EP3277107B1 - Verfahren zur herstellung einer ersten untereinheit eines hnb-rauchartikels mit einem stabkörper und einem daran angeordneten hohlraum, eine untereinheit und einen hnb-rauchartikel - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer ersten untereinheit eines hnb-rauchartikels mit einem stabkörper und einem daran angeordneten hohlraum, eine untereinheit und einen hnb-rauchartikel Download PDF

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EP3277107B1
EP3277107B1 EP16707098.6A EP16707098A EP3277107B1 EP 3277107 B1 EP3277107 B1 EP 3277107B1 EP 16707098 A EP16707098 A EP 16707098A EP 3277107 B1 EP3277107 B1 EP 3277107B1
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EP
European Patent Office
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rod
tubular body
subunit
shaped body
cavity
Prior art date
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EP16707098.6A
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French (fr)
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EP3277107B2 (de
EP3277107A1 (de
Inventor
Berthold Maiwald
Hans-Heinrich MüLLER
Marc Kessler
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Koerber Technologies GmbH
Original Assignee
Hauni Maschinenbau GmbH
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Application filed by Hauni Maschinenbau GmbH filed Critical Hauni Maschinenbau GmbH
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
    • A24C5/00—Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • 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
    • A24D1/00—Cigars; Cigarettes
    • A24D1/22—Cigarettes with integrated combustible heat sources, e.g. with carbonaceous heat sources

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a first subunit of a HNB smoking article with a rod body and a cavity arranged thereon with the features of the preamble of claim 1, a subunit with the features of the preamble of claim 9 and an HNB smoking article according to claim 14 ,
  • HNB smoking articles are based on a fundamentally different principle of releasing essential constituents of tobacco than conventional smoking articles, in which the constituents are released by burning off the tobacco.
  • HNB heat not burn
  • the constituents of the tobacco are released by flowing the tobacco through hot gases and / or heating the tobacco, so that the smoke constituents formerly forcibly released upon combustion of the tobacco are at least substantially reduced or even completely avoided.
  • a heat source is provided in the HNB smoking article, which is arranged on the side facing away from the mouthpiece side of the HNB smoking article, ie in relation to the tobacco upstream of the pulling direction, so that the heated gases from the heat source flow through the tobacco and heat the tobacco and remove the essential components from the tobacco.
  • the tobacco can also be heated directly from the heat source.
  • the HNB smoking articles are composed of several subunits, or segments, which may be replaced by one or more Wrapping strips are held together.
  • a cavity is provided between the heat source and the tobacco segment which is filled with a flavor or catalyst in the form of loose pellets or fibers.
  • the hot gases generated by the heat source then flow through the flavor or catalyst before they pass through the tobacco, so that the hot gases flowing in from the heat source can be positively influenced in terms of improved taste or even to reduce harmful components.
  • the gases heated by the heat source or the direct heating of the tobacco by the heat source for outgassing of the components from the tobacco must cause a comparatively high temperature, so that in addition downstream of the tobacco, a cooling section may be provided in which emerging from the tobacco Gases are then cooled so that the consumer does not burn his mouth while smoking.
  • Such HNB smoking articles are basically from the documents US 2011/0041861 A1 . US 2004/0173229 A1 and EP 2 777 408 A1 known.
  • the cavity by wrapping a flexible wrapping strip around the heat source and adhering it to the rod-shaped heat source with an axially directed protrusion.
  • the wrapping strip is provided for this purpose with an L-shaped glue seam and adhered with one leg of the L-shaped glue seam to the rod-shaped heat source and with the two free, overlapping edges over the other leg of the L-shaped glue seam to a cylindrical Glued form.
  • the axial projection of the wrapping strip then forms a cylindrical, open to an end face of the first subunit cavity.
  • the wrapping strip is selectively adhered to the heat source in a first step with the L-shaped glue seam, so that the wrapping strip is correspondingly obliquely adhered to the heat source at a diagonal pull and a consequent oblique orientation.
  • the wrapping strip must be reasonably flexible to be wrapped around the heat source, but this is disadvantageous for a subsequent cutting operation, since the wrapping strip tends to yield during the cutting process because of its flexibility. As a result, a clean cut, if this is possible at all, can be realized only with considerable effort.
  • the cavity formed by the axial projection of the wrapping strip is then filled with the pellets or fibers of a flavor carrier or even a catalyst, for which the heat source must be aligned with the adjacent cavity formed by the wrapping strip in a vertical, with an upwardly open cavity so that the pellets or fibers can be filled from the top of the process.
  • this filling operation can be made difficult in unfavorable circumstances if the flexible wrapping strip, e.g. is deformed by kinking, and the cavity is thus not completely accessible from above.
  • the object of the invention is to provide a process, which is improved in terms of process reliability and quality, for producing a first subunit of an HNB smoking article with a rod body and a cavity arranged thereon.
  • a tubular body is arranged and fastened on one of the end sides of the rod body.
  • the advantage of the proposed solution is the fact that the adjacent to the rod body cavity is formed due to the proposed use of the tubular body by a molding which already has the cavity itself.
  • the cavity is not, as known in the art, created only by the attachment of the flexible wrapping strip and the bonding of the edge sides of the wrapping strip, the cavity is here already part of the tubular body and is by attaching the tubular body to the rod body practically in the finished form attached to the rod body.
  • the cavity can be arranged and fastened to the bar body in the form of a substantially better quality and with considerably greater process reliability than was possible with the known production method.
  • the tubular body is a dimensionally stable body with a cavity, which is so stiff in itself that the geometry is at least approximately constant under the transverse forces acting during the manufacturing process.
  • the tubular body may also have a matched to the cross-sectional shape of the rod body cross-sectional geometry, so that after the composition of the rod body and the tubular body results in a first subunit with a uniform, continuous outer geometry.
  • the tubular body can be designed in wall thickness and by the choice of material so that it can be easily connected to the rod body and then cut reliably.
  • the rigidity of the tubular body is chosen so that the cavity remains open in any case, even under the effective lateral process forces upwards, so that it can be reliably filled from above.
  • the tubular body can be cut in a previous step in a predetermined length of a prefabricated pipe, which can be purchased inexpensively as a prefabricated purchased part by the meter.
  • a particularly simple manner of attachment can be realized by the tubular body is attached by means of a glued to the rod body and the tubular body first wrapping strip on the rod body.
  • the wrapping strip comprises both a portion of the bar body and a portion of the tubular body and is glued in the overlapping surfaces with these.
  • the wrapping strip can be glued to the rod body and the tube body after applying a glue paste by a proven rolling process.
  • the first wrapping strip is glued over the entire surface of the tubular body and the rod body. Due to the full-surface bonding a very firm connection with a simultaneously very high positional accuracy of the first wrapping strip to the rod body and the tubular body can be created.
  • the first coating strip is preferably glued only on a surface of at most 30%, preferably from 20% to 30%, of the lateral surface of the heat source.
  • the heat source has a required for their functioning free area to the environment, wherein an adhesion of the wrapper strip in an area of 20% to 30% of the lateral surface is still sufficient for a secure attachment of the wrapper strip and thereby held tubular body.
  • the pipe body is coated on the inside with a metallic and / or organic coating before being fastened to the rod body.
  • the proposed coatings serve to prevent gas passage or passage of liquids through the tube body. Since this passage is to be prevented even at very high temperatures, it is further proposed that the coating is stable up to a temperature of at least 350 degrees Celsius.
  • the method can be further improved in terms of increasing the production capacity by a double-length tubular body between two rod bodies arranged and connected to these and then cut centrally.
  • two first subunits can each consist of one rod body and a pipe body in a single joining step with a subsequent cutting operation.
  • the tubular body with the two rod bodies are particularly easily connected by the double-length tubular body is connected in a single step before cutting a double-width wrapping strip with the two rod bodies.
  • the double-width, wetted with Leimmasse wrapping strip is rolled around in a single rolling process to the double-length tube body and in each case an annular bearing surface of the rod body and thereby glued to them.
  • the method can be further simplified by the double-length tubular body is cut with a horizontally oriented longitudinal axis, and the two thus formed first subunits from each rod body with a tubular body held thereafter rotated in a vertical orientation with an upwardly open cavity of the tubular body become.
  • the horizontally aligned double-length tube body is coaxial between the two rod bodies, ie the double-length tube body is inserted in horizontal alignment between the rod body, or the rod body are externally coaxially applied to the horizontally oriented double-length tubular body, which is very simple to implement process technology.
  • the double-length tubular body is then cut centrally, for example, by being guided past a blade of a stationary knife in a proven drum-conveying process.
  • the rod body and the tubular body are connected to each other with horizontally oriented longitudinal axes to the first subunit, and then the first subunit is rotated so far that the longitudinal axes of the rod body and the tubular body aligned vertically and the tubular body with upwardly open cavity over the rod body is arranged, and the cavity is then filled from above with a filling material.
  • the proposed further development allows the filling material, in this case the pellets or fibers of the filling material, to be filled particularly easily into the cavities, the dimensional stability of the tubular bodies ensuring that the cavities are freely accessible from above. Furthermore, the filling process can be further improved due to the dimensional stability of the tubular body, since the tubular body forms a dimensionally stable cavity for receiving the filling material, which retains its shape even when an exertion of transverse forces. Thereby, the filling material can e.g. also be filled automatically with a certain pressure. In addition, the cavity is not compressed even if the tubular body laterally comes to rest on a mating surface of the manufacturing plant.
  • the tubular body is formed of cellulose.
  • the tubular body can be formed for example from a cardboard with a wall thickness of 0.1 to 0.3 mm.
  • the use of cellulose is also advantageous in terms of environmental compatibility and manufacturing costs, since cellulose is a very favorable, but sufficient for the requirements set here material.
  • the HNB smoking article 1 is composed of several subunits 2, 3, 4 and 5, or segments, which are held together by three wrapping strips 6, 7 and 8.
  • the first subunit 2 is here formed by a rod body 9 with an adjacent tubular body 10, which are connected to each other via the first wrapping strip 6.
  • the second subunit 3 is a tobacco rod filled with tobacco fibers 15, the third subunit 4 is a filter filled with filter material 16 and the fourth subunit 5 is finally a mouthpiece which is formed by a tube piece 18 with a cavity 17.
  • the second subunit 3 is connected to the first subunit 2 via the second enveloping strip 7 and the third subunit 4 is connected to the second subunit 3 via the third enveloping strip 8 together with the fourth subunit 5.
  • the rod body 9 of the first subunit 2 is here formed by a heat source, which comprises a heat-generating, combustible core 12, such as activated carbon, and an insulating layer 11.
  • heat sources can be used in addition to the activated carbon also electrically activated heat sources or heat sources with a different fuel than activated carbon.
  • the rod body 9 is adjoined by the tubular body 10 fastened thereto, which has a cavity 14 and is formed by a thin tubular wall 13 made of cellulose with a preferred wall thickness of 0.1 to 0.3 mm.
  • a loose amount of cellulose-based propylene glycol-impregnated pellets 19 which serve to affect the taste and / or the reduction of constituents in the hot gases generated by the heat source.
  • the tubular body 10 has such a dimensional stability that the cavity 14 is not changed in shape even under the transverse forces acting during the manufacturing process.
  • the adjoining the rod body 9 cavity 14 is thus practically pre-fixed by the tubular body 10 and is practically attached to the rod body 9 by the connection of the tubular body 10 to the rod body 9 by the manufacturing method described below.
  • the consumer thereby activates the HNB smoking article 1 by igniting the combustible core 12 of the heat source and drawing it on the mouthpiece, in this case the fourth subunit 5, as on a conventional cigarette.
  • the sucked air stream then flows from the heat source through the arranged in the cavity 14 of the tubular body 10 pellets 19 on through the tobacco fibers 15 of the tobacco rod and guest while the essential constituents of the tobacco fibers 15.
  • This hot gas stream enriched by the essential constituents of the tobacco fibers 15 then continues to flow through the filter material 16 and the cavity 17 of the mouthpiece and is then inhaled by the consumer. In this case, the air flow in the filter material 16 and in the path of the cavity 17 is cooled down. If the cooling is not sufficient, of course, further cooling sections can be provided with and without cooling material.
  • the invention relates to the method for producing the first subunit 2 with the rod body 9, formed by the heat source, and the adjacent cavity 14, which will be described below with reference to FIGS Fig. 2 will be described in more detail.
  • a double-length rod body 20 is fed and cut centrally into two individual rod body 9 simple length. Subsequently, the two rod body 9 are pulled apart and inserted a double-length tubular body 21 between the rod body 9, as in the upper representations of Fig. 2 can be seen.
  • the double-length tubular body 21 can be cut in previous processing steps of pieces of pipe of a multiple length, then staggered and strung by air pressure to a sequence of double-length, identically aligned tubular bodies 21 with parallel longitudinal axes in a row, the width of the strip corresponds to the length of the double-length tubular body 21 ,
  • the double-length tubular body 21 are first staggered after cutting and then pushed together by air pressure to the strip in the identical orientation.
  • the pushing together can also be done mechanically via a counter surface.
  • the pushing together By means of air pressure but is advantageous in that thereby the load on the double-length tubular body 21 is as low as possible, and it is also possible to move the double-length tubular body 21 to further reduce the burden on a kind of air cushion.
  • a double-wide first wrapping strip 22 is fed, which is preferably wetted over the entire area with a glue and is wound in a rolling process to the double-length tubular body 21 and about 20 to 30% of the adjacent annular lateral surfaces of the rod body 9, whereby the Double-length tubular body 21 is connected to the two rod bodies 9 arranged on the end faces.
  • the assembly thus created is cut through a central section through the double-length tubular body 21 into two first subunits 2 each consisting of a rod body 9 and a single-length tubular body 10, which are each interconnected by a first wrapping strip 6 simple width.
  • the section through the double-length tubular body 21 takes place in a horizontal orientation of the double-length tubular body 21, which has the advantage that the rod body 9 and the double-length tubular body 21 are transported on a lateral surface of a transport drum with a horizontal axis of rotation, whereby a cut with a particularly high cut quality can be achieved. Further, the cut quality is improved by forming the cavity 14 for receiving the pellets 19 by the dimensionally stable double-length tubular body 21, which is then fixed to the rod body 9 by the double-width wrapping strip 22.
  • the dimensionally stable, double-length tubular body 21 provides the cutting blade due to its dimensional stability such a high resistance that he during the cutting process not deformed. As a result, the cutting blade cuts through the double-length tubular body 21 in a clean and vertical cut with a high quality of cut.
  • the two first subunits 2 are rotated in an orientation in which their longitudinal axes are aligned vertically, and in which the two cavities 14 are open at the top by the tubular body 10 via the rod bodies 9 are arranged, as in the lower representations of Fig. 2 can be seen.
  • the pellets 19 are filled from above into the cavities 14.
  • the process for producing the first subunits 2 is thus completed.
  • the second subunit 3 in this case the tobacco rod, is then attached coaxially from above and connected to the first subunit 2 by means of the second wrapping strip 7.
  • the third subunit 4 and the fourth subunit 5 are also successively coaxially attached and connected via the third wrapping strip 8 to the second subunit 3.
  • the proposed manufacturing method of the first subunit 2 also has advantages for other subunits or segments of the HNB smoking article 1, provided that adjacent cavities must be provided thereon.
  • the cavities themselves are thereby dimensionally stabilized, so that the fixation of the subunits by means of the wrapping strips is simplified.
  • a dimensionally stable contact surface for bonding the wrapping strip is created by the tubular body 10.
  • the subunits are each assembled with vertically oriented longitudinal axes, so that the tubular body 10 in this case also serves as a spacer for the adjoining adjacent subunit.
  • a further advantage of the invention can be seen in the fact that the first subunit 2 can also be produced and temporarily stored in a prefabrication process. If activated carbon is used as a heat source, the cutting of the rod body 9 immediately after strand production makes sense, since the activated carbon can still be cut well in this state before it hardens by cooling.
  • the first subunits 2 can be stored intermediately both after and before cutting the double-length tubular body 21.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer ersten Untereinheit eines HNB-Rauchartikels mit einem Stabkörper und einem daran angeordneten Hohlraum mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1, eine Untereinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 9 und einen HNB-Rauchartikel nach Anspruch 14.
  • HNB-Rauchartikel basieren auf einem grundsätzlich anderen Prinzip der Freisetzung ätherischer Bestandteile des Tabaks als herkömmliche Rauchartikel, bei denen die Bestandteile durch Abbrennen des Tabaks freigesetzt werden. Bei den sogenannten HNB (heat not burn)-Rauchartikeln werden die Bestandteile des Tabaks stattdessen durch das Durchströmen des Tabaks mit heißen Gasen und/oder das Erwärmen des Tabaks freigesetzt, so dass die bisher zwangsweise bei der Verbrennung des Tabaks freigesetzten Rauchbestandteile zumindest erheblich verringert oder sogar gänzlich vermieden werden können. Dazu ist in dem HNB-Rauchartikel eine Wärmequelle vorgesehen, welche an der von dem Mundstück abgewandten Seite des HNB-Rauchartikels, also in Bezug zu dem Tabak stromaufwärts der Zugrichtung, angeordnet ist, so dass die von der Wärmequelle erhitzten Gase durch den Tabak strömen und den Tabak erwärmen und die ätherischen Bestandteile dabei aus dem Tabak herauslösen. Der Tabak kann auch direkt von der Wärmequelle erwärmt werden.
  • Die HNB-Rauchartikel sind aus mehreren Untereinheiten oder auch Segmenten zusammengesetzt, welche durch einen oder mehrere Umhüllungsstreifen zusammengehalten werden. Neben den oben beschriebenen Segmenten der Wärmequelle und des Tabaksegmentes ist zwischen der Wärmequelle und dem Tabaksegment ein Hohlraum vorgesehen, welcher mit einem Geschmacksstoff oder Katalysator in Form von losen Pellets oder Fasern gefüllt ist. Die von der Wärmequelle erzeugten heißen Gase durchströmen dann den Geschmacksstoff oder den Katalysator bevor sie durch den Tabak strömen, so dass die von der Wärmequelle einströmenden heißen Gase im Sinne eines verbesserten Geschmacks oder auch zur Reduktion gesundheitsschädlicher Bestandteile positiv beeinflusst werden können. Ferner müssen die von der Wärmequelle erwärmten Gase oder die direkte Erwärmung des Tabaks durch die Wärmequelle zur Ausgasung der Bestandteile aus dem Tabak eine vergleichsweise hohe Temperatur herbeiführen, so dass zusätzlich stromabwärts zu dem Tabak eine Kühlstrecke vorgesehen sein kann, in der die aus dem Tabak austretenden Gase anschließend gekühlt werden, damit sich der Konsument beim Rauchen nicht den Mund verbrennt.
  • Solche HNB-Rauchartikel sind grundsätzlich aus den Druckschriften US 2011/0041861 A1 , US 2004/0173229 A1 und EP 2 777 408 A1 bekannt.
  • Dabei ist es aus der EP 2 777 408 A1 insbesondere bekannt, den Hohlraum dadurch zu bilden, indem ein biegsamer Umhüllungsstreifen um die Wärmequelle gewickelt und mit einem axial gerichteten Überstand an die stabförmige Wärmequelle angeklebt wird. Der Umhüllungsstreifen wird dazu mit einer L-förmigen Leimnaht versehen und mit einem Schenkel der L-förmigen Leimnaht an die stabförmige Wärmequelle angeklebt und mit den beiden freien, zur Überlappung gelangenden Rändern über den anderen Schenkel der L-förmigen Leimnaht zu einer zylindrischen Form verklebt. Der axiale Überstand des Umhüllungsstreifens bildet dann anschließend einen zylindrischen, zu einer Stirnseite der ersten Untereinheit offenen Hohlraum.
  • Nachteilig bei dieser Lösung ist es, dass der Umhüllungsstreifen in einem ersten Schritt mit der L-förmigen Leimnaht punktuell an die Wärmequelle angeklebt wird, so dass der Umhüllungsstreifen bei einem Schrägzug und einer dadurch bedingten schrägen Ausrichtung entsprechend schief an die Wärmequelle angeklebt wird. Ferner muss der Umhüllungsstreifen entsprechend biegsam sein, damit er um die Wärmequelle herumgewickelt werden kann, was aber für einen sich anschließenden Schnittvorgang nachteilig ist, da der Umhüllungsstreifen aufgrund seiner Biegsamkeit dazu tendiert, während des Schnittvorganges nachzugeben. Dadurch kann ein sauberer Schnitt, wenn dies überhaupt möglich ist, nur mit einem erheblichen Aufwand verwirklicht werden. Ferner wird der durch den axialen Überstand des Umhüllungsstreifens gebildete Hohlraum anschließend mit den Pellets oder Fasern eines Geschmacksträgers oder auch eines Katalysators gefüllt, wozu die Wärmequelle mit dem angrenzenden, durch den Umhüllungsstreifen gebildeten Hohlraum in einer senkrechten, mit einem nach oben geöffneten Hohlraum ausgerichtet werden muss, damit die Pellets oder Fasern prozessgünstig von oben eingefüllt werden können. Dieser Einfüllvorgang kann aber unter ungünstigen Umständen dadurch erschwert werden, wenn der biegsame Umhüllungsstreifen z.B. durch Knickstellen verformt ist, und der Hohlraum dadurch nicht vollständig frei von oben zugänglich ist.
  • In der nachveröffentlichten Druckschrift WO 2016/088064 A1 ist ferner ein Verfahren zur Herstellung einer ersten Untereinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 beschrieben.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein hinsichtlich der Prozesssicherheit und der Qualität verbessertes Verfahren zur Herstellung einer ersten Untereinheit eines HNB-Rauchartikels mit einem Stabkörper und einem daran angeordneten Hohlraum zu schaffen.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren mit den Verfahrensschritten des Anspruchs 1, eine Untereinheit mit den Merkmalen von Anspruch 9 und ein HNB-Rauchartikel mit den Merkmalen von Anspruch 14 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Weiterentwicklungen des Verfahrens sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
  • Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, dass an einer der Stirnseiten des Stabkörpers ein Rohrkörper angeordnet und befestigt wird. Der Vorteil der vorgeschlagenen Lösung ist darin zu sehen, dass der an den Stabkörper angrenzende Hohlraum aufgrund der vorgeschlagenen Verwendung des Rohrkörpers durch ein Formteil gebildet wird, welches bereits selbst den Hohlraum aufweist. Dadurch wird der Hohlraum nicht, wie im Stand der Technik bekannt, erst durch die Befestigung des biegsamen Umhüllungsstreifens und der Verklebung der Randseiten des Umhüllungsstreifens geschaffen, der Hohlraum ist hier bereits Teil des Rohrkörpers und wird durch die Befestigung des Rohrkörpers an dem Stabkörper praktisch in der fertigen Form an den Stabkörper angesetzt. Der Hohlraum kann dadurch in der Form qualitativ wesentlich besser und erheblich prozesssicherer an dem Stabkörper angeordnet und befestigt werden, als dies mit dem bekannten Herstellungsverfahren möglich war. Dabei kann die Form und Größe des Hohlraumes gezielt durch die Bemessung des Hohlraumes des an dem Stabkörper angeordneten und befestigten Rohrkörpers erfolgen. Der Rohrkörper ist dabei ein formstabiler Körper mit einem Hohlraum, welcher in sich so steif ist, dass die Geometrie unter den während des Herstellungsverfahrens einwirkenden Querkräften zumindest annähernd konstant ist. Dabei kann der Rohrkörper außerdem eine an die Querschnittsform des Stabkörpers angepasste Querschnittsgeometrie aufweisen, so dass sich nach der Zusammensetzung des Stabkörpers und des Rohrkörpers eine erste Untereinheit mit einer einheitlichen, durchgehenden Außengeometrie ergibt. Der Rohrkörper kann dabei in der Wandstärke und durch die Wahl des Werkstoffs so ausgelegt werden, dass er besonders einfach mit dem Stabkörper verbunden und anschließend prozesssicher geschnitten werden kann. Außerdem ist die Steifigkeit des Rohrkörpers so gewählt, dass der Hohlraum in jedem Fall auch unter den wirkenden seitlichen Prozesskräften nach oben geöffnet bleibt, so dass er prozesssicher von oben befüllt werden kann. Die Rohrkörper können dabei in einem vorangegangenen Arbeitsschritt in einer vorbestimmten Länge von einem vorgefertigten Rohr abgeschnitten werden, welches als vorgefertigtes Zukaufteil als Meterware kostengünstig eingekauft werden kann.
  • Eine besonders einfache Art der Befestigung kann dadurch verwirklicht werden, indem der Rohrkörper mittels eines an dem Stabkörper und an dem Rohrkörper verklebten ersten Umhüllungsstreifens an dem Stabkörper befestigt wird. Der Umhüllungsstreifen umfasst dabei sowohl einen Abschnitt des Stabkörpers als auch einen Abschnitt des Rohrkörpers und ist in den überlappenden Flächen mit diesen verklebt. Der Umhüllungsstreifen kann dabei nach dem Auftrag einer Leimmasse durch ein bewährtes Rollverfahren mit dem Stabkörper und dem Rohrkörper verklebt werden.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass der erste Umhüllungsstreifen vollflächig mit dem Rohrkörper und dem Stabkörper verklebt wird. Durch das vollflächige Verkleben kann eine sehr feste Verbindung mit einer gleichzeitig sehr hohen Lagegenauigkeit des ersten Umhüllungsstreifens zu dem Stabkörper und dem Rohrkörper geschaffen werden.
  • Sofern der Stabkörper eine Wärmequelle ist, wird der erste Umhüllungsstreifen bevorzugt nur auf einer Oberfläche von maximal 30 %, bevorzugt von 20 % bis 30 %, der Mantelfläche der Wärmequelle verklebt. Dadurch weist die Wärmequelle eine für ihre Funktionsfähigkeit erforderliche freie Fläche zur Umgebung auf, wobei eine Verklebung des Umhüllungsstreifens in einer Fläche von 20 % bis 30 % der Mantelfläche noch ausreichend für eine sichere Befestigung des Umhüllungsstreifens und des dadurch gehaltenen Rohrkörpers ist.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass der Rohrkörper vor der Befestigung an dem Stabkörper an der Innenseite mit einer metallischen und/oder organischen Beschichtung beschichtet wird. Die vorgeschlagenen Beschichtungen dienen dazu, einen Gasdurchtritt oder einen Durchtritt von Flüssigkeiten durch den Rohrkörper zu verhindern. Da dieser Durchtritt auch bei sehr hohen Temperaturen verhindert werden soll, wird weiter vorgeschlagen, dass die Beschichtung bis zu einer Temperatur von wenigstens 350 Grad Celsius stabil ist.
  • Das Verfahren kann im Sinne der Steigerung der Produktionskapazität weiter verbessert werden, indem ein doppeltlanger Rohrkörper zwischen zwei Stabkörpern angeordnet und mit diesen verbunden und anschließend mittig geschnitten wird. Dadurch können zwei erste Untereinheiten aus jeweils einem Stabkörper und einem Rohrkörper in einem einzigen Verbindungsschritt mit einem anschließenden Schnittvorgang hergestellt werden.
  • Dabei kann der Rohrkörper mit den beiden Stabkörpern besonders einfach verbunden werden, indem der doppeltlange Rohrkörper in einem einzigen Arbeitsschritt vor dem Schneiden über einen doppeltbreiten Umhüllungsstreifen mit den beiden Stabkörpern verbunden wird. Der doppeltbreite, mit Leimmasse benetzte Umhüllungsstreifen wird in einem einzigen Rollvorgang um den doppeltlangen Rohrkörper und jeweils eine ringförmige Anlagefläche der Stabkörper herumgerollt und dabei mit diesen verklebt.
  • Dabei kann das Verfahren weiter vereinfacht werden, indem der doppeltlange Rohrkörper mit einer horizontal ausgerichteten Längsachse geschnitten wird, und die beiden dadurch gebildeten ersten Untereinheiten aus jeweils einem Stabkörper mit einem daran gehaltenen Rohrkörper anschließend in eine vertikale Ausrichtung mit einem nach oben geöffneten Hohlraum des Rohrkörpers verdreht werden. Der horizontal ausgerichtete doppeltlange Rohrkörper befindet sich koaxial zwischen den beiden Stabkörpern, d.h. der doppeltlange Rohrkörper wird in horizontaler Ausrichtung zwischen die Stabkörper eingelegt, oder die Stabkörper werden außen koaxial an den horizontal ausgerichteten doppeltlangen Rohrkörper angelegt, was prozesstechnisch sehr einfach zu realisieren ist. Nach der Befestigung des doppeltlangen Rohrkörpers mit den beiden an den Stirnseiten angeordneten Stabkörpern wird der doppeltlange Rohrkörper dann mittig geschnitten, indem er z.B. in einem bewährten Trommelförderprozess an einer Klinge eines ortsfesten Messers vorbeigeführt wird.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass der Stabkörper und der Rohrkörper mit horizontal ausgerichteten Längsachsen zu der ersten Untereinheit miteinander verbunden werden, und die erste Untereinheit anschließend soweit verdreht wird, dass die Längsachsen des Stabkörpers und des Rohrkörpers senkrecht ausgerichtet und der Rohrkörper mit nach oben geöffnetem Hohlraum über dem Stabkörper angeordnet ist, und der Hohlraum anschließend von oben mit einem Füllmaterial gefüllt wird.
  • Durch die vorgeschlagene Weiterentwicklung kann das Füllmaterial, in diesem Fall die Pellets oder Fasern des Füllwerkstoffs, besonders einfach in die Hohlräume eingefüllt werden, wobei durch die Formstabilität der Rohrkörper sichergestellt ist, dass die Hohlräume von oben frei zugänglich sind. Ferner kann der Füllvorgang aufgrund der Formstabilität des Rohrkörpers weiter verbessert werden, da der Rohrkörper einen formstabilen Hohlraum zur Aufnahme des Füllmaterials bildet, welcher auch bei einer Ausübung von Querkräften seine Form beibehält. Dadurch kann das Füllmaterial z.B. auch automatisiert mit einem bestimmten Druck eingefüllt werden. Außerdem wird der Hohlraum auch dann nicht zusammengedrückt, wenn der Rohrkörper seitlich zur Anlage an einer Gegenfläche der Herstellanlage gelangt.
  • Besonders günstig hinsichtlich der Formstabilität und der Schnitteigenschaften ist es, wenn der Rohrkörper aus Cellulose gebildet ist. Der Rohrkörper kann dazu z.B. aus einer Pappe mit einer Wandstärke von 0,1 bis 0,3 mm gebildet sein. Dabei ist die Verwendung von Cellulose außerdem vorteilhaft hinsichtlich der Umweltverträglichkeit und der Herstellungskosten, da Cellulose ein sehr günstiger, aber für die hier gestellten Anforderungen ausreichender Werkstoff ist.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt
    • Fig. 1:
    einen HNB-Rauchartikel mit verschiedenen Untereinheiten; und
    Fig. 2:
    einen erfindungsgemäßen Verfahrensablauf zur Herstellung einer Untereinheit mit einem Stabkörper und einem Rohrkörper des HNB-Rauchartikels.
  • In der Fig. 1 ist ein HNB(heat not burn)-Rauchartikel 1 in Form einer Zigarette zu erkennen. Der HNB-Rauchartikel 1 ist aus mehreren Untereinheiten 2, 3, 4 und 5 oder auch Segmenten zusammengesetzt, welche durch drei Umhüllungsstreifen 6, 7 und 8 zusammengehalten werden. Die erste Untereinheit 2 ist hier durch einen Stabkörper 9 mit einem angrenzenden Rohrkörper 10 gebildet, welche über den ersten Umhüllungsstreifen 6 miteinander verbunden sind. Die zweite Untereinheit 3 ist ein mit Tabakfasern 15 gefüllter Tabakstock, die dritte Untereinheit 4 ist ein mit Filtermaterial 16 gefüllter Filter und die vierte Untereinheit 5 ist schließlich ein Mundstück, welches durch ein Rohrstück 18 mit einem Hohlraum 17 gebildet ist. Die zweite Untereinheit 3 ist über den zweiten Umhüllungsstreifen 7 mit der ersten Untereinheit 2 und die dritte Untereinheit 4 ist zusammen mit der vierten Untereinheit 5 über den dritten Umhüllungsstreifen 8 mit der zweiten Untereinheit 3 verbunden. Damit ergibt sich insgesamt ein formstabiler, stabförmiger HNB-Rauchartikel 1 mit einer kreisförmigen Querschnittsfläche. Der Stabkörper 9 der ersten Untereinheit 2 ist hier durch eine Wärmequelle gebildet, welche einen wärmeerzeugenden, brennbaren Kern 12, wie z.B. Aktivkohle, und eine Isolierschicht 11 umfasst. Als Wärmequellen können neben der Aktivkohle auch alternativ elektrisch aktivierte Wärmequellen oder Wärmequellen mit einem anderen Brennstoff als Aktivkohle dienen.
  • An den Stabkörper 9 schließt sich erfindungsgemäß der daran befestigte Rohrkörper 10 an, welcher einen Hohlraum 14 aufweist und durch eine dünne rohrförmige Wandung 13 aus Cellulose mit einer bevorzugten Wandstärke von 0,1 bis 0,3 mm gebildet ist. In dem Hohlraum 14 des Rohrkörpers 10 ist eine lose Menge aus Cellulose basierten, mit Propylenglykol getränkten Pellets 19 vorgesehen, welche der Geschmacksbeeinflussung und/oder der Reduktion von Bestandteilen in den von der Wärmequelle erzeugten heißen Gase dienen. Der Rohrkörper 10 weist eine derartige Formstabilität auf, dass der Hohlraum 14 in seiner Form auch unter den wirkenden Querkräften während des Herstellungsverfahrens nicht verändert wird. Der an den Stabkörper 9 angrenzende Hohlraum 14 ist damit durch den Rohrkörper 10 praktisch vorfixiert und wird durch die Verbindung des Rohrkörpers 10 an den Stabkörper 9 durch das nachfolgend noch beschriebene Herstellungsverfahren praktisch an den Stabkörper 9 angesetzt.
  • Der Konsument aktiviert den HNB-Rauchartikel 1 dadurch, indem er den brennbaren Kern 12 der Wärmequelle entzündet und wie an einer herkömmlichen Zigarette an dem Mundstück, in diesem Fall der vierten Untereinheit 5, zieht. Der angesaugte Luftstrom strömt dann ausgehend von der Wärmequelle durch die in dem Hohlraum 14 des Rohrkörpers 10 angeordneten Pellets 19 weiter durch die Tabakfasern 15 des Tabakstockes und gast dabei die ätherischen Bestandteile der Tabakfasern 15 aus. Dieser durch die ätherischen Bestandteile der Tabakfasern 15 angereicherte heiße Gasstrom strömt dann weiter durch das Filtermaterial 16 und den Hohlraum 17 des Mundstückes und wird dann von dem Konsumenten eingeatmet. Dabei wird der Luftstrom in dem Filtermaterial 16 und in der Wegstrecke des Hohlraumes 17 heruntergekühlt. Sofern die Kühlung nicht ausreichend ist, können selbstverständlich weitere Kühlstrecken mit und ohne Kühlmaterial vorgesehen werden.
  • Die Erfindung betrifft das Verfahren zur Herstellung der ersten Untereinheit 2 mit dem Stabkörper 9, gebildet durch die Wärmequelle, und dem angrenzenden Hohlraum 14, welches nachfolgend anhand der Fig. 2 näher beschrieben wird.
  • In einem ersten Schritt wird ein doppeltlanger Stabkörper 20 zugeführt und mittig in zwei einzelne Stabkörper 9 einfacher Länge geschnitten. Anschließend werden die beiden Stabkörper 9 auseinandergezogen und ein doppeltlanger Rohrkörper 21 zwischen die Stabkörper 9 eingelegt, wie in den oberen Darstellungen der Fig. 2 zu erkennen ist. Die doppeltlangen Rohrkörper 21 können in vorangegangenen Verarbeitungsschritten aus Rohrstücken einer vielfachen Länge geschnitten, anschließend gestaffelt und mittels Luftdruck zu einer Abfolge von doppeltlangen, identisch ausgerichteten Rohrkörpern 21 mit parallel ausgerichteten Längsachsen hintereinander aufgereiht werden, wobei die Breite des Streifens der Länge der doppeltlangen Rohrkörper 21 entspricht. Dazu werden die doppeltlangen Rohrkörper 21 nach dem Schneiden zunächst gestaffelt und dann mittels Luftdruck zu dem Streifen in die identische Ausrichtung zusammengeschoben. Das Zusammenschieben kann aber auch mechanisch über eine Gegenfläche erfolgen. Das Zusammenschieben mittels Luftdruck ist aber insofern vorteilhaft, da dadurch die Belastung der doppeltlangen Rohrkörper 21 möglichst gering ist, wobei es dabei außerdem möglich ist, die doppeltlangen Rohrkörper 21 zur weiteren Verringerung der Belastung auf einer Art Luftkissen zu verschieben.
  • In einem nächsten Schritt wird ein doppeltbreiter erster Umhüllungsstreifen 22 zugeführt, welcher bevorzugt vollflächig mit einem Leim benetzt ist und in einem Rollverfahren um den doppeltlangen Rohrkörper 21 und um ca. 20 bis 30 % der angrenzenden, ringförmigen Mantelflächen der Stabkörper 9 herumgewickelt wird, wodurch der doppeltlange Rohrkörper 21 mit den beiden an den Stirnseiten angeordneten Stabkörpern 9 verbunden wird. In einem nächsten Schritt wird die so geschaffene Baugruppe durch einen mittigen Schnitt durch den doppeltlangen Rohrkörper 21 in zwei erste Untereinheiten 2 aus jeweils einem Stabkörper 9 und einem einfachlangen Rohrkörper 10 geschnitten, welche jeweils durch einen ersten Umhüllungsstreifen 6 einfacher Breite miteinander verbunden sind. Der Schnitt durch den doppeltlangen Rohrkörper 21 erfolgt in einer horizontalen Ausrichtung des doppeltlangen Rohrkörpers 21, was den Vorteil aufweist, dass die Stabkörper 9 und der doppeltlange Rohrkörper 21 dabei auf einer Mantelfläche einer Transporttrommel mit einer horizontalen Drehachse transportiert werden, wodurch ein Schnitt mit einer besonders hohen Schnittqualität erzielt werden kann. Ferner wird die Schnittqualität dadurch verbessert, indem der Hohlraum 14 zur Aufnahme der Pellets 19 durch den formstabilen doppeltlangen Rohrkörper 21 gebildet wird, welcher dann durch den doppeltbreiten Umhüllungsstreifen 22 an dem Stabkörper 9 befestigt wird. Der formstabile, doppeltlange Rohrkörper 21 setzt dem Schneidmesser aufgrund seiner Formstabilität einen so hohen Widerstand entgegen, dass er sich während des Schnittvorganges nicht verformt. Dadurch schneidet das Schneidmesser in einem sauberen und senkrechten Schnitt mit einer hohen Schnittqualität durch den doppeltlangen Rohrkörper 21.
  • Zur Befüllung der Hohlräume 14 der beiden so geschaffenen Rohrkörper 10 einfacher Länge werden die beiden ersten Untereinheiten 2 in eine Ausrichtung verdreht, in der ihre Längsachsen senkrecht ausgerichtet sind, und in der die beiden Hohlräume 14 nach oben hin offen sind, indem die Rohrkörper 10 über den Stabkörpern 9 angeordnet sind, wie in den unteren Darstellungen der Fig. 2 zu erkennen ist.
  • Anschließend werden die Pellets 19 von oben in die Hohlräume 14 eingefüllt. Das Verfahren zur Herstellung der ersten Untereinheiten 2 ist damit abgeschlossen. In einem nächsten Schritt wird dann jeweils die zweite Untereinheit 3, in diesem Fall der Tabakstock, koaxial von oben angesetzt und mittels des zweiten Umhüllungsstreifens 7 mit der ersten Untereinheit 2 verbunden. Anschließend werden die dritte Untereinheit 4 und die vierte Untereinheit 5 nacheinander ebenfalls koaxial angesetzt und über den dritten Umhüllungsstreifen 8 mit der zweiten Untereinheit 3 verbunden.
  • Das Verfahren wurde zur Herstellung der ersten Untereinheit 2 mit der Wärmequelle beschrieben, es wäre jedoch ebenso möglich, auch die dritte Untereinheit 4 mit der vierten Untereinheit 5 in demselben Herstellungsverfahren als Baugruppe zu fixieren, wobei in diesem Fall eine Befüllung des Hohlraumes 17 in dem Mundstück entfallen würde.
  • Ferner weist das vorgeschlagene Herstellungsverfahren der ersten Untereinheit 2 auch für andere Untereinheiten oder Segmente des HNB-Rauchartikels 1 Vorteile auf, sofern an diesen angrenzende Hohlräume vorgesehen werden müssen. Erstens werden die Hohlräume aufgrund der Verwendung der vorgeschlagenen Rohrkörper 10 dadurch selbst formstabilisiert, so dass die Fixierung der Untereinheiten mittels der Umhüllungsstreifen vereinfacht wird. Insbesondere wird durch den Rohrkörper 10 eine formstabile Anlagefläche zur Verklebung des Umhüllungsstreifens geschaffen. Ferner werden die Untereinheiten jeweils mit senkrecht ausgerichteten Längsachsen zusammengesetzt, so dass der Rohrkörper 10 in diesem Fall auch als Abstandshalter für die aufzusetzende angrenzende Untereinheit dient.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass die erste Untereinheit 2 auch in einem Vorfertigungsprozess hergestellt und zwischengelagert werden kann. Sofern Aktivkohle als Wärmequelle verwendet wird, ist das Schneiden der Stabkörper 9 unmittelbar nach der Strangherstellung sinnvoll, da die Aktivkohle in diesem Zustand noch gut geschnitten werden kann, bevor sie durch Erkaltung aushärtet. Die ersten Untereinheiten 2 können dabei sowohl nach als auch vor dem Schneiden des doppeltlangen Rohrkörpers 21 zwischengelagert werden.

Claims (14)

  1. Verfahren zur Herstellung einer ersten Untereinheit (2) eines HNB-Rauchartikels (1) mit einem Stabkörper (9) und einem daran angeordneten Hohlraum (14), wobei
    - an einer der Stirnseiten des Stabkörpers (9) ein Rohrkörper (10) angeordnet und befestigt wird, wobei
    - ein doppeltlanger Rohrkörper (21) zwischen zwei Stabkörpern (9) angeordnet und mit diesen verbunden und anschließend mittig geschnitten wird, wobei
    - der Rohrkörper (10) mittels eines an dem Stabkörper (9) und an dem Rohrkörper (10) verklebten ersten Umhüllungsstreifens (6) an dem Stabkörper (9) befestigt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - der doppeltlange Rohrkörper (21) mit einer horizontal ausgerichteten Längsachse mittig geschnitten wird, und
    - die beiden dadurch gebildeten ersten Untereinheiten (2) aus jeweils einem Stabkörper (9) mit einem daran gehaltenen Rohrkörper (10) anschließend in eine vertikale Ausrichtung mit jeweils einem nach oben geöffneten Hohlraum (14) der Rohrkörper (10) verdreht werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der erste Umhüllungsstreifen (6) vollflächig mit dem Rohrkörper (10) und dem Stabkörper (9) verklebt wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Stabkörper (9) eine Wärmequelle ist, und
    - der erste Umhüllungsstreifen (6) auf einer Oberfläche von maximal 30 %, bevorzugt von 20 % bis 30 %, der Mantelfläche der Wärmequelle verklebt ist.
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Rohrkörper (10) vor der Befestigung an dem Stabkörper (9) an der Innenseite mit einer metallischen und/oder organischen Beschichtung beschichtet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Beschichtung bis zu einer Temperatur von wenigstens 350 Grad Celsius stabil ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Stabkörper (9) und der doppeltlange Rohrkörper (21) vor dem Schneiden durch einen doppeltbreiten Umhüllungsstreifen (22) miteinander verbunden werden.
  7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Stabkörper (9) und der Rohrkörper (10) mit horizontal ausgerichteten Längsachsen zu der ersten Untereinheit (2) miteinander verbunden werden, und
    - die erste Untereinheit (2) anschließend soweit verdreht wird, dass die Längsachsen des Stabkörpers (9) und des Rohrkörpers (10) senkrecht ausgerichtet sind, und der Rohrkörper (10) mit nach oben geöffnetem Hohlraum (14) über dem Stabkörper (9) angeordnet ist, und
    - der Hohlraum (14) anschließend von oben mit einem Füllmaterial gefüllt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Rohrkörper (10) aus Cellulose gebildet ist.
  9. Untereinheit (2) eines HNB-Rauchartikels (1) mit einem Stabkörper (9) und einem daran angeordneten Hohlraum (14), wobei
    - an einer der Stirnseiten des Stabkörpers (9) ein Rohrkörper (10) angeordnet und befestigt ist, und
    - der Rohrkörper (10) mittels eines an dem Stabkörper (9) und an dem Rohrkörper (10) verklebten ersten Umhüllungsstreifens (6) an dem Stabkörper (9) befestigt ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - der erste Umhüllungsstreifen (6) vollflächig mit dem Rohrkörper (10) und dem Stabkörper (9) verklebt ist.
  10. Untereinheit (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Stabkörper (9) eine Wärmequelle ist, und
    - der erste Umhüllungsstreifen (6) auf einer Oberfläche von maximal 30 %, bevorzugt von 20 % bis 30 %, der Mantelfläche der Wärmequelle verklebt ist.
  11. Untereinheit (2) nach einem der Ansprüche 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Rohrkörper (10) vor der Befestigung an dem Stabkörper (9) an der Innenseite mit einer metallischen und/oder organischen Beschichtung beschichtet ist.
  12. Untereinheit (2) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Beschichtung bis zu einer Temperatur von wenigstens 350 Grad Celsius stabil ist.
  13. Untereinheit (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Rohrkörper (10) aus Cellulose gebildet ist.
  14. HNB-Rauchartikel (1) mit einer Untereinheit (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 13.
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