EP1455610A1 - Filter, diese enthaltende rauchartikel und filterstränge, sowie verfahren und vorrichtungen zur herstellung derartiger filter und rauchartikel - Google Patents

Filter, diese enthaltende rauchartikel und filterstränge, sowie verfahren und vorrichtungen zur herstellung derartiger filter und rauchartikel

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Publication number
EP1455610A1
EP1455610A1 EP02791805A EP02791805A EP1455610A1 EP 1455610 A1 EP1455610 A1 EP 1455610A1 EP 02791805 A EP02791805 A EP 02791805A EP 02791805 A EP02791805 A EP 02791805A EP 1455610 A1 EP1455610 A1 EP 1455610A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filter
filter element
drum
terminal
disc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02791805A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Lauenstein
Dante M. Boido
Reynald M. Aeschlimann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Philip Morris Products SA
Original Assignee
Philip Morris Products SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philip Morris Products SA filed Critical Philip Morris Products SA
Publication of EP1455610A1 publication Critical patent/EP1455610A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/02—Manufacture of tobacco smoke filters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
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    • A24D3/02—Manufacture of tobacco smoke filters
    • A24D3/0204—Preliminary operations before the filter rod forming process, e.g. crimping, blooming
    • A24D3/0212—Applying additives to filter materials
    • A24D3/0225—Applying additives to filter materials with solid additives, e.g. incorporation of a granular product
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
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    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/02—Manufacture of tobacco smoke filters
    • A24D3/025—Final operations, i.e. after the filter rod forming process
    • A24D3/0262—Filter extremity shaping and compacting means

Definitions

  • the present invention relates to filters for tobacco products with a first terminal filter element, a second terminal filter element, a middle filter element which is located between the first and second terminal filter elements and contains a granular filter material, and a wrapper, tobacco products produced with this filter, in particular cigarettes, Filter strands comprising two or more of the filters and methods and devices for producing the filters and tobacco products.
  • Such filters are widely used for tobacco products such as cigarettes and are referred to as plug-space-plug filters (PSP filters) or chamber filters.
  • PSP filters plug-space-plug filters
  • chamber filters chamber filters
  • the PSP filters are usually not manufactured by the cigarette manufacturer, but by a supplier.
  • filter rods on the mouth side and on the tobacco side are positioned on the casing, the end filter rods having a length corresponding to the length of the filter element in the finished filter, the internal filter rods each having twice the length of the corresponding filter elements in the finished filter.
  • the casing is then closed and glued to the filter rods.
  • the product produced by the supplier is therefore not a single filter, but first an endless filter strand, which is usually cut into strands with 4 or 6 individual filters, which are connected to one another, and shipped in this form. In the manufacture of cigarettes, this filter strand is then first cut into double filters. These are provided with a tobacco rod on both sides and then the finished cigarette with a PSP filter is obtained by cutting the center.
  • the granular material of the middle filter element is usually activated carbon, which, like other granular materials, also fills the middle chamber almost completely when it is filled.
  • activated carbon which, like other granular materials, also fills the middle chamber almost completely when it is filled.
  • US Pat. No. 3,807,286 describes the application of a vacuum to the filling point for the granular material.
  • an increase in the packing density can be achieved by shaking before the filling process is completed.
  • the negative effects described above can be somewhat reduced in both ways, but in particular the problem of abrasion and increasing the packing density resulting from the transport of the filter strands is not solved thereby.
  • DE-OS 17 82 352 suggests, for example, the application of an adhesive to the inner surface of the outer casing, which is activated by heating after the filter element has been displaced, so that the displaced filter element is fixed.
  • This object is achieved by a filter for tobacco products with a first terminal filter element, a second terminal filter element, a middle filter element which is located between the first and second terminal filter elements and contains a granular filter material, and an envelope, characterized in that (only) part of one of the terminal filter elements is displaceable with respect to the casing.
  • Filter elements with respect to the sheathing and axially in the direction of the middle filter element has the advantage on the one hand that a volume reduction in the granular filter material that occurs during the manufacture and transport of the filter strand is compensated for by the displacement of the filter element on the tobacco side and so the middle filter element is completely filled with granular material is, so there can be no channel formation and bypass in the middle filter element.
  • the shifted part is automatically fixed.
  • the terminal filter elements are either one (or more) filter plugs which have a core (preferably with a round cross-section) and an outer ring surrounding the core, the core (and thus part of the terminal filter elements) being displaceable with respect to the outer ring.
  • the terminal filter elements are therefore preferably a concentric filter.
  • the terminal filter elements are divided into two or more, preferably two, along their longitudinal axis or parallel to it, so that in turn only part of the terminal filter element can be displaced towards the central element, while the other part of these terminal filter elements ' preferably also glued to the outer casing and is therefore immobile.
  • the filter plug lies against the outer casing or the core rests against the outer ring under at least slight pressure, it is possible for part of the filter plug to be displaced in the direction of the central filter element.
  • the fixation is achieved by expanding the protruding outer ring and the displaced core.
  • one of the two parts is displaced in the direction of the central element. The protruding parts can then expand into the empty space created by the shift and thus prevent the shifted element from sliding back into the starting position.
  • only one of the two terminal filter elements is partially displaceable relative to the casing, and the other of these two filter elements is then firmly connected to the outer casing, for example at least partially glued, so that displacement of this other terminal filter element is not possible.
  • the displacement of the displaceable terminal filter element causes the granular material to completely fill the chamber in the middle of the filter. If the finished filter is held horizontally, the entire cross section of the middle filter element will therefore be filled and there will be no channel on the top. The sheath will then (as long as it is not cut off by the manufacturer) protrude beyond the displaceable terminal part filter element or the outer ring over the core of the displaceable terminal filter element, so that the filter with the recess at one end is a recess filter.
  • the granular material of the middle filter element can be formed by any solid filter materials, the more or have less harmonious geometric shapes and a grain size distribution of 200 to 100 ⁇ m, preferably 400 to 600 ⁇ m.
  • the granular material is preferably activated carbon. be with a grain size distribution of 400 to 600 microns.
  • Further examples of granular filter materials are silica gel (activated or not activated) with a particle size distribution preferably from 300 to 700 ⁇ m or meerschaum with a particle size distribution preferably from 400 to 600 ⁇ m. Mixtures of the materials mentioned can of course also be used. (The granular materials are not intended to include the flavoring agents described above in US 4,649,944, ie capsules containing one or more flavoring and / or flavoring agents.)
  • the terminal filter elements can be made from the usual filter materials for tobacco products, such as. B. acetate, paper, in particular crepe paper, cellulose or cotton.
  • the two end filter elements in contrast to the middle filter elements will be wrapped around their circumference, but not on their end faces, in a separate wrapping, which is generally air-permeable and possibly perforated, so that this separate wrapping is finished Filter comes to rest between the terminal filter elements and the outer casing.
  • the terminal filter elements and the middle filter element generally have the same diameter, which is approximately 5 mm to 9 mm, in particular 8 mm, for example for cigarettes.
  • the length of the terminal filter elements is approximately 3 to 15 mm, preferably 6 to 10 mm and in particular approximately 7.5 mm, the length of the central filter elements 6 to 14 mm, preferably 8 to 12 mm and in particular approximately 10 mm.
  • the two terminal filter elements preferably have the same length.
  • the 'middle filter element makes with complete or almost complete filling usually 20-60%, preferably 30 - 50% and particularly about 40% of the total length of the filter from the terminal filter elements together 20 - 50%, preferably 25 - 35% and in particular about 30%.
  • the recess formed by the displacement of a terminal filter element normally has a length of 0.1 to 6 mm, preferably approximately 2 mm, the recess length corresponding to the reduction in length of the central filter element resulting from the displacement.
  • the total length of the filter is 20 to 40 mm, in particular approximately 32 mm.
  • the terminal filter elements usually consist of a single filter plug or concentric filter.
  • two or more filter plugs or concentric filters or combinations are also possible, for example a first terminal filter element consisting of two individual filter plugs and a second terminal filter element consisting of a concentric filter.
  • the outer cover of the filter is usually an air-permeable and possibly perforated thin paper with, for example, 1000 Coresta units to 25000 Coresta units.
  • the invention further relates to a filter train with two or more of the filters described above.
  • the terminal filter rods According to the production of the filter strands described in the introduction, the terminal filter rods have the length of a tobacco or mouth-side filter element of the finished filter.
  • the internal filter rods then each have twice the length of the tobacco or mouth-side filter elements of the finished filter. After filling in the granular material and closing the outer casing, the latter is only glued to the filter rods and preferably only to one of the terminal filter elements so that the other of the terminal filter elements is partially displaceable in the axial direction.
  • the outer ring is also glued to the outer casing can, since the central core can still be moved relative to the outer ring.
  • the strand formed during the initial cutting then contains a number of individual filters, preferably 2 (preferably with the displaceable filter elements at the outer ends of the strand), 4 or 6, which in the later processing by cutting the filter rods in the middle with twice the length of the later mouth or tobacco-side filter elements can be obtained.
  • the individual filters are therefore aligned in opposite directions in the filter train and are connected either via their later mouth-side or tobacco-side filter elements.
  • the intermediate filter strands are cut into double filters by centrally cutting filter rods twice the length of the mouth or tobacco-side filter elements.
  • double filters are also the subject of the present application and have, for example, outer filter elements, which are the tobacco-side and slidably mounted filter elements in the later finished filter.
  • the outer filter elements are followed by a middle filter element, which is filled with the granular filter material, and finally in in the middle a filter rod with double length of a terminal filter element.
  • a tobacco column is attached to such double filters on both sides, in the case of cigarettes a tobacco column wrapped in conventional 5 cigarette paper, and the double filter and the filter-side end of the tobacco column are wrapped and bonded with a topping sheet, as a rule , By cutting the double filter in the middle, the finished cigarettes are obtained, which are then packaged in the usual way.
  • the present invention further relates to a supplement to the known production method, with double filters which have displaceable filter elements at their two ends.
  • the force required for this is approximately 1 to 3 N, preferably 2 N with a conventional cigarette filter diameter of approximately 8 mm.
  • a tobacco rod is attached to both sides in accordance with the usual method and the double filter is wrapped and glued with covering paper and then the product is divided in the middle so that two finished tobacco products, in particular Cigarettes arise, 30. which have a recess between the filter and the tobacco column.
  • the outer wrapper together with the topping sheet should offer sufficient stability so that the outer wrapper is not pressed in when using the cigarette.
  • this risk is further reduced by the stabilizing outer ring.
  • a method is of course also conceivable that first the double filter with the advanced outer ends is cut in the middle and these are then individually connected at the ends with the advanced filter element to a tobacco column via a topping sheet.
  • this double filter is first cut in the middle.
  • the individual filter obtained is then connected to the tobacco column on the side of the individual filter, which does not have the displaceable terminal filter element, as usual via a topping sheet.
  • the product obtained can then either be packaged without further processing and prepared for sale.
  • the consumer can then ensure that the middle chamber is completely filled by pressing the filter element on the mouth side.
  • the mouth-side filter element can also be partially advanced in the direction of the middle chamber by the manufacturer and the one obtained
  • the method according to the invention for partially displacing terminal filter elements of double filters described above can be carried out with a first device, characterized by a drum which is rotatably arranged on a holder and arranged on its circumference at a distance from the axis of rotation at least one, but preferably several, for example 9 to 15 and in particular 12 receptacles for a double filter train with partially displaceable (but not shifted) terminal filter elements at the outer ends of the double filter, and characterized by at least one, preferably two disks, which are rotatable about an axis inclined to the axis of the drum and are arranged next to the drum and at least one at a distance from their axis of rotation , but preferably have several stamps, so that with the same rotation of the drum and the disc, the stamp moves relative to the drum essentially only parallel to the axis of rotation of the drum.
  • the drum has axially projecting projections which engage in corresponding recesses in the disk or disks, so that the drum movement is automatically transmitted to the disk (s) and always runs / run synchronously with the drum.
  • Synchronous movement of the drum and the disc (s) can also be achieved by gear rings on the drum and disc (s).
  • the device described above is suitable not only for the production of filter elements in which a part of the terminal filter element is displaced, but also for the filter elements known from DE-OS 17 82 352 and DE-OS 28 18 328, in which the terminal filter element is completely shifted towards the central element.
  • the diameter and / or size of the stamp is adapted to the diameter and / or the size of the terminal displaceable filter elements, that is to say, for example, the diameter of the stamp is larger if the filter element is a filter plug at the outer ends of the double filter, and smaller if the filter element at the outer ends of the double filter is a concentric filter with a displaceable core.
  • the device preferably has a disk on both sides of the drum, both disks being inclined at the same angle but in the opposite direction to the axis of rotation of the drum.
  • the punches will come into contact with the terminal filter elements due to the axes of the disks inclined to the axis of the drum.
  • the angle of the axis of rotation of the discs and the axis of rotation of the drum will slowly reduce the contact between the stamp and the end filter elements, and after rotating the drum through 180 °, the greatest possible distance between the stamp and the double filter is now in Direction towards the middle filter elements (eg partially) shifted terminal filter elements (and tobacco-side in the finished product).
  • the double filters can be transferred to a subsequent drum and processed further in the usual way, while after the transfer a new, unprocessed double filter can be conveyed into the free drum holder.
  • the punches will slowly come into contact with the new double filter, whereby after a further rotation through 180 ° the smallest distance between the punches is reached and then the (e.g. partial) advancement of the end filter elements of the double filter in between will be accomplished.
  • the stamps can be firmly connected to the disk circumference, for example screwed, the number of stamps generally corresponding to the number of cutouts for receiving the double filter on the drum.
  • the stamps can also be connected to the disc in a spring-like manner.
  • the outer edge of the disc can be made of a spring plate onto which the stamps are screwed.
  • At least one cam can be provided in the device described above instead of the at least one disk. This moves parallel to the drum that carries the double filter. Due to the change in diameter of the cam, a spring leaf, which has a stamp on its circumference, is moved back and forth. This forward and backward movement pushes the outer tobacco-side filter elements in the direction of the central filter elements.
  • This alternative device preferably has two cams which are mounted on both sides of the drum.
  • cams In the area of their largest diameter, cams preferably have air nozzles through which an air jet is directed onto the spring leaf. Preferably two or three rows of air nozzles are provided. The air jet directed at the spring leaf then enables a smooth process.
  • the above-described method for producing a cigarette, the mouth-side filter element of which is partially displaced in the direction of the central chamber can be carried out using a second device which is similar to the first device described above, but has a retaining device instead of the second disc, which is attached next to the drum and opposite the disc, but otherwise corresponds to the above-described first device also with regard to the preferred embodiments.
  • This device is also suitable not only for the production of filter elements in which part of the terminal filter element is displaced, but also for the filter elements known from DE-OS 17 82 352 and DE-OS 28 18 328, in which the terminal
  • Filter element is completely shifted towards the central element.
  • the drum is therefore in recordings one or more cigarettes fixed with filters, the mouth-side filter element (eg partially) displaceable, but not yet shifted at the beginning of the process.
  • the plunger will again come into contact with the terminal filter element due to the angle of inclination between the axes of the drum and the disk. As the movement progresses, it is pushed again (and for example only partially) in the direction of the central filter element.
  • Retaining device which is preferably a disc arranged coaxially to the axis of the drum, the necessary counter pressure is generated so that the cigarette remains fixed and feels the pressure exerted by the stamp to move the mouth-side filter element. Similar to the first device described above, the plunger can migrate out of the recess of the filter again as the rotary motion progresses and the finished filter cigarette can then be passed on for further processing.
  • FIG. 2 shows an example of a single filter 10, in which the first terminal filter element 12 is a concentric filter with an advanced inner core 25 and an outer ring 24,
  • FIG. 3 shows an example of a device 40, for example for carrying out a method according to the invention
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment the device 40
  • FIG. 5 an example of a device 50 for carrying out a further method according to the invention.
  • Figure 1 shows a cigarette 35 with a filter 10. You can see on the mouth side.
  • the filter element 12 which is cut approximately in the middle along its longitudinal axis in two parts, one of the parts being displaced in the direction of the central filter element 16.
  • the two parts of the filter element 12 form a slight bulge at the projecting ends, which prevent a return movement into the starting position.
  • the central filter element 16 is completely filled with activated carbon 17.
  • the second filter element 14 is located next to it.
  • the filter elements 12 and 14 are wrapped by a wrapping 22 made of porous wrapping paper with approximately 10,000 Coresta units.
  • the filter 10 is surrounded overall by a wrapper 20, which is also porous wrapping paper with approximately 10,000 Coresta units.
  • This filter 10 is combined with a tobacco column 32, the second terminal filter element 14 being adjacent to this tobacco column 32.
  • the filter 10 is connected to the tobacco column 32 via the topping sheet 34.
  • a similar cigarette could be obtained by combining the tobacco column 32 with the filter 10 of Figure 2 below.
  • FIG. 2 shows a filter 10 which, in addition to a second terminal filter element 14 and its wrapping 22, which is firmly connected to an outer casing 20, has a central filter element 16 which is completely filled with activated carbon particles 17.
  • the active carbon particles 17 have been compressed via the tobacco-side concentric filter with the outer ring 24 and the inner displaceable core 25. This in turn creates a cavity 26.
  • FIG. 2 shows a filter 10 which, in addition to a second terminal filter element 14 and its wrapping 22, which is firmly connected to an outer casing 20, has a central filter element 16 which is completely filled with activated carbon particles 17.
  • the active carbon particles 17 have been compressed via the tobacco-side concentric filter with the outer ring 24 and the inner displaceable core 25. This in turn creates a cavity 26.
  • the outer ring 24 is formed by an acetate filter, and it can be seen that after the core 25 has been advanced, the protruding part of the ring 24, which previously was in contact with the core 25 under pressure , expands inward towards recess 26 and thereby forms a bulge which, in addition to the friction between core 25 and ring 24, has the opposite movement of the core 25 prevented from returning to its original position.
  • the second terminal filter element 14 is somewhat longer than the first, and both are significantly longer than the middle filter element 16. Thus, 41% of the total filter length is attributable to the second terminal filter element 14, 35% to the first 12 and 24% to the middle 16.
  • FIG. 3 shows a device 40 which initially has a drum 42, which has on its periphery a plurality of, here only two, schematically sketched double filters 31, the first terminal filter elements of which are displaceable.
  • Two fixed disks 44 are provided to the left and right of the central drum 42. It can be seen that the axis of rotation of the fixed disks is slightly inclined with respect to the axis of rotation of the drum 42, with the result that the synchronous rotation of
  • Drum 42 and discs 44 the stamp 45 on the circumference of the fixed discs 44 move towards and away from the drum. Shown at the top in FIG. 7 is the smallest distance between two stamps 45 of the opposing disks and the immersion of the stamps 45 in the double filter 31, as a result of which the first terminal filter elements 12, not shown here, are advanced. (Of course, opposing stamps of the disks are aligned and are not offset). As the drum 42 and disks 44 continue to move, the punches 45 slowly move out of the double filter 31 again until they reach their greatest distance at the bottom in FIG. 3. At this point, the double filter 31 with the first terminal filter elements 12 now advanced can be transferred to a further drum, so that the next process steps, in particular the supply of an unprocessed double filter, can take place.
  • the two fixed disks 44 of FIG. 3 have recesses 47, the drum 42 protrusions 46.
  • the projections 46 engage in the corresponding recess 47, as can be seen in FIG. 3 above.
  • a single projection 46 will slowly migrate out of a recess 47 due to the inclination angle of the drum axis of rotation to the disc axis of rotation, and a subsequent projection 46 on the drum 42 will engage in a subsequent recess 47 and continue the rotary movement of the disc 44.
  • FIG. 3 An alternative embodiment 40 is shown in FIG. The essential difference from the device 40 in FIG. 3 is that instead of the fixed disk 44, a spring leaf 48 now carries the punches 45. This enables a slight axial suspension of the punches at the time the first terminal filter elements are advanced and can therefore avoid possible damage to the casing and the filter elements.
  • FIG. 5 shows a device 50 for displacing a first terminal filter element 12 in a cigarette 35.
  • the drum 52 can be seen, which has a plurality of cigarettes 35 on its circumference, each with a first terminal mouth-side filter element 12, a middle filter element 16 and one can carry the second terminal filter element 14, which is adjacent to a tobacco rod 32, only one of these cigarettes 35 being shown in FIG.
  • the restraint device 59 can be seen, which is a disk 59 arranged coaxially to the turning axis 51 of the drum 52.
  • a disk 54 is shown with its axis of rotation 53 inclined to the axis of rotation 51 of the drum 52.
  • the disk 54 carries a plurality of punches 55, and in FIG. 5, at the top, the smallest distance between a punch 55 and the retaining disk 59 is shown, so that the advance of the first filter element 12 on the mouth side has already been completed.
  • the cigarette 35 before compression of the activated carbon in the middle chamber 16 is shown at the top in FIG. It can be seen that there is a significant reduction in volume of the inner chamber 16, and the filter material-free channel 19 disappears after the compression.
  • the disk 54 is driven in a manner similar to the device 40 in FIGS. 7 and 8, in turn, by means of projections 56 which engage in corresponding cutouts 57, so that the disk 54 is simultaneously driven by the rotary movement of the drum 52.

Landscapes

  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Filter (10) für Tabakwaren mit einem ersten endständigen Filterelement (12), einem zweiten endständigen Filterelement (14), einem mittleren Filterelement (16), das sich zwischen erstem und zweitem endständigem Filterelement befindet und ein körniges Filtermaterial enthält, und einer Umhüllung (20), wobei ein Teil eines der endständigen Filterelemente (12) verschiebbar gegenüber der Umhüllung (20) ist. Die Erfindung betrifft weiterhin Rauchartikel mit derartigen Filtern, Filterstränge mit zwei oder mehreren der Filter und Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung derartiger Filter und Tabakwaren.

Description

Filter, diese enthaltende Rauchartikel und Filterstränge, sowie Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung derartiger
Filter und Rauchartikel
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft Filter für Tabakwaren mit einem ersten endständigen Filterelement, einem zweiten endständigen Filterelement, einem mittleren Filterelement, das sich zwischen erstem und zweitem endständigen Filterelement befindet und ein körniges Filtermaterial enthält, und einer Umhüllung, mit diesem Filter hergestellte Tabakwaren, insbesondere Zigaretten, Filterstränge aus zwei oder mehreren der Filter und Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung der Filter und Tabakwaren.
Derartige Filter sind für Tabakwaren wie Zigaretten weitverbreitet und werden als Plug-Space-Plug-Filter (PSP-Filter) oder Kammerfilter bezeichnet.
Die PSP-Filter werden in der Regel nicht von dem Zigarettenhersteller, sondern von einem Zulieferer gefertigt. Hierzu werden mundseitige und tabakseitige Filterstäbe auf der Umhüllung positioniert, wobei die endständigen Filterstäbe eine Länge entsprechend der Länge des Filterelements in dem fer- tigen Filter, die innenliegenden Filterstäbe jeweils die doppelte Länge der entsprechenden Filterelemente in dem fertigen Filter haben. Zwischen einem mundseitigen und einem tabaksei- tigen Filterstab verbleibt immer ein Hohlraum, in den dann das körnige. Material eingefüllt wird. Im Anschluß daran wird die Umhüllung verschlossen und dabei mit den Filterstäben verklebt. Das vom Zulieferer produzierte Produkt ist daher nicht ein Einzelfilter, sondern zunächst ein endloser Filterstrang, der üblicherweise zu Strängen mit 4 oder 6 einzelnen Filter, die miteinander zu dem Strang verbunden sind, zugeschnitten und in dieser Form versandt wird. Bei der Zigarettenherstellung wird dieser Filterstrang dann zunächst zu Doppelfiltern zugeschnitten. Diese werden an beiden Seiten mit einem Tabakstrang versehen und dann wird durch mittiges Schneiden die fertige Zigarette mit je einem PSP-Filter erhalten.
Ein Problem bei derartigen PSP-Filtern ist das vollständige Befüllen der mittleren Kammer.
Bei dem körnigen Material des mittleren Filterelementes handelt es sich in der Regel um Aktivkohle, die, ebenso wie andere körnige Materialien auch, beim Befüllen der mittleren Kammer diese zwar zunächst annähernd vollständig füllt. Bei der anschließenden Handhabung des Filterstranges beim Zulie- ferer kann es jedoch durch die gegenseitige Reibung einzelner Aktivkohleteilchen (oder anderer körniger Materialien) , die eine unregelmäßige Oberfläche und darüber hinaus eine Korngrößenverteilung aufweisen, aneinander zu kleinen Absplitterungen kommen, wodurch die einzelnen Teilchen dichter gepackt werden. Unabhängig davon wird auch durch die Bewegung des
Stranges alleine bereits eine höhere Packungsdichte der Teilchen erreicht. Beide Effekte werden durch den Transport des Filterstranges noch deutlich verstärkt und haben schließlich zur Folge, daß in der fertigen Zigarette das mittlere Filter- element eine unvollständige Füllung aufweist, in der Regel nur ca. 70 - 95 %. Wird die Zigarette waagrecht gehalten, so ist im oberen Bereich des zentralen Elements ein freier Kanal, durch den der Rauchstrom dann vorzugsweise wandert. Jegliche Funktion des körnigen Materials in dem mittleren Element, wie beispielsweise ein Filtereffekt, geht daher verloren. Der Zugwiderstand der Zigarette wird auch unterschiedlich sein, je nachdem, ob die Zigarette beim Rauchen horizontal oder waag- 'recht gehalten wird.
Ein Überfüllen der mittleren Kammer zur Kompensation des späteren Volumenverlustes des körnigen Materials hat seinerseits den Nachteil, daß dadurch das körnige Filtermaterial in die benachbarten Filterlemente gedrückt wird und diese verschmutzen, wodurch ihr Wirkungsgrad und die sichtbare Qualität verschlechtert werden.
Um eine vollständige Füllung des mittleren Elements mit körnigem Material zu erhalten, beschreibt die US 3 807 286 das Anlegen eines Vakuums gegenüber der Einfüllstelle für das körnige Material. Alternativ kann durch Schütteln vor der Beendigung des Einfüllvorgangs eine Erhöhung der Packungsdichte er- reicht werden. Auf beide Weisen können die oben beschriebenen negativen Effekte etwas verringert werden, insbesondere das durch den Transport der Filterstränge resultierende Problem der Abreibung und Erhöhung der Packungsdichte wird damit jedoch nicht gelöst .
Daneben ist es für Filterzigaretten mit Mehrfach- oder Kammerfiltern bekannt, daß einzelne Filterelemente der Mehrfachoder Kammerfilter beweglich und verschiebbar sein können. Die Verschiebung einzelne Filterelemente dient dabei einerseits der Ventilationseinstellung oder Geschmacksvariation der Zigarette. So beschreibt beispielsweise die US 4 319 590 eine Zigarette mit einem Doppelfilter, dessen beiden Filterelemente durch Ziehen an einer Schnur entnommen werden können. Je nachdem, ob die Zigarette mit beiden Filterelementen, nur mit einem Filterelement oder gegebenenfalls nur mit einem mit Geschmacksstoff versehenen Element geraucht wird, variiert also die Stärke und der Geschmack der Zigarette. Die US 4 433 696 offenbart eine Kammerfilterzigarette, deren mundseitiges Filterelement fixiert ist, während das tabakseitige Filterelement beweglich ist. Befindet es sich ganz an der Tabaksäule, so ist zwischen den beiden Filterelementen ein Leerraum. Dieser kann verkleinert werden, indem das Mundende auf einen harten Gegenstand geklopft wird, wodurch das tabakseitige Filterelement in Richtung auf das mundseitige Filterelement verrutscht und Ventilationslöcher in dem Belagpapier abgedeckt werden. Auf dieser Weise wird daher die Ventilation reguliert. In der US 4 649 944 wird dieser Effekt wiederum bei einer Kammerfilter- Zigarette dadurch erreicht, daß das mundseitige Filterelement in Richtung auf das tabakseitige Filterelement verschoben wird, wobei es zur Abdeckung oder Freisetzung von Ventilationslöchern in dem Belagpapier kommen kann. Darüber hinaus können in dem Hohlraum zwischen den beiden Filterelementen Geschmackserzeuger vorliegen. Diese enthalten eingekapselte Geschmacksstoffe. Durch den durch das vorgeschobene mundseitige Filterelement erzeugten Druck brechen die Kapseln auf und die Geschmacksstoffe werden freigesetzt.
Andererseits sind aus der DE-OS 28 18 328 und der DE-OS 17 82 352 PSP-Filter bekannt, bei denen eines der endständigen Filterelemente- zum mittleren Filterelement hin verschoben wird, um ein vollständiges Befüllen der mittleren Kammer zu erzielen. Weiterhin ist aus der DE-OS 21 64 824 eine
Vorrichtung zur Herstellung derartiger PSP-Filter bekannt. Problematisch bei den PSP-Filtern des hier genannten Stands der Technik ist, daß das verschobene Filterelement die Tendenz aufweist, in seine ursprüngliche Lage zurückzuwandern. Um dies zu verhindern schlägt die DE-OS 17 82 352 beispielsweise das Anbringen eines Klebstoffen an der Innenfläche der äußeren Umhüllung vor, der nach dem Verschieben des Filterelements durch Erwärmen aktiviert wird, so daß das verschobene Filterelement fixiert wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen PSP- Filter der genannten Art mit hoher Packungsdichte und einer größtmöglichen, vorzugsweise vollständigen Füllung des mittleren Elements zur Verfügung zu stellen, wobei eine einfach Fixierung des verschobenen Filterelements möglich sein soll. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, Filterstränge, die aus diesen PSP-Filtern aufgebaut sind, Tabakwaren, die diese .PSP-Filter enthalten, und Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung der Filter, Filterstränge und Tabakwaren bereitzustellen. Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Filter für Tabakwaren mit einem ersten endständigen Filterelement, einem zweiten endständigen Filterelement, einem mittleren Filterelement, das sich zwischen erstem und zweitem endständigen Filterelement befindet und ein körniges Filtermaterial enthält, und einer Umhüllung, dadurch gekennzeichnet, daß (nur) ein Teil eines der endständigen Filterelemente verschiebbar gegenüber der Umhüllung ist .
Die Verschiebbarkeit nur eines Teils der endständigen
Filterelemente gegenüber der Umhüllung und axial in Richtung auf das mittlere Filterelement hat einerseits den Vorteil, daß eine während der Herstellung und dem Transport des Filterstranges entstandene Volumenreduzierung des körnigen Filtermaterials durch die Verschiebung des tabakseitigen Filterelements ausgeglichen wird und so das mittlere Filterlement vollständig mit körnigem Material gefüllt ist, es also nicht zu einer Kanalbildung und Umgehung im mittleren Filterelement kommen kann. Andererseits wird durch die automatisch erfolgende Ausdehnung des verschobenen und nicht- verschobenen Teils des Filterelements der verschobene Teil automatisch fixiert.
Die endständigen Filterelemente sind dabei entweder ein (oder mehrere) Filterpfropfen, die einen Kern (vorzugsweise mit rundem Querschnitt) und einen den Kern umgebenden äußeren Ring aufweisen, wobei der Kern (und damit ein Teil der endständigen Filterelemente) gegenüber dem äußeren Ring verschiebbar ist. Die endständigen Filterelemente sind daher vorzugsweise ein konzentrischer Filter. Oder aber die endständigen Filterelemente sind zwei- oder mehrgeteilt, vorzugsweise zweigeteilt entlang ihrer Längsachse oder auch parallel dazu, so daß wiederum nur ein Teil des endständigen Filterelements in Richtung auf das zentrale Element verschoben werden kann, während der andere Teil dieser endständigen Filterelemente' vorzugsweise mit der äußeren Umhüllung verklebt und daher unbeweglich ist. Da der Filterpfropfen an der äußeren Umhüllung oder der Kern an dem äußeren Ring unter zumindest leichtem Druck anliegt, ist eine Verschiebung eines Teils des Filterpfropfens in Richtung auf das mittlere Filterelement möglich. Bei Einsatz eines konzentrischen Filters als verschiebbares endständigen Filterelement wird die Fixierung durch eine Ausdehnung des überstehenden äußeren Ringes und des verschobenen Kerns erreicht. Bei zwei- oder mehrgeteilten endständigen Filter- elementen, beispielsweise bei entlang der Längsachse zweigeteilten Filterelementen, wird eines der beiden Teile in Richtung auf das Zentralelement verschoben. Die überstehenden Partien können sich dann in den durch die Verschiebung entstandenen Leerraum ausdehnen und damit ein Zurückgleiten des verschobenen Elementes in die Ausgangslage verhindern.
Vorzugsweise ist nur eines der beiden endständigen Filterelemente teilweise verschiebbar gegenüber der Umhüllung, und das andere dieser beiden Filterelemente ist dann mit der äußeren Umhüllung fest verbunden, beispielsweise zumindest teilweise verklebt, so daß eine Verschiebung dieses anderen endständigen Filterelements nicht möglich ist.
Die Verschiebung des verschiebbaren endständigen Filterele- ments bewirkt, daß das körnige Material die Kammer in der Mitte des Filters vollständig ausfüllt. Wird der fertige Filter waagerecht gehalten, so wird daher der gesamte Querschnitt des mittleren Filterelements ausgefüllt sein und kein Kanal an der Oberseite existieren. Die Umhüllung wird dann (soweit sie nicht herstellerseitig abgeschnitten wird) über das verschiebbare endständige Teil -Filterelement bzw. der äußere Ring über den Kern des verschiebbaren endständigen Filterelementes überstehen, so daß der Filter mit der Aussparung an dem einen Ende ein Rezeßfilter ist.
Das körnige Material des mittleren Filterelements kann durch beliebige feste Filtermaterialien gebildet sein, die mehr oder weniger harmonische geometrische Formen und eine Korngrößenverteilung von 200 bis 100 μm, vorzugsweise von 400 bis 600 μm haben. Vorzugsweise wird das körnige Material Aktivkohle . sein mit einer Korngrößenverteilung von 400 bis 600 μm. Weitere Beispiele für körnige Filtermaterialien sind Silicagel (aktiviert oder nicht aktiviert) mit einer Korngrößenverteilung vorzugsweise von 300 bis 700 μm oder Meerschaum mit einer Korngrößenverteilung vorzugsweise von 400 bis 600 μm. Selbstverständlich können auch Mischungen der genannten Mate- rialien eingesetzt werden. (Die körnige Materialien sollen nicht die oben im Zusammenhang mit der in US 4 649 944 beschriebenen Geschmackerzeuger, d.h. Kapseln die ein oder mehrere Geschmacks- und/oder Aromastoffe enthalten, umfassen.)
Die endständigen Filterelemente können aus den üblichen Filtermaterialien für Tabakwaren gefertigt sein, wie z. B. Ace- tat, Papier, insbesondere Kreppapier, Zellulose oder Watte. In der Regel werden die beiden endständigen Filterelemente (im Gegensatz zu den mittleren Filterelementen) an ihrem Umfang, jedoch nicht an ihren Stirnflächen in eine separate Umwicklung, die in der Regel luftdurchlässig und gegebenenfalls perforiert ist, eingeschlagen sein, so daß diese separate Umwicklung im fertigen Filter zwischen den endständigen Filterelementen und der äußeren Umhüllung zu liegen kommt.
Die endständigen Filterelemente und das mittlere Filterelement haben in der Regel denselben Durchmesser, der beispielsweise für Zigaretten ca. 5 mm bis 9 mm, insbesondere 8 mm beträgt. Die Länge der endständigen Filterelemente beträgt ca. 3 bis 15 mm, vorzugsweise 6 bis 10 mm und insbesondere etwa 7,5 mm, die Länge der mittleren Filterelemente 6 bis 14 mm, vorzugsweise 8 bis 12 mm und insbesondere, etwa 10 mm. Vorzugsweise haben die beiden endständigen Filterelemente dieselbe Länge. Das' mittlere Filterelement macht bei vollständiger oder nahezu voll- ständiger Füllung in der Regel 20 - 60%, vorzugsweise 30 - 50% und insbesondere etwa 40% der Gesamtlänge des Filters aus, die endständigen Filterelemente zusammen 20 - 50%, vorzugsweise 25 - 35% und insbesondere etwa 30%. Der durch das Verschieben eines endständigen Filterelements gebildete Rezeß hat normalerweise eine Länge von 0,1 bis 6 mm, vorzugsweise ca. 2 mm, wobei die Rezeßlänge der durch das Verschieben resultierenden Längenreduzierung des mittleren Filterelements entspricht. Die Gesamtlänge des Filters beträgt 20 bis 40 mm, insbesondere etwa 32 mm.
Die endständigen Filterelemente bestehen in der Regel jeweils aus einem einzelnen Filterpfropfen bzw. konzentrischen Filter. Selbstverständlich sind jedoch auch zwei oder mehr Filterpfropfen oder konzentrische Filter oder Kombinationen möglich, beispielsweise ein erstes endständiges Filterelement, bestehend aus zwei einzelnen Filterpfropfen, und ein zweites end- ständiges Filterelement, bestehend aus einem konzentrischen Filter.
Die äußere Umhüllung des Filters ist in der Regel ein luftdurchlässiges und gegebenenfalls perforiertes dünnes Papier mit beispielsweise 1000 Coresta-Einheiten bis 25000 Coresta- Einheiten.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Filterstrang mit zwei oder mehreren der oben beschriebenen Filter. Gemäß der einlei- tend beschriebenen Herstellung der Filterstränge haben die endständigen Filterstäbe die Länge eines tabak- oder mundsei- tigen Filterelements des fertigen Filters. Die innenliegenden Filterstäbe haben dann jeweils die doppelte Länge der tabak- oder mundseitigen Filterelemente des fertigen Filters. Nach dem Einfüllen des körnigen Materials und dem Schließen der äußeren Umhüllung wird diese mit den Filterstäben nur so und vorzugsweise nur mit einem der endständigen Filterelemente verklebt, daß das andere der endständigen Filterelemente in axialer Richtung teilweise verschiebbar ist. Das bedeutet insbesondere, daß, soweit konzentrische Filter für die verschiebbaren endständigen Filterelemente eingesetzt werden, auch der äußere Ring mit der äußeren Umhüllung verklebt werden kann, da dann immer noch der zentrale Kern gegenüber dem äußeren Ring verschiebbar ist. Der beim anfänglichen Zuschneiden entstehende Strang enthält dann mehrere Einzelfilter, vorzugsweise 2 (bevorzugt mit den verschiebbaren Filter- elementen an den äußeren Enden des Stranges) , 4 oder 6, die bei der späteren Verarbeitung durch mittiges Schneiden der Filterstäbe mit doppelter Länge der späteren mund- oder tabak- seitigen Filterelemente erhalten werden. Die Einzelfilter sind daher in dem Filterstrang jeweils entgegengesetzt ausgerichtet und entweder über ihre späteren mundseitigen oder tabakseiti- gen Filterelemente verbunden.
Grundsätzlich ist es in diesem Stadium der Herstellung bereits möglich, daß ein oder beide endständigen Filterelemente, so- weit sie verschiebbar sind, teilweise vom Stranghersteller in Richtung auf benachbarte mittlere Filterlemente verschoben werden, so daß das körnige Material dieser beiden äußeren mittleren Filterelemente im waagerechten Zustand den gesamten Querschnitt dieser mittleren Filterelemente ausfüllt und die Umhüllung über die äußeren Teil-Filterelemente übersteht oder, soweit konzentrische Filter vorgesehen sind, die äußeren Ringe über die Kerne überstehen. Dies hat den Vorteil, daß ein versehentliches Verschieben der äußeren verschiebbaren Filterelemente in die falsche Richtung und dadurch ein gegebenenfalls vollständiges Herausfallen bei stärkerer
Beanspruchung der körnigen Filtermaterialien vermieden wird.
Für die Tabakwaren-, insbesondere Zigarettenherstellung, werden die intermediären Filterstränge durch mittiges Zerschnei- den von Filterstäben mit doppelter Länge der mund- oder tabak- seitigen Filterelemente zu Doppelfiltern zugeschnitten. Derartige Doppelfilter sind ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Anmeldung und weisen beispielsweise äußere Filterelemente auf, die in dem späteren fertigen Filter die tabakseitigen und ver- schiebbar gelagerten Filterelemente sind. Den äußeren Filterelementen folgt jeweils ein mittleres Filterelement, das mit dem körnigen Filtermaterial gefüllt ist, und schließlich in der Mitte ein Filterstab mit doppelter Länge eines endständigen Filterelements. Bei der klassischen Tabakwaren-, insbesondere Zigarettenherstellung, wird an derartige Doppelfilter an beiden Seiten eine Tabaksäule, bei Zigaretten eine in übliches 5 Zigarettenpapier eingewickelte Tabaksäule, angesetzt und der Doppelfilter und das filterseitige Ende der Tabaksäule mit einem Belagblättchen umwickelt und verbunden, in der Regel verklebt. Durch mittiges Schneiden des Doppelfilters werden die fertigen Zigaretten erhalten, die dann auf übliche Weise 10 verpackt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Ergänzung des bekannten Herstellungsverfahrens, wobei bei Doppelfiltern, die verschiebbare Filterelemente an ihren beiden Enden aufwei-
15 sen, auf diese endständigen Filterelemente Kraft ausgeübt wird und sie in Richtung auf die benachbarten mittleren Filterelemente verschoben werden. Durch dieses Verschieben der äußeren Teil -Filterelemente wird das körnige Filtermaterial der mittleren Filterelemente verdichtet, so daß vorzugsweise die
20 mittleren Filterelemente vollständig gefüllt sind. Die dazu notwendige Kraft beträgt ca. 1 bis 3 N, vorzugsweise 2 N bei einem üblichen Zigarettenfilterdurchmesser von etwa 8 mm.
Nachdem die äußeren Filterelemente in Richtung auf die benach- 25 barten mittleren Filterelemente verschoben sind, wird entsprechend dem üblichen Verfahren an beiden Seiten eine Tabakstange angesetzt und der Doppelfilter mit Belagpapier umwickelt und verklebt und anschließend das Produkt mittig zerteilt, so daß zwei fertige Tabakwaren, insbesondere Zigaretten, entstehen, 30. die zwischen Filter und Tabaksäule eine Aussparung aufweisen. Soweit das tabakseitige Teil-Filterelement verschoben ist, sollte die äußere Umhüllung zusammen mit dem Belagblatt ausreichende Stabilität bieten, so daß beim Gebrauch der Zigarette die äußere Umhüllung nicht eingedrückt wird. Bei der 35 Verwendung von konzentrischen Filtern für die tabakseitigen Filterelemente wird diese Gefahr durch den stabilisierenden äußeren Ring weiter verringert. Alternativ ist selbstverständlich auch ein Verfahren denkbar, daß zunächst der Doppelfilter mit den vorgeschobenen äußeren Enden mittig zerschnitten wird und diese dann an den Enden mit vorgeschobenem Filterelement einzeln mit einer Tabaksäule über ein Belagblättchen verbunden werden.
Soweit die Doppelfilter die verschiebbaren endständigen Elemente jedoch im Inneren des Doppelfilters und nicht an den äußeren Enden aufweisen, wird dieser Doppelfilter zunächst mittig durchtrennt. Der erhaltene Einzelfilter wird dann an der Seite des Einzelfilters, die nicht über das verschiebbare endständige Filterelement verfügt, mit der Tabaksäule wie üblich über ein Belagblättchen verbunden. Das erhaltene Produkt kann dann entweder ohne weitere Verarbeitung verpackt und zum Verkauf hergerichtet werden. Der Verbraucher kann dann direkt vor dem Gebrauch durch Drücken auf das mundseitige Filterelement für die notwendige vollständige Füllung der mittleren Kammer sorgen. Alternativ kann jedoch auch herstellerseitig das mundseitige Filterelement teilweise in Richtung auf die mittlere Kammer vorgeschoben werden und die erhaltene
Zigarette sodann erst verpackt werden. Das Produkt dieses Verfahrens ist dann eine Zigarette mit einem mundseitigen Rezeß. Dies hat den Vorteil, daß, sollte es während der Verpackung, des Transports oder des Gebrauchs erneut zu einer geringen Volumenreduzierung des körnigen Filtermaterials der inneren Kammer kommen, dies durch den Verbraucher durch ergänzendes Vorschieben des teilweise verschiebbaren mundseitigen Filterelementes ausgeglichen werden kann.
Die Durchführung des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens zum teilweisen Verschieben endständiger Filterelemente von Doppelfiltern kann mit einer ersten Vorrichtung erfolgen, gekennzeichnet durch eine Trommel, die auf einer Halterung drehbar angeordnet ist und auf ihrem Umfang im Abstand von der Drehachse angeordnet mindestens eine, vorzugsweise jedoch mehrere, beispielsweise 9 bis 15 und insbesondere 12 Aufnahmen für einen Doppelfilterstrang mit teilweise verschiebbaren (aber nicht verschobenen) endständigen Filterelementen an den äußeren Enden des Doppelfilters aufweist, und gekennzeichnet durch mindestens eine, vorzugsweise zwei Scheiben, die um eine zur Achse der Trommel geneigte Achse drehbar und neben der Trommel angeordnet sind und im Abstand von ihrer Drehachse jeweils mindestens einen, vorzugsweise jedoch mehrere Stempel aufweisen, so daß bei gleicher Drehung der Trommel und der Scheibe sich der Stempel gegenüber der Trommel im wesentlichen nur parallel zur Drehachse der Trommel bewegt. Um eine Abweichung der Drehbewegungen von Trommel und Scheibe bzw. Scheiben zu vermeiden, weist die Trommel axial abstehende Vorsprünge auf, die in entsprechende Aussparungen der Scheibe bzw. Scheiben eingreifen, so daß die Trommelbewegung auf die Scheibe (n) automatisch übertragen wird und diese immer synchron mit der Trommel läuft/laufen. (Eine Synchronbewegung von Trommel und Scheibe (n) kann auch durch Zahnkränze auf Trommel und Scheibe (n) erreicht werden.) Die oben beschriebene Vorrichtung eignet sich nicht nur zur Herstellung von Filterelementen, bei denen ein Teil des endständigen Filterelements verschoben ist, sondern auch für die aus der DE-OS 17 82 352 und DE-OS 28 18 328 bekannten Filterelemente, bei denen das endständige Filterelement vollständig in Richtung auf das zentrale Element verschoben ist.
Der Stempel ist dabei von seinem Durchmesser und/oder seiner Größe dem Durchmesser und/oder der Größe der endständigen verschiebbaren Filterelemente angepaßt, das heißt z.B., der Durchmesser des Stempels ist größer, wenn das Filterelement an den äußeren Enden des Doppelfilters ein Filterpfropfen ist, und kleiner, wenn das Filterelement an den äußeren Enden des Doppelfilters ein konzentrischer Filter mit einem verschiebbaren Kern ist.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung auf beiden Seiten der Trom- mel je eine Scheibe auf, wobei beide Scheiben im gleichen Winkel aber in entgegengesetzter Richtung zur Drehachse der Trommel geneigt sind. Dies hat den Vorteil, daß bei Doppelfiltern, die über zwei verschiebbare endständige Filterelemente verfügen, in einem Arbeitsgang diese beiden Filterelemente in Richtung auf die benachbarten mittleren Filterelemente verschoben werden. Wird dagegen eine Vorrichtung mit nur einer Scheibe eingesetzt, so muß das entgegengesetzte Ende separat bearbeitet werden.
Bei der Drehbewegung der Trommel und der parallel verlaufenden Drehbewegung der vorzugsweise zwei zugeordneten Scheiben wird es aufgrund der zur Achse der Trommel geneigten Achsen der Scheiben zu einem Kontakt der Stempel mit den endständigen Filterelementen kommen. Bei fortschreitender Bewegung der Trommel und der Scheiben wird aufgrund des Winkels der Drehachse der Scheiben und der Drehachse der Trommel der Kontakt der Stempel mit den endständigen Filterelementen langsam abnehmen und nach einer Drehung der Trommel um 180° der größtmögliche Abstand zwischen Stempeln und Doppelfilter mit nun in Richtung auf die mittleren Filterelemente (z.B. teilweise) verschobenen endständigen (und im fertigen Produkt tabak- seitigen) Filterelementen bestehen. An diesem Punkt können die Doppelfilter an eine darauffolgende Trommel übergeben und auf übliche Weise weiterverarbeitet werden, während im Anschluß an die Übergabe ein neuer, unbearbeiteter Doppelfilter in die freigewordene Aufnahme der Trommel gefördert werden kann. Bei der Fortsetzung der Trommel- und Scheibenbewegung werden die Stempel mit dem neuen Doppelfilter langsam in Kontakt kommen, wobei nach einer erneuten Drehung um 180° der geringste Abstand zwischen den Stempeln erreicht und dann das (z.B. teilweise) Vorschieben der endständigen Filterelemente des dazwischen befindlichen Doppelfilters vollendet sein wird.
Die Stempel können fest mit dem Scheibenumfang verbunden, beispielsweise verschraubt sein, wobei die Anzahl der Stempel in der Regel der Anzahl der Aussparungen zur Aufnahme der Doppel- filter auf der Trommel entspricht. Um eine Beschädigung der äußeren Enden der Tabakfilter zu vermeiden, können die Stempel jedoch auch federnd mit der Scheibe verbunden sein. Dazu kann beispielsweise der äußere Rand der Scheibe aus einem Federblech gefertigt sein, auf das die Stempel aufgeschraubt sind.
In einer alternativen Ausführungsform kann anstelle der min- destens eine Scheibe in der oben beschriebenen Vorrichtung mindestens eine Nocke vorgesehen sein. Diese bewegt sich parallel zu der Trommel, die den Doppelfilter trägt. Aufgrund der Durchmesserveränderung der Nocke wird ein Federblatt, das an seinem Umfang einen Stempel trägt, vor- und zurückbewegt. Durch diese Vor- und Zurückbewegung werden die äußeren tabak- seitigen Filterelemente in Richtung der zentralen Filterelemente vorgeschoben.
Vorzugweise verfügt diese alternative Vorrichtung über zwei Nocken die an beiden Seiten der Trommel montiert sind. Die
Nocken haben vorzugsweise im Bereich der Stelle ihres größten Durchmessers Luftdüsen, durch die ein Luftstrahl auf das Federblatt geführt wird. Vorzugsweise sind zwei oder drei Luft- düsenreihen vorgesehen. Der auf das Federblatt gerichtete Luftstrahl ermöglicht dann einen reibungslosen Ablauf.
Die Durchführung des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Zigarette, deren mundseitiges Filterelement teilweise in Richtung auf die mittlere Kammer verschoben ist, kann mit einer zweiten Vorrichtung erfolgen, die ähnlich der oben beschriebenen ersten Vorrichtung ist, jedoch anstelle der zweiten Scheibe eine Rückhalteeinrichtung aufweist, die neben der Trommel und gegenüber der Scheibe angebracht ist, ansonsten jedoch der obenbeschriebenen ersten Vorrichtung auch hinsichtlich der bevorzugten Aus- führungsformen entspricht. (Auch diese Vorrichtung eignet sich nicht nur zur Herstellung von Filterelementen, bei denen ein Teil des endständigen Filterelements verschoben ist, sondern auch für die aus der DE-OS 17 82 352 und DE-OS 28 18 328 bekannten Filterelemente, bei denen das endständige
Filterelement vollständig in Richtung auf das zentrale Element verschoben ist.) Auf der Trommel werden daher in Aufnahmen eine oder mehrere Zigaretten mit Filtern fixiert, deren mundseitiges Filterelement (z.B. teilweise) verschiebbar, jedoch zu Beginn des Verfahrens noch nicht verschoben ist. Bei der Drehbewegung der Trommel und der parallel verlaufenden Drehbewegung der zugeordneten Scheibe wird es wiederum aufgrund des Neigungswinkels zwischen den Achsen der Trommel und der Scheibe zu einem Kontakt des Stempels mit dem endständigen Filterelement kommen. Dieses wird bei fortschreitender Bewegung wieder (und z.B. nur teilweise) in Richtung auf das mittlere Filterelement vorgeschoben. Durch die
Rückhaltevorrichtung, bei der es sich vorzugsweise um eine koaxial zur Achse der Trommel angeordnete Scheibe handelt, wird der notwendige Gegendruck erzeugt, so daß die Zigarette fixiert bleibt und der durch den Stempel ausgeübte Druck zum Verschieben des mundseitigen Filterelementes fühlt. Ähnlich wie bei der obenbeschriebenen ersten Vorrichtung kann auch hier mit fortschreitender Drehbewegung der Stempel wieder aus dem Rezeß des Filters herauswandern und die fertige Filterzigarette dann der weiteren Verarbeitung zugeführt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen: Figur 1 eine Zigarette 35 mit einem Filter 10,
Figur 2 ein Beispiel eines Einzelfilters 10, bei dem das erste endständige Filterelement 12 ein konzentrischer Filter mit einem vorgeschobenen inneren Kern 25 und einem äußeren Ring 24 ist, Figur 3 ein Beispiel einer Vorrichtung 40 beispielsweise zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, Figur 4 eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung 40 sowie Figur 5 ein Beispiel einer Vorrichtung 50 zur Durchführung einer weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens. Figur 1 zeigt eine Zigarette 35 mit einem Filter 10. Zu sehen sind an dem mundseitigen. Ende des Filters 10 das Filterelement 12, das ungefähr entlang seiner Längsachse mittig in zwei Teile geschnitten ist, wobei einer der Teile in Richtung auf das zentrale Filterelement 16 verschoben ist. Weiterhin zu sehen ist, daß die beiden Teile des Filterelementes 12 an den überstehenden Enden eine leichte Ausbuchtung bilden, die eine Rückbewegung in die Ausgangslage verhindern. Das zentrale Filterelement 16 ist mit Aktivkohle 17 vollständig gefüllt. Daran anschließend befindet sich das zweite Filterelement 14. Die Filterelemente 12 und 14 sind von einer Umwicklung 22 aus porösem Umhüllungspapier mit ca. 10000 Coresta-Einheiten umwickelt. Der Filter 10 ist insgesamt von einer Umhüllung 20 umgeben, bei der es sich ebenfalls um poröses Umhüllungspapier mit ca. 10000 Coresta-Einheiten handelt. Dieser Filter 10 wird dabei mit einer Tabaksäule 32 kombiniert, wobei das zweite endständige Filterelement 14 an diese Tabaksäule 32 angrenzt. Über das Belagblättchen 34 wird der Filter 10 mit der Tabaksäule 32 verbunden. Alternativ könnte eine ähnliche Zigarette durch Kombination der Tabaksäule 32 mit dem Filter 10 der Figur 2 unten erhalten werden.
Die Figur 2 zeigt einen Filter 10, der neben einem zweiten endständigen Filterelement 14 und dessen Umwicklung 22, die mit einer äußeren Umhüllung 20 fest verbunden ist, über ein mittleres Filterelement 16, das vollständig mit Aktivkohleteilchen 17 gefüllt ist, verfügt. Bei dem Filter 10 der Figur 2 ist die Verdichtung der Aktivkohleteilchen 17 über den tabakseitigen konzentrischen Filter mit dem äußeren Ring 24 und dem inneren verschiebbaren Kern 25 erfolgt. Dadurch entsteht wiederum ein Hohlraum 26. Der äußere Ring 24 ist im Beispiel der Figur 2 durch einen Acetatfilter gebildet, und zu erkennen ist, daß nach der Vorschiebung des Kerns 25 der überstehende Teil des Ringes 24, der vorher unter Druck an dem Kern 25 anlag, sich nach innen zu dem Rezeß 26 hin ausdehnt und dadurch einen Wulst bildet, der zusätzlich zu der Reibung zwischen dem Kern 25 und dem Ring 24 die gegenläufige Bewegung des Kerns 25 zurück in seine Ausgangsposition verhindert. Das zweite endständigen Filterelement 14 ist etwas länger als das erste, und beide sind deutlich länger als das mittlere Filterelement 16. Somit entfallen 41% der Filtergesamtlänge auf das zweite endständige Filterelement 14, 35% auf das erste 12 und 24% auf das mittlere 16.
Figur 3 zeigt eine Vorrichtung 40, die zunächst über eine Trommel 42 verfügt, die an ihrem Umfang mehrere, hier nur zwei schematisch skizzierte Doppelfilter 31 aufweist, deren erste endständige Filterelemente verschiebbar sind. Links und rechts neben der zentralen Trommel 42 sind zwei feste Scheiben 44 vorgesehen. Zu erkennen ist, daß die Drehachse der festen Scheiben gegenüber der Drehachse der Trommel 42 leicht geneigt ist, was zur Folge hat, daß bei der synchronen Drehung von
Trommel 42 und Scheiben 44 die Stempel 45 am Umfang der festen Scheiben 44 sich auf die Trommel zu- und wieder wegbewegen. In Figur 7 oben dargestellt ist der geringste Abstand zwischen zwei Stempeln 45 der gegenüberliegenden Scheiben und das Eintauchen der Stempel 45 in den Doppelfilter 31, wodurch die hier nicht gezeigten ersten endständigen Filterelemente 12 vorgeschoben werden. (Selbstverständlich stehen gegenüberliegende Stempel der Scheiben in Deckung zueinander und sind nicht versetzt angeordnet) . Bei der Weiterbewegung von Trommel 42 und Scheiben 44 wandern die Stempel 45 langsam aus dem Doppelfilter 31 wieder heraus, bis sie in der Figur 3 unten ihren größten Abstand erreichen. An diesem Punkt kann der Doppelfilter 31 mit den nunmehr vorgeschobenen ersten endständigen Filterelementen 12 an eine weitere Trommel übergeben werden, so daß die nächsten Verfahrensschritte, insbesondere die Zufuhr eines unbearbeiteten Doppelfilters, ablaufen können.
Die beiden festen Scheiben 44 der Figur 3 haben Aussparungen 47, die Trommel 42 Vorsprünge 46. Bei der Drehbewegung von Trommel 42 und Scheibe 44 greifen, in Figur 3 oben zu sehen, die Vorsprünge 46 in die entsprechende Aussparung 47 ein. Bei der Weiterbewegung der Trommel 42 wird ein einzelner Vorsprung 46 langsam aus einer Aussparung 47 aufgrund des Neigungswin- kels der Trommeldrehachse zur Scheibendrehachse herauswandern und ein folgender Vorsprung 46 auf der Trommel 42 in eine fol- gende Aussparung 47 eingreifen und die Drehbewegung der Scheibe 44 fortsetzen.
In Figur 4 ist eine alternative Ausführungsform 40 dargestellt. Der wesentliche Unterschied zur Vorrichtung 40 der Fi- gur 3 besteht darin, daß anstelle der festen Scheibe 44 nunmehr ein Federblatt 48 die Stempel 45 trägt. Dies ermöglicht eine leichte axiale Federung der Stempel zum Zeitpunkt des Vorschubs der ersten endständigen Filterelemente und kann daher mögliche Beschädigungen der Umhüllung und der Filterele- mente vermeiden.
Figur 5 zeigt eine Vorrichtung 50 zum Verschieben eines ersten endständigen Filterelementes 12 in einer Zigarette 35. Zu sehen ist die Trommel 52, die an ihrem Umfang mehrere Ziga- retten 35 jeweils mit einem ersten endständigen, mundseitigem Filterelement 12, einem mittleren Filterelement 16 und einem zweiten endständigen Filterelement 14, das zu einer Tabakstange 32 benachbart ist, tragen kann, wobei in Figur 5 nur eine dieser Zigaretten 35 gezeigt ist. Links neben der Trommel 52 ist die Rückhaltevorrichtung 59 zu sehen, bei der es sich um eine koaxial zur Drechachse 51 der Trommel 52 angeordnete Scheibe 59 handelt. Rechts neben der Trommel 52 ist eine zur Drehachse '51 der Trommel 52 geneigte Scheibe 54 mit ihrer Drehachse 53 gezeigt. Die Scheibe 54 trägt mehrere Stempel 55, und in Figur 5, oben, ist der geringste Abstand zwischen einem Stempel 55 und der Rückhaltescheibe 59 gezeigt, so daß der Vorschub des mundseitigen, ersten endständigen Filterelementes 12 bereits abgeschlossen ist. Zum Vergleich ist oben in der Figur 5 die Zigarette 35 vor der Kompression der Aktivkohle in der mittleren Kammer 16 gezeigt. Zu sehen ist, daß eine deutliche Volumenreduzierung der inneren Kammer 16 stattfindet, und der filtermaterialfreie Kanal 19 nach der Kompression verschwindet .
Der Antrieb der Scheibe 54 erfolgt ähnlich wie bei der Vor- richtung 40 der Figuren 7 und 8 wiederum über Vorsprünge 56, die in entsprechende Aussparungen 57 eingreifen, so daß über die Drehbewegung der Trommel 52 gleichzeitig die Scheibe 54 angetrieben wird.

Claims

Patentansprüche
1. Filter (10) für Tabakwaren mit einem ersten endständigen Filterelement (12) , einem zweiten endständigen Filterelement (14) , • einem mittleren Filterelement (16) , das sich zwischen dem ersten endständigen Filterelement (12) und dem zweiten endständigen Filterelement (14) befindet und ein körniges Filtermaterial enthält, und • einer Umhüllung (20) ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß
ein Teil eines der endständigen Filterelemente (12, 14) verschiebbar gegenüber der Umhüllung (20) ist.
2. Filter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare endständige Filterelement (12, 14) einen Kern (25) und einen den Kern (25) umgebenden äußeren Ring (24) aufweist, wobei der Kern (25) gegenüber dem äußeren Ring (24) verschiebbar ist.
3. Filter (10) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das körnige Filtermaterial Aktivkohle (17), Silicagel, Meerschaum oder eine Mischung davon ist.
4. Filter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das andere der • endständigen Filterelemente (12, 14) mit der Umhüllung (20) verbunden ist, so daß es nicht gegenüber der Umhüllung (20) verschiebbar ist .
5. Filter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das körnige Filtermaterial im waagerechten Zustand des Filters (10) den gesamten Querschnitt des mittleren Filterelements (16) ausfüllt.
6. Filter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare endständige Filterelement (12, 14) zumindest zurückgeschoben ist, so daß die Umhüllung (20) über das verschiebbare endständige Teil- Filterelement (12, 14) oder der äußere Ring (24) über den Kern (25) des verschiebbaren endständigen Filterelements (12, 14) übersteht.
7. Rauchartikel mit einem Tabakstrang (32) und einem damit verbundenen Filter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das erste endständige Filterelement (12) das tabakseitige Filterelement ist und das zweite endständige Filterelement (14) das mundseitige Filterelement und teilweise verschiebbar gegenüber der Umhüllung (20) ist.
8. Rauchartikel mit einem Tabakstrang (32) und einem damit verbundenen Filter (10) nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, wobei das erste endständige Filterelement (12) das tabakseitige Filterelement und teilweise verschiebbar gegenüber der Umhüllung (20) ist und das zweite endständige
Filterelement (14) das mundseitige Filterelement ist.
9. Filterstrang (30) mit zwei oder mehreren Filtern (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
10. Filterstrang (31) nach Anspruch 9 mit zwei Filtern (10), wobei die sich an den Enden des Filterstranges (31) befindenden endständigen Filterelemente (12, 14) der Filter
(10) teilweise verschiebbar gegenüber der Umhüllung (20) sind.
11. Filterstrang (30) nach Anspruch 9 mit 4 oder 6 Filtern (10) .
12. Filterstrang (30, 31) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das körnige Filtermaterial eines oder beider äußeren mittleren Filterelemente (s) (16) im waagrechten Zustand den gesamten Querschnitt des oder der äußeren mittleren Filterelemente (s) (16) ausfüllt.
13. Filterstrang (30, 31) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die sich an dem/n Ende (n) des Filterstranges (30, 31) befindende (n) endständige (n) Filterelement (e) (12, 14) teilweise zurückgeschoben ist/sind, so daß die Umhüllung (20) über das oder die sich an dem/n Ende (n) des Filterstranges (30, 31) befindende (n) endständige (n) Teil-Filterelement (e) (12, 14) oder der oder die äußere (n) Ring(e) (24) über den oder die Kern(e) (25) des oder der sich an dem/n Ende (n) des Filterstranges (30, 31) befindenden endständigen Filterele- mente(s) (12, 14) übersteht/überstehen.
14. Verfahren zur Herstellung eines Filterstranges (31) nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Filterstrang (31) nach Anspruch 10, dessen end- ständige Filterelemente (12, 14) nicht in Richtung auf die mittleren Filterelemente (16) verschoben sind, Kraft auf die freien Enden der sich an den Enden des Filterstranges (31) befindenden endständigen Filterelemente (12, 14) ausgeübt wird, um diese teilweise in Richtung auf die mitt- leren Filterelemente (16) zu verschieben und dadurch das körnige Filtermaterial der mittleren Filterelemente (16) zu verdichten.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgeübte Kraft bei einem Filterdurchmesser von etwa
8 mm etwa 2 Newton beträgt.
16. Verfahren zur Herstellung eines Filters (10) nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt des Verfahrens nach Anspruch 14 oder Anspruch 15 mittig durchgeschnitten wird.
17. Verfahren zur Herstellung eines Rauchartikels nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 derart mit einem Tabakstrang
(32) verbunden wird, daß das erste endständige Filterele- ment (12) an den Tabakstrang (32) angrenzt und das zweite endständige Filterelement (14) das mundseitige Filterelement und teilweise verschiebbar gegenüber der Umhüllung (20) ist.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin das zweite endständige, mundseitige Filterelement (14) zum mittleren Filterelement (16) hin verschoben wird.
19. Verfahren zur Herstellung eines Rauchartikels nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt des Verfahrens nach Anspruch 14 oder 15 an seinen beiden Enden jeweils mit einem Tabakstrang (32) verbunden wird und das erhaltene Produkt sodann mittig durchgeschnitten wird.
20. Vorrichtung (40), vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, mit • einer Trommel (42) , die auf einer Halterung drehbar angeordnet ist und auf ihrem Umfang im Abstand von der Drehachse (41) angeordnet mindestens eine Aufnahme für einen Filterstrang (31) nach Anspruch 10, dessen endständige Filterelemente (12, 14) .nicht in Richtung auf die mittleren Filterelemente (16) verschoben sind, aufweist, und • mindestens einer Scheibe (44) , die um eine zur Achse
(41) der Trommel (42) geneigten Achse (43) drehbar und neben der Trommel (42) angeordnet ist und im Abstand von ihrer Drehachse (43) mindestens einen Stempel (45) aufweist ,
• so daß bei gleicher Drehung der Trommel (42) und der Scheibe (44) sich der mindestens eine Stempel (45) gegenüber der Trommel (42) im wesentlichen nur parallel zur Drehachse (41) der Trommel (42) bewegt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (42) axial abstehende Vorsprünge (46) und die mindestens eine Scheibe (44) entsprechende Aussparungen (47) aufweist, wobei im Bereich der größten Annäherung zwischen Trommel (42) und der mindestens einen Scheibe (44) die Vorsprünge (46) in die Aussparungen (47) eingreifen und dadurch die mindestens eine Scheibe (44) durch die Trommel (42) ange- trieben wird.
21. Vorrichtung (40) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten der Trommel (42) je eine Scheibe
(44) angeordnet ist und die beiden Scheiben (44) um den gleichen Winkel, aber in entgegengesetzter Richtung zur Drehachse (41) der Trommel (42) geneigt sind.
22. Vorrichtung (40) nach Anspruch 20 oder Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Stempel (45) in axialer Richtung federnd an der Scheibe (44) befestigt ist .
23. Vorrichtung (40) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Stempel (45) auf einem Federblatt (48) befestigt ist.
24. Vorrichtung (50), vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch
• eine Trommel (52) , die auf einer Halterung drehbar an- geordnet ist und auf ihrem Umfang im Abstand von der
Drehachse (51) angeordnet mindestens eine Aufnahme für einen Rauchartikel nach Anspruch 7, dessen zweites endständiges, mundseitiges Filterelement (14) nicht in Richtung auf das mittlere Filterelement (16) verschoben ist, aufweist,
• eine Scheibe (54) , die um eine zur Achse (51) der Trom- mel (52) geneigten Achse (53) drehbar und neben der
Trommel (52) angeordnet ist und im Abstand von ihrer Drehachse (53) mindestens einen Stempel (55) aufweist, und
• eine Rückhalteeinrichtung (59) , die neben der Trommel (52) und gegenüber der Scheibe (54) angeordnet ist,
• so daß bei gleicher Drehung der Trommel (52) und der Scheibe (54) sich der mindestens eine Stempel (55) gegenüber der Trommel (52) im wesentlichen nur parallel zur Drehachse (51) der Trommel (52) bewegt.
25. Vorrichtung (50) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (52) axial abstehende Vorsprünge (56) und die Scheibe (54) entsprechende Aussparungen (57) aufweist, wobei im Bereich der größten Annäherung zwischen Trommel (52) und Scheibe (54) die Vorsprünge (56) in die Aussparungen (57) eingreifen und dadurch die Scheibe (54) durch die Trommel (52) angetrieben wird.
26. Vorrichtung (50) nach Anspruch 24 oder Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Stempel (55) in axialer Richtung federnd an der Scheibe (54) befestigt ist.
27. Vorrichtung (50) nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Stempel (55) auf einem Federblatt
(58) befestigt ist.
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