EP1913823A1 - Device and method for processing filter material for cigarette filters or similar - Google Patents
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- EP1913823A1 EP1913823A1 EP07075917A EP07075917A EP1913823A1 EP 1913823 A1 EP1913823 A1 EP 1913823A1 EP 07075917 A EP07075917 A EP 07075917A EP 07075917 A EP07075917 A EP 07075917A EP 1913823 A1 EP1913823 A1 EP 1913823A1
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- strip
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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
- A24D3/0204—Preliminary operations before the filter rod forming process, e.g. crimping, blooming
- A24D3/0208—Cutting filter materials
Definitions
- the invention relates to a device for the treatment of filter material for cigarette filters or the like, comprising a trigger device with a pair of rollers for removing at least one consisting of monofilaments and / or individual fibers endless filter material strip of at least one bale or the like at a speed V A , at least one nozzle for spreading the or each strip of filter material, and an apparatus for shredding the or each strip of filter material.
- the invention further relates to a method for processing filter material for cigarette filters or the like, comprising the steps of removing at least one endless filter material strip consisting of monofilaments and / or individual fibers from at least one bale or the like at a speed v A by means of a take-off device, spreading the or each strip of filter material by means of a nozzle, and crushing the or each strip of filter material.
- Such devices and methods are used in the tobacco processing industry.
- Endlosfilterfasem eg cellulose acetate, or continuous fiber blends of said fiber or other fibers such as polyethylene fibers (PE fiber) for further processing in one Staple fiber filter machine processed and cut.
- An essential aspect in the treatment of the filter material strips, which are also referred to as fiber cable, is that the crimping or crimping of the fiber cable is reduced to a predetermined level in order to produce fiber sections of the same length can.
- a device which has as puller a pair of rollers, which is arranged immediately in front of the crushing device.
- the roller pair of the filter material strip is removed from a bale.
- the withdrawn strip of filter material is spread before shredding by means of suitable air nozzles by the individual fibers or filaments of the strip of filter material are separated.
- the spread filter material strip is sprayed with a plasticizer and then fed to the crusher.
- the length of the strip sections is defined by the withdrawal speed of the roller pair and the speed of the comminution device.
- a plasticizer for example, triacetin is applied.
- this device or the method carried out with the device has various disadvantages.
- triacetin is undesirable as a plasticizer for various reasons in the manufacture of filters, as it leads to the deactivation of activated carbon, which is usually added to the filter, and the individual fibers of the strip of filter material at least superficial dissolves.
- the strip or fiber sections have an undefined length, since the crimping / crimping of the filter material strip is only partially smoothed and the comminution device comminutes the filter material strip in an undefined manner in dependence on the withdrawal speed and the speed of the comminution device, namely virtually chopping.
- a device having the features mentioned in the introduction in that the application device is designed and configured for applying water to the or each filter material strip, the cutting device is designed for cutting strip sections of defined length of filter material strips and means for pulling the or each Filter material strip at a speed v S , where v S is greater than v A , and that or each Filter material strip is assigned at least one means for ionization.
- the application device is designed and configured for applying water to the or each filter material strip
- the cutting device is designed for cutting strip sections of defined length of filter material strips and means for pulling the or each Filter material strip at a speed v S , where v S is greater than v A , and that or each Filter material strip is assigned at least one means for ionization.
- the application device is designed and constructed to apply water as a plasticizer, whereby water includes any state of aggregation, ie liquid water, water vapor, water / air mixtures etc., the smoothing process of the individual fibers of each filter material strip is supported and the individual fibers / Threads of each strip of filter material spared at the same time. Furthermore, moist fibers are less electrically charged, which facilitates further processing.
- the defined stretching which is achieved by the speed difference between the pulling speed of the cutting device and the speed of the discharge device, the extraction or reduction of the crimping / crimping as well as comminution into strip sections of defined length is supported.
- the strip sections can be further processed directly.
- the length of the strip sections is defined solely by the blade spacing of the cutting device and is independent of other speed parameters, so that a reliable cutting result is achieved.
- the trigger device is designed as a pair of rollers carrying voltage stand.
- a stretching zone is formed between the cutting device and the draw-off device, which supports a defined stretching of each filter material strip.
- a further roller is arranged, which is also associated with the voltage stand and is designed to measure the voltage of the or each filter material strip between the voltage stand and the cutting device.
- the stretching of each strip of filter material can be determined and adjusted individually.
- the trigger device is associated with a guide arm, such that the or each filter material strip is removable in a substantially vertical direction.
- the or each filter material strip is removable in a substantially vertical direction.
- a preferred embodiment of the invention is characterized in that the or each filter material strip in the withdrawal direction A before the extraction device and before the application device is associated with a transport nozzle for processing the or each strip of filter material by means of compressed air.
- processing is meant in particular the separation of the individual fibers woven together by crimping / crimping. By separating an optimized smoothing of the filter material strip is ensured.
- the object is also achieved by a method with the above-mentioned steps in that the or each strip of filter material moistened with water before being comminuted, defined stretched and electrically discharged, and then cut into strips of defined length.
- the devices shown serve to condition filter material of endless fibers and / or finite fibers for the production of cigarette filters or the like.
- the device 10 for the preparation of the filter material which is available as an endless strip of filter material 11 preferably in the form of bales 12, comprises a discharge device 13 with a pair of rollers 14 for withdrawing the strip of filter material 11 from the bale 12 at a speed v A , at least one nozzle 15 for Spreading the or each strip of filter material 11, applicator means 16 for applying water as plasticizer 17 on the or each strip of filter material 11, and a cutter 18 for shredding the or each strip of filter material 11 into individual strip sections.
- the application device 16 is designed and constructed for applying water as plasticizer 17 to the or each filter material strip 11.
- Water as a generic term for the plasticizer describes and includes all aggregate states of water and water-air mixtures, ie in particular also liquid water and water vapor.
- the cutting device 18 essentially comprises a cutting head 19, a pressure ring 20 and preferably a plurality of knives 21. Between the cutting head 19 and the obliquely running pressure ring 20, a cutting channel 31 is formed, in the base of the knife 21, which are directed with its cutting upwards , are arranged.
- the cutting head 19 is designed for winding and removing the filter material strip 11, wherein the peeling or
- Each of the filter material strips 11, whether as a single strip or as a bundled multiple strip, is further associated with at least one means 23 for ionizing the air surrounding the or each strip of filter material, the means 23 preferably being arranged in the stretching zone 22 and being formed as an ionization ring for air ionization.
- the withdrawal device 13 is preferably designed as the pair of rollers 14 supporting voltage stand 24 which is fixedly fixed, for example, on the ground or on a machine frame or the like.
- a roller 25 of the roller pair 14 is formed as a steel roller and the other roller 26 as a rubber roller. Other roller pairs or types, such as thread rolling, are of course also applicable.
- the roller 25 is preferably larger in diameter than the roller 26 and speed controlled.
- the roller 25 serves as a kind of drive roller with a speed corresponding to the speed v A.
- the roller 26 is pressed by means of suitable elements against the roller 25, so that a clamping of the or each filter material strip 11 is ensured.
- two filter material strips 11 are provided, which are brought together to form a strip bundle 27 and clamped and guided by the pair of rollers 14.
- a filter material strip 11 is made of cellulose acetate fibers or the like.
- the other filter material strip 11 is made of polyethylene fibers or the like. It is also possible for more than two filter material strips 11 to be fed to the device 10.
- the tension stand 24 is assigned a further element, in the embodiments shown an additional roller 28.
- the roller 28 is designed to detect or measure the tension between the tension stand 24 and the cutting device 18. The magnitude of the voltage depends essentially on the speed difference between v S and v A. However, such elements for measuring the voltage can also be assigned separately to the filter material strip 11 or strip bundles 27.
- the above-described components of the device 10 are fundamentally common to all the embodiments of FIGS. 1 to 4. However, the arrangement and number of components as well as the filter material strips 11 to be processed can vary and be supplemented by additional components whose arrangement can in turn vary.
- the method with the devices 10 according to FIGS. 1 to 4 proceeds as follows: One or more strips of filter material 11 are withdrawn from bales 12 at a speed v A and spread. Subsequently, a plasticizer 17 is applied to the filter material strips 11 by the filter material strips 11 are moistened with water. Then the filter material strips 11 are stretched defined and discharged electrically. Thereafter, they are cut into strips of defined length.
- the device 10 is constructed such that in the stretching zone 22 a nozzle 30 is arranged as part of the application device 16 for spraying water.
- the nozzle 30 is arranged in the withdrawal direction A behind the voltage stand 24.
- the nozzle 30 is disposed above the strip bundle 27.
- the nozzle 30 below the strip bundle 27 may be associated with a collecting container 29 or the like.
- the embodiment according to FIG. 1 comprises a single means 23 for ionization, wherein the means 23 is placed in the stretching zone 22 immediately in front of the cutting device 18.
- the nozzle (spreader nozzle) 15 is arranged, which serves to spread the strip bundle 27 by means of (compressed) air.
- the nozzle 15 is preferably arranged below the strip bundle 27.
- the method with the device 10 according to FIG. 1 proceeds as follows:
- the filter material strips 11 are withdrawn directly from the bale 12 by means of the pair of rollers 14 at a speed v A and introduced into the voltage stand 24 to form the strip bundle 27.
- the strip bundle 27 is also retracted by the cutting head 19, with the speed v S , which is greater than v A , and wound several times around the cutting head 19.
- the Speed difference the strip bundle 27 brakes when entering the cutting device 18. This causes the crimping / crimping of the strip bundle 27 to be pulled out.
- the existing tension in the stretching zone 22 of the strip bundle 27 is measured and readjusted if necessary.
- the effect of pulling out the crimping / crimping by wetting the strip bundle 27 by means of the nozzle 30 is supported. Namely, water is applied to the strip bundle 27 with the nozzle 30. The amount of water is selected to provide maximum ripple reduction / crimping benefits without initiating a mold process.
- the strip bundle 27 is spread by means of the nozzle 15 within the stretching zone 22, in particular so that the entire surface of the strip bundle 27 is wetted.
- the air around the strip bundle 27 is ionized to electrically discharge the strip bundle 27.
- the strip bundle 27 continuously pulled by the cutting device 18 and the withdrawal device 13 is wound further and further around the cutting head 19 of the cutting device 18.
- the obliquely running pressure ring 20 promotes the wound layers of the strip bundle 27 in the cutting head 19 down into the cutting channel 31.
- the pressure ring 20 presses the lower layers of the wound strip bundle 27 at its lowest position by the vertically upstanding knife 21, so that an inevitable crushing of the strip bundle 27 takes place in individual strip sections.
- the cut strip portions fall downwardly into a hopper 32 through the knives 21. From the bottom of the hopper 32, the cut strip portions, which all have the same length due to the selected knife spacing and prior decrusting, are fed to the staple fiber filtration process.
- the embodiment according to FIG. 2 shows the device 10 with a modified arrangement of the components.
- the stretching zone 22 are only means 23 for ionization.
- two means 23 are provided, of which a means 23 in the withdrawal direction A of a single strip of filter material 11 immediately behind the voltage stand 24 and the other means 23 is arranged immediately in front of the cutting device 18.
- the nozzle 30 for spraying the water is arranged in the withdrawal direction A immediately before the voltage stand 24.
- the Stress stand 24 is further associated with a guide arm 33, such that the filter material strip 11 is withdrawn from the bale 12 in a substantially vertical direction.
- the nozzle 15 is arranged for spreading the filter material strip 11, preferably on the guide arm 33.
- the method with the device 10 according to FIG. 2 proceeds as follows:
- the filter material strip 11 is withdrawn from the cutting device 18 and the discharge device 13 in a known manner, but from the bale 12 in the vertical direction.
- the filter material strip 11 is spread out of the nozzle 15 with compressed air before it is pulled into the tension stand 24 and also before being threaded into the guide arm. Subsequently, the spread-out filter material strip 11 is moistened with water and drawn into the voltage stand 24.
- the stretching zone 22 the defined stretching takes place, wherein the filter material strip 11 is transported during the stretching process by two zones of ionized air. After the electrical discharge, the filter material strip 11 is cut. The cutting takes place in the manner described above.
- the device 10 according to FIG. 3 is constructed similarly to the device 10 according to FIG.
- the application device 16 for applying the plasticizer 17 instead of the nozzle 30 comprises a steam generator 34 for moistening and heating the filter material strip 11.
- the steam generator 34 is arranged in the stretching zone 22 between the means 23 for ionization.
- a nozzle 30 could also be provided, which would then preferably be arranged in front of the voltage stand 24 (as in FIG. 2).
- the method with the device 10 according to FIG. 3 essentially corresponds to the device 10 according to FIG. 2.
- the filter material strip 11 is first spread out and then drawn directly into the voltage stand 24.
- the strip of filter material 11 is conveyed through the zones of ionized air and moistened with steam and heated. Subsequently, the filter material strip is cut in the manner described above.
- the embodiment according to FIG. 4 shows the device 10 as shown in FIG.
- the device 10 according to FIG. 4 is supplemented by a transport nozzle 35, which is arranged in the withdrawal direction A in front of the extraction device 13 and in front of the nozzle 30.
- the transport nozzle 35 is arranged between the pair of rollers 14 of the tensioning stand 24 and an additional pair of rollers 36.
- the pair of rollers 36 is driven at a speed v w corresponding to the speed v A.
- the transport nozzle 35 serves for processing, more precisely for separating, the filter material strip 11 or its individual fibers.
- the pairs of rollers 14 and 36 may also be identical. More precisely, a roller pair 14 can assume both functions by suitable deflection of the filter material strip 11.
- the method with the device 10 according to FIG. 4 proceeds as follows:
- FIGS. 5a and 5b show an embodiment which relates specifically to the fiber preparation or the fiber cut of so-called card slivers 37 made of natural fibers such as flax, hemp, cotton, kenaf, nettle, sheep's wool, etc.
- card slivers 37 have only a low tensile strength due to the fiber structure, so that stretching is not required for processing.
- the device 38 in addition to the cutting device 18, which corresponds to the cutting device 18 described above, a loading roller 39 and a take-off roller 40.
- the card sliver 37 is located directly in a transport container 41.
- the card sliver 37 is fed directly from the transport container 41 of the cutting device 18. The feed takes place via the take-off roller 40 and the insert roller 39.
- Die Take-off roller 40 pulls the card sliver 37 from the transport container 41 and transfers it to the insert roller 39.
- the insert roller 39 is braked adjustable and places the card sliver 37 in the cutting channel 31 of the cutting head 19 a. The cutting then takes place in the manner described above.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Filtermaterial für Zigarettenfilter oder dergleichen, umfassend eine Abzugseinrichtung mit einem Walzenpaar zum Abziehen mindestens eines aus Einzelfäden und/oder Einzelfasern bestehenden endlosen Filtermaterialstreifens von mindestens einem Ballen oder dergleichen mit einer Geschwindigkeit VA, mindestens eine Düse zum Ausbreiten des oder jedes Filtermaterialstreifens, und eine Vorrichtung zum Zerkleinern des oder jedes Filtermaterialstreifens. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Aufbereitung von Filtermaterial für Zigarettenfilter oder dergleichen, umfassend die Schritte: Abziehen mindestens eines aus Einzelfäden und/oder Einzelfasern bestehenden endlosen Filtermaterialstreifens von mindestens einem Ballen oder dergleichen mit einer Geschwindigkeit vA mittels einer Abzugseinrichtung, Ausbreiten des oder jedes Filtermaterialstreifens mittels einer Düse, und Zerkleinern des oder jedes Filtermaterialstreifens.The invention relates to a device for the treatment of filter material for cigarette filters or the like, comprising a trigger device with a pair of rollers for removing at least one consisting of monofilaments and / or individual fibers endless filter material strip of at least one bale or the like at a speed V A , at least one nozzle for spreading the or each strip of filter material, and an apparatus for shredding the or each strip of filter material. The invention further relates to a method for processing filter material for cigarette filters or the like, comprising the steps of removing at least one endless filter material strip consisting of monofilaments and / or individual fibers from at least one bale or the like at a speed v A by means of a take-off device, spreading the or each strip of filter material by means of a nozzle, and crushing the or each strip of filter material.
Derartige Vorrichtungen und Verfahren kommen in der Tabak verarbeitenden Industrie zum Einsatz. Insbesondere bei der Filterherstellung für Zigaretten oder dergleichen, aber auch bei der Verarbeitung von anderen faserartigen Filterstoffen, werden Endlosfilterfasem, z.B. aus Celluloseacetat, oder Endlosfasermischungen aus der genannten Faser oder anderen Faserstoffen z.B. mit Polyethylen-Fasem (kurz PE-Faser) zur Weiterverarbeitung in einer Stapelfaserfiltermaschine aufbereitet und geschnitten. Ein wesentlicher Aspekt bei der Aufbereitung der Filtermaterialstreifen, die auch als Faserkabel bezeichnet werden, liegt darin, dass die Kräuselung oder auch Crimpung der Faserkabel auf ein vorbestimmtes Maß reduziert wird, um Faserabschnitte gleicher Länge erzeugen zu können.Such devices and methods are used in the tobacco processing industry. In particular, in the filter production for cigarettes or the like, but also in the processing of other fibrous filter fabrics, are Endlosfilterfasem, eg cellulose acetate, or continuous fiber blends of said fiber or other fibers such as polyethylene fibers (PE fiber) for further processing in one Staple fiber filter machine processed and cut. An essential aspect in the treatment of the filter material strips, which are also referred to as fiber cable, is that the crimping or crimping of the fiber cable is reduced to a predetermined level in order to produce fiber sections of the same length can.
Aus der
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kompakte Vorrichtung zur Aufbereitung von Filtermaterial zu schaffen, die eine verbesserte Glättung der Filtermaterialstreifen und eine Zerkleinerung der Filtermaterialstreifen in Streifenabschnitte gleicher Länge sicherstellt. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zur Aufbereitung von Filtermaterial vorzuschlagen.It is therefore an object of the present invention to provide a compact apparatus for the treatment of filter material, which ensures an improved smoothing of the filter material strips and a shredding of the filter material strips in strip sections of equal length. Furthermore, it is an object of the invention to provide a corresponding method for the treatment of filter material.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen dadurch gelöst, dass die Auftragseinrichtung zum Aufbringen von Wasser auf den oder jeden Filtermaterialstreifen eingerichtet und ausgebildet ist, die Schneidvorrichtung zum Schneiden von Streifenabschnitten definierter Länge von Filtermaterialstreifen ausgebildet ist und Mittel zum Ziehen des oder jedes Filtermaterialstreifens mit einer Geschwindigkeit vS umfasst, wobei vS größer ist als vA, und dass dem oder jedem Filtermaterialstreifen mindestens ein Mittel zur Ionisation zugeordnet ist. Mit dieser erfindungsgemäßen Ausbildung ist es möglich, die Kräuselungsreduzierung (im Folgenden auch als Glättung bezeichnet) des oder jedes Filtermaterialstreifens vor dem Zerkleinern zu optimieren, wodurch das Abtrennen von Streifenabschnitten definierter Länge wirkungsvoll unterstützt wird. Dadurch, dass die Auftragseinrichtung zur Aufbringung von Wasser als Weichmacher eingerichtet und ausgebildet ist, wobei Wasser jeglichen Aggregatszustand, also flüssiges Wasser, Wasserdampf, Wasser/Luft-Gemische etc. einschließt, wird der Glättungsprozess der einzelnen Fasern jedes Filtermaterialstreifens unterstützt und die einzelnen Fasern/Fäden jedes Filtermaterialstreifens gleichzeitig geschont. Des Weiteren sind feuchte Fasern elektrisch geringer geladen, was die Weiterverarbeitung erleichtert. Durch das definierte Recken, das durch die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Zuggeschwindigkeit der Schneidvorrichtung und der Geschwindigkeit der Abzugseinrichtung erreicht wird, ist das Herausziehen bzw. Vermindern der Kräuselung/Crimpung sowie eine Zerkleinerung in Streifenabschnitte definierter Länge unterstützt. Durch die elektrische Entladung jedes Filtermaterialstreifens über ionisierte Luft sind die Streifenabschnitte unmittelbar weiter verarbeitbar. Die Länge der Streifenabschnitte wird allein durch den Messerabstand der Schneidvorrichtung definiert und ist unabhängig von anderen Geschwindigkeitsparametern, so dass ein zuverlässiges Schneidergebnis erzielt wird.This object is achieved by a device having the features mentioned in the introduction in that the application device is designed and configured for applying water to the or each filter material strip, the cutting device is designed for cutting strip sections of defined length of filter material strips and means for pulling the or each Filter material strip at a speed v S , where v S is greater than v A , and that or each Filter material strip is assigned at least one means for ionization. With this construction according to the invention, it is possible to optimize the curl reduction (hereinafter also referred to as smoothing) of the or each strip of filter material before comminution, whereby the separation of strip portions of defined length is effectively assisted. Due to the fact that the application device is designed and constructed to apply water as a plasticizer, whereby water includes any state of aggregation, ie liquid water, water vapor, water / air mixtures etc., the smoothing process of the individual fibers of each filter material strip is supported and the individual fibers / Threads of each strip of filter material spared at the same time. Furthermore, moist fibers are less electrically charged, which facilitates further processing. By the defined stretching, which is achieved by the speed difference between the pulling speed of the cutting device and the speed of the discharge device, the extraction or reduction of the crimping / crimping as well as comminution into strip sections of defined length is supported. As a result of the electrical discharge of each filter material strip via ionized air, the strip sections can be further processed directly. The length of the strip sections is defined solely by the blade spacing of the cutting device and is independent of other speed parameters, so that a reliable cutting result is achieved.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Abzugseinrichtung als das Walzenpaar tragender Spannungsständer ausgebildet ist. Dadurch wird auf überraschend einfache und zuverlässige Weise eine Reckzone zwischen der Schneidvorrichtung und der Abzugseinrichtung gebildet, die ein definiertes Recken jedes Filtermaterialstreifens unterstützt.An expedient development of the invention provides that the trigger device is designed as a pair of rollers carrying voltage stand. Thereby, in a surprisingly simple and reliable manner, a stretching zone is formed between the cutting device and the draw-off device, which supports a defined stretching of each filter material strip.
Vorteilhafterweise ist in Abzugsrichtung A hinter dem Walzenpaar eine weitere Walze angeordnet, die ebenfalls dem Spannungsständer zugeordnet ist und zur Messung der Spannung des oder jedes Filtermaterialstreifens zwischen dem Spannungsständer und der Schneidvorrichtung ausgebildet ist. Damit kann die Reckung jedes Filtermaterialstreifens individuell bestimmt und eingestellt werden.Advantageously, in the withdrawal direction A behind the roller pair, a further roller is arranged, which is also associated with the voltage stand and is designed to measure the voltage of the or each filter material strip between the voltage stand and the cutting device. Thus, the stretching of each strip of filter material can be determined and adjusted individually.
Vorzugsweise ist der Abzugseinrichtung ein Führungsarm zugeordnet, derart, dass der oder jeder Filtermaterialstreifen in im Wesentlichen vertikaler Richtung abziehbar ist. Damit wird eine kontinuierliche und den Filtermaterialstreifen entlastende Zuführung des Filtermaterialstreifens an die nachfolgenden Stationen sichergestellt.Preferably, the trigger device is associated with a guide arm, such that the or each filter material strip is removable in a substantially vertical direction. In order to ensure a continuous and the filter material strip relieving feeding the strip of filter material to the subsequent stations.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass dem oder jedem Filtermaterialstreifen in Abzugsrichtung A vor der Abzugseinrichtung und vor der Auftragseinrichtung eine Transportdüse zum Aufbereiten des oder jedes Filtermaterialstreifens mittels Druckluft zugeordnet ist. Mit Aufbereiten ist insbesondere das Vereinzeln der miteinander durch Kräuselung/Crimpung verwobenen Einzelfasern gemeint. Durch die Vereinzelung ist eine optimierte Glättung des Filtermaterialstreifens gewährleistet.A preferred embodiment of the invention is characterized in that the or each filter material strip in the withdrawal direction A before the extraction device and before the application device is associated with a transport nozzle for processing the or each strip of filter material by means of compressed air. By processing is meant in particular the separation of the individual fibers woven together by crimping / crimping. By separating an optimized smoothing of the filter material strip is ensured.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den eingangs genannten Schritten dadurch gelöst, dass der oder jeder Filtermaterialstreifen vor dem Zerkleinern mit Wasser befeuchtet, definiert gereckt und elektrisch entladen, und anschließend in Streifenabschnitte definierter Länge geschnitten wird. Die sich daraus ergebenden Vorteile wurden im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschrieben, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Passagen verwiesen wird.The object is also achieved by a method with the above-mentioned steps in that the or each strip of filter material moistened with water before being comminuted, defined stretched and electrically discharged, and then cut into strips of defined length. The resulting advantages have been described in the context of the device, so that reference is made to avoid repetition on the corresponding passages.
Weitere vorteilhafte und/oder zweckmäßige Weiterbildungen oder Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen und Ausgestaltungen sowie das Verfahrensprinzip werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
- Fig. 1
- eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Aufbereiten von Filtermaterialstreifen aus Celluloseacetat oder dergleichen und eines weiteren Filtermaterialstreifens aus Polyethylen oder dergleichen,
- Fig. 2
- eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung zum Aufbereiten von Filtermaterialstreifen aus Celluloseacetat oder dergleichen,
- Fig. 3
- eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung zum Aufbereiten von Filtermaterialstreifen aus Celluloseacetat oder dergleichen,
- Fig. 4
- eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung zum Aufbereiten von Filtermaterialstreifen aus Celluloseacetat oder dergleichen, und
- Fig. 5 a+b
- eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer Vorrichtung zum Aufbereiten von Kardenbändern aus Flachs, Hanf, Baumwolle oder dergleichen.
- Fig. 1
- a side view of a first embodiment of an apparatus for processing of filter material strips of cellulose acetate or the like and another filter material strip made of polyethylene or the like,
- Fig. 2
- a side view of another embodiment of the apparatus for processing of filter material strips of cellulose acetate or the like,
- Fig. 3
- a side view of another embodiment of the apparatus for processing of filter material strips of cellulose acetate or the like,
- Fig. 4
- a side view of another embodiment of the apparatus for processing of filter material strips of cellulose acetate or the like, and
- Fig. 5 a + b
- a side view and a plan view of an apparatus for processing card slivers of flax, hemp, cotton or the like.
Die gezeigten Vorrichtungen dienen zum Aufbereiten von Filtermaterial aus endlosen Fasern und/oder endlichen Fasern zur Herstellung von Zigarettenfiltern oder dergleichen.The devices shown serve to condition filter material of endless fibers and / or finite fibers for the production of cigarette filters or the like.
Die Vorrichtung 10 zur Aufbereitung des Filtermaterials, das als endloser Filtermaterialstreifen 11 vorzugsweise in Form von Ballen 12 zur Verfügung steht, umfasst eine Abzugseinrichtung 13 mit einem Walzenpaar 14 zum Abziehen des Filtermaterialstreifens 11 vom Ballen 12 mit einer Geschwindigkeit vA, mindestens eine Düse 15 zum Ausbreiten des oder jedes Filtermaterialstreifens 11, eine Auftragseinrichtung 16 zum Aufbringen von Wasser als Weichmacher 17 auf den oder jeden Filtermaterialstreifens 11 sowie eine Schneidvorrichtung 18 zum Zerkleinern des oder jedes Filtermaterialstreifens 11 in einzelne Streifenabschnitte.The
Die Auftragseinrichtung 16 ist zum Aufbringen von Wasser als Weichmacher 17 auf den oder jeden Filtermaterialstreifen 11 eingerichtet und ausgebildet. Wasser als Oberbegriff für den Weichmacher beschreibt und beinhaltet sämtliche Aggregatzustände von Wasser und Wasser-Luft-Gemische, also insbesondere auch flüssiges Wasser und Wasserdampf. Die Schneidvorrichtung 18 umfasst im Wesentlichen einen Schneidkopf 19, einen Druckring 20 sowie vorzugsweise mehrere Messer 21. Zwischen dem Schneidkopf 19 und dem schräg laufenden Druckring 20 ist ein Schneidkanal 31 ausgebildet, in dessen Grund die Messer 21, die mit ihrer Schneide nach oben gerichtet sind, angeordnet sind. Der Schneidkopf 19 ist zum Aufwickeln und Abziehen des Filtermaterialstreifens 11 ausgebildet, wobei das Abziehen bzw.The
Aufwickeln mit einer Geschwindigkeit vS erfolgt. Durch die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen vS und vA, wobei vS größer ist als vA, ist zwischen der Abzugseinrichtung 13 und der Schneidvorrichtung 18 eine Reckzone 22 für jeden Filtermaterialstreifen 11 ausgebildet. Jedem der Filtermaterialstreifen 11, ob als Einzelstreifen oder als gebündelter Mehrfachstreifen, ist des Weiteren mindestens ein Mittel 23 zur Ionisation der den oder jeden Filtermaterialstreifen umgebenden Luft zugeordnet, wobei die Mittel 23 vorzugsweise in der Reckzone 22 angeordnet und als Ionisationsring zur Luftionisierung ausgebildet sind.Winding at a speed v S takes place. Due to the speed difference between v S and v A , where v S is greater than v A , a stretching
Die Abzugseinrichtung 13 ist bevorzugt als das Walzenpaar 14 tragender Spannungsständer 24 ausgebildet, der ortsfest z.B. am Boden oder an einem Maschinenrahmen oder dergleichen befestigt ist. Eine Walze 25 des Walzenpaares 14 ist als Stahlwalze und die andere Walze 26 als Gummiwalze ausgebildet. Andere Walzenpaarungen bzw. -typen, beispielsweise Gewindewalzen, sind selbstverständlich ebenfalls einsetzbar. Die Walze 25 ist im Durchmesser vorzugsweise größer als die Walze 26 und drehzahlgeregelt. Damit dient die Walze 25 quasi als Antriebswalze mit einer Drehzahl, die der Geschwindigkeit vA entspricht. Die Walze 26 ist mittels geeigneter Elemente gegen die Walze 25 angedrückt, so dass eine Klemmung des oder jedes Filtermaterialstreifens 11 gewährleistet ist. In der vorliegenden Ausführung gemäß Figur 1 sind zwei Filtermaterialstreifen 11 vorgesehen, die zu einem Streifenbündel 27 zusammengeführt und vom Walzenpaar 14 geklemmt und geführt sind. Ein Filtermaterialstreifen 11 besteht aus Celluloseacetatfasern oder dergleichen. Der andere Filtermaterialstreifen 11 besteht aus Polyethylenfasem oder dergleichen. Es können auch mehr als zwei Filtermaterialstreifen 11 der Vorrichtung 10 zugeführt werden. Dem Spannungsständer 24 ist ein weiteres Element zugeordnet, in den gezeigten Ausführungsformen eine zusätzliche Walze 28. Die Walze 28 ist zur Erfassung bzw. Messung der Spannung zwischen dem Spannungsständer 24 und der Schneidvorrichtung 18 ausgebildet. Die Höhe der Spannung hängt dabei wesentlich von der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen vS und vA ab. Solche Elemente zur Messung der Spannung können jedoch auch separat den Filtermaterialstreifen 11 bzw. Streifenbündeln 27 zugeordnet sein.The
Die zuvor beschriebenen Komponenten der Vorrichtung 10 sind grundsätzlich sämtlichen Ausführungsformen der Figuren 1 bis 4 gemein. Die Anordnung und Anzahl der Komponenten sowie der aufzubereitenden Filtermaterialstreifen 11 kann jedoch variieren und durch zusätzliche Komponenten, deren Anordnung wiederum variieren kann, ergänzt sein. Im Prinzip läuft das Verfahren mit den Vorrichtungen 10 gemäß der Figuren 1 bis 4 wie folgt ab:
Ein oder mehrere Filtermaterialstreifen 11 werden von Ballen 12 mit einer Geschwindigkeit vA abgezogen und ausgebreitet. Anschließend wird auf die Filtermaterialstreifen 11 ein Weichmacher 17 aufgebracht, indem die Filtermaterialstreifen 11 mit Wasser befeuchtet werden. Daraufhin werden die Filtermaterialstreifen 11 definiert gereckt und elektrisch entladen. Danach werden sie zu Streifenabschnitten definierter Länge geschnitten.The above-described components of the
One or more strips of
Rein beispielhaft sind unterschiedliche Ausführungsformen der Vorrichtung 10 beschrieben. In der Ausführungsform gemäß Figur 1 ist die Vorrichtung 10 derart aufgebaut, dass in der Reckzone 22 eine Düse 30 als Bestandteil der Auftragseinrichtung 16 zum Aufsprühen von Wasser angeordnet ist. Mit anderen Worten ist die Düse 30 in Abzugsrichtung A hinter dem Spannungsständer 24 angeordnet. Vorzugsweise ist die Düse 30 oberhalb des Streifenbündels 27 angeordnet. Optional kann der Düse 30 unterhalb des Streifenbündels 27 ein Auffangbehältnis 29 oder dergleichen zugeordnet sein. Die Ausführung gemäß Figur 1 umfasst ein einzelnes Mittel 23 zur Ionisation, wobei das Mittel 23 in der Reckzone 22 unmittelbar vor der Schneidvorrichtung 18 platziert ist. In der Reckzone 22 in Abzugsrichtung A vor der Düse 30 ist die Düse (Ausbreiterdüse) 15 angeordnet, die zum Ausbreiten des Streifenbündels 27 mittels (Druck-)Luft dient. Die Düse 15 ist vorzugsweise unterhalb des Streifenbündels 27 angeordnet.By way of example only, different embodiments of the
Das Verfahren mit der Vorrichtung 10 gemäß Figur 1 läuft wie folgt ab:
Die Filtermaterialstreifen 11 werden direkt von den Ballen 12 mittels des Walzenpaares 14 mit einer Geschwindigkeit vA abgezogen und in den Spannungsständer 24 unter Bildung des Streifenbündels 27 eingeführt. Das Streifenbündel 27 wird vom Schneidkopf 19 ebenfalls eingezogen, und zwar mit der Geschwindigkeit vS, die größer als vA ist, und mehrfach um den Schneidkopf 19 gewickelt. Durch die Geschwindigkeitsdifferenz wird das Streifenbündel 27 beim Einlauf in die Schneidvorrichtung 18 gebremst. Das führt dazu, dass die Kräuselung/Crimpung des Streifenbündels 27 herausgezogen wird. Die in der Reckzone 22 bestehende Spannung des Streifenbündels 27 wird gemessen und ggf. nachgeregelt. Unterstützt wird der Effekt des Herausziehens der Kräuselung/Crimpung durch das Befeuchten des Streifenbündels 27 mittels der Düse 30. Mit der Düse 30 wird nämlich Wasser auf das Streifenbündel 27 aufgetragen. Die Menge des Wassers wird dabei so ausgewählt, dass eine maximale Wirkung hinsichtlich der Verringerung der Kräuselung/Crimpung erzielt wird, ohne dabei einen Schimmelprozess zu initiieren. Vor der Befeuchtung wird das Streifenbündel 27 mittels der Düse 15 innerhalb der Reckzone 22 ausgebreitet, insbesondere damit die ganze Oberfläche des Streifenbündels 27 benetzt wird. Unmittelbar vor dem Eintritt in die Schneidvorrichtung 18 wird die Luft um das Streifenbündel 27 herum ionisiert, um das Streifenbündel 27 elektrisch zu entladen. Das kontinuierlich von der Schneidvorrichtung 18 und der Abzugseinrichtung 13 gezogene Streifenbündel 27 wird immer weiter um den Schneidkopf 19 der Schneidvorrichtung 18 gewickelt. Der schräg laufende Druckring 20 fördert die aufgewickelten Lagen des Streifenbündels 27 im Schneidkopf 19 nach unten in den Schneidkanal 31. Im Grund des Schneidkanals 31 liegen die mit ihrer Schneide nach oben stehenden Messer 21. Der Druckring 20 drückt die unteren Lagen des aufgewickelten Streifenbündels 27 an seiner tiefsten Position durch die senkrecht nach oben stehenden Messer 21, so dass eine zwangsläufige Zerkleinerung des Streifenbündels 27 in einzelne Streifenabschnitte erfolgt. Die geschnittenen Streifenabschnitte fallen durch die Messer 21 nach unten in einen Trichter 32. Vom Boden des Trichters 32 werden die geschnittenen Streifenabschnitte, die aufgrund des gewählten Messerabstandes und der zuvor erfolgten Entkräuselung alle dieselbe Länge aufweisen, dem Stapelfaserfilter-Prozess zugeführt.The method with the
The filter material strips 11 are withdrawn directly from the
Die Ausführungsform gemäß Figur 2 zeigt die Vorrichtung 10 mit einer geänderten Anordnung der Komponenten. In der Reckzone 22 befinden sich lediglich Mittel 23 zur Ionisation. In der gezeigten Ausführung sind zwei Mittel 23 vorgesehen, von denen ein Mittel 23 in Abzugsrichtung A eines einzelnen Filtermaterialstreifens 11 unmittelbar hinter dem Spannungsständer 24 und das andere Mittel 23 unmittelbar vor der Schneidvorrichtung 18 angeordnet ist. Die Düse 30 zum Aufsprühen des Wassers ist in Abzugsrichtung A unmittelbar vor dem Spannungsständer 24 angeordnet. Dem Spannungsständer 24 ist des Weiteren ein Führungsarm 33 zugeordnet, derart, dass der Filtermaterialstreifen 11 in im Wesentlichen vertikaler Richtung vom Ballen 12 abgezogen wird. Unmittelbar bevor der Filtermaterialstreifen 11 das freie Ende des Führungsarms 33 erreicht, ist die Düse 15 zum Ausbreiten des Filtermaterialstreifens 11 angeordnet, vorzugsweise am Führungsarm 33.The embodiment according to FIG. 2 shows the
Das Verfahren mit der Vorrichtung 10 gemäß Figur 2 läuft wie folgt ab:
Der Filtermaterialstreifen 11 wird von der Schneidvorrichtung 18 und der Abzugseinrichtung 13 in bekannter Weise, vom Ballen 12 allerdings in vertikaler Richtung, abgezogen. Der Filtermaterialstreifen 11 wird noch vor dem Einziehen in den Spannungsständer 24 und auch noch vor dem Einfädeln in den Führungsarm mit Druckluft aus der Düse 15 ausgebreitet. Anschließend wird der ausgebreitete Filtermaterialstreifen 11 mit Wasser befeuchtet und in den Spannungsständer 24 eingezogen. In der Reckzone 22 erfolgt das definierte Recken, wobei der Filtermaterialstreifen 11 während des Reckvorgangs durch zwei Zonen ionisierter Luft transportiert wird. Nach der elektrischen Entladung wird der Filtermaterialstreifen 11 geschnitten. Das Schneiden erfolgt in der zuvor beschriebenen Weise.The method with the
The
Die Vorrichtung 10 gemäß der Figur 3 ist ähnlich der Vorrichtung 10 gemäß Figur 2 aufgebaut. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Auftragseinrichtung 16 zum Aufbringen des Weichmachers 17 anstatt der Düse 30 einen Dampferzeuger 34 zur Befeuchtung und Erhitzung des Filtermaterialstreifens 11 umfasst. Der Dampferzeuger 34 ist in der Reckzone 22 zwischen den Mitteln 23 zur Ionisation angeordnet. Optional könnte selbstverständlich zusätzlich auch eine Düse 30 vorgesehen sein, die dann vorzugsweise vor dem Spannungsständer 24 (wie in Figur 2) angeordnet wäre.The
Das Verfahren mit der Vorrichtung 10 gemäß Figur 3 entspricht im Wesentlichen dem der Vorrichtung 10 gemäß Figur 2. Allerdings wird der Filtermaterialstreifen 11 zunächst ausgebreitet und dann direkt in den Spannungsständer 24 eingezogen. Beim Recken in der Reckzone 22 wird der Filtermaterialstreifen 11 durch die Zonen ionisierter Luft gefördert sowie mit Wasserdampf befeuchtet und erhitzt. Anschließend wird der Filtermaterialstreifen in der zuvor beschriebenen Weise geschnitten.The method with the
Die Ausführungsform gemäß der Figur 4 zeigt die Vorrichtung 10, wie sie in der Figur 2 dargestellt ist. Die Vorrichtung 10 gemäß Figur 4 ist jedoch ergänzt um eine Transportdüse 35, die in Abzugsrichtung A vor der Abzugseinrichtung 13 und vor der Düse 30 angeordnet ist. Die Transportdüse 35 ist zwischen dem Walzenpaar 14 des Spannungsständers 24 und einem zusätzlichen Walzenpaar 36 angeordnet. Das Walzenpaar 36 ist mit einer Geschwindigkeit vw angetrieben, die der Geschwindigkeit vA entspricht. Die Transportdüse 35 dient zum Aufbereiten, genauer zum Vereinzeln, des Filtermaterialstreifens 11 bzw. dessen einzelnen Fasern. Zur Einsparung von Bauraum und Teilanzahl können die Walzenpaare 14 und 36 auch identisch sein. Genauer kann ein Walzenpaar 14 durch geeignete Umlenkung des Filtermaterialstreifens 11 beide Funktionen übernehmen.The embodiment according to FIG. 4 shows the
Das Verfahren mit der Vorrichtung 10 gemäß Figur 4 läuft wie folgt ab:
Der Filtermaterialstreifen 11 wird durch das Walzenpaar 36 vom Ballen 12 abgezogen und zunächst mittels der Düse 15 ausgebreitet. Zwischen den Walzenpaaren 14 und 36 gleicher Geschwindigkeit (vA=vW) wird der Filtermaterialstreifen 11 dann aufbereitet, indem die Einzelfäden und/oder Einzelfasern des Filtermaterialstreifens 11 vereinzelt werden. Nach der Aufbereitung und noch vor dem Einzug in den Spannungsständer 24 wird der aufbereitete Filtermaterialstreifen 11 mit Wasser befeuchtet. Bei dem sich daran anschließenden Reckvorgang in der Reckzone 22 wird der Filtermaterialstreifen 11 durch zwei Zonen ionisierter Luft gefördert und anschließend in der zuvor beschriebenen Weise geschnitten.The method with the
The
In den Figuren 5a und 5b ist eine Ausführungsform gezeigt, die sich speziell auf die Faseraufbereitung bzw. den Faserschnitt von so genannten Kardenbändern 37 aus Naturfasern, wie z.B. Flachs, Hanf, Baumwolle, Kenaf, Nessel, Schafwolle etc. bezieht. Derartige Kardenbänder 37weisen aufgrund der Faserstruktur lediglich eine geringe Zugfestigkeit auf, so dass auf dass Recken zur Aufbereitung verzichtet wird. Vielmehr umfasst die Vorrichtung 38 neben der Schneidvorrichtung 18, die der oben beschriebenen Schneidvorrichtung 18 entspricht, eine Einlegerolle 39 und eine Abzugsrolle 40. Das Kardenband 37 liegt direkt in einem Transportbehälter 41. Das Kardenband 37 wird direkt aus dem Transportbehälter 41 der Schneidvorrichtung 18 zugeführt. Die Zuführung erfolgt über die Abzugsrolle 40 und die Einlegerolle 39. Die Abzugsrolle 40 zieht das Kardenband 37 aus dem Transportbehälter 41 ab und übergibt es an die Einlegerolle 39. Die Einlegerolle 39 ist einstellbar gebremst und legt das Kardenband 37 in den Schneidkanal 31 des Schneidkopfes 19 ein. Das Schneiden erfolgt dann in der zuvor beschriebenen Weise.FIGS. 5a and 5b show an embodiment which relates specifically to the fiber preparation or the fiber cut of so-called card slivers 37 made of natural fibers such as flax, hemp, cotton, kenaf, nettle, sheep's wool, etc. Such card slivers 37 have only a low tensile strength due to the fiber structure, so that stretching is not required for processing. Rather, the
Neben den beschriebenen Varianten sind selbstverständlich auch Ausführungen möglich, die aus einer Kombination der beschriebenen Varianten bestehen.In addition to the variants described, of course, embodiments are possible which consist of a combination of the variants described.
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