DE3113575A1

DE3113575A1 - Verfahren zur herstellung einer zigarettenfiltereinheit und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3113575A1
Application number: DE19813113575
Authority: DE
Inventors: Michel 1399 Bavois Berney; Jean-Pierre 1820 Montreux Lebet
Original assignee: Baumgartner Papiers SA
Current assignee: Baumgartner Papiers SA
Priority date: 1980-04-08
Filing date: 1981-04-03
Publication date: 1982-03-18
Also published as: GB2077089B; GB2077089A; CH645251A5; JPS5834108B2; FR2479663A1; JPS56160985A; US4412829A

Description

PATENTANWÄLTE

Derer, nat Bernd Mussgnug Jf.

Dr.rer.net OttO Büchner

Flossmannatrasse 30 a D-8000 MÜNCHEN 60

U.Z.: 821.38

Baumgartner Papiers S.A., CH-1023 Crissier (Schweiz)

Verfahren üur Herstellung einer Zigarettenfiltereinheit und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens

BP 1/80

PATENTANWÄLTE

Dipi. ing. Klaus Wesfcphal

Ditrer.nat. Ri:*"d ivii.i:-33gnug

Dr.ror.n;:t. Otto BtI ΟίΐΠΘΓ Ί 1 1 ^ R 7 ^

Hossmannstras3e 30 a - *T"*- Φ ' '

D-SOOO MÜNCHEN 60 "

Anmelderin: Baumgartner Papiers S.A. CH-1023 Crissier

U.Z.: 821.38

Verfahren zur Herstellung einer Zigarettenfiltereinheit und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mit rieselfähigem und/oder faserförmigem Filtermaterial gefüllten Kammern versehenen Zigarettenfiltereinheit, wobei man einen nach aussen mündende Einfüllöffnungen aufweisende Kammern versehenen Filterstrang an einem mit mindestens einer Füllöffnung versehenen Füllteil abdichtend anliegend vorbeibewegt, derart, dass rieselfähiges und/oder faserförmiges Filtermaterial aus dem Füllteil über die Kammereinfüllöffnungen in die zu füllenden Kammern gelangt, anschliessend die Kammereinfüllöffnungen verschliesst, und nachher den Filterstrang in die gewünschten Zigarettenfiltereinheiten unterteilt, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es sind bereits Verfahren zur Herstellung von Kammerfiltern bekannt (DE-OS 19 01 120,, DE-OS 19 32 607), bei denen in den mit rieselfähigem Filtermaterial zu füllenden Kammern zur Erzielung einer besseren Füllung ein Unterdruck erzeugt wird. Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei Strangvorschubgeschwindigkeiten von mehr als etwa 80 m/Minute diese mit Unterdruck arbeitenden Verfahren nicht mehr befriedigen, da dann der Füllungsgrad der mit rieselfähigem Filtermaterial zu füllenden Kammern ungenügend wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von mit rieselfähigem und/oder faserförmigem Filtermaterial gefüllten Kammern versehenen

Zigarettenfiltereinheiten, bei welchem selbst bei Strangvorschubgeschwindigkeiten von 200 m/Minute und mehr noch gut mit rieselfähigem und/oder faserförmigem Filtermaterial gefüllte Kammern erzielt werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass man das mit der Füllöffnung verbundene Innere des Füllteiles während des Füllvorganges auf einem über Umgebungs-Atmosphärendruck liegenden Innendruck hält, sodass wenn die zu füllenden Kammern in Verbindung mit der Füllöffnung des Füllteiles gelangen, infolge des derart erzeugten Druckunterschiedes eine aus dem Füllteil in die zu füllenden Kammern gerichtete Luftströmung bewirkt wird, welche Filtermaterial aus dem Füllteil in die zu füllenden Kammern des Filterstranges befördert.

Bei bestimmten Filterstrangmaterialien und/oder Zigarettenfilterabmessungen und/oder in die zu füllenden Filterkammern abzufüllenden Filtermaterialien ist es zur Erzielung eines noch besseren Füllungsgrades der Filterkammern zweckmässig, wenn man nach dem mindestens teilweisen Füllen der Kammern mit rieselfähigem und/oder faserförmigem Filtermaterial den in diesen Kammern herrschenden üeberdruck verringert, und die Einfüllöffnungen dieser Kammern erneut mit der Füllöffnung des gleichen oder eines anderen unter Ueberdruc!: stehenden Füllteiles in Verbindung bringt, sodass erneut infolge des derart erzeugten Druckunterschiedes eine aus dem Füllteil in die zu füllenden Kammern gerichtete Luftströmung bewirkt wird, welche wiederholt Filtermaterial aus dem Füllteil in die zu füllenden Kammern des Filterstranges befördert,und diesen Dekompressions-Kompressionsvorgang und damit den Füllvorgang, gegebenenfalls mehrfach, wiederholt.

Um zu Verhindern, dass nach dem Füllen der Filter' ammern infolge des in diesen herrschenden Ueberdruckes nach der Freigabe der Kammereinfüllöffnungen gegenüber der Umgebungsatmosphäre ein Teil des in diese Filterkammern eingefüll-

ten rieselfähigen und/oder faserförmigen Filtermaterials wieder aus diesen Filterkammern herausbefördert wird, ist es vorteilhaft, wenn man den in den gefüllten Kammern herrschenden, beim Füllen derselben erzeugten üeberdruck vor der Freigabe der Kammereinfüllöffnungen gegenüber der Umgebungsatmosphäre mindestens annähernd auf Umgebungs-Atmosphärendruck verringert.

Es hat sich als zweckmässig erwiesen, wenn man in der Füllöffnung des Füllteiies gegenüber dem Umgebungs-Atmosphärendruck einen Üeberdruck im Bereich von 0,4 bis 3,0 bar bewirkt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemassen Verfahrens, mit Zufuhrmitteln zur Zufuhr eines nach aussen mündende Einfüllöffnungen aufweisende Kammern versehenen Filterstranges, einem Füllteil zur Füllung der Kammern mit rieselfähigem und/oder faserförmigem Filtermaterial, einer Verschliessanordnung zum Verschliessen der Einfüllöffnungen der mit rieselfähigem und/oder faserförmigem Filtermaterial gefüllten Kammern mittels eines Verschlussstreifens, und mit Trennmitteln zur Unterteilung des mit gefüllten Kammern versehenen Filterstranges in bestimmte Längenabschnitte, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass der gleitend und abdichtend auf dem Filterstrang aufliegende, über mindestens eine Füllöffnung in die sich vorbeibewegenden Kammereinfüllöffnungen mündende Füllteil mit mindestens einer ersten, direkt mit der Füllöffnung verbundenen, und mindestens einer zweiten, über mindestens einen mittels einer ersten Verschliessanordnung verschliessbaren Verbindungskanal mit der ersten Speicherkammer verbundenen Filtermaterial-Speicherkammer versehen ist, dass beide Filtermaterial-Speicherkammern als Druckkammern ausgebildet und mit Zufuhrmitteln zur Zufuhr eines unter Üeberdruck stehenden Druckgases in deren Inneres verbunden sind, dass die zweite Speicherkammer

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mindestens eine gegenüber der Aussenatmosphäre mittels einer zweiten Verschliessanordnung verschliessbare Zufuhröffnung zur Zufuhr von weiterem rieselfähigem und/oder faserförmigem Filtermaterial in diese zweite Speieherkammer bei Unterschreitung einer bestimmten in dieser sich befindenden Filtermaterialmenge aufweist, und dass die erste und die zweite Verschliessanordnung und die Druckgaszufuhrmittel derart miteinander gekoppelt sind, dass immer nur die eine von beiden Verschliessanordnungen geöffnet werden kann, und beim Oeffnen der ersten Verschliessanordnung in der zweiten Speicherkammer ein mindestens annähernd gleicher Druck wie in der ersten Speicherkammer herrscht.

Um selbst bei relativ schlecht rieselfähigen Filtermaterialien und sehr hohen Stranggeschwindigkeiten trotzdem noch einen guten Füllungsgrad der Filterkammern zu erzielen, ist es zweckmässig, wenn die Füllöffnung des Füllteiles in mehrere Abschnitte unterteilt, und zwischen je zwei benachbarten Abschnitten mindestens je eine gleitend und abdichtend auf dem Filterstrang aufliegende, in die sich vorbeibewegenden Kammereinfüllöffnungen mündende Dekompressionskammer zur Reduzierung des in den an diesen vorbeibewegten Kammern herrschenden üeberdruckes angeordnet ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Dekompressionskammern zur Regulierung des in ihnen herrschenden Gasdruckes über mindestens je eine Druckgasabführleitung mit mindestens einer Druckregulieranordnung verbunden sind.

Zur Erzielung einer möglichst einfachen Nachfüllung der ersten Speieherkammer mit in der zweiten Speicherkammer gespeichertem Filtermaterial ist es ausserdem zweckmässig,wenn die zweite Speicherkammer oberhalb der ersten Speicherkammer angeordnet ist.

Zur Automatisierung des Nachfüllens der beiden Speicherkammern und zur Verhinderung, dass plötzlich in der ersten

Speicherkanuner auf einmal kein in die zu füllenden Kammern abzugebendes Filtermaterial mehr ist, ist es vorteilhaft, wenn die erste und die zweite Speicherkammer mit je einer den in der betreffenden Speicherkammer herrschenden Füllstand überwachenden Anordnung versehen sind, welche bei Unterschreitung eines bestimmten minimalen Füllstandes zur Nachfüllung der betreffenden Speicherkammer mit rieselfähigem oder faserförmigem Filtermaterial eine Oeffnung der auf der Eintrittsseite der betreffenden Speicherkammer vorgesehenen Verschliessanordnung bewirkt.

Es hat sich ferner als zweckmässig erwiesen, dass die erste und/oder die zweite Verschliessanordnung einen in seiner Axialrichtung verschiebbaren, mit einer kegelmantelförmigen Hüllfläche versehenen Verschliessteil aufweist, welcher mit einem die Form einer stumpfkegelmantelformigen Hüllfläche aufweisenden Sitz zusammenwirkt, wobei der Verschliessteil oder der Sitz unter Bildung von mindestens zwei unter einem spitzen oder stumpfen Winkel auf seiner Hüllfläche scharfkantig auslaufenden Rippen längs seines ümfanges mit mindestens einer Nut versehen ist und die Spitze des Verschliessteiles entgegen der Durchströmrichtung gerichtet ist.

Weitere zweckmässige Weiterausgestaltungen der erfindungsgemässen Einrichtung sind Gegenstand der Ansprüche 11 bis 13.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schemtische Seitenansicht einer beispielsweisen Ausführungsform einer erfindungsgemässen Einrichtung zur Herstellung von mit Kammern versehenen Zigarettenfiltern;

Fig.2 einen Längsschnitt durch eines mit Hilfe der in Figur 1 dargestellten Einrichtung hergestellten Zigarettenfilters;

Fig.3" einen Schnitt längs der Linie III-III in Figur 2;

Fig.4 bis 19 verschiedene Schnitte längs der Linien IV-IV bis XIX-XIX in Figur 1;

Fig. 20a bis 20e im Längsschnitt die Füllstation der in Figur 1 dargestellten Einrichtung in den verschiedenen Phasen des Nachfüllens;

Fig. 21 einen Schnitt analog Fig. 5 zur Darstellung der Anordnung von zwei Formungsketten bei der Herstellung von Zigarettenfiltern mit zwei Kammern;

Fig. 22 einen Schnitt analog Fig. 21 zur Darstellung der Anordnung von zwei seitlich nebeneinander angeordneten Füllstationen bei der Herstellung von Zigarettenfiltern mit zwei Kammern die mit unterschiedlichem Material gefüllt sind;

Fig. 23 eine Draufsicht auf den gemäss Fig. 21 hergestellten Filterstab;

Fig. 24 einen Längschnitt analog Fig. 2 durch ein mit zwei Kammern versehenes Zigarettenfilter und

Fig. 25 einen Schnitt längs der Linie XXV-XXV in Fig.20a.

Wie aus Figur 1 ersichtlich, wird bei der dargestellten Einrichtung ein Azetat-Zellulose-Strang 1 ab einem Ballen 2 abgezogen, dann einer Kräusel- und Streckeinheit 3 zugeführt, und in einer Kammer 4 mit Weichmacher benetzt.

Der derart behandelte flache Strang 1 wird darauf in einer Einheit 5 aufgeteilt und zur gleichmässigen Zusammenfassung der Strangfasern zu einem lockeren Strang mit kreisförmigem Querschnitt einer Luftdüse 6, wie sie zum Beispiel aus der US-Patentschrift Nr. 3.050.430 bekannt ist, zugeführt.

Anschliessend wird der Strang T mit Hilfe eines mit der Düse 6 verbundenen Führungsrohres 7 in lockerem Zustand kontinuierlich einem Führungsteil 10 zugeführt, welch letzterer das mit Kammerformungsteilen 8 versehene Transportband 9 umgibt, und allmählich in Eingriff mit den umlaufenden Kammerformungsteilen 8 gebracht.

Das Transportband 9 kann zum Beispiel aus einem verstärkten Zahnradriemen bestehen, an dem die Kammerformungsteile 8 befestigt sind.

Mit Hilfe des Führungsteiles 10 werden die Strangfasern gleichmässig um die Kammerformungsteile 8 herumgelegt, dank der letzteren in Stranglängsrichtung gegen Zugkräfte entlastet, allmählich stärker um die Kammerformungsteile 8 herum angepresst, auf einen kleineren Strangdurchmesser gebracht, und dann der derart um die Kammerformungsteile 8 herum geformte Strang 1 einem Heizteil 11 zugeführt, wo heisser Dampf mit einer Temperatur von etwa 120C durch den Strang 1 hindurchgeleitet wird (siehe auch Figur 6).

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Unmittelbar nach dem Heizteil 11 wird der derart erhitzte Strang 1 sofort in Eingriff mit dem Transport- und Formungsband 12 gebracht, von diesem umhüllt, und allmählich bis auf den erwünschten endgültigen Durchmesser noch weiter zusammengedrückt.

Am Ende der Formungsstrecke ist ein Kühlteil 13 (siehe auch Fig. 8) angeordnet, mit dessen Hilfe kalte Luft durch den fertig geformten Strang 1 geleitet wird, um die einzelnen Fasern des Stranges in ihrer Lage zu fixieren.

Nach der Fixierung der Stabform werden die Kammerformungselemente 8 aus den durch sie gebildeten Kammern 14 herausbewegt. Dadurch, dass die Kammerformungselemente 8 selbst bei Strangvorschubgeschwindigkeiten von 200 m/min, und mehr relativ lange während der Fixierung der Lage des Strangmaterials in letzterem eingebettet sind, und die Kammerformungselemente 8 erst nach Beendigung der Faserfixation aus dem derart gebildeten formbeständigen Stab herausgelöst werden, ergibt sich ein sehr masshaltiger, formgenauer, mit Kammern 14 versehener Stab 1¹.

Dieser derart geformte Stab 1 ' wird anschliessend einer Umhüllungsstation 15 zugeleitet, wo einerseits mit Hilfe eines auf der Oberseite des Stabes 1¹ aufliegenden, endlosen Anpressbandes 16 eventuell vom Herauslösen der Kammerformungsteile 8 aus den durch sie gebildeten Kammern 14 nach oben abstehende Fasern wieder an die Staboberfläche angedrückt werden, um eine saubere, gleichmässige Aussenseite des Stabes 1 ' zu erzielen. Gleichzeitig wird von unten ein Umhüllungsstreifen 17 zugeführt, welcher an der Klebstoffauftragstation 18 auf der mit der Staboberfläche in Kontakt kommenden Seite mit einem durch Wärme erweichbaren Klebstoff versehen wurde. Dieser Klebstoff wird in der Umhüllungsstation 15 mit Hilfe eines von unten an den Stab 1¹ anpressbaren Heizteiles 19 erwärmt und dadurch der Umhüllungsstreifen 17 mit der unteren Seite des Stabes 1' verklebt.

Selbstverständlich ist es auch möglich, diesen Umhüllungsstreifen 17 wegzulassen, da der Stab 1¹ für sich allein genügend formsteif ist.

Um zu vermeiden, dass der Stab sich um seine Längsachse dreht, ist nach der Umhüllungsstation 15, wie auch aus Fig. 7 erischtlich, oberhalb des Stabes 1* ein mit Führungsnocken 48 versehenes, drehbares Führungsrad 47 angeordnet, dessen Führungsnocken 48 seitlich führend in die Einfüllöffnungen 22 der Kammern 14 eingreifen.

Anschliessend wird der derart geformte und umhüllte Stab 1 ' mit Hilfe eines weiteren Transportbandes 20 einem Formungsteil 21 (siehe auch Fig. 11) zugeführt, in welchem der Umhüllungsstreifen 17 bis auf eine der Breite b der Kammereinfüllöffnung 22 entsprechende Schlitzbreite um den Stab 1 ' gelegt wird. Nachher wird in einer Heizstation 23 mit Hilfe eines auf der gesamten oberen Stabhälfte aufliegenden Heizteiles 24 der Klebstoff des noch nicht mit dem Stab 1' verklebten Teils des Umhüllungsstreifens 17 erweicht, und in der anschliessenden Kühlstation 25 mit Hilfe eines zum Beispiel durch Wasser gekühlten Kühlteiles 26 der Klebstoff zur Erstarrung gebracht und damit der Umhüllungsstreifen 17 vollständig mit der Aussenseite des Stabes 1· verklebt.

Nach dieser Umhüllung des Stabes 1' mit dem Umhüllungsstreifen 17 wird der mit Kammern 14 versehene Stab 1 ' einem in den Figuren 20a bis 2Oe näher im Detail und in den verschiedenen Phasen der Nachfüllung dargestellten Füllteil 27 zugeführt, welcher zur Einführung von rieselfähigem Filtermaterial, wie zum Beispiel von Aktivkohle, in die Kammern 14 dient.

Wie aus den Figuren 20a bis 2Oe sowie Figur 14 ersichtlich, ist der Füllteil 27 an seiner nach unten gerichteten Auslassseite mit einem Gleitteil 29 versehen, welcher auf den

Seitenrändern des Umhüllungsstreifens 17 sowie auf den dazwischen freiliegenden ümfangsbereichen des Filterstabes oder -stranges 1' gleitend und abdichtend aufliegt.

Der derart gleitend und abdichtend auf der Oberseite des Filterstranges 1 ' aufliegende Füllteil 27 ist mit einer ersten, direkt mit der Füllöffnung beziehungsweise dem Austrittsschlitz 30 verbundenen Speicherkammer 28, sowie mit einer über einen mittels einer ersten Verschliessanordnung 31 verschliessbaren Verbindungskanal mit der ersten Speicherkammer 28 verbundenen zweiten Speicherkammer 32 versehen. Beide Filtermaterial-Speicherkammern 28 und 32 sind als Druckkammern ausgebildet, und über Zuleitungen 33 bzw. 34 mit einem Luftkompressor 35 zur Zufuhr von unter Ueberdruck stehender Luft in deren Inneres, verbunden.

Die zweite Speicherkammer 32 weist eine gegenüber der Aussenatmosphäre p. mittels einer zweiten Verschliessanordnung 36 verschliessbare Zufuhröffnung 37 zur Zufuhr von rieselfähigem Filtermaterial aus dem Vorratsbehälter 38 (Fig. 1) auf.

Der Austrittsschlitz 30 im Gleitteil 29 ist zur Erzielung einer wiederholten Einströmung von Druckluft in das Innere der zu füllenden Kammern 14 in mehrere Abschnitte 30', 30" und 30"' unterteilt, wobei zwischen je zwei benachbarten Abschnitten 30', 30" beziehungsweise 30'',- 30 · · ' je eine gleitend und abdichtend auf der Oberseite des Filterstranges 1 ' aufliegende, in die sich vorbeibewegenden Kammereinfüllöffnungen 22 (siehe Fig. 11) mündende Dekompressionskammer 39 zur Reduzierung des in den an diesen vorbeibewegten Kammern 14 herrschenden UeberdrucKes angeordnet ist.

Zur Anpassung an die verschiedenen Filtergranulatsorten, Kammergrössen und Strangvoschubgeschwindigkeiten ist jede der Dekompressionskammern 39 zur Regulierung des in ihnen

herrschenden Luftdruckes über je eine Luftabführleitung 40 mit einer Druckregulieranordnung 41 verbunden.

Zur Erzielung einer verbesserten Luftzirkulation in die zu füllenden Kammern 14 hinein und durch diese hindurch, das heisst zur Erzielung einer verbesserten Kammerfüllung, ist in Bewegungsrichtung des Stranges 1 ' gesehen unmittelbar vor dem Austrittsschlitz 30 und an diesen angrenzend eine gleitend und abdichtend auf der Oberseite des Filterstranges 1' aufliegende, in die sich vorbeibewegenden Kammereinfüllöffnungen 22 mündenden Ausgleichkammer 42 vorgesehen. Diese Ausgleichkammer 42 ist in ihrem Aufbau zum Beispiel identisch mit den Dekompressionskammern 39, wobei die Wirkungsweise von den letzteren insofern abweicht, als in den frisch zugeführten Kammern 14 noch kein Druck vermindert wird. Die Funktionsweise dieser Ausgleichkammer 42 ist derart, dass wenn die zu füllende, vorwärtsbewegte Kammer 14 sich mit ihrer Einfüllöffnung 22 einerseits bereits unterhalb dem Austrittsschlitz-Abschnitt 30" anderseits jedoch noch unterhalb der Ausgleichskammer 42 befindet, die aus der ersten Speicherkammer 28 einströmende, rieselfähiges Filtermaterial mitreissende Luft über die Ausgleichkammer 42 wieder aus der Kammer 14 entweichen kann, so dass eine relativ intensive Durchströmung der zu füllenden Kammer 14 und somit eine möglichst optimale Füllung der letzteren erzielt wird, da das mitgerissene rieseiförmige Filtermaterial infolge der Schwerkraft und dem Trägheitsvermögen in der Kammer 14 nicht mehr nach oben umgelenkt und aus dieser über die Ausgleichskammer 42 herausbefördert wird.

Die Funktionsweise der Dekompressionskammern 39 ist analog zu der Funktion der Ausgleichkammer 42, nur mit dem unterschied, dass zusätzlich noch der in den zugeführten Kammern 14 herrschende Ueberdruck abgebaut und an beiden im Austrittsschlitz 30 sich befindenden Stirnseiten je eine erneute Einströmung in die zu füllenden Kammern 14 bewirkt wird.

In den Dekompressionskammern 39 und 43 und in der Ausgleichkammer 42 angeordnete Abstreifrippen 44 liegen auf der Oberseite des Filterstranges 1 ' auf, beseitigen alle auf dieser Strangoberfläche sich befindenden Granulatkörner und vermindern zusätzlich ein Austreten von sich bereits in den zu füllenden Kammern 14 befindendem Granulat. Konisch nach aussen sich erweiternde Durchtrittsbohrungen 45 verhindern, dass eventuell doch in die Kammer 39,42 bzw. 43 gelangende Granulatkörner bei ihrem Uebertritt in die Abführleitung 40 in den Durchtrittsbohrungen 45 stecken bleiben. Der kleinste Durchmesser dieser Durchtrittsbohrungen 45 beträgt etwa 0,3 bis 0,4 mm.

In Bewegungsrichtung des Filterstranges 1 ' gesehen unmittelbar nach dem Austrittsschlitz 30 ist eine weitere Dekompressionskammer 43 vorgesehen, welche analog zu den Kammern 39 und 42 ausgebildet ist, und dazu dient, den in den an dieser Dekompressionskammer 43 vorbeibewegten Kammern 14 herrschenden Ueberdruck vor der Freigabe der Kammereinfüllöffnungen 22 gegenüber der Umgebungs-Atmosphäre ρ_Λ, vorzugsweise min-

A.

destens annähernd auf den letzteren, zu reduzieren, um zu vermeiden, dass infolge des vorher unterhalb dem Austrittsschlitz 30 in den Kammern 14 bewirkten Ueberdruckes bei Freigabe der Kammereinfüllöffnungen 22 gegenüber der Umgebungs-Aussenatmosphäre p, rieselfähiges Filtermaterial aus den prall gefüllten Kammern 14 herausbefördert wird.

Wie aus den Figuren 20a bis 2Oe ferner ersichtlich, ist die erste und die zweite Speicherkammer 28 beziehungsweise 32 mit je einer den in der betreffenden Speicherkammer herrschenden Füllstand überwachenden Lichtschrankenanordnung 46,47 beziehungsweise 48,49 versehen, welche bei Unterschreitung eines bestimmten minimalen Füllstandes zur Nachfüllung der betreffenden Speicherkammer 28 bzw. 32 mit rieselfähigem Filtermaterial eine Oeffnung der auf der Eintrittsseite der betreffenden Speicherkammer 28 bzw. 32 vorgesehenen Verschiiessanordnung 31 bzw. 36 bewirkt.

Die beiden Verschliessanordnungen 31 und 36 werden über je einen elektrisch betätigten Hubmagnet 50 bzw. 51 betätigt, wobei die Steuerung derart ist, dass immer nur eine der beiden Verschliessanordnungen 31 und 36 geöffnet werden kann, da der in der ersten Speieherkammer 28 herrschende Luftdruck zur Erzielung einer möglichst gleichmässigen Füllung der Kammern 14 mit rieselfähigem Filtermaterial immer möglichst gleich hoch bleiben sollte.

Die beiden Verschliessanordnungen 31 und 36 sind so ausgebildet, dass sie selbst bei Verwendung von rieselfähigem Filtergranulat wie zum Beispiel Aktivkohle, immer noch in der Lage sind, mindestens annähernd luftdicht zu verschliessen.

Die beiden Verschliessanordnungen 31 und 36 weisen daher je einen in seiner Axialrichtung verschiebbaren, mit einer kegelmantelförmigen Hüllfläche versehenen Verschliessteil 52 auf, welcher mit einem die Form einer stumpfkegelmantelförmigen Hüllfläche aufweisenden Sitz 53 zusammenwirkt.

Um zu verhindern, dass Granulatkörner ein Schliessen der Verschliessanordnungen 31 bzw. 36 verunmöglichen können, ist der Sitz 53 unter Bildung von mehreren, unter einem spitzen Winkel auf seiner Hüllfläche scharfkantig endenden Rippen 54 längs des Umfanges mit mehreren Nuten 55 versehen.

Bei geschlossenen Verschliessanordnungen 31 und 36 bewirkt der Luftkompressor 35 in der zweiten Speicherkammer 32 einen Innenüberdruck von beispielsweise 2 bar und mit Hilfe des in die Zuleitung 34 eingebauten Druckreduzierventils 55 in der ersten Speicherkammer 28 einen niedrigeren Innenüberdruck von beispielsweise 1,8 bar, so dass auch relativ schlecht fliessfähiges Filtermaterial bei Oeffnung der Verschliessan-Ordnung 31 einwandfrei von der zweiten Speicherkammer 32 in die erste Speicherkammer 28 befördert wird.

E'in im Innern der ersten Speicher kammer 28 angeordneter Drucksensor 56 tastet den in dieser Kammer 28 herrschenden Luftdruck kontinuierlich ab und steuert eine in "der Zuleitung 34 angeordnete Reguliereinrichtung 57 derart, dass in der ersten Speieherkammer 28 kontinuierlich immer ein möglichst konstanter Luftdruck herrscht, da nur dann eine gleichmässige Füllung der sehr schnell am Füllteil (27) vorbeibewegten Kammern 14 mit rieselfähigem Filtermaterial möglich ist.

Um die Grosse des Austrittsschlitzes 30 des Füllteiles 27 an die Korngrösse des verwendeten rieselfähigen Filtermaterials anpassen zu können, ist der untere Teil 58 der ersten Speicherkammer 28 halbzylinderförmig ausgebildet, wobei in diesem Teil 58 ein schaufeiförmiger Schliessteil 59 angeordnet ist, welcher an der Innenseite dieses zylinderförmigen Teiles 58 gleitend anliegt und mittels dem Griff 60 um seine Längsachse schwenkbar ist.

Der NachfüllVorgang wird nun nachstehend anhand der Figuren 20a bis 2Oe näher erläutert.

Bei der in Fig. 20a dargestellten Situation sind beide Schliessanordnungen 31 und 36 in ihrer Schliessstellung, und der Druck p₂ in der zweiten Kammer 32 liegt zum Beispiel etwa 0,1 bis 0,2 bar über dem in der ersten Speicher kammer 28 herrschenden Innendruck p-. Die in der ersten Speicherkammer 28 angeordnete Lichtschrankenanordnung 46,47 stellt nun ein Absinken des in dieser Speicherkammer 28 gespeicherten rieselfähigen Filtermaterials unterhalb ein vorbestimmtes Minimalniveau fest,worauf die erste Verschliessanordnung 31 geöffnet wird, und das in der zweiten Speicherkammer 32 zwischengespeicherte rieselfähige Filtermaterial nach unten in die erste Speicherkammer 28 strömt (Fig. 20b). Diese Ueberströmzeit sollte so kurz wie nur möglich bemessen sein, um zu verhindern, dass der in der ersten Speicherkammer 28 gewünschte Druck P_{1 zu stark variiert wird}.

tung vom stillstehenden Verschlussstreifen 62 abgehoben werden kann.

Um eine genaue Aussenform der Zigarettenfiltereinheiten zu erzielen, wird der mit dem erhitzten Verschlussstreifen 62 versehene Strang unter einem wassergekühlten Kühlteil 64 hindurchgeführt, wo die erweichte thermoplastische Beschichtung des Verschlussstreifens 62 erstarrt.

Nachdem der Filterstrang zugeklebt ist, wird er einer Trennvorrichtung 65 zugeführt, wo er derart unterteilt wird, dass die Länge jedes Filtergebildes das vier- oder sechsfache der Länge einer einzigen, für eine Zigarette bestimmten Filtereinheit beträgt.

Wie aus den Fig. 21 und 22 ersichtlich, ist es zur Herstellung von Zigarettenfiltern mit zwei Kammern 14, 14' (siehe Fig. 24) auch möglich, dass man mittels zwei in geneigt zueinander verlaufenden, im Kammerformungsbereich durch die Stranglängsachse sich erstreckenden Ebenen angeordneten Transportelementen 9,9', deren Kammerformungsbereich gegenseitig alternierend aufeinanderfolgend angeordnet sind, Kammern 14, 14' bildet, deren Kammereinfüllöffnungen 22, 22' sich ebenfalls alternierend auf verschiedenen Seiten einer durch die Stranglängsachse erstreckenden Ebene befinden.

Bei einer solchen Ausbildung des mit Kammern 14, 14' versehenen Stabes 1' ist es wie aus Fig. 22 ersichtlich, möglich, dass man in aufeinanderfolgende Kammern 14 und 14' unterschiedliches Granulat einfüllt, indem man durch die auf einer ersten Strangmantellinie 66 sich befindenden, vom ersten mit den Kammerformungselementen 8 versehenen Transportband 9 gebildeten Kammereinfüllöffnungen 22 das erste Material, und durch die auf einer zweiten Strangmantellinie 67 sich befindenden, vom zweiten mit Kammerformungselementen 8 versehenen Transportelement 9¹ gebildeten Kammereinfüllöff-

Nach der Abgabe von in der zweiten Speicherkammer 32 gespeichertem Filtermaterial in die darunter sich befindende erste Speicherkammer 28 wird die erste Verschliessanordnung 31 wieder, wie aus Fig. 20c ersichtlich, geschlossen, und darauf, sofern die in der zweiten Speicherkammer 32 angeordnete Lichtschrankenanordnung 48,49 eine zu geringe Speichermenge signalisiert, die zweite Verschliessanordnung 36 solange geöffnet (siehe Fig. 2Od), bis das aus dem Vorratsbehälter 38 in die zweite Speicherkammer 32 nachfliessende Filtermaterial ein über dem Niveau der Lichtschrankenanordnung 48,49 befindliches Niveau erreicht hat. Während diesem Nachfüllvorgang herrscht in der zweiten Speicherkammer 32 infolge der offenen zweiten Verschliessanordnung 36 Umgebungs-Atmosphärendruck p_Ä,was jedoch auf die zweite Speicherkammer 28 keinen Einfluss hat, da die erste Verschliessanordnung 31 geschlossen ist.

Sobald die zweite Speicherkammer 32 mit der vorbestimmten Menge an rieselfähigem Filtermaterial nachgefüllt ist, wird die zweite Verschliessanordnung 36 wieder geschlossen und durch Oeffnen der zweiten, in der Zuleitung 33 angeordneten Reguliereinrichtung 61 der frühere, geringfügig über dem in der ersten Speicherkammer 28 herrschenden Druck p- liegende Druck P₂ in der zweiten Speicherkammer 32 bewirkt (Fig. 2Oe), worauf der Zyklus geschlossen ist, und wieder die Phase gemäss Fig. 20a folgt.

Nach dem Füllteil 27 wird von oben ein Verschlussstreifen 62, dessen Breite geringfügig grosser als die Breite der Kammereinfüllöffnung ist, zugeführt, über die letzteren gelegt und mittels eines beheizbaren Elementes 63 auf der freiliegenden Oberfläche des Filterelementstabes 1 ' und den Seitenrändern des Hüllstreifens 17 durch Erweichen der thermoplastischen Beschichtung des Verschlussstreifens 40 festgeklebt. Auch dieses beheizbare Element 63 ist nach oben schwenkbar befestigt, so dass es bei Stillstand der Einrich-

nungen 22 · das zweite Material einfüllt. Dieses Verfahren ist insbesondere dann zweckmässig, wenn zwei Filtermaterialien verwendet werden, die zur optimalen Ausnutzung ihrer Wirksamkeit nicht miteinander gemischt werden sollten.

Claims

Patentansprüche

1., Verfahren zur Herstellung einer mit rieselfähigem und/ oder faserförmigem Filtermaterial gefüllten Kammern versehenen Zigarettenfiltereinheit,wobei man einen nach aussen mündende Einfüllöffnungen aufweisende Kammern versehenen Filterstrang an einem mit mindestens einer Füllöffnung versehenen Füllteil abdichtend anliegend vorbeibewegt,derart, dass rieselfähiges und/oder faserförmiges Filtermaterial aus dem Füllteil über die Kammereinfüllöffnungen in die zu füllenden Kammern gelangt, anschliessend die Kammereinfüllöffnungen verschliesst, und nachher den Filterstrang in die gewünschten Zigarettenf iltereinheiten unterteilt, dadurch gekennzeichnet, dass man das mit der Füllöffnung (30) verbundene Innere des Füllteiles (27) während des Füllvorganges auf einem über Umgebungs-Atmosphärendruck liegenden Innendruck hält, sodass wenn die zu füllenden Kammern (14) in Verbindung mit der Füllöffnung (30) des Füllteiles (27) gelangen, infolge des derart erzeugten Druckunterschiedes eine aus dem Füllteil (27) in die zu füllenden Kammern (14) gerichtete Luftströmung bewirkt wird, welche Filtermaterial aus dem Füllteil (27) in die zu füllenden Kammern (14) des Filterstranges (1¹) befördert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man nach dem mindestens teilweisen Füllen der Kammern (14) mit rieselfähigem und/oder faserförmigem Filtermaterial den in diesen Kammern (14) herrschenden Ueberdruck verringert, und die Einfüllöffnungen (22) dieser Kammern (14) erneut mit der Füllöffnung (30) des gleichen oder eines anderen unter üeberdruck stehenden Füllteiles (27) in Verbindung bringt, sodass erneut infolge des derart erzeugten Druckunterschiedes eine aus

dem Füllteil (27) in die zu füllenden Kammern (14) gerichtete Luftströmung bewirkt wird, welche-wiederholt Filtermaterial aus dem Füllteil (27) in die zu füllenden Kammern (14) des Filterstranges (1¹) befördert, und diesen Dekompressions-Kompressionsvorgang und damit den Füllvorgang, gegebenenfalls mehrfach, wiederholt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man den in den gefüllten. Kammern (14) herrschenden _v beim Füllen derselben erzeugten Ueberdruck vor der Freigabe der Kammereinfüllöffnungen (22) gegenüber der Umgebungsatmosphäre mindestens annähernd auf Umgebungs-Atmosphärendruck verringert.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man in der Füllöffnung (30) des Füllteiles (27) gegenüber dem Umgebungs-Atmosphärendruck einen Ueberdruck im Bereich von 0,4 bis 3,0 bar bewirkt.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit Zufuhrmitteln (12,20) zur Zufuhr eines nach aussen mündende Einfüllöffnungen (22) aufweisende Kammern (14) versehenen Filterstranges, einem Füllteil (27) zur Füllung der Kammern (14) mit rieselfähigem und/oder faserförmigem Filtermaterial, einer Verschliessanordnung (63,64) zum Verschliessen der Einfüllöffnungen (22)der mit rieselfähigem und/oder faserförmigem Filtermaterial gefüllten Kammern (14) mittels eines Verschlussstreifens, und mit Trennmitteln (65) zur Unterteilung des mit gefüllten Kammern (14) versehenen Filterstranges in bestimmte Längenabschnitte, dadurch gekennzeichnet, dass der gleitend und

abdichtend auf dem Filterstrang (1¹) aufliegende, über mindestens eine Füllöffnung (30) in die sich vorbeibewegenden Kammereinfüllöffnungen (22) mündende Füllteil (27) mit mindestens einer ersten, direkt mit der Füllöffnung (30) verbundenen, und mindestens einer zweiten, über mindestens einen mittels einer ersten Verschliessanordnung (31) verschliessbaren Verbindungskanal mit der ersten Speicherkammer (28) verbundenen Filtermaterial-Speicherkammer (28 bzw. 32) versehen ist, dass beide Filtermaterial-Speicherkammern (28, 32) als Druckkammern ausgebildet und mit steuerbaren Zufuhrmitteln (33,34,35,55,57,61) zur gesteuerten Zufuhr eines unter üeberdruck stehenden Druckgases in deren Inneres verbunden sind, dass die zweite Speicherkammer (32) mindestens eine gegenüber der Aussenatmosphäre mittels einer zweiten Verschliessanordnung (36) verschliessbare Zufuhröffnung (37) zur Zufuhr von weiterem rieselfähigem und/oder faserförmigem Filtermaterial in diese zweite Speicherkammer (32) bei Unterschreitung einer bestimmten in dieser sich befindenden Filtermaterialmenge, aufweist,und dass die erste und die zweite Verschliessanordnung (31 bzw. 36) und die Druckgaszufuhrmittel derart miteinander gekoppelt sind, dass immer nur die eine von beiden Verschliessanordnungen (31,36) geöffnet werden kann, und beim Oeffnen der ersten Verschliessanordnung (31) in der zweiten Speicherkammer (32) ein mindestens annähernd gleicher Druck wie in der ersten Speicherkammer (28) herrscht.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllöffnung (30) in mehrere Abschnitte (30¹, 30'',3O¹¹¹) unterteilt, und zwischen je zwei benachbarten Abschnitten (30',30 ' bzw. 30',3O¹¹¹) mindestens je eine gleitend und abdichtend auf dem Filterstrang (1¹) aufliegende,in die sich vorbeibewegenden Kammereinfüllöffnungen (22) mündende Dekompressionskammer (39) zur

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Reduzierung des in den an diesen vorbeibewegten Kammern (14) herrschenden üeberdruckes angeordnet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekompressionskammern (39) zur Regulierung des in ihnen herrschenden Gasdruckes über mindestens je eine Druckgasabführleitung (40) mit mindestens einer Druckregulieranordnung (41) verbunden sind.

8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet,dass die zweite Speicherkarnmer (32) oberhalb der ersten Speicherkammer (28) angeordnet ist.

9. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Speicherkammer (28 bzw. 32) mit je einer den in der betreffenden Speieherkammer herrschenden Füllstand überwachenden Anordnung (46, 47 bzw. 48,49) versehen sind, welche bei Unterschreitung eines bestimmten minimalen Füllstandes zur Nachfüllung der betreffenden Speicherkammer (28 bzw.32) mit rieselfähigem und/oder faserförmigem Filtermaterial eine Oeffnung der auf der Eintrittsseite der betreffenden Speicherkammer (28 bzw. 32) vorgesehenen Verschliessanordnung (31 bzw. 36) bewirkt.

10. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Verschliessanordnung (31 bzw. 36) einen in seiner Axialrichtung verschiebbaren, mit einer kegelmantelförmigen Hüllfläche versehenen Verschliessteil (52) aufweist, welcher mit einem die Form einer stumpf-

kegelmanteIförmigen Hüllfläche aufweisenden Sitz (53) zusammenwirkt, wobei der Verschliessteil (52) oder der Sitz (53) unter Bildung von mindestens zwei unter einem spitzen oder stumpfen Winkel auf seiner Hüllfläche scharfkantig auslaufenden, längs seines ümfanges verlaufenden Rippen (54) ebenfalls längs seines ümfanges mit mindestens einer Nut versehen ist.und die Spitze des Verschliessteiles (52) entgegen der Durchströmrichtung gerichtet ist.

11. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Druckregulieranordnung (56,57,61) versehen ist, welche in der ersten Speicherkammer (28) einen möglichst konstanten Gas-, zweckmässigerweise Luftüberdruck,vorzugsweise im Bereich von 0,4 bis 3,0 bar,und in der zweiten Speicherkammer (32) einen zweckmässigerweise um mindestens 0,2 bar über dem in der ersten Speicherkammer (28) herrschenden Gasdruck liegenden Gasüberdruck, vorzugsweise im Bereich von 0,6 bis 3,2 bar bewirkt.

12. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in Bewegungsrichtung des Stranges (1¹) gesehen nach der Füllöffnung (30) mindestens eine gleitend und abdichtend auf dem Filterstrang (1¹) aufliegende, in die sich vorbeibewegenden Kammereinfüllöffnungen (22) mündende Dekompressionskammer (43) zur Reduzierung des in den an dieser vorbeibewegten Kammern (14) herrschenden üeberdruckes, vorzugsweise mindestens annähernd auf Umgebungs-Atmosphärendruck, vor der Freigabe der Kammereinfüllöffnungen (22) gegenüber der Umgebungs-Atmosphäre, vorgesehen ist, welche über eine gemeinsame, auf dem Filterstrang abdichtend anliegende Gleitfläche mit der Füllöffnung (30) des Füllteiles verbunden ist.

13. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in Bewegungsrichtung des Stranges (1¹) gesehen unmittelbar vor der Füllöffnung (30) mindestens eine an die letztere angrenzende, gleitend und abdichtend auf dem Filterstrang (1¹) aufliegende, in die sich vorbeibewegenden Kammereinfüllöffnungen (22) mündende Ausgleichskammer (42) zur Beeinflussung des in den an dieser vorbeibewegten Kammern (14) herrschenden Druckes vorgesehen ist, welche über eine gemeinsame, auf dem.Filterstrang (1¹) abdichtend anliegende Gleitfläche mit der Füllöffnung (30) des Füllteiles (27) verbunden ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichskammer (42) als Dekompressionskairaner ausgebildet, und zur Regulierung des in ihr herrschenden Gasdruckes über mindestens eine Druckgasabführleitung (40) mit mindestens einer Druckregulieranordnung (41) verbunden ist.