EP0327655A1

EP0327655A1 - Rauchfilter, insbesondere für Tabakpfeifen

Info

Publication number: EP0327655A1
Application number: EP88101963A
Authority: EP
Inventors: Hans Elstner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-02-10
Filing date: 1988-02-10
Publication date: 1989-08-16
Anticipated expiration: 2008-02-10
Also published as: EP0327655B1; DE3863770D1; ATE65165T1

Abstract

Es wird ein Tabakrauchfilter, insbesondere für Tabakpfeifen angegeben, bestehend aus einer zylindrischen Hülse (1) aus saugfähigem Material, die an beiden Enden von je einem mit Durchgangslöchern (8) versehenen Stöpsel (2) verschlossen ist, und einem Filtermaterial in der Hülse zwischen den Stöpseln. Die Stöpsel weisen jeweils eine sich nach außen öffnende zentrische Sackbohrung(3) auf, die von einer doppelwandigen Umfangswand (4, 5) umgeben ist. Durch die beiden konzentrischen Wände (4, 5) dieser Umfangswand verlaufen miteinander fluchtende Radialbohrungen, (8, 9) die die Sackbohrung (3) mit dem Ringspalt (6) und diesen mit dem Außenumfang, auf dem die Hülse aufliegt, verbinden. Durch diese Maßnahm wird beim Rauchen der in die Sackbohrung eintretende Rauch nach außen gegen die Hülse gelenkt und schlägt dort einen hohen Anteil seines kondensierbaren Anteils nieder, bevor er durch den Ringspalt in den von Filtermaterial erfüllten Raum des Filters strömt.

Description

Die Erfindung sich auf einen Rauchfilter, insbesondere für Tabakpfeifen, bestehend aus einer zylindrischen Hülse aus saugfähigem Material, die an beiden Enden von je einem mit Durchgangslöchern versehenen, in der Hülse sitzenden Stöpsel verschlossen ist, und einem Filtermaterial in der Hülse zwischen den Stöpseln. Solche Filter sind für Tabakpfeifen handelsüblich.
Die bekannten Filter bestehen aus einer Papierhülse von etwa 8 mm Außendurchmesser und 36 mm Länge, in die beidseitig Stöpsel von etwa 6 mm Länge eingesteckt sind, die mit axialen Durchgangslöchern oder Aussparungen versehen sind, sowie aus einer Filtermaterialfüllung aus körniger Aktivkohle, die den Innenraum der Hülse zwischen den Stöpseln ausfüllt.
Solche Filter sind vor allem zum Einsatz in Tabakpfeifen vorgesehen. Im Gebrauch einer damit ausgerüsteten Pfeife strömt der Tabakrauch durch die axialen Löcher des pfeifenkopfseitigen Endes des Filters in die Hülse und trifft dort auf die Aktivkohlepartikel, wobei sich an diesen Kondensat abscheidet. Aufgrund von Kapillarkräften, aber auch durch Strömungseffekte, gelangt Kondensat auch an die Innenwand der Hülse und wird von dieser aufgrund der Saugeigenschaften des Hülsenmaterials aufgenommen.
Es hat sich im Gebrauch gezeigt, daß besonders beim Rauchen von relativ feuchtem Tabak das Feuchtigkeitsaufnahmevermögen eines solchen Filters unzureichend ist und Kondensat mit feuchter Konsistenz schließlich bis zu den Durchgangslöchern des mundstückseitigen Stöpsels des Filters gelangt, wo es sich für den Raucher störend und unangenehm bemerkbar macht. Untersuchungen haben gezeigt, daß beim Eintreten dieses Effekts das Hülsenmaterial noch relativ trocken war. Es wird daraus geschlossen, daß der Tabakrauch nicht in ausreichendem Maße mit Hülse in Berührung gelangt, um dort einen größeren Anteil des in ihm enthaltenen Kondensats abzuscheiden.
Der Erfindung liegt die Aufgage zugrunde, einen Filter der eingangs genannten Art anzugeben, der bessere Kondensatabscheideeigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Filter fällt beim Rauchen der Tabakrauch beim Erreichen des Filters in der ersten Phase in das Sackloch ein. Dadurch kommt es zu einer ersten Abscheidung von Kondensat in diesem Bereich. In der zweiten Phase wird der Tabakrauch seitlich umgelenkt und gegen die Innenwand der den Eintrittsstöpsel umgebenden saugfähigen Hülse gerichtet. Zu diesem Zweck ist zwischen dem Sackloch und der Hülse durch den Stöpsel ein Ringspalt ausgebildet, und die beiden diesen begrenzenden konzentrischen Wände des Stöpsels sind mit miteinander fluchtenden Durchgangslöchern versehen, von denen die in der äußeren Umfangswand ausgebildeten Löcher vorzugsweise einen größeren Querschnitt haben, als die in der inneren Umfangswand.
Außerdem ist vorteilhaft, wenn die Löcher möglichst nahe am Eintrittsende der Hülse, d.h. nahe an der Öffnung des Sacklochs liegen. Es wird hierdurch erreicht, daß der Rauch in den Löchern, die in der inneren Umfangswand ausgebildet sind, beschleunigt wird, sodaß er sich beim Austritt aus diesen Löchern in den Ringspalt entspannt und abkühlt, wobei ein großer Anteil des Rauches durch die den inneren Löchern fluchtend gegenüberstehenden äußeren Löcher hindurch auf die umgebende Hülse trifft und dort einen Großteil des feuchtigkeitsgebundenen Kondensats abscheidet. Aufgrund der Kapillarwirkung des saugfähigen Hülsenmaterials kann das Kondensat sich von dort schnell in dem Hülsenmaterial ausbreiten. Der auf diese Weise teilentfeuchtete Rauch gelangt durch den Ringspalt in den eigentlichen Innenraum der Hülse, der von filterfähigen Stoffen, beispielsweise einer körnigen Altivkohle, oder anderen für die Filtration geeigneten Stoffen erfüllt ist. Solche Stoffe können Kieselgur, Meerschaum, Zellulose und dgl. sein. Die beispielsweise eingesetzte Aktivkohle mit ihrer hydrophoben Eigenschaft wird nunmehr mit dem entfeuchteten Rauch konfrontiert und kann in wesentlich besserer Funktion die Gasphase des Rauches für die Entgiftung desselben wahrnehmen, als dies bei bekannten Pfeifenfiltern der Fall ist, wo die Oberfläche der Aktivkohle sofort von den Feuchtigkeitsanteilen im Rauch verschlossen wird und der ihr zugedachten Aufgabe nicht mehr gerecht werden kann.
Der Ringspalt sollte ausreichend weit sein, um eine Entspannung des Rauches nach dem Austritt aus den Löchern in der inneren Umfangswand zu begünstigen, sollte aber bei Verwendung eines körnigen Filtermaterials ausreichend eng sein, daß keine Filtermittelkörnchen in ihn eintreten können. Die Durchgangslöcher in der äußeren Umfangswand des Stöpsels haben vorzugsweise einen um das etwa Vierbis Zehnfache größeren Querschnitt als die Löcher in der inneren Umfangswand, um für den Rauch möglichst viel Hülsenmaterial zugänglich zu machen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann in dem Ringspalt ein Medium mit saugfähiger Eigenschaft, beispielsweise Zellulose, angeordnet sein, der dadurch zwangsläufig aufgebaute zusätzliche Zugwiderstand muß dann aber durch größere Durchgangslöcher und/oder durch größere Spaltbreite ausgeglichen werden.
Es ist weiterhin günstig, wenn der Eintritt in das Sackloch, d.h. die ringförmige Stirnwand, die den Ringspalt begrenzt, konisch oder torusförmig verrundet ist, um bessere Strömungsleiteigenschaften für den Rauch zu erzielen.
Für die Rauchentspannung und auch aus fertigungstechnischen Gründen ist es vorteilhaft, wenn der Querschnitt des Ringspaltes sich zu seinem offenen Ende hin leicht erweitert. Weiterhin ist es aus fertigungstechnischen Gründen günstig, wenn die Außenfläche der Stöpsel im Bereich zwischen den äußeren Durchgangslöchern und dem der Öffnung des Sacklochs abgewandten Ende des jeweiligen Stöpsels leicht konisch ist, um das Einsetzen der Stöpsel in die Hülsen zu erleichtern.
Als Material für die Stöpsel kommt insbesondere Polypropylen in Betracht, da dieses Material eine ausreichende Wärmefestigkeit aufweist, die durch die Beigabe von mineralischen Zuschlagsstoffen noch beeinflußt werden kann, und sich gut verarbeiten läßt. Ein Füllstoffanteil von 30% bis 40% beispielsweise aus Talkum verbessert zusätzlich die Gleiteigenschaften des Materials, was die Fertigung der Stöpsel vereinfacht. Für das Handhaben der fertigen Filter beim Verpacken ist es ferner günstig, wenn dem Stöpselmaterial ein geringer Anteil eines ferromagnetischen Materials, beispielsweise Eisenpulver, beigegeben wird. Die Filter lassen sich dann mit Hilfe von Magnetfeldern ausrichten.
Es ist wichtig, daß die Durchgangslöcher in der inneren Umfangswand, die das Sackloch begrenzt, ausreichend klein sind, um die erwähnte Düsenwirkung hervorrufen zu können. Sie dürfen andererseits nicht zu klein sein, weil sie sonst beim Rauchen den Zug behindern. Versuche haben gezeigt, daß vier Löcher, die auf einer Radialebene in gleichmäßigen Winkelabständen angeordnet sind und einen Durchmesser von jeweils 1 mm aufweisen, keine nennenswerte Beeinträchtigung des Zuges einer Pfeife ergeben. Die Durchgangslöcher in der äußeren Umfangswand, die an der Hülse klemmt, sollten in der Querschnittsfläche etwa 5 bis 10 mal so groß sein, wie die Durchgangslöcher in der inneren Umfangswand. Sie können beispielsweise einen Durchmesser von 2,5 mm aufweisen. Die vorgenannten Maße beziehen sich auf eine handelsübliche Filtergröße der eingangs beschriebenen Art.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Filter;
Fig. 2 einen Stöpsel für den Filter nach Fig. 1 im Axialschnitt, und
Fig. 3 eine Draufsicht auf den Stöpsel nach Fig. 2.

Man erkennt in Fig. 1 eine Hülse 1, die aus einem saugfähigen Papier, Vliesmaterial oder anderem geeigneten saugfähigen Material besteht und eine zylindrische Gestalt hat. In beide Enden der Hülse 1 sind Stöpsel 2 eingesteckt. Die Hülse 1 ist mit einem geeigneten Filtermaterial befüllt, das insbesondere Aktivkohle oder auch ein anderes, zur Rauchfilterung geeignetes filterfähiges Material ist. Wichtig ist, daß das Hülsenmaterial gut saugfähig ist.
Fig. 2 zeigt im Axialschnitt (längs der Linie II-II von Fig. 3) einen Stöpsel 2 des Filters nach Fig. 1. Der Stöpsel 2 ist im wesentlichen zylindrisch. Er weist ein zentrisches, vorzugsweise kreisförmiges Sackloch 3 auf, das aus fertigungstechnischen Gründen vorzugsweise leicht konisch verläuft. Die das Sackloch 3 umgebende Wand ist doppelwandig, bestehend aus einer Innenwand 4 und einer Außenwand 5, die zwischen sich einen ringförmigen Spalt 6 ausbilden, der auf der der Öffnung des Sackloches 3 abgewandten Seite des Stöpsels 2 offen ist und sich im Querschnitt in Richtung auf diese Öffnung leicht vergrößert. Am anderen Ende ist der Ringspalt 6 von einer ringförmigen Stirnwand 7 verschlossen, die die beiden konzentrischen Umfangswände 4 und 5 miteinander verbindet. Diese Ringwand ist im Öffnungsbereich des Sackloches 3 im vorliegenden Beispiel torusförmig verrundet, um für den von außen in das Sackloch 3 einströmenden Tabakrauch gute Leitfähigkeit zu bieten.
Nahe dem Öffnungsbereich des Sackloches 3 sind in der inneren Umfangswand 4 im dargestellten Beispiel vier Durchgangsbohrungen ausgebildet, die etwa in radialer Richtung in einer gemeinsamen Radialebene verlaufen. In der äußeren Umfangswand 5 sind fluchtend mit den (inneren) Durchgangsbohrungen 8 in der inneren Umfangswand 4 ebenfalls Durchgangsbohrungen 9 ausgebildet, die im dargestellten Beispiel einen Durchmesser aufweisen, der etwa 2,5 mal so groß ist, wie der Durchmesser der inneren Durchgangsbohrungen 8. In Fig. 2 ist die Hülse 1, in die die Stöpsel 2 eingesteckt werden, gestrichelt dargestellt. Wie Fig. 2 zeigt, ist die äußere Umfangswand 5 unterhalb der Durchgangsbohrungen 9 leicht konisch ausgeführt, was das Einführen der Stöpsel in die Hülse 1 erleichtert. Außerdem wird hierdurch eine übermäßige Pressung des Hülsenmaterials vermieden, die die Saugfähigkeit ggf. beeinträchtigen könnte.
Als praktisches Beispiel sei angegeben, daß der Stöpsel 2 einen Durchmesser von etwa 7,3 mm und eine Länge von etwa 6 mm aufweist. Das Sackloch 3 hat einen Durchmesser von etwa 2,8 mm und erstreckt sich etwa 5 mm tief in den Stöpsel 2 hinein. Die Durchgangsbohrungen 8 in der inneren Umfangswand 4 haben einen Durchmesser von etwa 1 mm, während die Durchgangsbohrungen 9 in der äußeren Umfangswand 5 einen Durchmesser von etwa 2 - 2,5 mm aufweisen. Der Ringspalt 6 hat an seinem Austrittsende eine Breite von etwa 1 mm. Der Abstand des Zentrums der Durchgangsbohrungen 8 und 9 von der oberen Stirnseite des Stöpsels 2, d.h. von der Öffnungsebene des Sacklochs 3 beträgt etwa 1,8 mm. Der Verrundungsradius der Sacklochöffnung ist etwa 2,5 mm.
Wie die Zeichnung auch zeigt, verläuft die Innenseite der ringförmigen Stirnwand 7, die den Ringspalt 6 bedeckt, schräg. Am mundstückseitigen Ende des Filters aus dem Filterraum in den Ringspalt eintretender Rauch kann daher unter Trägheitswirkung gegen die äußeren Durchgangsbohrungen 9 teilweise abgelenkt werden, bevor er durch die inneren Durchgangsbohrungen 8 in das Sackloch 3 eintritt und schließlich den Filter verläßt. Auch bilden die Ränder der Durchgangsbohrungen 8 und 9 Strömungsabrißkanten, die zu einer Verwirbelung des Rauches führen.
Damit erfüllt der Stöpsel am mundstückseitigen Ende des Filters im Rahmen seiner konstruktiven Merkmale eine weitere Kondensatabscheidefunktion, die sich insbesondere wiederum im sichtbaren Niederschlag an dem zugehörigen Bereich der Hülse zeigt.
Es ei schließlich erwähnt, daß die Hülse 1 gegenüber jedem Stöpsel 2 ggf. etwa 0,5 - 1 mm vorstehen kann. Mit dieser Maßnahme kann auch dieser überstehende Abschnitt der Hülse für die Aufnahme von Kondensat herangezogen werden, insbesondere von solchem Kondensat, das sich ggf. auf der Stirnseite der Stöpsel niederschlägt.
Bei dem erfindungsgemäßen Filter ist es weitestgehend ausgeschlossen, daß sich Feuchtigkeit an Engstellen niederschlägt und dort die freie Rauchströmung behindert und dadurch den Raucher beim Rauchen stört. Ein maßgeblicher Teil der im Rauch enthaltenen kondensierbaren Anteile wird direkt auf die Hülse gelenkt und von ihr aufgenommen, sodaß die störenden Effekte der eingangs genannten Art vermieden werden.
Eine schräglaufende Anordnung der Löcher, bei der die Fluchtlinien der äußeren und inneren Durchgangslöcher nicht rein radial, sondern gegen eine Radialebene geneigt verlaufen, ist grundsätzlich ebenfalls möglich, doch sind bei solchen Ausführungsformen die Aufprallwirkungen des Rauches an der Hülse nicht so ausgeprägt.

Claims

1. Rauchfilter, insbesondere für Tabakpfeifen, bestehend aus einer zylindrischen Hülse (1) aus saugfähigem Material, die an beiden Enden von je einem mit Durchgangslöchern (8) versehenen, in der Hülse (1) sitzenden Stöpsel (2) verschlossen ist, und einem Filtermaterial in der Hülse zwischen den Stöpseln (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Stöpsel (2) jeweils ein sich nach außen öffnendes, zentrisches Sackloch (3) aufweisen, die das Sackloch (3) umgebende Umfangswand (4,5) doppelwandig ausgebildet ist, einen sich in das Innere der Hülse (1) öffnenden Ringspalt (6) ausbildend, der an der außenliegenden Stirnseite des Stöpsels von einer Ringwand (7) verschlossen ist, und daß in der inneren, das Sackloch (3) begrenzenden Umfangswand (4) im Bereich nahe der Öffnung des Sackloches (3) mehrere im wesentlichen radial verlaufende, kleine, innere Durchgangslöcher (8) in einer Radialebene ausgebildet sind und in der äußeren, an der Hülse (1) anliegenden Umfangswand eine entsprechende Anzahl von äußeren Durchgangslöchern (9) ausgebildet ist, die mit den inneren Durchgangslöchern (8) fluchten.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Durchgangslöcher (9) größer als die inneren Durchgangslöcher (8) sind.

3. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der äußeren Durchgangslöcher (9) etwa das 5- bis 10-fache des Querschnitts der inneren Durchgangslöcher (8) ist.

4. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sackloch (3) kreisförmigen Querschnitt hat.

5. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangslöcher (8,9) kreisförmigen Querschnitt haben.

6. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwand (7) zwischen dem Außenrand des Stöpsels (2) und dem Sackloch (3) konisch oder torusförmig verrundet ist.

7. Filter nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite der äußeren Umfangswand (5) in dem Bereich zwischen den äußeren Durchgangslöchern (9) und dem der Öffnung des Sacklochs (3) abgewandten Ende des Stöpsels (2) leicht konisch ist.

8. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (6) einen sich zur Spaltöffnung hin geringfügig erweiternden Querschnitt hat.

9. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der äußeren Durchgangslöcher (9) an die Ringwand (7) unmittelbar angrenzen.

10. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stöpsel (2) aus Polypropylen und einem Füllstoff bestehen.

11. Filter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff mineralisch oder Talkum ist.

12. Filter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Füllstoff 30 bis 40 Gew.% beträgt.

13. Filter nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff außerdem ein ferromagnetisches Material enthält.

14. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) aus Papier oder einem Vliesstoff besteht.

15. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial körnige Aktivkohle ist.

16. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial ein Zellulosematerial, Kieselgur oder Meerschaum ist.

17. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Ringspalt (6) zugewandte Fläche der Ringwand (7) konisch ist, sich in Richtung auf die benachbarte Stirnseite des Stöpsels (2) nach außen erweiternd.

18. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) über die Stöpsel (2) jeweils etwa 0,5 bis 1 mm vorsteht.