DE3150831A1

DE3150831A1 - Verfahren zur herstellung von stabfoermigen elementen, einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens, nach dem verfahren hergestellte zigarettenfiltereinheiten und anwendung des verfahrens

Info

Publication number: DE3150831A1
Application number: DE19813150831
Authority: DE
Inventors: Michel 1399 Bavois Berney; Jean-Pierre 1820 Montreux Lebet
Original assignee: Baumgartner Papiers SA
Current assignee: Baumgartner Papiers SA
Priority date: 1980-12-24
Filing date: 1981-12-22
Publication date: 1982-08-05
Also published as: JPS57163480A; GB2091984A; IT1168341B; FR2498643A1; IT8109601A0

Description

Baumgartner Papiers S.A., Crissier (Schweiz)

Verfahren zur Herstellung von stabförmigen Elementen, Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, nach dem Verfahren hergestellte Zigarettenfiltereinheiten und Anwendung des

Verfahren.

BP 2/80

3 Ί 508 31

Verfahren.

Die Erfindung betrifft ein verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von formbeständigen stabförmigen Elementen aus miteinander vernetztem und verklebtem faden- und/oder faserförmigem Material, bei dem man einen zusammenhängenden, aus losem, gekräuseltem faden- und/oder faserförmigem Material bestehenden Strang mittels einer denselben zusammenfassenden und vorwärtstransportierenden Druckgas-Transportdüse einem endlosen, kontinuierlich umlaufenden Transport- und Formungsband zuführt, das Strangmaterial untereinander fixiert, und den derart geformten, formbeständigen Stab mittels einer Schneideinrichtung in stabförmige Abschnittelemente unterteilt, eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, nach diesem Verfahren hergestellte Zigarettenfiltereinheiten, und Anwendungen dieses Verfahrens.

Aus der US-PS 3.111.702 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von formbeständigen stabförmigen Elementen aus miteinander vernetztem und verklebtem Material bekannt, bei dem ein zusammenhängender Strang aus Fasermaterial mit einem als Bindemittel imprägniert und dann unter Verdichtung des Strangmaterials durch einen trichterförmigen Verdichtungsteil hindurchgezogen wird. Nach der letzteren wird der verdichtete Strang durch, einen Dampfeinführteil hindurchgezogen. Dabei gleitet die nicht umhüllte Aussenseite des Stranges auf ihrem gesamten Umfang direkt auf der Innenseite des Dampfeinführteiles. Durch den für das Hindurchziehen des Stranges durch diese Teile erforderlichen Zuges wird jedoch die Kräuselung

der Fäden oder Fasern unerwünschterweise verringert. Bei einem anderen aus der US-PS 3.050.430 bekannten Verfahren wird der Strang mittels einer Druckluft-Transportdüse auf ein auf einem. Transportband aufliegenden Umhüllungspapier abgegeben und anschliessend von letzterem umhüllt. Eine gegenseitige Fixation der Fäden oder Fasern ist bei diesem Verfahren nicht möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, welches selbst bei Stranggeschwindigkeiten bis zu 400 m/min und mehr, die kontinuierliche Herstellung von selbst ohne Umhüllungspapier formbeständigen stabförmigen Elementen aus miteinander vernetztem und verklebtem faden- und/oder faserförmigem Material, welches sich bei der Verklebung in mindestens annähernd spannungsfreiem, gekräuselten Zustand befand, zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass man den Strang nach dem Austritt aus der Druckgas-Transportdüse einem mit einem mit seiner Längsaxe in Längsrichtung des Transport- und Formungsbandes sich erstreckenden, konvergierenden Strangverformung sbere ich versehenen, den Strang unmittelbar nach dem Austritt aus der Druckgas-Transportdüse vollständig umschliessenden und in diesem umschlossenen Bereich vor der Abgabe des Stranges in mindestens annähernd spannungsfreiem, gekräuseltem Zustand auf das Transport- und Formungsband von der dem letzteren zugewandten Strangoberflächenseite her bis mindestens zur Mitte des Strangquerschnittes mit einem heissen gas- und/oder dampfförmigem Medium durchdringenden Strangverformungsteil zuführt, welcher zusammen mit dem Transport- und Formungsband den zugeführten Strang auf einen geringeren Durchmesser verformt, vor Erzielung des Strang-Enddurchmessers und vor Abgabe durch den Strangverformungsteil von der vom Transport- und Formungsband abgewandten Strangoberflächenseite her bis mindestens annähernd zur Mitte des Strang-

querschnittes ein heisses gas- und/oder dampfförmiges Medium einleitet, so dass der gesamte Strangquerschnitt von· solchem durchdrungen ist, und anschliessend den derart behandelten Strang zur Erzielung des formbeständigen Stabes mittels dem Transport- und Formungsband auf den endgültigen Strangquerschnitt zusammenpresst.

Es ist zweckmässig, wenn man zur Herstellung von mit Kammern oder Ausnehmungen versehenen, stabförmigen Abschnittelementen, zum Beispiel zur Herstellung von sogenannten "Cross-Flow"-Zigarettenfiltern, den aus losem faden- und/oder faserförmigem Material bestehenden Strang mindestens im Strangverformungsbereich des Strangverformungsteiles mit als Kammerbe ζiehungsweise Ausnehmungs-Formungselementen ausgebildeten Eingriffselementen eines kontinuierlich umlaufenden Transportelementes in Eingriff bringt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn man den Strang in mindestens annähernd spannungsfreiem, gekräuseltem Zustand mindestens annähernd gleichmässig verteilt, um die Kammer- beziehungsweise Ausnehmungs-Formungselemente herumlegt, derart, dass im Kammer- beziehungsweise Ausnehmüngs-Formungsbereich des Stranges über den gesamten Strangquerschnitt gesehen jeweils überall mindestens annähernd die gleiche Materialdichte vorhanden ist, und nach Erzielung des endgültigen Strangquerschnittes und Fixierung des Strangmaterials untereinander die Kammer- beziehungsweise Ausnehmungs-Formungselemente aus dem formbeständigen Stab herausbewegt.

Es ist zweckmässig, wenn man einen Strang verwendet, dessen Fäden und/oder Fasern mittels eines im Strang enthaltenen, durch Wärme aktivierbaren Bindemittels untereinander verklebbar sind. Dabei ist es vorteilhaft, wenn man einen Strang verwendet, dessen Fäden und/oder Fasern aus Azetat-Zellulose bestehen, und diese auf ihrer Oberfläche mit einem Weichmacher benetzt sind. Es ist ferner zweckmässig, wenn man den Strang im Strangverformungsbereich des Strangverformungstei-

les mit einem Dampf mit einer Temperatur im Bereich von 110° bis 130⁰C durchsetzt, und nach Erreichen der endgültigen Strangquerschnittsform zur Fixierung des Strangmaterials ein kühlendes Gas, vorzugsweise Luft, durch das letztere hindurchleitet.

Zur Herstellung von "Cross-Flow"-Zigarettenfiltern mit zwei oder mehreren Kammern beziehungsweise Ausnehmungen ist es zweckmässig, wenn man den aus losem faden- und/oder faserförmigem Material bestehenden Strang mit den an mindestens zwei in geneigt zueinander verlaufenden, im Kammer- beziehungsweise Ausnehmungs-Formungsbereich durch die Stranglängsachse' sich erstreckenden Ebenen-sich befindenden Transportelementen angeordneten Kammer- beziehungsweise Aus— nehmungs-Formungselemente die im Kammer- beziehungsweise- Ausnehmungs-Formungsbereich gegenseitig alternierend aufeinanderfolgen, in Eingriff bringt, so dass Kammern beziehungsweise Ausnehmungen gebildet werden, deren Kammer- beziehungsweise Ausnehmungs-Oeffnungen sich ebenfalls alternierend auf verschiedenen Seiten einer durch die Straniglächsachse erstreckenden Ebene befinden.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, welche mit Zufuhrmitteln zur Zufuhr eines zusammenhängenden, aus losem, gekräuseltem faden- und/oder faserförmigem Material bestehenden Stranges, einer den letzteren zusammenfassenden und vorwärtstransportierenden Druckgas-Transportdüse, einem endlosen, kontinuierlich umlaufenden Transport- und Formungsband zur Umhüllung ^es Stranges und Verformung des letzteren auf den endültigen Strangquerschnitt, mit Mitteln zur Fixierung des Strangmaterials untereinander in der endgültigen' Strangquerschnittsform und einer Schneideinrichtung zur Unterteilung des derart geformten, formbeständigen Stabes in stabförmige Abschnittelemente versehen, und in Strangtransportrichtung gesehen nach der Druckgas-Tränsport-

düse ein mit einem mit seiner Längsaxe in Längsrichtung des Transport- und Formungsbandes sich erstreckenden, konvergierenden Strangverformungsbereich versehener Strangverformungsteil angeordnet ist, welcher in seinem Strangeintrittsbereich mit einem den eintretenden Strang vollständig umfassenden Eintrittsteil versehen ist, wobei der letztere sich bis unmittelbar an die Strangaufnahmestelle des Transport- und Formungsbandes erstreckt,und auf seiner den letzteren zugewandten Seite mit einer mindestens annähernd über den halben Umfang des zu verformenden Stranges sich erstreckenden, eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen aufweisenden ersten Einleitstelle zur Zufuhr von erhitztem gas- und/oder dampfförmigem Medium in den zuerst mit dem Transport- und Formungsband in Eingriff gelangenden Strangquerschnittsteil versehen ist, und der nachfolgende Teil des Strangverformungsteiles zusammen mit dem in diesem Abschnitt einen Teil der Aussenseite des Strangverformungsbereiches bildenden Transport- und Formungsband den Strangverformungsbereich bildet, und in dem von den Austrittsöffnungen der ersten Einleitstelle nicht überdeckten Teil der durchlaufenden Strangoberfläche einer eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen aufweisenden zweiten Einleitstelle zur Zufuhr von erhitztem gas- und/oder dampfförmigem Medium in den noch unbehandelten restlichen Strangquerschnittsteil versehen ist.

Um zu vermeiden, dass sich das der ersten Einleitstelle zugeführte, erhitzte gas- und/oder dampfförmige Medium in der Zuleitung zu stark abkühlt, und zum raschen Abbau des durch das in das Stranginnere eingeführten erhitzten Mediums dort erzeugten Ueberdruckes ist es vorteilhaft, wenn die Druckgas-Transportdüse mit Spiel in das Innere des Strangeintrittsbereiches des nachfolgenden Strangverformungsteiles hineinragt. Dabei ist es zur Vermeidung eines Anklebens der Strang-Oberfläche im Eintrittsteil zweckmässig, wenn der Zufuhrkanal zur Zufuhr des erhitzten Mediums zur ersten Einleitstelle zur erhitzung des(Eintrittsteiles des Strangverformungsteiles längs der Aussenseite dieses Eintrittsteiles verläuft. Zur

Vermeidung eines Anklebens der Strangoberfläche an· der Gleitfläche des anschliesenden restlichen Teiles des Strangverformungsteiles ist es ferner vorteilhaft, wenn unter Bildung einos H<? i/.inodium-r.eckago.spaltos mindestens ein Teil der Aussenseite des Strangverformungsteiles von einem Abdeckteil überdeckt ist, dass eine Zufuhranordnung zur Zufuhr von erhitztem gas- und/oder dampfförmigem Heizmedium in diesen Leckagespalt vorgesehen sind, und dass" die zweite Einleitstelle durch einerseits in diesen Leckagespalt und anderseits in den durch den Strangverformungsteil gebildeten Strangverformungsbereich mündende Austrittsbohrungen gebildet.wird.

Um zu vermeiden, dass sich im Stranginnern ein' unerwünschter Ueberdruck aufbauen kann, ist es zweckmässig, wenn das.Transport- und Verformungsband gasdurchlässig, vorzugsweise porös, ausgebildet ist. . .

Um ferner zu vermeiden, dass sich zwischen den gegeneinander-.zugerichteten Längskanten des Transport- und Formungsbandes ein zu ausgeprägter Wulst auf der Aussenoberflache des formbeständigen Stabes bildet, hat es sich als sehr zweckmässig erwiesen, wenn in Transportrichtung gesehen unmittelbar nach dem Strangverformungsteil ein möglichst spielfrei zwischen die Seitenkanten des in diesem Bereich den durchlaufenden Strang rohrförmig umgebenden transport- und Verformungsbandes passender, auf die Oberfläche des durchlaufenden Stranges auflegbarer Gleitteil vorgesehen ist, und dass vorzugsweise Reguliermittel zur genauen Einstellung des Gleitteiles gegenüber dem durchlaufenden Strang vorhanden sind.

Wird eine Druckgas-Transportdüse verwendet, welche einen konvergierenden Einlaufteil, anschliessend eine mindestens annähernd eylindrische Strangdurchtrittsöffnung, sowie zwischen diesen beiden Teilen eine kegelförmig in das ■Innere der Strangdurchtrittsöffnung gerichtete, vorzugsweise kreisringförmige Druckgaseinleitdüse, aufweist, dann ist es vorteil-

haft, wenn die Strangdurchtrittsöffnung in einen zweiten konvergierenden Einlaufteil der Transportdüse mündet, wobei das Verhältnis von Eintrittsdurchmesser des zweiten konvergierenden Einlaufteiles zum Durchmesser der Strangdurchtrittsöffnung im Bereich von 1,2 bis 1,8 liegt, und vorzugsweise mindestens annähernd 1,5 beträgt. Dabei ist es zweckmässig, wenn die Mantellinie des zweiten konvergierenden Einlaufteiles gegenüber der Längsaxe des letzteren um einen Winkel im Bereich von 6° bis 14°, vorzugsweise von mindestens annähernd 10°, geneigt verläuft. Dabei ist es ferner zweckmässig, wenn der Austrittsdurchmesser des zweiten konvergierenden Einlaufteiles, vorzugsweise um etwa 10%, grosser als der Durchmesser der Strangdurchtrittsöffnung ist.

Zur Erzielung einer optimalen Transportwirkung ist es vorteilhaft, wenn der durch die mittlere Strahlrichtung gebildete Strahlkegel des aus der Druckgaseinleitdüse, austretenden Druckgases und die zylindrische Mantelfläche der Strangdurchtrittsöf fnung, sich, vorzugsweise unter einem Winkel im Bereich von 19° bis 25°, in Transportrichtung des Stranges gesehen nach der- Äustrittsöffnung des zweiten konvergierenden Einlaufteiles, jedoch vor der im Strangverformungsteil vorgesehenen ersten Einleitstelle schneiden.

Um den durch dir Wirkung der Transportdüse im Strang bewirkten unerwünschten Ueberdruck möglichst rasch abzubauen, ist es zweckmässig, wenn zwischen der Druckgas-Transportdüse und dem diese umgebenden Strangeintrittsbereich des nachfolgenden Strangverformungsteiles gebildete Ausströmquerschnitt mindestens doppelt so gross wie der Ausströmquerschnitt der Druckgaseinleitdüse ist.

Um einen möglichst widerstandsarmen Uebergang von der Transportdüse auf das Formungs- und Transportband zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn die Längsaxe der Druckgas-Transportdüse, des Strangverformungsteiles und die nachfolgende Transport-

richtung des Stranges beziehungsweise Stabes in einer gemeinsamen geraden Linie verlaufend angeordnet sind.

Gegenstand' der vorliegenden Erfindung ist ausserdem eine nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Zigarettenfiltereinheit.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung von mindestens zwei voneinander getrennte Kammern oder Ausnehmungen enthaltenden Zigarettenfiltern.

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

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer beispielsweisen
Ausführungsform einer erfindungsgemässen Einrichtung zur Herstellung von mit Kammern versehenen "Cross-Flow"-Zigarettenfiltern,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein mit Hilfe der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung hergestelltes Zigarettenfilter mit "Cross-Flow"-Effekt,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig.· 2,

Fig. 4 bis 11 verschiedene Schnitte längs der Linien IV bis
XI in Fig. 1,

Fig. 12 in grösserem Massstab einen Längsschnitt durch den Teil A in Fig. 1,

Fig. 13 einen Schnitt analog Fig. 7 zur Darstellung der Anordnung von .zwei Formungsketten bei der Herstellung von "Cross-Flow"-Zigarettenfiltern mit zwei Kammern,

Fig. 14 eine Draufsicht auf den gemäss Fig. 13 hergestellten Filterstab,

Fig. 15 einen Längsschnitt analog Fig. 2 durch ein mit zwei Kammern versehenes "Cross-Flow"-Zigarettenfilter,

Fig. 16 einen Längsschnitt analog Fig. 12 durch eine zweite beispielsweise Ausführungsform des Strangzuführ- und Verformungsteiles einer erfindungsgemässen Einrichtung zur Herstellung von nicht mit Papier umhüllten Zigarettenfiltereinheiten,

Fig. 17 einen Schnitt längs der Linie XVII-XVII in Fig. 165, und

Fig. 18 einen Schnitt längs der Linie XVIII-XVIII in Fig. 16.

Wie aus Fig. 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 und zur vorwärtstransportierenden Abgabe desselben in spannungsfreiem, gekräuseltem Zustand auf ein Transport- und Formungsband 6 einer Druckluft-Transportdüse 7 zugeführt, deren Anordnung und Ausbildung zusätzlich in Fig. 12 in vergrössertem Massstab dargestellt ist.

Wie insbesondere aus Fig. 12 ersichtlich, weist die Druckluft-Transportdüse 7 einen ersten konvergierenden Einlaufteil 8, anschliessend eine zylindrische Strangdurchtrittsöffnung 9, sowie zwischen diesen beiden Teilen 8 und 9 eine kegelförmig

-Π-

in Strangtransportrichtung in das Innere der Strangdurch-

I r i. I I !'.t)f IiniiKj 9 wirkend <ji-r i eht.ote kroistrinyttirmiye DruckluCteinleitdüse 10 auf. Zur Erhöhung der Förderwirkung der Transportdüse 7 und zur möglichst lockeren Abgabe des Stranges 1 auf das Transport- und Formungsband" 6 mündet die Strangdurchtrittsoffnung 9 in einen unmittelbar anschliessenden zweiten konvergierenden Einlaufteil 11 der Transportdüse 7, wobei das Verhältnis von Eintrittsdurchmesser d2 des zweiten konvergierenden Einlaufteiles 11 zum Durchmesser d^ der Strangdurchtrittsoffnung 9 etwa 1,5 beträgt. Infolge dieses plötzlichen Durchmesserunterschiedes zwischen. d]_ und d2 entstehen an der Innenwandung des zweiten konvergierenden Einlaufteiles 11 starke Luftturbulenzen welche gegenüber dem durchlaufenden Strang 1 als Luftpolster dienen und - weitgehend vermeiden, dass dieser Strang 1 mit dieser Innenwandung des zweiten Einlaufteiles 11 in Berührung kommt.

Die Mantellinien 12 des zweiten· konvergierenden Einlaufteiles

II verlaufen gegenüber der Längsaxe des letzteren um einen Winkel β von etwa 10° geneigt.

-Der Austrittsdurchmesser d3 des zweiten konvergierenden Einlaufteiles 11 ist etwa 10% grosser als der Durchmesser dj der Strangdurchtrittsoffnung 9. Zur Erzielung einer möglichst guten Transportwirkung schneiden sich der durch die mittlere Strahlrichtung gebildete Strahlkegel 13 der aus der Drucklufteinleitdüse 10 austretenden Druckluft und die zylindrische Mantelfläche 14 der Strangdurchtrittsoffnung 9 unter einem Winkel c£ von etwa 22°, und zwar in Transportrichtung des Stranges 1 gesehen nach der Austrittsöffnung 15 des zweiten konvergierenden Einlaufteiles 11, jedoch vor der im Strangverformungsteil 16 vorgesehenen ersten Dampfeinleitstelle 17.

Der mit einem mit seiner Längsaxe in Längsrichtung des Transport- und Formungsbandes 6 sich erstreckenden, konvergierenden Strangverformungsbereich 18 versehene Strangverformungs-

teil 16 ist in seinem Strangeintrittsbereich mit einem den eintretenden Strang 1 vollständig umfassenden Eintrittsteil 19 versehen, welcher sich bis unmittelbar an die Strangaufnahmestelle 20 des Transport- und Formungsbandes 6 erstreckt. Der Eintrittsteil 19 des Strangverformungsteiles 16 ist auf seiner dem Transport- und Verformungsband 6 zugewandten unteren Hälfte der nach innen gerichteten Strangführungsfläche mit einer etwa über den halben Umfang des zu verf onnenden Stranges 1 sich erstreckenden, eine Vielzahl von Austrittsöffnungen 17 aufweisenden ersten Einleitstelle zur Zufuhr von auf eine Temperatur von etwa 120° C erhitztem Dampf in den unteren, zuerst mit dem Transport- und Formungsband 6 in Eingriff gelangenden und nachher von diesem überdeckten Strangquerschnittsteil versehen. Der nachfolgende Teil des Strangverformungsteiles 16 bildet zusammen mit dem in diesem Abschnitt einen Teil der Aussenseite des Strangverformungsbereiches bildenden Transport- und Formungsband 6 den eigentlichen Strangverformungsbereich 18. Nach der Hälfte der Länge des Strangverformungsteiles 16 ist dieser in dem von den Austrittsöffnungen 17 der ersten Dampfeinleitstelle noch nicht überdeckten Umfangsteil der durchlaufenden Strangoberfläche mit einer eine Vielzahl von Austrittsöffnungen 21 aufweisenden Dampfeinleitstelle zur Zufuhr von auf etwa 120° C erhitztem Dampf in den noch nicht behandelten restlichen oberen Strangquerschnittsteil versehen, so dass der gesamte Strangquerschnitt vor- Erreichen des endgültigen Querschnittes und vor seiner vollständigen Umhüllung durch das Transport- und Formungsband 6 vollständig von Dampf durchsetzt wird.

Um einerseits den unmittelbar nach dem Austritt aus der Transportdüse 7 im Strang herrschenden unerwünschten Ueberdruck möglichst rasch abbauen zu können und anderseits zur Erzielung einer möglichst guten Durchdringung der unteren Stranghälfte mit frischem, heissem Dampf ragt die Druckluft-Transportdüse 7 mit Spiel in das Innere des StraNgeintrittsbereiches des nachfolgenden StrangverformungsteUes 16. Der da-

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bei zwischen der Druckluft-Transportdüse 7 und dem diese umgebenden Strangeintrittsbereich des nachfolgenden Strangverformungsteiles 16 gebildete Ausströmquerschnitt 54 ist dabei mindestens doppelt so gross wie der Ausströmquerschnitt der Drucklufteinleitdüse 10.

Um zu bewirkenn, dass der mit Weichmacher benetzte Strang 1 mit möglichst geringem Reibungswiderstand auf der Innenseite des Strangverformungsteiles 16 gleitet, wird der letztere beheizt. Dies erfolgt dadurch, dass der Zufuhrkanal 50 zur Zufuhr des heissen Dampfes zur ersten Einleitstelle 17 zur Erhitzung des Eintrittsteiles 19 des Strangverformungsteiles 16 in diesem längs seinem gesamten Umfang verläuft. Ferner ist unter Bildung eines Dampf-Leckagespaltes 51 der restliche Teil der Aussenseite des Strangverformungsteiles 16 von einem Abdeckteil 52 überdeckt, und eine Zuleitung 53 zur Zufuhr von erhitztem Dampf in diesen Leckagespalt 51 vorgesehen. Die zweite Dampfeinleitstelle wird dabei durch einerseits in diesen Leckagespalt 51 und anderseits in den durch den Strangverformungsteil 16 gebildeten Strangverformungsbereich 18 mündende Austrittsbohrungen 21 gebildet. Dank der durch diesen Leckagespalt 51 bewirkten Dampfströmung wird zusätzlich bewirkt, dass selbst' ohne grosse Volumenströmung durch den Strang 1 hindurch der über die Bohrungen 21 in letzteren eintretende Dampf immer genügend heiss ist. Um vor dem Zusammenpressen des Stranges 1 auf den endgültigen Querschnitt den in diesem herrschenden Ueberdruck noch abbauen zu können, wird ein poröses Transport- und Formungsband 6 verwendet, und die Auflagefläche für das· letztere im Bereich des Strangverformungsteiles 16, das heisst im Bereich wo der lockere Strang 1 auf den endgültigen Querschnitt zusammengepresst wird, mit Entlastungsbohrungen 56 versehen.

Wie aus den Figuren 1,6 und 12 ersichtlich, wird zur Herstellung von sogenannten "Cross-Flowⁿ-Zigarettenfiltern der derart behandelte Strang 1 auf diese Weise in lockerem Zustand

kontinuierlich und allmählich in Eingriff mit den an einem Transportband 22 befestigten, und mit diesem kontinuierlich umlaufenden Kammer- beziehungsweise Ausnehmungs-Formungselementen 23 gebracht. Das Transportband 22 kann zum Beispiel aus einem verstärkten Zahnradriemen bestehen, an dem die Kammerformungselemente 23 befestigt sind, und welcher gleichzeitig des Strangverformungsbereich 18 nach aussen abschliesst, wie dies insbesondere aus Fig. 6 gut ersichtlich ist.

Mit Hilfe des Strangverformungsteiles 16 werden die Strangfasern gleichmässig um die Kammerformungselemente 23 herumgelegt, dank der letzteren spannungsfrei absolut in Synchronisation mit dem Transport- und Formungsband 6 gehalten, allmählich stärker um die Kammerformungselemente 23 herum angepresst, auf einen kleineren Strangdurchmesser gebracht, dann der derart um die Kammerformungselemente 23 herum geformte Strang 1 vom Transport- und Formungsband 6 umhüllt, und allmählich bis auf den erwünschten endgültigen Durchmesser noch weiter zusammengedrückt.

Am Ende der Formungsstrecke ist ein Kühlteil 24 (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 zueinander zu fixieren.

Nach der Fixierung der Stabform werden die Kammerformungselemente 23 aus den durch sie gebildeten Kammern 25 herausbewegt. Dadurch, dass die Kammerformungselemente 23 selbst bei Strangvorschubgeschwindigkeiten von 300 m/min, uhd mehr relativ lange während der Fixierung der Lage des Strangmaterials in letzterem eingebettet sind, und die Kammerformungselemente 23 erst nach Beendigung der Faserfixation aus dem derart gebildeten formbeständigen herausgelöst werden, wird ein sehr masshaltiger, formgenauer, mit Kammern 25 versehener Stab 1* erhalten.

- ze.

Dieser derart geformte stab I¹ wird anschliessen einer Umhüllungsstation 26 zugeleitet, wo einerseits mit Hilfe eines auf der Oberseite des Stabes I¹ aufliegenden, endlosen Anpressbandes 27 eventuell vom Herauslösen der Kammerformungste.ile 23 aus den durch sie gebildeten Kammern 25 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 Umhullungsstreifen 28, dessen Breite geringfügig grosser ist als der Umfang des damit zu umhüllenden Stabes¹, und welcher Streifen 28 auch porös ausgebildet sein kann, zugeführt, welcher an der Klebauftragstation 29 auf der mit der Staboberfläche in Kontakt kommenden Seite mit einem durch Wärme erweichbaren Klebstoff versehen wurde. Dieser Klebstoff wird in der Umhüllungsstation 26 mit Hilfe eines von unten an den Stab I¹ anpressbaren Heizteiles 30 erwärmt und dadurch der Umhüllungsstreifen 28 mit der unteren Seite des Stabes I¹ verklebt.

Selbstverständlich ist es auch möglich, diesen Umhüllungsstreifen 28 wegzulassen, da der Stab I¹ für sich allein genügend formstabil ist.

Anschliessend wird der derart geformte und teilweise umhüllte Stab 1' mit Hilfe eines weiteren Transportbandes 31 einem Formungsteil -32 zugeführt, in welchem der Umhullungsstreifen 28 auf bekannte Weise in Form eines geschlossenen Rohres um den Stab I¹ gelegt wird.

Zur Verbindung der nun einander überlappenden Hüllstreifenränder wird anschliessend ebenfalls auf bekannte Weise in einer Heizstation 33 mit Hilfe eines auf der gesamten oberen Stabhälfte aufliegenden Heizteiles 34 der Klebstoff des noch nicht mit dem Stab I¹ verklebten Teils des Umhül lungs Streifens 28- erweicht, und zur Erzielung eines genauen Aussendurchmessers in einer anschliessenden Kühlstation 35 mit Hilfe eines zum Beispiel mittels Wasser gekühlten Kühlteiles 36 der

Klebstoff zur Erstarrung gebracht und damit der Umhüllungsstreifen 28 vollständig mit der Aussenseite des Stabes I¹ verklebt.

Das beheizbare Element 34 ist nach oben schwenkbar befestigt, so dass es bei Stillstand der Einrichtung vom. stillstehenden Umhullhullungsstreifen 28 abgehoben werden kann.

Nachdem der Filterstrang zugeklebt ist, wird er einer Trennvorrichtung 37 zugeführt, wo er derart unterteilt wird, dass die Länge Filtergebildes das vier- oder sechsfache der Länge einer einzigen, für eine Zigarette bestimmten Filtereinheit beträgt, wie dies allgemein üblich ist.

Wie aus Fig. 13 ersichtlich, ist es zur Herstellung von Cross-Flow"-Zigarettenfiltern mit zwei zum Beispiel verschieden ausgeformten Kammern oder Ausnehmungen 25,25" (siehe Fig. 14) auch möglich, dass man mittels zwei in geneigt zueinander verlaufenden, im Kammer- beziehungsweise Ausnehmungs-Formungsbereich durch die Stranglängsachse sich erstreckenden Ebenen angeordneten Transportelementen 23,23' Kammern beziehungsweise Ausnehmungen 25,25* bildet, deren Kammer- beziehungsweise Ausnehmungs-Oeffnungen 38,38' sich dadurch ebenfalls alternierend auf verschiedenen Seiten einer durch die Stranglängsachse erstreckenden Ebene befinden.

Bei einer solchen Ausbildung des mit zwei Kammern 25,25' versehenen Stabes I¹ ist es zum Beispiel auch möglich, dass man in aufeinanderfolgenden Kammern 25 und 25' unterschiedliches Granulat einfüllt, indem man durch die auf einer ersten Strängmantellinie 39 sich befindenden, vom ersten mit den Kammerformungselementen 23 versehenen Transportband 22 gebildeten Kammereinfüllöffnungen 38 das erste Material, und durch die auf einer zweiten Strangmantellinie 40 sich befindenden, vom zweiten mit Kammerformungselementen 23' versehenen Transportelement 22' gebildeten Kammereinfüllöffnungen 38' dan

zweite Material einfüllt. Diese Verfahren ist insbesondere dann zweckmässig, wenn man zwei Filtermaterialien verwenden möchte, die zur optimalen Ausnutzung ihrer Wirksamkeit nicht miteinander gemischt werden sollten.

In den Figuren 16 bis 18 ist eine zweite beispiesweise Ausführungsform der Strangzuführ- und Verformungsanordnung einer Einrichtung zur Herstellung von nicht mit' einem Umhüllungspapier umhüllten, ohne Kammern versehenen "Cross-Flow"-Zigarettenfiltereinheiten, sogenannten "Non-wrapped"-Zigarettenfiltern, dargestellt.

Zu der in den Figuren 1 bis 12 dargestellten ersten beispielsweisen Ausführungsform analogen Teile sind in den Figuren 16 bis 18 mit den gleichen Ueberweisungszeichen versehen, so dass sich eine nochmalige Beschreibung dieser zueinander ana-.logen Teile erübrigt.

Bei dieser Ausführungsform ist zur Vermeidung der Bildung eines längs des Filterelementstabes verlaufenden_r nach aussen hervorstehenden Grates im Bereich einer etwa 600 ram langen Abkühlstrecke ein zwischen den Seitenkanten des Transport- und Verformungsbandes 6 auf die Oberseite des sich verfestigenden Stabes 1" auflegbarer, mittels der Regulier- und Arretierschrauben 41 beziehungsweise 42 genau einstellbarer Gleitteil 43 vorgesehen.

Der mit dieser Anordnung mit Strangvorschubgeschwindigkeiten von bis zu 400 m/min, erzeugte, ohne Kammern versehene Stab I¹ wird nach der Abkühlstrecke auf bekannte Weise einer Trennvorrichtung zugeführt und in "einzelne Zigarettenfilterabschnitte unterteilt.

Claims

* β Patentansprüche

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von formbeständigen stabförmigen Elementen aus miteinander vernetzten und verklebtem faden- und/oder faserförmigem Material, bei dem man iinen zusammenhängenden, aus losem, gekräuseltem faden- und/oder faserförmigen Material bestehenden Strang mittels einer denselben zusammenfassenden und vorwärtstransportierenden Druckgas-Transportdüse einem endlosen, kontinuierlich umlaufenden Transport- und Formungsband zuführt, das Strangmaterial untereinander fixiert, und den derart geformten, formbeständigen Stab mittels einer Schneideinrichtung in stabförmige Abschnittelemente unterteilt, dadurch gekennzeichnet, dass man den Strang nach dem Austritt aus der Druckgas-Transportdüse einem mit einem mit seiner Längsaxe in Längsrichtung des Transport- und Formungsbandes sich erstreckenden, konvergierenden Strangverformungsbereich versehenen, den Strang unmittelbar nach dem Austritt aus der Druckgas-Transportdüse vollständig umschliessenden und in diesem umschlossenen Bereich vor der Abgabe des Stranges in mindestens annähernd spannungsfreiem, gekräuselten Zustand auf das Transport- und Formungsband von der dem letzteren zugewandten Strangoberflächenseite her bis mindestens zur Mitte des Strangquerschnittes mit einem heissen gas- und/oder dampfförmigem Medium durchdringenden Strangverformungsteil zuführt, welcher zusammen mit dem Transport- und Formungsband den zugeführten Strang auf einen geringeren Durchmesser verformt, vor Erzielung des Strang-Enddurchmessers und vor Abgabe durch den Strangverformungsteil von der vom Transport- und Formungsband abgewandten Strangoberflächenseite her bis mindestens annähernd zur Mitte des Strangquerschnittes ein heisses gas- und/oder dampfförmiges Medium einleitet, so dass der gesamte Strangquerschnitt von solchem durchdrungen

ist, und anschliessend den derart behandelten Strang zur Erzielung des formbeständigen Stabes mittels dem Transport- und Formungsband auf den endgültigen Strangquerschnitt zusammenpresst.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Herstellung von mit Kammern oder Ausnehmungen versehenen, stabförmigen Abschnittelementen den aus losem faden- und/oder faserförmigem Material bestehenden Strang mindestens im Strangverformungsbereich des Strangverformungsteiles mit als Kammer- beziehungsweise Ausnehmungs-Formungselementen ausgebildeten Eingriffselementen eines kontinuierlich umlaufenden Transportelementes in-Eingriff bringt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man den Strang in mindestens annähernd spannungsfreiem, gekräuseltem Zustand mindestens annähernd gleichmässig verteilt, um die Kammer- beziehungsweise Ausnehmungs-Formungselemente herumlegt, derart, dass im Kammer- beziehungsweise Ausnehmungs-Formungsbereich des Stranges über den gesamten Strangquerschnitt gesehen jeweils überall mindestens annähernd die gleiche Materialdichte vorhanden ist, und nach Erzielung des endgültigen Strangqoerschnittes und Fixierung des Strangmaterials untereinander die Kammer- beziehungsweise Ausnehmungsformungselementen aus dem formbeständigen Stab herausbewegt.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dass man einen Strang verwendet, dessen Fäden und/oder Fasern mittels eines im Strang enthaltenen, durch Wärme aktivierbaren Bindemittels untereinander verklebbar sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Strang verwendet, dessen Fäden und/oder Fasern aus Azetat-Zellulose bestehen, und die auf ihrer Ober-

fläche mit einem Weichmacher benetzt sind.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man den Strang im Strangverformungsbereich des Strangverformungsteiles mit einem Dampf mit einer Temperatur im Bereich von 110° bis 130⁰C durchsetzt, und nach Erreichen der endgültigen Strangquerschnittsform zur Fixierung des Strangmaterials ein kühlendes Gas, vorzugsweise Luft, durch das letztere hindurchleitet.

7. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass man den aus losem faden- und/oder faserförmigem Material bestehenden Strang mit den an mindestens zwei in geneigt zueinander verlaufenden, im Kammer- beziehungsweise Ausnehmungs-Formungsbereich durch die Stranglängsachse sich erstreckenden Ebenen sich befindenden Transportelementen angeordneten Kammer- beziehungsweise Ausnehmungs-Formungselemente, die im Kammer- beziehungsweise Ausnehmungs-Formungsbereich gegenseitig alternierend aufeinanderfolgen, in Eingriff bringt, so dass Kammern beziehungsweise Ausnehmungen gebildet werdea, deren Kammerbeziehungsweise Auasnehmungsöffnungen sich ebenfalls alternierend " auf verschiedenen Seiten einer durch die Stranglängsachse erstreckenden Ebene befinden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens die mit dem durchlaufenden Strangmaterial in Berührung gelangenden Oberflächenbereiche des Strangverformungsteiles erhitzt.

9. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit Zufuhrmitteln zur Zufuhr eines zusammenhängenden, aus losem, gekräuseltem faden- und/oder faserförmigem Material bestehenden Stranges, einer den letzteren zusammenfassenden und vorwärtstransportierenden Druckgas-

Transportdüse, einem endlosen, kontinuierlich umlaufenden Transport- Und Formungsband zur Umhüllung des Stranges und Verformung des letzteren auf den endgültigen Strangquerschnitt, mit Mitteln zur Fixierung des Strangmaterials untereinander in der' endgültigen Strangquerschnittsform und einer Schneideinrichtung zur Unterteilung des derart geformten, formbeständigen Stabes in stabförmige Abschnittelemente, dadurch gekennzeichnet, dass in Strangtransportrichtung gesehen nach der DruckgasTransportdüse (7) ein mit einem mit seiner Längsaxe in Längsrichtung des Transport- und Formungsbandes (6)" sich erstreckenden, konvergierenden Strangverformungsbereich (18) versehener Strangverformungsteil (16) angeordnet ist, welcher in seinem Strangeintrittsbereich mit einem den eintretenden Strang (1) vollständig umfassenden Eintrittsteil (19)· versehen ist, wobei der' letztere sich bis unmittelbar an die Strangaufnahmestelle ('2O) des Transport- und Formungsbandes (6). erstreckt, und auf seiner dem letzteren zugewandten Seite mit einer mindestens annähernd über den halben Umfang des zu verformenden Stranges (1) sich erstreckenden, eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen (17) aufweisenden ersten Einleitstelle zur Zufuhr von erhitztem gas- und/oder dampfförmigem Medium in den zuerst mit dem Transport- und Formungshand (6) in Eingriff gelangenden Strangquerschnittsteil versehen ist, und der nachfolgende Teil des Strangverformungsteiles (16) zusammen mit dem in diesem Abschnitt einen Teil der Aussenseite des Strangverformungsbereiches bildenden Transport- und Formungsband (6) den Strangverformung sbereich (18) bildet, und in dem von den Eintrittsöffnungen (17) der ersten Einleitstelle nicht überdeckten Teil der durchlaufenden Strangoberfläche mit einer eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen (21) aufweisenden zweiten Einleitstelle zur Zufuhr von erhitztem gas- und/oder dampfförmigem Medium in den noch unbehandelten restlichen Strangquerschnittsteil versehen ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckgas-Transportdüse (7) mit Spiel in das Innere des Strangeintrittsbereiches des nachfolgenden Strangverformungsteiles (16) hineinragt.

11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 1O₇ dadurch gekennzeichnet, dass der Zufuhrkanal (50) zur Zufuhr des erhitzten Mediums zur ersten Einleitstelle (17) zur Erhitzung des Eintrittsteiles (19) des Strangverformungsteiles (16) längs der Aussenseite dieses Eintrittsteiles (19) und in wärmeleitender Verbindung mit diesem verläuft.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass unter Bildung eines Heizmedium-Leckagespaltes (51) mindestens ein Teil der Aussenseite des Strangverformungsteiles (16) von einem Abdeckteil (52) überdeckt ist, dass eine Zufuhranordnung (53) zur Zufuhr von erhitztem gas- und/oder dampfförmigem Heizmedium in diesen Leckagespalt (51) vorgesehen ist, und dass die zweite Einleitstelle durch einerseits in diesen Leckagespalt (51) und anderseits in den durch den Strangverformungsteil (16) gebildeten Strangverformungsbereich (18) mündende Austrittsbohrungen (21) gebildet wird.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Transport- und Verformungsband (6) gasdurchlässig, vorzugsweise porös, ausgebildet ist.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in Transportrichtung gesehen unmittelbar nach dem Strangverformungsteil (16) ein möglichst spielfrei zwischen die Seitenkanten (6',6¹¹J des in diesem Bereich den durchlaufenden Strang (1) rohrförmig umgebenden Transport- und Verformungsbandes (6) passender, auf die Oberfläche des durchlaufenden Stranges (1) auflegbarer Gleitteil (50) vorgesehen ist, und dass

vorzugsweise Reguliermittel (48,49) zur genauen Einstellung des Gleitteiles (50) gegenüber dem durchlaufenden Strang (1) vorhanden sind.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei welcher die Druckgas-Transportdüse einen konvergierenden Einlaufteil (8), anschliessend eine mindestens annähernd zylindrische Strangdurchtrittsöffnung (9), sowie zwischen diesen beiden Teilen (8,9) eine kegelförmig in Strangtransportrichtung in das Innere der Strangdurchtrittsöf fnung (9) wirkend gerichtete, vorzugsweise kreisringförmige Druckgaseinleitdüse (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangdurchtrittsöffnung (9) in einen zweiten konvergierenden Einlaufteil (11) der Transportdüse (7) mündet, wobei das Verhältnis von Eintrittsdurchmesser (d2) des zweiten konvergierenden Einlaufteiles (11) zum Durchmesser (d^) der Strangdurchtritts— öffnung (9) im Bereich von 1,2 bis 1,8 liegt, und vorzugsweise mindestens annähernd 1,5 beträgt.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantellinien des zweiten konvergierenden Einlaufteiles (11) gegenüber der Längsaxe des letzteren um einen Winkel (/3) im Bereich von 6° bis 14°, vorzugsweise von mindestens annähernd 10°, geneigt verlaufen.

17. Einrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrittsdurchmesser (£3) des zweiten konvergierenden Einlaufteiles (11), vorzugsweise um etwa 10°, grosser als der Durchmesser (d^) der Strangdurchtrittsöffnung (9) ist.

18'. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die mittlere Strahlrichtung gebildete Strahlkegel des aus der Druckgaseinleitdüse (10) austretenden Druckgases und die zylindrische

Mantelfläche der Strangdurchtrxttsöffnung (9), sich, vorzugsweise unter einem Winkel (^O im Bereich von 19 bis 25°, in Transportrichtung des Stranges (1) gesehen nach der Austrittsöffnung (15) des zweiten konvergierenden Einlaufteiles (11), jedoch vor der im Strangverformuno;teil (16) vorgesehenen ersten Einleitstelle (17) schneiden.

19. Einrichtung nach den Ansprüchen 10 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen der Druckgas-Transportdüse (7) und dem diese umgebenden Strangeintrittsbereich des nachfolgenden Strangverformungsteiles (16) gebildete Ausströmquerschnitt (54) mindestens doppelt so gross wie der Ausströmquerschnitt der Druckgaseinleitdüse (10) ist.

20. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsaxen der Druckgas-Transportdüse (7), des Strangverformungsteiles (16) und die nachfolgende Transportrichtung des Stranges beziehungsweise des Stabes (1,1') in einer gemeinsamen, geraden Linie verlaufend angeordnet sind.

21. Zigarettenfiltereinheit, hergestellt gemäss dem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8.

22. Zigarettenfiltereinheit nach Anspruch 21, bestehend aus mehreren Zigarettenfiltern, von denen jede mit mindestens einer Kammer oder Ausnehmung versehen ist.

23. Anwendung des Verfahrens nach einem oder beiden Ansprüchen 7 und 8zur Herstellung von mindestens zwei voneinander getrennte Kammern oder Ausnehmungen enthaltenden Zigaret-

. tenfiltern.

24. Anwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 zur Herstellung von für Faserschreiber bestimmten Faserstäben.