung erstreckt das innere Rohr sich durch eine öffnung in der Rückwand der Patrize hindurch und ist drehfest mit einer Drehplatte verbunden, welche

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hinter der Rückwand der Patrize relativ zu dieser drehbar angeordnet ist.

Diese Weiterbildung der Erfindung ermöglicht es, nach Einbringen der Tabakware in die Matrize und Aufsetzen der Patrize auf den vorderen Rand der Matrize, durch einen Druck auf die Unterseite der Matrize und von der entgegengesetzten Seite auf die Drehplatte_TMatrize und Patrize ineinanderzuschieben. Dabei werden mit der einen Hand die Matrize und mit der anderen Hand die Drehplatte gehalten, so daß Matrize und das mit der Drehplatte starr verbundene Innenrohr nicht rotieren. Das mit der Matrize starr· verbundene Außenrohr dagegen wird gedreht, da der Patrize auf Grund der Gewinde eine Drehbewegung aufgezwungen wird.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Drehplatte beim Zusammenschieben von Matrize und Patrize gegensinnig zur Patrize zu drehen, wodurch die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Schneidezahnkranz des äußeren Rohres und dem Schneidezahnkranz des inneren Rohres noch erhöht wird.

Fach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist in der Wand der öffnung der Patrize eine umlaufende Ringnut ausgebildet, welche zusammen mit einer von dem inneren Rohr vorstehenden umlaufenden Rippe eine Rastverbindung zwischen der Patrize einerseits und der aus der Drehplatte und dem Innenrohr bestehenden Einheit andererseits bildet. Diese Weiterbildung der Erfindung ermöglicht es, durch einen Zug an der Drehplatte das innere Rohr aus dem äußeren Rohr zu entfernen und zu reinigen. Außerdem ist diese Rastverbindung zur Innenseite der Patrize hin so ausgebildet, daß der Druck auf die Drehplatte auf die Patrize übertragen wird.

Das äußere und das innere Rohr können an ihrem vorderen Ende nach innen hin abgerundet sein und schräg nach innen und nach vorne gerichtete Zahnkränze aufweisen.

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Diese Weiterbildung der Erfindung weist den Vorteil auf, daß die Abrundungen des äußeren Rohrs einen Teil des Tabaks aus dem Längsachsenbereich seitlich in den Ringraum verdrängen und lediglich ein Teil des Tabaks des Längsachseribereiches zerschnitten werden muß. Auf diese Weise wird eine kleinere Menge Tabak aus der Tabakware entnommen.

Der beschriebene Handapparat kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in einem Zigarettenetui angeordnet bzw. als Teil eines Zigarettenetuis ausgebildet sein.

Der einzubringende Einsatz erstreckt sich zweckmäßigerweise über die gesamte beim Rauchen verbrennende Länge der Tabakware. Für verschieden lange Tabakwaren, z.B. verschieden lange Zigaretten, können deshalb auch entsprechend verschieden lange Einsätze verwendet werden. Bei den beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Handapparats mit einer Matrize und einer Patrize können beliebig lange Zigaretten modifiziert werden, wenn nur der Innenraum der Matrize so lang ist, daß er die längsten auf dem Markt erhältlichen Zigaretten aufnehmen kann. In jedem Falle kann mit dem gleichen Dorn der Einsatz bis auf den gleichen Abstand von der mundstückseitigen Stirnfläche der Tabakware bzw. von der tabakseitigen Stirnfläche des Filters in die Tabakware eingebracht werden. Dies ist möglich, weil die Endlage der Spitze des Dorns durch die Endlage der Patrize relativ zur Matrize bestimmt ist. Andererseits kann der Raucher den Wunsch haben, bei Filterzigaretten mit verschieden langen Filtern den Einsatz jeweils bis auf den gleichen Abstand bis an die tabakseitige Stirnfläche des Filters heranzuführen.

Dies ist mit einer anderen Weiterbildung der Erfindung möglich, bei welcher die Patrize in ihrer Rückwand eine zylindrische Öffnung aufweist, welche diametral gegenüberliegende Nuten aufweist, längs denen von dem Dorn an diametral gegenüber-

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liegenden Stellen vorstehende Stifte von einer vorderen Endlage in eine hintere Endlage führbar ist.

Diese Ausführungsform ermöglicht die Anpassung der Eindringtiefe des Doms an zwei verschiedene Filterlängen. Selbstverständlich können die Nuten auch so ausgebildet sein, daß mehrere Arretierungslagen des hinteren Ende des Doms relativ zur Patrize geschaffen sind.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind in der Matrize und/oder Patrize Magazine zur Aufnahme von in die Tabakware einzubringenden Einsätzen ausgebildet. Diese Magazine können aus in den Seitenwänden der Matrize bzw. der Patrize ausgebildeten Kammern bestehen.

Die Kammern in der Matrize und/oder die Kammern in der Patrize können durch einen relativ zu ihnen drehbar angeordneten Deckel abgeschlossen sein-,, welcher eine mit sämtlichen Kammern fluchtend ausrichtbare öffnung aufweist und durch eine Rastverbindung relativ zu der Matrize bzw. der Patrize gegen Drehbewegungen arretierbar ist.

Diese Weiterbildung der Erfindung ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn sehr dünnwandige Einsätze in die Tabakwaren eingebrac—ht werden sollen, welche leicht knicken, brechen oder reißen und deshalb gegen Druck und Verformungen geschützt werden sollten.

In den Schutzumfang fallen auch solche Ausbildungsformen von Handapparaten, bei denen Matrize und Patrize relativ zueinander bewegbar miteinander befestigt sind. Die den Dorn tragende Patrize kann relativ zur Matrize in Längsrichtung verschiebbar und in ihrer ausgefahrenen Stellung relativ zur Matrize seitlich verschwenkbar an dieser befestigt sein.

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Zu diesem Zweck kann die Matrize an ihrer Außenseite zwei in Längsrichtung verlaufende Führungs- und Halterungsnuten aufweisen, in welche Jeweils ein von der Patrize nach innen vorstehender Stift eingreift und geführt wird.

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Die Erfindung ist im folgenden an Hand mehrerer Ausführungs-"beispiele und in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform und eine Draufsicht auf eine in ihr liegende Zigarette,

Pig. 2 einen Querschnitt durch eine Matrize der Fig. 1 und durch einen in ihr befindlichen Dorn,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Unterseite der Ausführungsform· der Fig. 1,

Fig. 4a einen Querschnitt durch einen in Zigaretten einzuführenden Einsatz,

Fig. 4b einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform eines in Zigaretten einzuführenden Einsatzes,

Fig. 4c eine Seitenansicht des Einsatzes der Fig. 4b,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung mit einer als Hülse ausgebildeten Matrize und einerebenfalls als Hülse ausgebildeten Patrize,

Fig. 6 eine Seitenansicht der Matrize der Ausfübrungsform der Fig. 5,

Fig. 7 eine Draufsicht auf die Matrize der Fig. 5 von vorne,

Fig. 8 eine Draufsicht auf die untere, der Matrize der Fig. 5 bis 7 zugewandten Seite der Patrize der Ausführungsform der Fig. 5»

Fig. 9 eine perspektivische Seitenansicht einer Ausführungsform, bei welcher ein Dorn aus zwei vorne Sägezähne aufweisenden Zylindern besteht, die relativ zueinander drehbar sind,

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Fig. 10 eine perspektivische Ansicht der Patrize der Ausführungsform der Fig. 9»

Fig. 11 eine Ausführungsform .der Erfindung, bei welcher ein Dorn oder Stempel aus zwei, vorne Sägezähne aufweisenden Zylindern "besteht, die relativ zueinander drehbar sind,

Fig. 12 eine Seitenansicht des Doms der Patrize der Ausführungsform der Fig. 11,

Fig. 13 eine Draufsicht auf den Dorn oder Stempel der Patrize der Ausführungsform der Fig. 11,

Fig. 14 einen Querschnitt durch den Dorn oder Stempel der Ausführung-sform der Fig. 11 mit einem aufgeschobenen Einsatz,

Fig. 15 eine Explosionsdarstellung einer anderen Ausführungsform, bei welcher die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Zigarettenetui eingebaut ist,

Fig. 16 eine der Ausführungsform der Fig. 15 ähnliche Ausführungsform,

Fig. 17a einen Querschnitt durch das hintere Ende einer Patrize und einen Dorn mit zwei seitlich vorstehenden Stiften,

Fig. 17b die abgerollte Wandfläche der Aufnahmeöffnung in einer Patrize für das hintere Ende eines Doms,

Fig. 18a einen Längsschnitt durch eine Zigarette, welche einen tabakfreien axialen Bereich aufweist, der vom umgebenden Tabak durch eine doppelwandige Röhre getrennt ist,

Fig. 18b einen Querschnitt durch die Zigarette der Fig. 18a, nachdem diese in Brand gesetzt gesetzt und an ihr mehrfach gezogen worden ist,

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Fig. 18c einen Längsschnitt durch die Zigarette der Pig. 18a, nachdem diese fast vollständig abgeraucht wnvden ist,

Fig. 19a einen Längsschnitt durch einen Dorn gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 19b einen Längsschnitt durch den Dorn der Fig. 19a in kollabxertem Zustand,

Fig. 19c eine Draufsicht auf den Dorn der Fig. 19a,

Fig. 19d eine Seitenansicht eines Teils des Zylinders der Fig. 19a.

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Eine besonders einfache Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Dieser Handapparat 10 besteht aus einer Hülse 12, welche im folgenden auch Matrize genannt wird. Diese Hülse 12 ist an ihrer einen, in Fig. 1 oberen Seite offen und an ihrem hinteren, in Fig. 1 unteren Ende durch eine Rückwand 14 geschlossen. Diese Rückwand 14- weist ein Loch 16 auf, durch welches ein Dorn 18 einführbar ist. An seinem hinteren Ende weist das Loch 16 eine umlaufende Ringnut 20 auf.

Der Durchmesser der Matrize 12 entspricht dem Durchmesser einer handelsüblichen Zigarette 22, welche mit ihrem vorderen Ende in die Patrize 12 eingeschoben ist, so daß der Zigarettenfilter sich am oberen und offenen Ende der Matrize 12 befindet. Diese Zigarette 22 ist in der Fig. 1 in einer Draufsicht gezeichnet, während der Handapparat 10 im Schnitt dargestellt ist.

Wie man in Fig. 1 ferner sieht, ist durch das Loch 16 ein Dorn in die Zigarette eingeschoben worden. Dieser Dorn 18 ist fest mit einer Druckplatte 24- verbunden, welche an ihrem Außenumfang eine Rändelung 26 aufweist, welche die Griffigkeit dieser Druckplatte erhöht. -"_'_-

In der Nähe der Druckplatte 24- weist der Dorn 18 eine umlaufende Rippe 28· auf, welche komplementär zu der Ringnut 20 ausgebildet ist. Diese umlaufende Rippe 28 bildet zusammen mit der Ringnut 20 eine Rastverbindung zwischen der Matrize 12 und der Druckplatte 14.

Die ringförmige Wand der Matrize 12 weist vorne eine nach innen abgeschrägte Stirnfläche 30 auf, welche die Einführung von Zigaretten in die Matrize 12 erleichtern soll.

Die Seitenwand des Loches 16 und die innere Stirnseite 15 der Rückwand 14- der Matrize 12 bilden einen schräg nach vorne, zum offenen Ende der Matrize 12 und zu deren Längsachse hingerichteten, umlaufenden Vorsprung 32. Dieser wirkt als Abstreifer

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für in die Zigarette eingebrachte Einsätze, was weiter unten näher beschrieben werden wird.

In der Seitenwand der Matrize 12 sind Kammern 34- ausgebildet. Diese Kammern 34- sind etwa in Form eines Kreises angeordnet, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, welche einen Querschnitt durch den Handapparat 10 längs der Linie 2-2 der Fig. 1 bildet. Diese Kammern 34- bilden zusammen ein Magazin für die in Zigaretten einzubringenden Einsätze, welche weiter unten näher beschrieben werden.

Seitlich und am vorderen Ende der Matrize 12 sind diese Kammern 34 von der Matrize selber umgeben. An ihrem hinteren, offenen Ende werden die Kammern 34- von der Druckplatte 24- abgedeckt. Diese Druckplatte weist eine Öffnung 35 auf, deren Durchmesser gleich demjenigen der Kammern 34- ist. Durch Drehen der Druckplatte um die Längsachse des mit ihr verbundenen Dorns 18 kann die Öffnung 35 mit jeder beliebxgen Kammer 34- fluchtend ausgerichtet werden.

Zum Laden der Kammern 34- des Magazins wird die Druckplatte 24-gedreht und ihre Öffnung 35 wird nacheinander mit den einzelnen Kammern 34- fluchtend ausgerichtet, woraufhin jeweils ein Einsatz in eine Kammer 34- eingebracht werden kann. In der Fig. 3 ist die Druckplatte 24- in einer Stellung gezeigt, in welcher ihre Öffnung 35 jeweils ein Segment von zwei benachbarten Kammern 34-freigibt. Es ist also möglich, sämtliche Kammern 34- des Magazins zu füllen und durch die Druckplatte 24- verschlossen zu halten. Selbstverständlich können je nach Bemessung des Außendurchmessers der Matrize 12 die Kammern auch so groß ausgebildet werden, daß jeweils mehrere Einsätze in einer Kammer 34- angeordnet werden können.

Die in die Zigarette einzubringenden Einsätze können massive Körper sein, wie der Einsatz 38, welcher in Fig. 4-a im Schnitt

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dargestellt ist, oder auch Hohlkörper, wie der Einsatz 40, welcher in Fig. 4b im Schnitt dargestellt ist. Der Einsatz"40 ist in Fig. 4c in einer Seitenansicht dargestellt, wobei durch die ausgezogene und durch die gestrichelte Linie ein Klebefalz 42 angedeutet ist.

Die Handhabung des Handapparats 10 ist denkbar einfach. Zunächst werden die Druckplatte 24 und damit gleichzeitig der Dorn 18 so weit zurückgezogen, daß die Spitze 19 des Dornes 18 sich innerhalb des Loches 16 der Rückwand 14 befindet. Danach wird eine Zigarette 22 mit ihrer Vorderseite so weit in die Matrize 12 eingeschoben, daß ihre vordere Stirnseite an der inneren Stirnseite 15 der Rückwand 14 anliegt. Der Innenraum der Matrize 12 ist so bemessen, daß in dieser geschilderten Lage die mundstückseitige Stirnfläche der Zigarette mit dem vorderen Rand der Matrize 12 in einer Ebene liegt. Indem der Benutzer des Handapparates 10 seinen Finger quer über die vordere Öffnung der Matrize 12 legt,, arretiert er gleichzeitig die in ihr befindliche Zigarette gegen eine Verschiebung in Längsrichtung.

Gegen eine Verdrehung um ihre Längsachse ist die Zigarette 22 durch Längsrippen 13 gesichert, welche von der inneren Mantelfläche der Matrize 12 vorstehen.

Nachdem die Zigarette 22 auf diese Weise drehfest und verschiebungsfest in der Matrize 12 gelagert ist, wird über einen Druck auf die Druckplatte 24 der Dorn 18 in die Zigarette 22 eingeführt, wobei der Tabak aus dem axialen Bereich der Zigarette 22 in den ihn umgebenden Ringraum verdrängt wird. Da die Zigarette mit ihrer Außenhülle satt an der inneren Mantelfläche der Matrize 12 anliegt, kann das Filterpapier der Zigarette dabei nicht platzen. Um die Einführung des Doms 18 in den zentralen Bereich der Zigarette 22 zu erleichtern, kann die Druckplatte 24,

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deren Rand eine Rändelung 26 aufweist, bei ihrer Vorwärtsbewegung rotiert werden.

Anschließend kann die Zigarette 22 auf der Matrize 12 entfernt werden, wobei die nach innen abgeschrägten Stirnflächen 13 der Matrize 12 den Griff der Zigarette 22 erleichtern. Selbstverständlich kann auch zunächst der Dorn 18 wieder aus der Zigarette entfernt werden, bevor die Zigarette aus der Matrize 12 entnommen wird.

In diesen tabakfreien Raum kann dann ein massiver Einsatz 38 von Hand eingeführt werden.

Selbstverständlich ist es auch möglich, nach Verdrängung des Ta-baks in den seitlichen Ringraum die Zigarette 22 in der Matrize zu belassen und den Einsatz 38 von hinten durch das Loch 16 der Rückwand 14 der Matrize 12 in den tabakfreien Raum einzuschieben. Nachdem dieser Einsatz 38 bereits so weit in die Zigarette eingeschoben worden ist, daß sein hinteres Ende fluchtend mit der hinteren Stirnseite der Rückwand 14 abschließt, kann die weitere Einführung des Einsatzes 38 mit Hilfe des Doms 18 geschehen. Zur Erleichterung dieser Fortsetzung der Einführbewegung des Dorns 18 in die Zigarette 22 ist die Rückwand 39 des Einsatzes komplementär zur Vorderfläche des Domes 18 ausgebildet, wie es in Fig. 4a dargestellt ist.

Dieser Einsatz muß so beschaffen sein, daß beim Abrauchen der Zigarette die von vorne angesaugte Luft stets im wesentlichen direkt von vorne in die Glutzone eintritt und in diesem Bereich seitwärts neben dem tabakfreien Raum vorbeiströmt. Wenn der tabakfreie Raum im Bereich der Glutzone vollständig luftundurchlässig ist, wird die gesamte von vorne angesaugte Luft seitlich neben dem tabakfreien Raum vorbeiströmen. Dies geschieht, wenn der Einsatz 38 vollständig luftundurchlässig ist und längs seinem gesamten Umfang satt an dem Tabak anliegt.

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Um diese Wirkung zu erreichen, darf der Durchmesser des Einsatzes 38 nicht oder nur minimal kleiner als der Durchmesser des Doms 18 sein.

Die Form des Einsatzes 38 ist nicht absolut zwingend; aus diesem Grund ist der Einsatz 38 der Fig. 4a, der aus gerolltem Papier bestehen soll, leicht konisch dargestellt.

Den beschriebenen Strömungsweg der von vorne angesaugten Luft erhält man aber auch dann, wenn ein hohler Einsatz, wie er in Fig. 4b dargestellt ist, in die Zigarette eingeführt wird. Dieser Einsatz 40' besteht im Ausführungsbeispiel aus Papier, welches im wesentlichen luftundurchlässig ist und den tabakfreien Raum vom Tabak, auch vom brennenden Tabak, im wesentlichen luftundurchlässig abtrennt.

Selbstverständlich brennt eine solche Trennwand 40 beim Abrauchen der Zigarette ebenfalls ab, was erwünscht ist, da diese Trennwand dann mit der Asche abfallen kann. Entscheidend ist jedoch, daß bei Trennwänden aus Papier die Struktur dieser Trennwand auch beim- Verglimmen zunächst erhalten bleibt. Erst im Bereich der Asche der Zigarette soll diese Trennwand luftundurchlässig werden« Es hat sich herausgestellt, daß der erwünschte Effekt der Reduzierung von Schadstoffen und insbesondere von Kohlenmonoxid auch dann eintritt, wenn die Trennwand im vorderen, vom Mundstück abgewandten Bereich der Glutzone lüftundurchlässig wird. Es muß jedoch verhindert werden, daß von vorne angesaugte Luft durch den tabakfreien Raum in Längsrichtung und dann radial in den mundstückseitigen Endbereich der Glutzone einströmt, der bei normalen Zigaretten auch als Reduktionsbereich bezeichnet wird. Ferner soll die Trennwand verhindern, daß von vorne angesaugte Luft durch den tabakfreien Raum durch den Ringzonenbereich der Glutzone hindurch und zwischen Glutzone und Mundstück in den Tabakringraum strömt. Ein Einsatz 40, der als Hohlkörper ausgebildet ist und auch als Trennwand bezeichnet werden kann,

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muß also die innere Oberfläche der Glutzone, zumindest das mundstückseitige Drittel der zylindrischen Innenwand der Glutzone und den gesamten anschließenden tabakfreien Raum im wesentlichen luftundurchlässig vom Tabak abtrennen.

Eine Ausnahme besteht nur dann, wenn der Einsatz 40 aus einem gut wärmeleitenden Material, z.B. aus Aluminiumfolie besteht. In diesem Fall können wenige kleine Löcher in dem Einsatz 40 angebracht sein, welche eine geringfügige Luftströmung durch den Innenraum und damit eine bessere Kühlung des Einsatzes 40 und damit auch der Glutzone bewirken.

Wenn ein solcher hohler Einsatz 40 in eine Zigarette 22 eingebracht werden soll, wird zunächst, wie oben beschrieben, der Tabak in den seitlichen Ringraum der Zigarette 22 verdrängt. Danach wird der Dorn 18 vollständig aus der Matrize 12 herausgenommen und auf ihn wird der Einsatz 40, dessen Innenraum komplementär zu dem Volumen des Dorns 18 ausgebildet ist, aufgesetzt. Mit diesem aufgesetzten Einsatz 40 wird der Dorn durch das Loch 16 der Rückwand 14 in die Zigarette 22 eingeschoben, die wiederum mit einem Finger in der Matrize 12 gegen eine Verschiebung in Längsrichtung gesichert wird. Nachdem auf diese Weise der Einsatz 40 in die Zigarette 22 eingebracht worden ist, wird der Dorn 18 durch einen Zug an der Druckplatte 24 wieder herausgezogen. Dabei haftet der Einsatz 40, z.B. wenn er aus Papier besteht, besser an dem Tabak als an dem Dorn 18, der eine glatte Oberfläche aufweist. Selbst wenn der Einsatz 40 stärker am Dorn 18 als am umgebenden Tabak haftet, kann er beim Herausziehen des Doms 18 nicht mit diesem aus der Zigarette herausgezogen werden, da der Rand des Einsatzes 40 mit dem Abstreifer 32 zum Eingriff kommt. Spätestens dann also, wenn der Rand des Einsatzes 40 sich im Bereich der vorderen Stirnfläche der Zigarette 22 befindet, wird er von dem Abstreifer 32 festgehalten, während der Dorn vollständig aus der Zigarette und damit aus dem Einsatz 40 herausgezogen wird.

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Damit auch besonders dünnwandige Einsätze 40 leicht in die Zigarette 22 eingeführt werden können, sollte der Innenraum des Einsatzes 40 möglichst komplementär zu der Außenform des Dornes Ϊ8 ausgebildet sein. Gerade in einem solchen Fall besteht jedoch die Tendenz des Einsatzes 40, beim Zurückziehen des Doms 18 an diesem zu haften, da sich zwischen der Vorderseite des Dorns 18 und der inneren Kuppe des Einsatzes 40 beim Herausziehen ein Unterdruck ausbildet. Um die Ausbildung eines solchen Unterdruckes zu verhindern, kann ein innerer Kanal 21 vorgesehen sein, der sich über die gesamte Länge des Dorns erstreckt, wie es in Fig. 1 angedeutet ist. Ein solcher Kanal 21 erleichtert sowohl das Aufschieben eines Einsatzes 40 auf einen genau passenden Dorn 18, als auch das Herausziehen des Dorns 18 aus dem Einsatz 40. Ein solcher Kanal 21 kann zentral in dem Dorn angeordnet sein, es ist aber auch möglich, einen seitlich versetzen Luftkanal oder auch nur eine Längsnut an dem Dorn 18 anzubringen.

Die schadstoffverringernde Wirkung eines solchen Einsatzes 38 bzw. 40 in einer Zigarette tritt selbstverständlich nur dann auf, wenn der wandernde Glutzonenbereich sich im Bereich des Einsatzes befindet. Wenn der Einsatz sich nur vom vorderen Ende der Zigarette bis zu ihrer Nitte hin erstreckt, wird nur bei den. ersten Zügen an der Zigarette der Schadstoffreduzierungseffekt erzeugt. Der Einsatz sollte deshalb zweckmäßigerweise so lang sein, daß er soda vom vorderen Ende der Zigarette durch die gesamte Tabakstocklänge, welche normalerweise abgeraucht wird, hindurch erstreckt, so daß in dem üblicherweise nicht mehr gerauchten Stummel stets noch ein Stück des Einsatzes verbleibt. Bei Filterzigaretten kann der Einsatz sich zweckmäßigerweise vom vorderen Ende bis etwa zur tabakseitigen Stirnfläche des Filters hin erstrecken. Wenn das mundstückeeitige Ende des Einsatzes nicht ganz bis an die tabakseitige Stirnfläche des Filters heranreicht, sondern zwischen beiden noch ein Abstand von 5 oder 4 mm vorhanden ist, wird dadurch die Verteilung des angesaugten Rauches quer durch den labakstock und damit

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so

über die tabakseitige Stirnfläche des Filters erleichtert, so daß trotz des Einsatzes der gesamte Filter seine Filterwirkung ausüben kann.

Selbstverständlich tritt die Reduzierung des Schadstoffgehaltes mit derartigen Einsätzen nicht nur bei Filterzigaretten, sondern auch bei filterlosen Zigaretten ein.

Diese Reduzierung des Schadstoffgehalts hängt von verschiedenen Parametern ab. Ein solcher Parameter ist der Durchmesser des Einsatzes. Bei normalen Zigaretten mit einem Durchmesser von 8 mm und einem sich etwa über die gesamte Tabakstranglänge erstreckenden hohlen Einsatz aus im wesentlichen luftundurchlässigen Papier und mit einem Außendurchmesser von 3 mm wurden Reduktionen des CO-Gehalts im Rauch von 4-0 bis 50 % erzielt. Dieser Reduzierungseffekt wuchs mit dem Außendurchmesser des Einsatzes. Mit Einsätzen gleichen Durchmessers aus Aluminiumfolie wurden CO-Reduktionen zwischen 4-5 und etwa 60 % gemessen; hohle Einsätze aus Aluminiumfolie mit wenigen kleinen Löchern im Mantel oder im Konus des Einsatzes brachten CO-Reduktionen von bis zu 60 °/o.

Bei Verwendung von hohlen Einsätzen aus Papier hing die erzielte Reduktion von Kohlenmonoxid von der Papierporosität ab, mit zunehmender Papierporosität verringerte sich die erzielbare Reduktion, und bei stärker zunehmender Papierporosität wurde die Reduktion vollständig kompensiert bzw. überkompensiert, d.h. man erhielt sogar mehr CO beim Abrauchen dieser Zigarette als beim Abrauchen einer markengleichen Zigarette, welche keinen Einsatz aufwies.

Derartig präparierte Zigaretten enthielten aber nicht nur weniger Kohlenmonoxid, sondern auch allgemein weniger Kondensat, was daraus hervorging, daß die Filter von abgerauchten Zigaretten,

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welche einen derartigen Einsatz aufwiesen, etwas weniger stark gefärbt waren als Filter gleicher Zigaretten, welche nicht präpariert waren.

In den Fig. 5 bis 8 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Dieser Handapparat zur Herstellung schadstoffarmer Zigaretten besteht im wesentlichen aus einer Matrize 52 und einer Patrize 54, welche einen in den Hohlraum der Matrize und in die Zigarette 22 einfUhrbaren Dorn 58 trägt. Die Matrize 52 weist an ihrem hinteren, geschlossenen Ende einen seitlich vorstehenden Absatz 56 auf, der einen senkrecht zur Matrizenlängsachse angeordneten, umlaufenden Anschlag 57 bildet. Innerhalb der Matrize ist in Draufsicht eine Zigarette 22 mit einem Filter 23 dargestellt, während der übrige Teil der Fig. 5 eine Schnittdarstellung ist.

Die Seitenwand der Matrize 52 ist wiederum so breit ausgebildet, daß in ihr Kammern 60 vorgesehen sein können, welche zur Aufnahme jeweils eines Einsatzes 40 dienen. Wie man in der Fig. 5 sieht, ist die Kammer 60 etwas kürzer als die Längsausdehnung des Einsatzes 40. Dieser steht deshalb am oberen Rand zumindest mit einer Ecke über die innen und außen abgerundete vordere Wand 62 der Matrize 52 vor. Dadurch wird die Entnahme des Einsatzes aus der Kammer 60 erleichtert. Andererseits kann der Einsatz 40 nicht aus der Kammer 60 herausfallen, da er von der Patrize 54 gehalten wird.

Die innere und äußere Abrundung der vorderen Fläche 62 der Matrize dient einmal zur Erleichterung der Einführung von Zigaretten 22 in den Innenraum der Matrize und zum anderen zur Erleichterung des Aufsetzens der Patrize 54.

In Fig. 7 ist eine Draufsicht auf die Matrize 52 der Fig. 5 dargestellt. In dieser Darstellung sieht man, daß die Matrize aus einer äußeren Wand 64 und einer konzentrisch angeordneten

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inneren Wand 66 besteht, welche zusammen einen Ringraum einschließen. Dieser Ringraum ist durch radial verlaufende Zwischenwände 68 in Kammern 60 unterteilt, in denen Einsätze 40 oder 38 angeordnet werden können.

Die Matrize 52 weist an ihrer Außenseite ein Gewinde 63 auf, welches der besseren Übersichtlichkeit wegen lediglich in der Fig. 6 gezeichnet ist, welche eine Seitenansicht der Matrize 52 zeigt. Dieses Gewinde kommt mit einem, am inneren Umfang der Patrize vorgesehenen komplementären Gewinde (nicht dargestellt) zum Eingriff, wenn die Patrize 54 auf die Matrize 52 aufgeschoben wird. Die Patrize 54 wird also auf die Matrize aufgeschraubt. Dabei dreht sich der Dorn 58, welcher fest mit der Patrize 54 verbunden ist. Auf diese Weise wird die Einführung des Dorns und die seitliche Verdrängung des Tabaks in den Ringraum der Zigarette erleichtert.

Auf der Patrize 54 ist eine Druckplatte.70 vorgesehen, welche etwa den gleichen Durchmesser wie die Patrize 54 hat. Von der Druckplatte 70 steht ein Zapfen 72 in einer Ausnehmung in der Patrize 54 vor. Diese Ausnehmung weist eine umlaufende Ringnut 74 auf, in welcher eine um den Zapfen 72 umlaufende Rippe 75 vorsteht. Die Ringnut 74 und die umlaufende Rippe 75 bilden zusammen eine Rastverbindung zwischen Patrize 54 und Druckplatte 70. Der Zapfen 72 weist an seinem vorderen Ende eine Druckfläche 76 auf, welche auf eine komplementär ausgebildeten Druckfläche 78 der Patrize 54 drückt. Diese beiden Druckflächen sind möglichst reibungsarm ausgebildet.

Diese beschriebene Ausführungsform erlaubt es, die Patrize 54 zunächst nur auf das vordere Ende der Matrize 52 aufzusetzen, und dann Patrize und Matrize von beiden gegenüberliegenden Stirnseiten aus einfach gegeneinander zu drücken. Da die Druckplatte 70 relativ zur Patrize 54 drehbar ist, erzwingen das Gewinde 63 an der Außenwand 64 der Patrize und das komple-

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mentär ausgebildete, nicht dargestellte Gewinde an der Innenwand der Patrize 54 eine Drehbewegung der letzteren, während die Druckplatte 70 zur nicht rotierenden Matrize 52 hin gedrückt wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, mit einer Hand die Patrize 54 an ihrer Außenwand und mit der anderen Hand den Absatz 56 der Matrize 52 zu ergreifen, und beide so gegenseitig zu verdrehen, daß sie ineinandergeschraubt werden. In jedem Fall wird bei dieser Ausbildungsform dann, wenn Matrize 52 und Patrize 54 ineinander bewegt werden, eine Drehbewegung beider relativ zueinander stattfinden. Damit wird auch der Dorn 58 stets in die innenliegende Zigarette 22 hineingedreht.

Im Gegensatz zur Ausführungsform der Fig. 1 wird bei der Ausführungsform der Fig. 5 die Zigarette nur an einer Stirnfläche gehalten, nämlich von der Abschlußwand der Matrize 52. Diese Ausführungsform erlaubt es deshalb, die Seitenwände 64 und 66 so lang auszubilden, daß sie einige Millimeter oder gar Zentimeter über die vordere Stirnfläche der Zigarette vorstehen. Diese Ausführungsform der Erfindung ermöglicht somit die erfindungsgemäße Modifikation von Zigaretten beliebiger Länge. Die Vorrichtung muß lediglich so bemessen sein, daß die Länge des Hohlraums innerhalb der Matrize mindestens gleich oder größer als die Länge der zu präparierenden Zigaretten 22 ist.

Wenn die Zigarette 22 kürzer als die Länge des Hohlraums innerhalb der Matrize 52 ist, könnte man Schwierigkeiten haben, sie nach Einbringen eines Einsatzes mit der Hand aus der Matrize 52 herauszuziehen; da eine übliche Zigarette einen Durchmesser von 8 mm hat, würde der Durchmesser des Innenraums der Matrize ebenfalls 8 mm betragen, man könnte also nicht mit den Fingern hineingreifen. Aus diesem Grund ist in dem Innenraum der Matrize 52 an der hinteren Abschlußwand eine Auswerferplatte 80 vorgesehen, vgl. Fig. 6. In der Rückwand der Matrize 52 ist ein Schlitz, ausgebildet, welcher etwa die Form eines Dreiecks hat· und durch die gestrichel-

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ten Linien 82 und 84 in Fig. 6 angedeutet ist.

An der Auswerferplatte 80 ist bei 81 ein ebenfalls gestrichelt dargestellter Schwenkhebel 85 angelenkt. Dieser Schwenkhebel hat einen abgewinkelten Abschnitt 86, welcher horizontal in eine Mulde 88 vorsteht, die an der hinteren Rückwand der Matrize 5 2 ausgebildet ist. In der Normallage liegt die Auswerferplatte 80 an der inneren Abschlußwand der tfetrize 52 an, wobei gleichzeitig der Schwenkhebel 85 an der Schlitzbegrenzungswand 84 anliegt und der abgewinkelte Abschnitt 86 des Schwenkhebels 85 in die Mulde 88 vorsteht, wie es in der Figur dargestellt ist. In dieser Stellung ist der Schwenkhebel 85 eingerastet, so daß er auch normalerweise in dieser Stellung verbleibt.

Soll die Zigarette ausgeworfen werden, so wird das Ende des abgewinkelten Abschnitts 86 des Schwenkhebels 85 in der Mulde 88 mit dem Finger oder dem Fingernagel herausgezogen, wobei der Schwenkhebel 85 zur etwa parallel zur Längsachse der Matrize 52 verlaufenden Schlitzbegrenzungswand 82 herumgeschwenkt. Dabei steht das äußere Ende 86 von der Matrize 52 nach hinten vor. Durch einen Druck auf den Schwenkhebel 85, 86 wird dieser nach vorne geschoben, wobei er über den Drehpunkt 81 auch die Auswerferplatte 80 und damit auch die in der Matrize 52 liegende Zigarette 22 nach vorne bewegt. Dadurch kann die Zigarette 22 so weit vorgeschoben werden, daß sie über den vorderen Rand 62 der Matrize 52 vorsteht und mit den Fingern ergriffen und herausgezogen werden kann. Der abgewinkelte Abschnitt 86 ist breiter ausgebildet als der Schlitz in der Rückwand der Matrize 52. Deswegen kann der Schwenkhebel 85 in der ausgeschwenkten Stellung nur so weit in die Matrize hineingeschoben werden, bis der abgewinkelte Abschnitt 86 an der Hinterseite der Rückwand anliegt. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Auswerferplatte nicht aus der Matrize 52 herausfallen kann.

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Bei der Ansführungsform der Fig. 5 ist außer in der Matrize 5? auch in der Patrize 54 ein Magazin ausgebildet, welches durch radial verlaufende Trennwände 92 voneinander getrennt

Diese Kammern 90 sind durch einen drehbaren Deekel 94 abgeschlossen, welcher eine Öffnung 96 aufweist, deren Fläche gleich der Querschnittsfläche der Kammern 90 ist. Dieser Dekkel 94 ist auf die Patrize 54 aufgesetzt, vgl. Fig. 5. Von dem Deckel 94 steht ein in Richtung zur Druckplatte 70 weisender, umlaufender Rock 98 vor. Von diesem Rock 98 wiederum steht nach innen eine umlaufende Rippe 97 vor, welche in eine umlaufende Nut 95 an der Außenwand der Patrize 54 hineingreift.

Mit dieser Rippe 97 rastet also der Deckel 94 in die Ringnut 95 der Patrize ein, so daß der Deckel 94 zwar relativ zur Patrize 54 drehbar ist, aber nicht abfällt. Durch Drehung des Deckels 94 kann seine Öffnung 96 mit jeder Kammern 90 fluchtend ausgerichtet werden, so daß die Einsätze 40 in die Kammern 90 eingebracht und wieder herausgenommen werden können.

In den Fig. 9 und 10 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei welcher eine Matrize 102 und eine Patrize 104, an welcher ein Dorn 1Ό8 befestigt ist, bewegbar miteinander verbunden sind.

Die Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht dieser Ausführungsform, bei welcher die Matrize 102 und die Patrize 104 jeweils einen rechtwinkligen Querschnitt aufweisen. Die Matrize 102 hat einen Fuß 106, welcher einen nach vorne und seitlich vorstehenden Absatz 107 aufweist. Die nach oben weisende Fläche 109 des Absatzes 107 bildet einen Anschlag für die untere Kante der Patrize 104* An ihrem oberen Ende sind die Seitenwande 110 der Matrize 102 abgeschrägt; diese Seitenwände steigen also von der Vorderseite der Matrize 102 zu ihrer Rück-

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seite hin an, wie es in Fig. 9 dargestellt ist. Aufgrund dieser Ausführungsform wird zum einen erreicht, daß die in der Matrize befindliche Zigarette 22 zumindest im vorderen Bereich über die obere Kante der Seitenwände 110 und über die obere Kante der Vorderwand vorsteht; sie kann deswegen leichter mit den Fingern erfaßt und herausgezogen werden.

Im hinteren Bereich der Seitenwände 110 ist eine Nut 112 ausgebildet, welche sich vom Fuß 106 der Matrize bis in den oberen hinteren Randbereich der Seitenwand 110 etwa parallel zur Längsachse der Matrize erstreckt, vgl. Fig. 9.

In diese Nuten 112'greifen Führungsstifte 114 ein, welche von den Seitenwänden 116 der Patrize 104 vorstehen, vgl. Fig.10. Diese Stifte sind am unteren hinteren Bereich der Seitenwände einstückig mit diesen ausgebildet oder fest mit diesen verbunden.

Wie man in Fig. 10 sieht, kann die Patrize 104, deren lichte Weite dem Aißenquerschnitt der Matrize 102 entsprechen muß, ohne Rückwand ausgebildet sein. Das bringt den Vorteil mit sich, daß diese Ecken der Seitenwände 116 voneinander fortgebogen werden können, so daß die Stifte 114 von hinten oder von oben in die Nuten 112 der Matrize 102 eingesetzt werden können.

Die Patrize 104 kann bei dieser Ausführungsform von oben auf die Matrize 102 aufgeschoben werden. Ihre untere oder vollständig aufgeschobene Stellung wird durch den Anschlag ihres unteren Randes an dem Absatz 109 des Fußes 106 begrenzt.

Zum Einführen einer Zigarette 22 in die Matrize 102 wird die Patrize 104 zunächst in ihre obere Endlage verschoben, bis also die Stifte 114 am oberen Ende der Führungsnuten anliegen, und danach wird die Patrize 104 von der Matrize

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fortgeschwenkt, in Fig. 9 nach links. Diese Schwenkbewegung kann um nahezu 180 ausgeführt werden, da die Patrize keine Rückwand aufweist. Damit ist die Öffnung der Matrize 102 vollständig freigegeben, so daß die Zigarette 22 unbehindert eingeführt werden kann. Die Schwenkbewegung der Patrize 104 wird auch dadurch erleichtert, daß die Seitenwände 110 der Matrize 102 an ihrem oberen Ende abgeschrägt sind, daß also die Vorderwand der Matrize 102 kleiner als deren Rückwand ist. Deswegen kann die Patrize 104 auch bereits dann nach hinten fortgeschwenkt werden, wenn sie noch nicht vollständig in ihrer oberen Endlage ist. Selbstverständlich kann auch diese Ausführungsform so modifiziert werden, daß in oder an der Matrize oder der Patrize noch ein Magazin zur Aufnahme von Einsätzen vorgesehen ist.

Die bisher beschriebenen Handapparate wiesen jeweils einen Dorn auf, welcher bei der Modifizierung von Zigaretten den in ihr enthaltenen Tabak aus dem Längsachsenbereich seitlich verdrängt. Die mit den bisher beschriebenen Ausführungsformen modifizierten Zigaretten wiesen somit die gleiche Tabakmenge auf, wie nicht modifizierte Zigaretten. Da dieser Tabak seitlich verdrängt wurde, wurde gleichzeitig die Tabakdichte im Tabakringraum um die Einlage erhöht, und damit wurde auch der Strömungswiderstand bzw. der Zugwiderstand an der modifizierten Zigarette erhöht. Diese Änderung des Zugwiderstandes ist zwar nur sehr geringfügig, es könnte aber Raucher geben, welche sich derart an ihre ständig gerauchte Zigarettenmarke gewöhnt haben, daß sie selbst derart geringe Änderungen des Zugwiderstandes als befremdend empfinden. Diese Raucher würden einen Handapparat zur Verringerung des Schadstoffgehalts von Zigaretten bevorzugen, welcher die Einführung von erfindungsgemäßen Einsätzen 38 oder 40 ohne Erhöhung oder zumindest ohne merkliche Erhöhung des Zugwiderstands an der Zigarette ermöglicht. Eine derartige Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 11 bis 14 dargestellt und wird im folgenden beschrieben.

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Die Fig. 11 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen derartigen Handapparat. Dieser besteht aus einer Matrize 122 und einer Patrize 124. Die Matrize weist wiederum einen Fuß 126 mit einem umlaufenden Vorsprung 127 auf, dessen der Patrize zugewandte Fläche 125 einen Anschlag für die Patrize 124 bildet. An der Außenseite der Matrize ist ein Gewinde 130 vorgesehen, welches komplementär zu einem an der Innenwand der Patrize 124 vorgesehenen Gewinde 131 ausgebildet ist. Von der oberen Abschlußwand der Patrize 124 steht, ähnlich wie die Dorne bei den Patrizen der weiter oben beschriebenen Ausführungsformen, ein starres Rohr 138 in den Innenraum der Patrize 124 vor. Dieses starre Rohr ist fest mit der Patrize 124 verbunden, so daß es deren Längs- und Drehbewegungen mitmacht. Dieses starre Rohr 138 ist in Fig. 12 in einer vergrößerten Seitenansicht und in Fig. 13 von unten, also von der Abschlußwand der Matrize 122 aus gesehen, dargestellt. Wie man aus diesen Figuren sieht, weist das Rohr 138 an seinem unteren Ende eine Abrundung 139 auf, welche in einen Schneide- oder Sägezahnkranz 140 übergeht. Diese Sägezähne sind schräg nach unten und zur Längsachse der Patrize hin gerichtet.

In diesem äußeren Rohr 138 ist konzentrisch zu diesem und mit einem geringen Abstand von der Innenwand dieses äußeren Rohres 138 ein inneres Rohr 148 angeordnet. Dieses innere Rohr 148 ist ähnlich geformt wie das äußere Rohr 138. Es weist an seinem unteren Ende ebenfalls eine Abrundung 149 auf, welche parallel zu der Abrundung 139 ausgebildet ist. Auch diese Abrundung 149 geht in einen Schneide- oder Sägezahnkranz 150 über, dessen Zähne flach an den Zähnen des Sägezahnkranzes 140 anliegen.

Dieses innere Rohr 148 ist jedoch nicht fest mit der Patrize 124 verbunden, sondern relativ zu dieser unddamit auch relativ zu dem äußeren Rohr 138 drehbar.

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Diese Halterung ist dadurch ermöglicht, daß die Patrize 124 in ihrer Abschlußwand 133 eine durchgehende Öffnung 135 aufweist, in welcher das innere Rohr 148 drehbar angeordnet ist. Dieses Rohr 148 weist nahe seinem oberen Ende eine umlaufende, vorstehende Rippe 142 auf, welche in eine Ringnut 143 eingreift, welche ihrerseits in der Wand der öffnung 135 ausgebildet ist. Diese Rippe 142 bildet zusammen mit der Ringnut 143 eine Rastverbindung des inneren Rohrs 148 mit der Patrize 124/ .■■-·.

An seinem oberen Ende ist das Rohr 148 fest mit einer Drehplatte 146 verbunden, deren Durchmesser gleich demjenigen der Patrize 124 ist. An ihrem Umfang weist diese Drehplatte 146 eine Rändelung 147 auf. Durch Drehung dieser Platte 146 kann das innere Rohr 148 gedreht werden. Dabei drehen sich dessen Sägezähne 150 relativ zu den Sägezähnen 140 des äußeren Rohrs 138. Dabei wird zwischen den Sägezähnen der beiden Rohre befindlicher Tabak zerschnitten, wie man anhand der Fig. 12 und erkennen kann.

Diese Ausführungsform der Fig. 11 bis 13 arbeitet wie folgt: In die Matrize 122 wird wiederum eine Zigarette eingelegt, falls es sich um eine Filterzigarette handelt» mit dem Filter nach unten. Auf die Matrize 122 wird dann von oben die Patrize 124 aufgesetzt. Bei einem Druck von unten auf den Fuß 126 und von oben auf die Drehplatte 146 werden Matrize und Patrize in-bzw. übereinander geschoben, wobei die Patrize 124 zwangsläufig aufgrund der Gewinde 130 und 131 gedreht wird« Dabei rotieren die Zähne 140 des äußeren Rohres 138 zwangsläufig relativ zu den Zähnen 150 des inneren Rohres 148. Bei der Bewegung dieser Röhre in die Zigarette wird von der Abrundung 139 des Rohres 138 der Tabak aus dem zentralen Bereich in den Ringraum verdrängt. Der direkt vor dem Rohr 138 befindliche Tabak wird zunächst komprimiert und gelangt sodann teilweise zwischen die Zähne 150 und,140. Aufgrund der ReIa-

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tivbewegung dieser Zahnkränze 150 und 14O zueinander wird der zwischen ihnen befindliche Tabak zerschnitten, so daß aus dem axialen Bereich der Zigarette ein schmaler Tabakstrang herausgeschnitten wird, welcher in den Innenraum des inneren Rohres 148 hineingedrängt wird.

Beim Aufschieben der Patrize 124 auf die Matrize 122 und beim gleichzeitigen Einbringen der Rohre 138 und 148 in die Zigarette wird also ein Teil des Tabaks aus dem zentralen Bereich der Zigarette herausgeschnitten. Um diese Schneidwirkung zu unterstützen, kann die Drehplatte 146 beim Druck auf die Patrize 124 gegensinnig zu dieser gedreht werden, wodurch die Relativgeschwindigkeit der Sägezähne 150 gegen die der Sägezähne 140 noch erhöht und die Schneidwirkung verbessert wird. Beim Herausführen der Rohre 138 und 148 aus der Zigarette wird der in das innere Rohr 148 eingedrungene Tabak mit herausgenommen. Diese Zigarette enthält jetzt also weniger Tabak als zuvor.

Das Rohr 138 dient, ähnlich wie die Dorne der weiter oben beschriebenen Ausführungsformen, gleichzeitig zur Einführung eines Einsatzes 152 in die Zigarette.

Dieser Einsatz 152 ist in der Fig. 14 dargestellt. Da der Zylinder 138 und auch der Zylinder 148 scharfe Zähne haben, muß verhindert werden, daß diese Zähne den Einsatz nach Einführen in die Zigarette zerschneiden, da der Einsatz sonst luftdurchlässig werden würde. Ein solch luftdurchlässiger Einsatz würde aber, wie oben beschrieben wurde, nicht die gewünschte Reduzierung von Schadstoffgehalt und insbesondere von Kohlenmonoxid bewirken. Aus diesem Grunde ist der Konus des Einsatzes 2-52 mit einer zumindest im hinteren Bereich weichen Masse/gefüllt , welche sich der Form der Sägezähne 150 und 140 anpaßt. Diese Zähne können deshalb den Einsatz 152 nicht beschädigen.

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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung muß der Handapparat zur Herstellung schadstoffarmer Zigaretten nicht auf Einzelgeräte beschränkt sein, welche lediglich diese Modifizierung von Zigaretten ermöglicht. Wie man in den Fig. und 16 sieht, kann ein solcher Handapparat auch in einem Zigarettenetui 162 angeordnet sein. Bei der Ausführungsform der Fig. 15 ist der Handapparat in der Mitte des Etuis 162 angeordnet. Konzentrisch zur Wand I63 der Matrize ist im Abstand zu dieser eine weitere Wand 165 vorgesehen, welche mit der Matrizenwand I63 einen Ringraum bildet. Dieser dient zur Aufnahme der zylindrischen Wand 167 der Patrize, welche in Explosionsdarstellung oberhalb des Etuis angedeutet ist^ und diese Wand 167 kann an ihrer Innenseite wieder ein Gewinde 169 aufweisen, welches komplementär zu einem nicht dargestellten Gewinde an der Außenseite der zylindrischen Matrizenwand 163 ausgebildet ist. Selbstverständlich kann die Patrizenwand auch an ihrer Außenwand ein Gewinde aufweisen, welches komplementär zu einem Gewinde an der Innenseite der weiteren V/and"'" 165 ausgebildet sein müßte. In die Patrize steht wiederum ein Dorn 168 vor, welcher ah dem Deckel 170 befestigt ist. Die Patrizenwand I67 und der Dorn I68 sind drehfest miteinander

drehbar

verbunden, während beide relativ zu dem Deckel Ί70/ausgebildet sind; der besseren Übersichtlichkeit wegen ist diese drehbare Halterung in den Fig. 15 und' 16 nicht dargestellt. Um die weitere Wand 165 herumsind Einsätze 171 angeordnet, welche in die Zigaretten eingebracht werden sollen. Der Deckel 170 bildet, wenn die Patrize vollständig auf die Matrize aufgeschoben ist, den Abschluß desjenigen Teils des Etuis 162, welches den Handapparat und die Einsätze aufnimmt.

Zu beiden gelten dieses Handapparatteils sind Räume zur Aufnahme von Zigaretten 22 vorgesehen. Diese beiden Räume können durch schwenkbare Klappdeckel 173 verschlossen werden.

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In Fig. 16 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welche derjenigen der Fig. 15 ähnlich ist. Auch in diesem Etui 162 ist ein Handapparat zur Herstellung schadstoff armer Zigaretten angeordnet, jedoch nicht in der Mitte des Etuis sondern an einer Seite. Die entsprechenden Teile dieser Ausführungsform tragen die gleichen Bezugszeichen wie die ihnen entsprechenden Teile der Ausführungsform der Fig. 15.

Es gibt Zigaretten sowohl mit verschiedener Gesamtlänge als auch mit verschiedener Länge des FiIterabSchnitts. Eine Ausführungsform der Erfindung, welche die Herstellung schadstoffarmer Zigaretten verschiedener Länge ermöglicht, ist in Fig. 5 dargestellt. Da die Länge des Hohlraums in der Matrize grosser als die Länge der längsten auf dem Markt erhältlichen Zigarette ist, können also sämtliche handelsüblichen Zigaretten mit diesem Handapparat zu schadstoffarmen Zigaretten modifiziert werden. Dabei dringt der Dorn 58 jeweils bis zu dem gleichen Abstand von dem Filter 23 in die Zigarette 22 ein, unabhängig davon, wie lang die Zigarette ist, soweit nur der Filter jeweils gleich lang ist.

In den Fig. 17a und 17b ist eine Ausführungsform dargestellt, welche die Steuerung der Eindringtiefe des Dorns auf gleichen Abstand zu verschieden langen Filtern ermöglicht.

Die Fig. 17a zeigt einen Querschnitt durch einen Teil des hinteren Abschnitts einer Patrize 174 und durch den hinteren Abschnitt eines Doms 178. Die Patrize weist eine runde Öffnung 175 auf, in welcher der Dorn 178 steckt. Die Wand dieser öffnung 175 ist in Fig. 17b abgerollt in einer Draufsicht dargestellt. Wie man sieht, sind in der Wand 175 diametral gegenüber zwei gleichartige Nuten 180 ausgebildet. Der Durchmesser dieser Nuten ist so bemessen, daß sie Stifte 179 aufnehmen können, welche an diametral gegenüberliegenden Stellen von dem Dorn 178 vorstehen. Durch Drehung und Verschiebung

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des Doras 178 kann dieser in seine untere Endlage bewegt und dort durch seine Stifte 179 in dem unteren Ende 183 der Nuten 180 befestigt werden. In dieser Stellung ist der Dorn 178 in Fig. 17a durch ausgezogene Linien dargestellt. Dieser Dorn kann aber auch durch Verdrehung und Verschiebung in seine obere Endlage bewegt und dort arretiert werden, wie es durch die gestrichelten Linien in Fig. 17a dargestellt ist. In dieser oberen Endlage sind die Stifte 179 in den arretierenden Enden 185 der Nuten 180 angeordnet.

Diese nur schematisch dargestellte Möglichkeit zur Veränderung der Lage des Doms 178 relativ zur Patrize 174- dient zur Anpassung des Handapparats an Zigaretten verschiedener Filterlänge, mit dem Ziel, die Einsätze jeweils gleich nahe an die tabakseitige Stirnfläche des Filters heranzuführen. Der Abstand zwischen der unteren und der oberen Arretierungslage des Dorns 178 entspricht dabei" der unterschiedlichen Länge der Filter der verschiedenen Zigarettensorten.

Diese mögliche Veränderung wurde am Beispiel eines Doms beschrieben* sie ist jedoch in ähnlicher Weise auch möglich für ineinandersireckende Rohre mit. vorderen Sägezahnkränzen,, welche der zu modifizierenden Zigarette Tabak entnehmen.

Es hat sich herausgestellt, daß der Gehalt von Kohlenmonoxid im Rauch von Zigaretten auch dann erheblich herabgesetzt ist, wenn im axialen Bereich der Zigarette eine Röhre angeordnet ist, welche zunächst vorne und hinten geöffnet ist und welche unter dem Einfluß der Glutzone während des Rauchens seitlich zur Glutzone hin und auch in Längsrichtung im wesentlichen luftdicht abschließt. Eine solche Zigarette ist in den Fig. 18a, 18b und 18c dargestellt.

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Die Fig. 18a zeigt einen Schnitt durch eine Filterzigarette, deren Tabak sich ausschließlich in dem Tabakringrsum 181 befindet, der vom vorderen Ende der Zigarette bis zum Filter 183 reicht. Der Tabakringraum 181 ist vom tabakfreien axialen Bereich 185 durch eine doppelwandige Röhre getrennt, welche aus einer äußeren Röhre 187 aus Papier und einer inneren Röhre 18^ aus Kunststoff besteht. Die beiden Röhren 187 und 18Q liegen dicht aneinander an, so daß keine Luft zwischen ihnen hindurchströmen kann.

In Fig. 18b ist diese Zigarette in teilweise ab ge raucht ein Zustand dargestellt, wie man z.B. an dem dargestellten Aschkegel 191 sieht. Die äußere Trennwandröhre 187 besteht aus im wesentlichen luftun durchlässigem und formstabilem Papier; sie bleibt auch in der Glutzone 193» zumindest im größeren Teil derselben noch im wesentlichen luftundurchlässig, wie es in der Fig. 18b angedeutet ist. Die Innenröhre 189 besteht im Ausführungsbeispiel aus einem Kunststoff, welcher unter der Einwirkung der Glutzone 193 beim Rauchen laufend vorne zuschmilzt und einen im wesentlichen luftdichten Abschluß 190 bildet. Dieser befindet sich im Bereich zwischen der mundstücks ext igen Grenzfläche 194· der Glutzone 193 und dem Filter 183. Die,genaue Lage dieses luftdichten Abschlusses 190 relativ zur Glutzone 193 ist unkritisch', da der Abschluß lediglich in Längsrichtung luftundurchlässig sein muß. Die Abdichtung in radialer Richtung nach außen zum Tabakringraum 181 erfolgt durch die Trennwandröhre 187, welche auch zumindest im größeren, mundstückseitigen Bereich der Glutzone im wesentlichen luftundurchlässig bleibt.

Selbstverständlich soll zunächst keine Luft neben dem Abschluß zwischen der Trennwandröhre 187 und der Innenröhre 189 hindurchgelangen können. Diese Innenröhre soll also luftdicht an der Innenwand der Trennwandröhre 187 anliegen.

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Wie es auch, in der Fig. 18b dargestellt ist, werden viele Kunststoffe, welche zunächst als Innenröhre 189 ausgebildet sind und, beim Rauchen vorne zuschmelzen, an ihrem vorderen oder äußeren Ende eine Konusform annehmen. Zwischen dem laufend gebildeten Abschluß 190 und der Trennwandröhre 189 wird somit ein Rinßspalt 195 entstehen, der jedoch nicht stört, da er nur um einige Millimeter von der äußeren Spitze des Abschlusses 1^0 in Richtung* zum Mundstück reicht. Dahinter liegen, auch beim Rauchen, zumindest anfangs Trennwandröhre 187 und Innenröhre 18^ luftdicht aneinander.

Es gibt andererseits eine Vielzahl von Kunststoffen, welche unter Wärmeeinfluß schrumpfen. Wenn die Innenröhre aus einem solchen Kunststoff besteht, wird beim Rauchen ein Ringspalt zwischen beiden Röhren entstehen, dessen Länge in der Längsrichtung der Zigarette-größer ist als beim Ausführungsbeispiel der Fig. 18b. Selbst wenn ein solcher Ringspalt 20 mm lang sein sollte, bleibt jedoch der tabakfreie Raum 196 immer noch luftundurchlässig, solange die äußere Spitze des laufend gebildeten Abschlusses I90 sich mehr als 20 mm von der mundstückseitigen Stirnfläche des Filters entfernt befindet.

Diese Eigenschaft vieler Kunststoffmaterialien, unter Wärmeeinfluß zu schrumpfen, kann jedoch in vorteilhafter Weise genützt werden, wie anhand der Fig. 18c dargestellt ist. Bei dieser Zigarette ist die Glutzone 193 schon sehr nahe an den Filter 183 herangewandert. Der laufend gebildete Verschluß 190 befindet sich bei diesem Ausführungsbeispiel im mundstückseitigen Bereich der Glutzone 193. Der Ringspalt 195 jedoch, dessen Durchmesser sich zum Filter 183 hin verjüngt, reicht bis zur mundstückseitigen Stirnfläche des Tabakringraums 181. Auch an dieser Übergangsstelle vom Tabakringraum 181 zum Filter 183 besteht ein umlaufender Abstand oder Spalt zwischen der Trennwandröhre 187 und der Innenröhre 189, und durch diesen Spalt kann Außenluft direkt durch den tabakfreien Raum 196 in den Filter^: "193 gelangen. Je weiter diese Zigarette abbrennt, um

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so größer wird der Spalt 195, da die radiale AusdehnunF diesen umlaufenden Ringspaltes sich, zur Glutzone 191 hin erweitert und da dieser Ringspalt 195 zum Filter 183 hinwandert. Je weiter diese Zigarette noch abbrennt, um so mehr Außenluft kann direkt zugeführt werden. Dieses Phänomen ist höchst erwünscht, dn durch die zunehmende direkte Zufuhr von Außenluft durch den tnbakfreien Raum 196 der bei kürzer werdender Stummellnnge der Zir/irette stark zunehmende Schadstoff gradient teilweise oder such v^llic; kompensiert oder auch überkompensiert werden kann, nämlich durch diese Beimischung von Frischluft.

Fach einer Weiterbildung der Erfindung sollen auch derartige Doppelwandröhren 187, 189 in Zigaretten eingebracht werden können. Eine entsprechende Modifikation einer derartigen Ausführungsform ist in den Fig. 19a bis 19d dargestellt und wird im folgenden beschrieben.

Die Fig. 19a zeigt einen Querschnitt durch einen Dorn 200, welcher in eine Zigarette eingeführt werden kann und dabei dem Tabak aus dem axialen Bereich seitlich verdrängt.

Dieser Dorn besteht aus einem starren Hohlzylinder 2<~>1, an dessen vorderem Ende ein etwa konischer oder kegelspitzf^rmiper Teil 2OJ befestigt ist, der im wesentlichen aus Kunststoff besteht- In dem Dorn 200 befindet sich ein hohler Stempel 205, welcher einen durchgehenden Luftkanal 207 aufweist und an seinem vorderen Ende mit dem konusförmigen Teil 201 verbunden ist.

Der konusförmige Teil 203 besteht aus biegsamem Kunststoff. Der vordere Teil ist zur "Verstärkung sehr dickwandig ausgebildet oder weist eine Füllung 209 auf. Die Mantelfläche 211 ist sehr dünnwandig und leicht verbjqgbar ausgebildet. Der umlaufende Rand am unteren Ende des Konus 203 weist wiederum eine Verstärkung 213 auf. Außerdem istr er abgerundet, wie es bei 215 dargestellt ist. Von dem unteren umfang 215 erstreckt sich

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der vordere Teil 203 radial nach innen und setzt sich dann abgewinkelt in einem Rock 217 fort, welcher konzentrisch an dem starren Zylinder 201 innen anliegt und an dem Streifen 219 mit ihm verbunden ist, z.B. durch Klebemittel oder auf andere geeignete Weise.

An dem biegsamen Mantel 211 sind an vier Stellen 220 Bänder befestigt, welche mit ihrem anderen Ende an dem Stempel 205 be festigt sind. Diese Bänder 221 sind dann straff gespannt, wenn der Stempel 205 sich in seiner vorderen Extremstellung befindet, wie es in der Fig. 19a dargestellt ist. In dieser Stellung ist der vordere Teil 203 zu seiner Konusform aufgespannt. Dabei erstreckt sich der abgerundete Rand 215 so weit über den äußeren Umfang des starren Zylinders 201 hinaus, daß er auch noch über die aus einer Kunststoffröhre 187 und einer Trennwandröhre 189 bestehende Doppelwandröhre 187/189, die lediglich durch einen Strich dargestellt ist, seitlich vorsteht. Dieser abgerundete untere Rand 215 sorgt somit dafür, daß beim Einführen dieses Dorns 200 in eine Zigarette die Doppelwandröhre 187/189 mit ihrem vorderen Rand nicht an Tabakkrümeln hängen bleiben kann.

Andererseits könnte die Doppelwandröhre, 187/189 auf Grund der Haftung am Tabak auf dem starren Zylinder 201 nach hinten verschoben werden, wenn der Dorn 200 in eine Zigarette eingeführt wird. Um eine derartige Verschiebung zu verhindern, ist an dem Zylinder 201 eine umlaufende, nach außen vorstehende Rippe 223 ausgebildet, welche die Doppelwandröhre 187/189 in ihrer Position hält.

Um den Dorn 200 aus der Doppelwandröhre 187/189 herausziehen zu können, nachdem diese in eine Zigarette eingebracht worden ist, muß der über die Doppelwandröhre 187/189 seitlich vorstehende Rand 215 radial nach innen bewegt werden. Dies geschieht dadurch, daß der Stempel 205 nach hinten gezogen

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wird. Dabei ziehen die Bänder 221 den Mantel 211 an den vier Stellen 220, vgl. Pig. 19&» nach innen, wie es in Fig. Λ°>\> dargestellt ist. Dadurch wird auch der untere Rand 215 soweit zur L; ngsachse des Doms 200 hin gezogen, daß er sich innerhalb der Verlängerung des starren Zylinders 201 befindet, vgl. Fir·. 1Qb. Nachdem der Stempel 205 diese Lage relativ zu dem Zylinder ?O1 erreicht hat, ist es zweckmäßig, einen weiteren Zug -τ den Stellen 220 des Mantels 203 zu verhindern, da sonst die Verbindung zwischen dem Konus 203 und dem starren Zylinder 201 bei 219 aufreißen könnte. TJm eine weitere Relativbewegung des Stempels 205 relativ zum Zylinder 201 nach unten hin zv verhindern, sind im unteren Bereich des Stempels an diesem mehrere radial nach außen vorstehende Stifte befestigt, deren Enden 2ΡΓ-durch in dem starren Zylinder 201 ausgebildete Schlitze ??.? vorstehen. Diese Schlitze 227 sind so angeordnet und in ihrer Lr-n^e so bemessen, daß die Stifte 225 in der unteren Extreroiage des Stempels 205 am unteren Rand des Schlitzes 22? anliegen, vgl. Fig. 19b und 19d, un? daß die Stifte in der oberen Extremstellung des Stempels 205, vgl. Fig. 19a, am oberen Rand des jeweiligen Schlitzes anliegen. Diese Extremstellungen sind jedoch lediglich hinsichtlich der Lage des Stiftes 205 bezüglich des Zylinders 201 zu verstehen.

Nachdem eine Ddppelwandröhre 187/189 in eine Zigarette eingeführt worden ist, wird der Dorn 200 durch einen kontinuierlichen Zug an dem Stempel 205 aus der Zigarette und aus der in ihr verbleibenden Doppelwandröhre 187/189 entfernt.

Zu Beginn dieser Bewegung des Stempels 205 wird zunächst noch kein Zug auf den Zylinder 201 ausgeübt, sondern lediglich ein Zug auf den Konus 203* nämlich einmal direkt über die Befestigung des Konus am vorderen Ende des Stempels 205, und zum anderen über die Bänder 221. Dabei kollabiert der Konus, wie es in Fig. 19b dargestellt ist. Wenn der Stempel relativ zum

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Zylinder 201 seine in Fig. 19b dargestellte untere Extremis pre erreicht hat, liegen seine Schlitze 226 am unteren i^-nd des jeweiligen Schlitzes 227 an. Bei einer weiteren Abwärtsbewegung des Stempels 205 wird der Zug auf den Stempel nur den Zylinder 201 übertragen, so daß dieser sich relativ zur Dnppel-■-wandröhre .287/189 zu bewegen beginnt und voll ständig■ nus ihr herausgezogen wird.

Danach kann der Dorn wieder in eine nächste Zigarette eingeführt werden, um diese zu modifizieren. Dabei wird zunächst bei einem Schub auf die Schubstange 205 nach vorn oder nnch oben der vordere Konus 203 voll entfaltet, da der Stempel 205 sich nach vorne bewegt, ohne eine Kraft auf den Zylinder 201 zu übertragen. Nach der Entfaltung des Konus 203,nachdem also die Stifte 225 am oberen Rand des Schlitzes 227 anliegen., wird die Vorwärtsbewegung des Stempels 205 auf den Zylinder übertragen. In diesem Zustand vermag der Dorn 200 beim Einführen in eine Zigarette den Tabak aus dem axialen Bereich in den seitlichen Bereich zu verdrängen.

Danach wird der Dorn 200 in beschriebenerWeise aus der Zigarette entfernt, wobei.der vordere Teil 203 wieder kollabiert. In diesem Zustand kann eine Doppelwandröhre 187/189 von vorne auf den Dorn 200 aufgeschoben werden, und danach kann der Dorn mit der aufgeschobenen Doppelwandröhre 187/189 wiederum in die Zigarette eingeführt werden.

Die Anordnung dieses Dorns bzw. seine Befestigung an einer Patrize kann in beliebiger Weise geschehen, z*B. so wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Selbstverständlich kann auch der Stempel 205 zur Erhöhung seiner Stabilität zumindest im unteren Bereich wesentlich breiter ausgeführt sein, sein Gesamtdurchmesser kann geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des starren Zylinders sein. '" .

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Claims (28)

Ansprüche

1. Von Hand betätigbare Vorrichtung zur Umänderung üblicher Tabakwaren in schadstoffarme Tabakwaren, gekennzeichnet durch eine Matrize (12, 52, 102, 122) zur Halterung der Tabakware (22) und durch eine Einrichtung (18, 58, 108, 138/148, 168, 178, 200) zur Schaffung eines tabakfreien Raums im Beiäch der Längsachse der Tabakware.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Schaffung des tabakfreien Raums ein bei ihrer Einführung in die Tabakware (22) den Tabak verdrängender Dorn (18, 58, 108, 200) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn, (18, 58, 108) an seinem vorderen Ende etwa kegel- oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (200) an seinem vorderen Ende einen Körper (203) aufweist, der expandierbar und kontrahierbar ausgebildet ist und in seinem expandierten Zustand etwa die Form eines Kegels oder Kegelstumpfes hat, dessen hinterer Abschnitt (215) allseitig über den Außenumfang des Schaftes (201) des Dorns (200) vorsteht, und der in seinem kontrahierten Zustand vollständig innerhalb der Verlängerung des Mantels des Schaftes (201) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zentralen Bereich des Dorns (200) ein Stempel (205) angeordnet ist, dessen vorderes Ende mit dem Körper (203) verbunden ist, an dessen vorderem Bereich Bänder (221) befestigt sind, die mit ihrem anderen Ende an dem biegsamen Mantel (211) des Körpers (203) befestigt sind, und an welchem Querstifte (225) befestigt, sind, die durch in dem

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starren Schaft (201) ausgebildete Schlitze (227) vorstehen, welche so bemessen sind, daß sie Anschläge für die Stifte (225) sowohl in der oberen als auch in der unteren Endlage des Stempels (205) relativ zu dem starren Schaft (201) bilden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schaft (201) ein Anschlag für den aufzuschiebenden Einsatz (138/139) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (201) sich nach vorne verjüngend ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite der die Tabakware (22) haltenden Matrize (12, 52, 102, 122) etwa gleich oder geringfügig kleiner als der Außendurchmesser der Tabakware (22) ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (12, 52, 102, 122) nach innen vorstehende, sich in Längsrichtung erstreckende Rippen (13) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (12, 52, 102, 122) mit veränderbarem Innendurchmesser ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen die Lösung des Doms (18, 58, 108, 148, 168, 178, 200) aus dem in die Tabakware eingebrachten Einsatz (38, 40, 187/189) unterstützenden Abstreifer (32).

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12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 Ms 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (12) an ihrem einen Ende eine Rückwand (14) aufweist, welche ein Gegenlager für die Tabakware (22) bildet und eine durchgehende Öffnung (16) aufweist, welche zur Aufnahme und Führung des Dorns (18) dient.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand der Öffnung (16) in deren hinterem Randbereich eine Ringnut (20) ausgebildet ist, welche zusammen mit einer am hinteren Endbereich des Dorns (18) von diesem vorstehende Rippe oder Stift eine Rastverbindung bildet.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13» dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (18) fest mit einer Druckplatte (24) verbunden ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch eine auf die Matrize (12, 102, 122) aufschiebbare Patrize (54, 104, 124), an welcher die den tabakfreien Raum schaffende Einrichtung,(58, 108, 138/148, 168, 178, 200) befestigt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (52, 122) an ihrer Außenseite ein Gewinde (63, 130) und die Patrize an ihrer Innenseite ein Kontergewinde (131) aufweisen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die den tabakfreien Raum schaffende Einrichtung aus zwei ineinander angeordneten und relativ zueinander rotierbaren Rohren (138, 148) besteht,- welche an ihrem vorderen Ende zusammenwirkende Schneidezahnkränze (140 bzw. 150) aufweisen, und daß das eine Rohr (138) drehfest mit der Patrize (133) verbunden ist, während das andere Rohr (148) relativ zur Patrize drehbar ist.

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18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Rohr (148) sich durch eine Öffnung (135) in der Rückwand (133) der Patrize (I24) hindurch erstreckt und drehfest mit einer Drehpläfce (146) verbunden ist, welche hinter der Rückwand (133) der Patrize (124) relativ zu dieser drehbar angeordnet ist.

19· Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand der Öffnung (135) in der Patrize (133) eine umlaufende Ringnut (143) ausgebildet ist, welche zusammen mit einer von dem inneren Rohr (148) vorstehenden umlaufenden Rippe (135) eine Rastverbindung zwischen der Patrize einerseits und der aus der Drehplatte (146) und dem inneren Rohr (148) bestehenden Einheit andererseits bildet.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche'17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Rohr (138) und das innere Rohr (148) an ihrem vorderen Ende nach innen hin abgerundet sind und daß ihre Schneidezahnkränze (140 bzw. 150) schräg nach innen und nach vorne gerichtet sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch 'gekennzeichnet, daß die Matrize und die Patrize in einem Zigarettenetui (162) angeordnet sind.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet,daß die Patrize (124) in ihrer Rückwand eine zylindrische öffnung (175) aufweist, welche diametral gegenüberliegend zwei Nuten (180) aufweist, längs denen von dem Dorn (178) an diametral gegenüberliegenden Stellen

. vorstehende Stifte (179) von einer vorderen Endlage (183) in eine hintere Endlage (185) führbar sind.

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23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch
gekennzeichnet,daß in der Matrize ("12, 52, 102, 122) und/ oder der Patrize (54, 104, 124) Magazine zur Aufnahme von in die Tabakwaren (22) einzubringenden Einsätzen (38, 40, 152) ausgebildet sind,

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Magazine aus in den Seitenwänden der Matrize bzw. der Patrize ausgebildeten Kammern (60) 90) bestehen.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (34)" der Matrize (12) und/oder die Kammern (90) der Patrize (52) durch einen relativ zu ihnen drehbar angeordneten Deckel (24) bzw. (94) abgeschlossen sind, welcher eine mit samtlichen Kammern (34 bzw. 90) fluchtend ausrichtbare Öffnung (35 bzw. 96) aufweist und durch eine Rastverbindung (25a, 25b) relativ zu der Matrize (12) bzw. der Patrize (54) arretierbar ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, daß die den Dorn (108) tragende Patrize
(104) relativ zur Matrize (102) in Längsrichtung verschiebbar und in ihrer ausgefahrenen Stellung relativ zur Matrize (102) seitlich verschwenkbar an dieser befestigt ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (102) an ihrer Außenseite zwei in Längsrichtung verlaufende Führungs- und Halterungsnuten (112) aufweist, in welche jeweils ein von der Patrize nach innen
vorstehender Stift (114) eingreift und geführt wird.

28. Vorrichtung nach, einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Dorn (18) ein Luftdrucksausgleichskanal (21) ausgebildet ist.

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