EP3552500A1 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung von stabförmigen tabaksegmenten mit jeweils einem heizstreifen - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur herstellung von stabförmigen tabaksegmenten mit jeweils einem heizstreifen Download PDF

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EP3552500A1
EP3552500A1 EP19165381.5A EP19165381A EP3552500A1 EP 3552500 A1 EP3552500 A1 EP 3552500A1 EP 19165381 A EP19165381 A EP 19165381A EP 3552500 A1 EP3552500 A1 EP 3552500A1
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EP
European Patent Office
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tobacco
strand
weak points
strip
endless
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EP19165381.5A
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Torsten Mörke
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Koerber Technologies GmbH
Original Assignee
Hauni Maschinenbau GmbH
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Publication date
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    • A24C5/00—Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • A24C5/14—Machines of the continuous-rod type
    • A24C5/18—Forming the rod
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
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    • A24C5/14—Machines of the continuous-rod type
    • A24C5/28—Cutting-off the tobacco rod

Definitions

  • the present invention relates to a device for producing rod-shaped tobacco segments, each having a heating strip with the features of the preamble of claim 1 and a method for producing rod-shaped tobacco segments with a heating strip having the features of the preamble of claim 10.
  • Rod-shaped tobacco segments with an inserted heating strip are used in so-called heat-burn products (HNB products) or similar products, which are intended for inhalation by a consumer.
  • HNB products heat-burn products
  • the tobacco segments may additionally contain ethereal or medicinal substances for inhalation.
  • the prefabricated tobacco segments are then assembled in a further processing with other rod-shaped segments such as filter segments, tubular cooling sections, or other taste-affecting segments to produce rod-shaped products and, for example, formfixiert by a wrapping strip.
  • the tobacco segments themselves each comprise a tobacco rod form-fixed by a wrapping strip which may be formed by both loose tobacco fibers and a crimped tobacco sheet.
  • the tobacco foil comprises a carrier material in which the tobacco material is arranged in the form of tobacco particles or tobacco pigments.
  • additional flavor-influencing additives may be present in the tobacco sheet.
  • the tobacco sheet is pre-stamped in a preprocessing process with a plurality of fold lines extending in the longitudinal direction of a subsequent tobacco rod to finished tobacco rod, and then folded together in a strand unit using the pre-embossed bend lines to form an endless strand with a chaotic cross-sectional distribution. Subsequently, the tobacco sheet is placed in the folded state in an endless strand on an endless wrapping strip and then fixed in shape by turning over the wrapping strip and gluing the edges of the wrapping strip. If the tobacco rod is formed by tobacco fibers, the tobacco fibers are placed in a known manner in a strand unit in an endless strand on the wrapping strip and fixed by folding and gluing the edges of the wrapping strip.
  • formfix Being strand this is then cut by a cutter into tobacco segments with a predetermined length.
  • the inductive heating strip in the tobacco segment serves to heat the tobacco in the tobacco segment by a non-contact, external energy source, whereby the aerosols outgas from the tobacco.
  • the consumer then does not inhale the tobacco smoke produced by combustion of the tobacco, but instead inhales only the exiting from the outgassing aerosols from the tobacco.
  • different materials can be used, as far as they are inductively heated. These include z.
  • ferromagnetic metals or alloys or carbon materials with such metallic particles In order for sufficient heat to be generated by the heating strip, it must have a suitable mass, and thus can not be made arbitrarily thin.
  • the heating strip forms a comparison due to its material and the required minimum thickness to the tobacco material dimensionally stable core in the tobacco segment.
  • the present invention seeks to provide an apparatus and a method for producing rod-shaped tobacco segments, each with a heating strip, which allow cost-effective production of the tobacco segments with a high quality cut tobacco segments with a simultaneous reduced wear of the cutting device.
  • the inventive solution is fundamentally based on the principle of inserting an endless SchustMakematerials, since this eliminates the otherwise previously required cutting process, or in other words, the Schustsammlungmaterial is cut in a cut together with the strand of tobacco material, as from the WO 2016/184928 A1 is known.
  • the invention proposes that the endless strip of Schustsammlungmaterials longitudinally arranged regularly weak points, the distances correspond to two adjacent vulnerabilities in the SchustMailmaterial the predetermined length of the tobacco segments, wherein the cutter the tobacco segments of the strand by a Cut in the area of the weak points of SchustMakematerials.
  • the advantage of the proposed solution is the fact that the heating strips can be designed to perform their function with the necessary thickness and mass, while the cutting is made in the preferred trained weak points, which oppose the cutting blades of the cutter cutting resistance lower, so that a cut with an improved cut quality can be realized with a simultaneous reduced wear of the cutting blade.
  • separating points formed by the weak points are preferably formed specifically for separating, which also enable severing of the heating strips when the cutting blades are already slightly worn.
  • the position of the parting planes are indirectly determined by the weak points, since the SchustSubmaterial also preferably ruptures in the weak points or sheared off when the cutting blades do not meet exactly in the weak points.
  • the weak points thus form the preferred separation points of the heating strips, which define by their distances the lengths of the heating strip separated from the SchustMailmaterial or the length of the severed from the strand tobacco segments.
  • the solution according to the invention thus offers the advantage of using a endless Knitendermaterials with a simultaneously reduced cutting resistance and thereby reduced wear of the cutting blade, the heating strips between the vulnerabilities can be deliberately sized with a sufficient thickness and mass to achieve the required heat output.
  • the weak points may be formed by thin spots.
  • the thinnings have a smaller cross-sectional area and can be formed either by diluting the heating strip material in relation to the thickness as well as in relation to the width.
  • the heating strip material may preferably have a thickness of at least 0.05 mm and the thin areas preferably have a thickness of less than 0.025 mm.
  • the weak points can also be formed by cutouts.
  • the cutouts may e.g. be formed by punching or by a perforation, by which the cross-sectional area of the SchustMakematerials is reduced similar to the thin areas. Through the cutouts preferred separation points of the SchustMakematerials be formed, and the cutting resistance of SchustMakematerials is deliberately reduced at these locations.
  • the cross-sectional area of the heating strip material should preferably be reduced by at least half in the region of the weak points through the cutouts and / or the thin areas.
  • the weak points are formed alternatively or additionally by a layer structure which differs from the basic construction of the heating strip material. So it is e.g. It is conceivable to form the heating strip material in the form of individual heating strips, which are connected to one another in the weak points by a layer of another material or by a layer having a different layer composition, wherein the layer or the layer composition in the region of the weak points is deliberately designed such that it has a lower cutting resistance than the EdelstNeillmaterial between the weak points.
  • the dimensioning of the cutouts, the thinnings and / or the layer structure including the choice of material each form parameters by which the reduced cutting resistance in the weak points can be designed, whereby it should be noted in principle that the strip material in the area of weak points still sufficient tensile strength must have for transmitting the necessary to supply the Schustendermaterials tensile forces, so that the supply of the endless SchustMakematerials does not break.
  • the Schustendermaterial has a width of at least 4 mm.
  • the SchustMakematerial can be folded in itself, for example, in a V or a W-shape, extending in the longitudinal direction of the tobacco segment folds, and thus be folded from an even greater width to a smaller diameter, so that it can be arranged in a tobacco segment can, which has a smaller diameter than the width of the Edelstsammlungmaterials.
  • a larger mass of SchwarzstMailmaterials arranged in the tobacco segment On the other hand, the tobacco segment can be heated more uniformly over the cross section, since the heating segment has a larger surface facing the tobacco and further distributed over the cross section of the tobacco segment.
  • a sensor device detecting the weak points is provided, and the cutting device is controlled as a function of the signal of the sensor device.
  • the cutting process can be synchronized with respect to the weak points, so that the heating strip material is reliably cut in the weak points provided for this purpose.
  • the sensor device is specially adapted to detect the weak points, which is e.g. can be realized by an inductive measurement, by an optical measurement.
  • the sensor device can be arranged so that the weak points are detected before the SchustMailmaterial is introduced into the strand or even after it is inserted into the tobacco rod.
  • Both solutions have advantages.
  • a detection of the weak points before insertion into the strand is advantageous insofar as the heating strip material is thus freely accessible so it is very easy to optically detect.
  • it is advantageous to detect the weak points after the insertion of the heating strip material into the strand since the position of the weak points is thereby fixed by the tobacco in the tobacco segment and the probability of a subsequent change is much lower.
  • it can be defined at the same time a sectional plane of the strand and the cutting device are driven accordingly.
  • the sensor device can thereby be arranged closer to the cutting device, so that transport-related Displacements of the strand and / or the SchustMailmaterials have a smaller impact on the accuracy of the position of the cutting planes to the respective vulnerabilities have.
  • a strand forming unit 15 can be seen, which is supplied via a driven format strip 2, an endless strip of a wrapping strip 12 with an endless strip of tobacco material 1 placed thereon.
  • the tobacco material 1 can be applied either in the form of a strip of loose tobacco fibers or even a crimped tobacco sheet, wherein both the tobacco fibers and the crimped tobacco sheet in a preceding Shaping process can be pre-processed to a favorable for the strand formation cross-sectional shape and density.
  • an endless strip of heating strip material 3 is introduced into the tobacco material 1.
  • the endless heating strip material 3 is preferably introduced centrally into the tobacco material 1 at one point.
  • the SchutMapmaterial 3 When using a tobacco foil as tobacco material 1, this is preferably a point at which the tobacco foil is not yet folded completely to the endless strip, the EdelstMailmaterial 3 is introduced practically centrally between the crimped tobacco sheet and before entering the strand forming unit 15 together with this folded to the strip shape.
  • the strand forming unit 15 of the wrapping strip 12 is laterally turned up the tobacco material 1 and inserted BankstMailmaterials 3, applied to an edge with glue and then form-fixed by a complete turning of the edges to form an endless strand 4, which also in the FIG. 5 can be seen.
  • the SchutShinermaterial 3 has at constant intervals to each other vulnerabilities 5.
  • the strip material 3 is prefabricated with the weak points 5 and is introduced into the tobacco material 1 in an endless strip.
  • the continuous strand 4 which is fixed in form in the strand forming unit 15 has both the tobacco material 1 and the strip of heating strip material 3 inserted therein.
  • strip material 3 has weak points 5 in the form of thin spots 16 and is made of a single material.
  • the thin spots 16 have a reduced thickness of 0.05 mm compared with the thickness D1 of the heating strip material 3 Thickness D2 less than 0.025 mm.
  • the heating strip material 3 thus has in the thin areas 16 a reduced by at least half cross-sectional area.
  • the thin spots 16 can be produced, for example, by embossing the heating strip material 3 in a preprocessing step.
  • the cutouts 7 may be punched out of the heating strip material 3 and may alternatively have other shapes.
  • the cutouts 7 are here also preferably dimensioned such that the cross-sectional area of the EdelstMailmaterials 3 is reduced in the weak points 5 with respect to the cross-sectional area of the EdelstMailmaterials between the weak points 5 by at least half.
  • strip material 3 is formed by a plurality of layers and has in the weak points 5 on the layer structure of BankstMailmaterials 3 between the weak points 5 deviating weakened layer structure.
  • the Schustsammlungmaterial 3 is here formed by individual heating strips 6, which are spaced apart and are fixed in the spaced arrangement by a sheath 8.
  • the sheath 8 may be, for example, a cellulose layer, a film or the like.
  • the casing 8 should be as far as thermally conductive or heat-permeable by the choice of the material and / or the dimensioning of the thickness that the heat generated by the heating strips 6 penetrates into the tobacco material 1 and heats the tobacco thereby.
  • the material of the sheath 8 should be chosen so that it does not release any harmful substances when heated. Due to the spacing of the heating strips 6, the heating strip material 3 is formed in the region of the weak points 5 between the heating strips 6 exclusively by the casing 8 and thus has a different weakened layer structure than in the region of the heating strips 6. Furthermore, the heating strip material 3 thus additionally has a reduced cross-sectional area in the region of the weak points 5.
  • the endless strand 4 can be seen after emerging from the strand forming unit 15.
  • the endless strand 4 is transported on the format strip 2 further in the transport direction T and thereby passes a laterally arranged, directed to the endless strand 4 sensor device 10. Subsequently, the endless strand 4 is guided by an abutment 17 with a slot 18 and thereby passes a cutting device 14 with one or more radially projecting cutting blades 13th
  • the sensor device 10 is signal-wise connected to a control device 11, which in turn is signal-technically connected to the cutting device 14.
  • the sensor device 10 is specially designed so that it emits a signal when passing a weak point 5.
  • the signal can either be used directly, or it is alternatively conceivable to generate a corresponding activation signal on the basis of a data evaluation of a parameter detected by the sensor device 10, wherein the underlying parameter and its change on the different mass, the different geometry or due to the different Composition of Schust Shapematerials 3 in the area of weak points 5 can be based.
  • a signal for controlling the cutting device 14 is then generated, taking into account the running time of the strand 4 from the sensor device 10 to the cutting device 14, wherein the signal need not necessarily be generated with respect to each weak point 5. It is also sufficient to detect the distances of the weak points 5 and thereby control the cutting frequency of the cutting device 14.
  • the cutting device 14 is here formed by a rotating knife carrier, which is arranged and aligned so that it passes through the slot 18 of the abutment 17 during rotation with the radially projecting cutting blades 13 and in each case a tobacco segment 9 with a heating strip 6 of the endless strand 4 in a weak point 5 cuts off.

Landscapes

  • Manufacturing Of Cigar And Cigarette Tobacco (AREA)
  • Manufacture Of Tobacco Products (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von stabförmigen Tabaksegmenten (9) mit einem Heizstreifen (6) mit einer Strangformeinheit (15), welcher ein endloser Streifen eines Umhüllungsstreifens (12), eines Tabakmaterials (1) und eines Heizstreifenmaterials (3) zugeführt wird, wobei in der Strangformeinheit (15) ein endloser, durch den Umhüllungsstreifen (12) formfixierter Strang (4) mit dem darin angeordneten Tabakmaterial (1) und dem Heizstreifenmaterial (3) gebildet wird, und einer Schneideinrichtung (14), welche die Tabaksegmente (9) in einer vorbestimmten Länge von dem endlosen Strang (4) schneidet, wobei der endlose Streifen des Heizstreifenmaterials (3) in Längsrichtung regelmäßig angeordnete Schwachstellen (5) aufweist, wobei die Abstände jeweils zweier benachbarter Schwachstellen (5) in dem Heizstreifenmaterial (3) der vorbestimmten Länge der Tabaksegmente (9) entsprechen, wobei die Schneideinrichtung (14) die Tabaksegmente von dem Strang (4) durch einen Schnitt im Bereich der Schwachstellen (5) des Heizstreifenmaterials (3) schneidet. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von stabförmigen Tabaksegmenten mit einem Heizstreifen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von stabförmigen Tabaksegmenten mit jeweils einem Heizstreifen mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung von stabförmigen Tabaksegmenten mit einem Heizstreifen mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 10.
  • Stabförmige Tabaksegmente mit einem eingelegten Heizstreifen werden in sogenannten Heat Not Burn-Produkten (HNB-Produkte) oder ähnlichen Produkten verwendet, welche zur Inhalation durch einen Konsumenten vorgesehen sind. Dabei können die Tabaksegmente neben dem Tabak oder den Tabakpartikeln zusätzlich auch ätherische oder medizinische Substanzen zur Inhalation enthalten.
  • Die vorgefertigten Tabaksegmente werden dann in einem weiteren Verarbeitungsprozess mit anderen stabförmigen Segmenten wie z.B. Filtersegmenten, rohrförmigen Kühlstrecken, oder auch weiteren geschmacksbeeinflussenden Segmenten zu fertigen stabförmigen Produkten zusammengesetzt und z.B. durch einen Umhüllungsstreifen formfixiert. Die Tabaksegmente selbst umfassen jeweils einen durch einen Umhüllungsstreifen formfixierten Tabakstrang, welcher sowohl durch lose Tabakfasern als auch durch eine gecrimpte Tabakfolie gebildet sein kann. Die Tabakfolie umfasst ein Trägermaterial, in welchem das Tabakmaterial in Form von Tabakpartikeln oder Tabakpigmenten angeordnet ist. Daneben können in der Tabakfolie zusätzliche geschmacksbeeinflussende Additive vorhanden sein. Die Tabakfolie wird in einem Vorverarbeitungsprozess mit einer Vielzahl von in Längsrichtung eines anschließend zu fertigen Tabakstranges verlaufenden Knicklinien vorgeprägt und anschließend in einer Strangeinheit unter Ausnutzung der vorgeprägten Knicklinien zu einem endlosen Strang mit einer chaotischen Querschnittsverteilung zusammengefaltet. Anschließend wird die Tabakfolie in dem zusammengefalteten Zustand in einem endlosen Strang auf einen endlosen Umhüllungsstreifen aufgelegt und anschließend durch Umschlagen des Umhüllungsstreifens und Verkleben der Ränder des Umhüllungsstreifens formfixiert. Sofern der Tabakstrang durch Tabakfasern gebildet wird, werden die Tabakfasern in bekannter Weise in einer Strangeinheit in einem endlosen Strang auf den Umhüllungsstreifen aufgelegt und durch Umschlagen und Verkleben der Ränder des Umhüllungsstreifens formfixiert.
  • Nach der Herstellung des endlosen, formfixierten Stranges wird dieser dann mittels einer Schneideinrichtung in Tabaksegmente mit einer vorbestimmten Länge geschnitten.
  • Der induktive Heizstreifen in dem Tabaksegment dient der Erwärmung des Tabaks in dem Tabaksegment durch eine berührungslose, externe Energiequelle, wodurch die Aerosole aus dem Tabak ausgasen. Der Konsument inhaliert dann nicht den durch eine Verbrennung des Tabaks erzeugten Tabakrauch, sondern stattdessen nur die durch das Ausgasen austretenden Aerosole aus dem Tabak. Für den induktiven Heizstreifen selbst können verschiedene Materialen verwendet werden, soweit sie induktiv erwärmbar sind. Dazu zählen z. B. ferromagnetische Metalle oder Legierungen oder auch Carbon-Werkstoffe mit derartigen metallischen Partikeln. Damit durch den Heizstreifen eine ausreichende Wärme erzeugt wird, muss dieser eine entsprechende Masse aufweisen, und kann damit nicht beliebig dünn ausgeführt werden. Ferner bildet der Heizstreifen aufgrund seines Materials und der benötigten Mindestdicke einen im Vergleich zu dem Tabakmaterial formstabilen Kern in dem Tabaksegment.
  • Ein zu lösendes Problem bei der Herstellung derartiger Tabaksegmente ist die Anordnung der Heizstreifen in den Tabaksegmenten.
  • Aus der Druckschrift WO 2016/184928 A1 ist es bekannt, einen endlosen Streifen des Heizstreifenmaterials vor dem Schließen des endlosen Stranges, d.h. vor dem Umschlagen und Verkleben des Umhüllungsstreifens, in den Strang der Tabakfasern oder zwischen die Tabakfolie während des Faltvorganges möglichst mittig einzuführen. Anschließend werden die Tabaksegmente mittels einer Schneideinrichtung in einer vorbestimmten Länge von dem endlosen Strang abgeschnitten.
  • Ein Nachteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass das Heizstreifenmaterial aufgrund der oben beschriebenen Eigenschaften einen erheblich höheren Schnittwiderstand als die Tabakfasern bzw. die Tabakfolie aufweist, so dass das anschließende Schneiden des endlosen Stranges in die Tabaksegmente durch das innenliegende Heizstreifenmaterial erheblich erschwert wird. Dadurch wird die Schnittqualität der Tabaksegmente verschlechtert und der Verschleiß der Schneidmesser beim Schneiden der Tabaksegmente erheblich vergrößert.
  • Aus der WO 2016/184929 A1 ist es darüber hinaus bekannt, die Heizstreifen bereits als vorgeschnittene Einzelstücke vor dem Schließen des Stranges in den endlosen Strang einzulegen. Diese Lösung ist aber insofern von Nachteil, da der Herstellungsprozess durch den zusätzlich erforderlichen, vorausgehenden Schnittvorgang oder Abreißvorgang der Heizstreifen von dem Heizstreifenmaterial verteuert wird. Ferner erfordert das Einlegen von Einzelstücken gegenüber dem Einführen eines endlosen Stranges des Heizstreifenmaterials eine aufwendigere technische Lösung, um die Einzelstücke entsprechend positionsgenau in den Strang einzuführen, so dass die Vorrichtung insgesamt teurer und aufwendiger wird. Ferner muss die Schneideinrichtung entsprechend synchronisiert angesteuert werden, damit die Tabaksegmente immer genau in einer zwischen den Heizstreifen angeordneten Schnittebene geschnitten werden, da ansonsten der Schnittwiderstand und der Verschleiß der Schneidmesser durch den Schnitt durch die Heizstreifen erhöht werden würde.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von stabförmigen Tabaksegmenten mit jeweils einem Heizstreifen bereitzustellen, welche eine kostengünstige Fertigung der Tabaksegmente mit einer hohen Schnittqualität der Tabaksegmente bei einem gleichzeitig reduzierten Verschleiß der Schneideinrichtung ermöglichen.
  • Erfindungsgemäß werden zur Lösung der Aufgabe eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 10 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind den zurückbezogenen Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
  • Die erfindungsgemäße Lösung geht grundsätzlich von dem Prinzip des Einlegens eines endlosen Heizstreifenmaterials aus, da dadurch der ansonsten vorher erforderliche Schnittvorgang entfällt, oder anders ausgedrückt das Heizstreifenmaterial wird in einem Schnitt zusammen mit dem Strang des Tabakmaterials geschnitten, wie dies aus der WO 2016/184928 A1 bekannt ist. Zur Vermeidung der eingangs beschriebenen Nachteile wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der endlose Streifen des Heizstreifenmaterials in Längsrichtung regelmäßig angeordnete Schwachstellen aufweist, wobei die Abstände jeweils zweier benachbarter Schwachstellen in dem Heizstreifenmaterial der vorbestimmten Länge der Tabaksegmente entsprechen, wobei die Schneideinrichtung die Tabaksegmente von dem Strang durch einen Schnitt im Bereich der Schwachstellen des Heizstreifenmaterials schneidet.
  • Der Vorteil der vorgeschlagenen Lösung ist darin zu sehen, dass die Heizstreifen zur Erfüllung ihrer Funktion mit der notwendigen Dicke und Masse ausgelegt werden können, während das Schneiden in den bevorzugt dazu ausgebildeten Schwachstellen vorgenommen wird, welche den schneidenden Schneidmessern der Schneideinrichtung einen geringeren Schnittwiderstand entgegensetzen, so dass ein Schnitt mit einer verbesserten Schnittqualität bei einem gleichzeitig reduzierten Verschleiß der Schneidmesser verwirklicht werden kann. Ferner werden durch die Schwachstellen bevorzugt gezielt zum Trennen ausgebildete Trennstellen gebildet, welche ein Abtrennen der Heizstreifen auch dann ermöglichen, wenn die Schneidmesser bereits geringfügig verschlissen sind. Außerdem werden durch die Schwachstellen indirekt die Position der Trennebenen vorgegeben, da das Heizstreifenmaterial auch dann bevorzugt in den Schwachstellen reißt oder abgeschert wird, wenn die Schneidmesser nicht genau in die Schwachstellen treffen. Die Schwachstellen bilden damit die bevorzugten Trennstellen der Heizstreifen, welche durch ihre Abstände die Längen der von dem Heizstreifenmaterial abgetrennten Heizstreifen bzw. die Länge der von dem Strang abgetrennten Tabaksegmente definieren. Die erfindungsgemäße Lösung bietet damit den Vorteil der Verwendung eines endlosen Heizstreifenmaterials bei einem gleichzeitig reduzierten Schnittwiderstand und einem dadurch verringerten Verschleiß der Schneidmesser, wobei die Heizstreifen zwischen den Schwachstellen bewusst mit einer ausreichenden Dicke und Masse zur Verwirklichung der erforderlichen Heizleistung bemessen werden können.
  • Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform können die Schwachstellen durch Dünnstellen gebildet sein. Die Dünnstellen weisen eine geringere Querschnittsfläche auf und können entweder durch Verdünnungen des Heizstreifenmaterials in Bezug zu der Dicke als auch in Bezug zu der Breite gebildet sein.
  • Dabei kann das Heizstreifenmaterial bevorzugt eine Dicke von mindestens 0,05 mm und die Dünnstellen bevorzugt eine Dicke von weniger als 0,025 mm aufweisen.
  • Alternativ oder zusätzlich können die Schwachstellen auch durch Ausschnitte gebildet sein. Die Ausschnitte können z.B. durch Ausstanzungen oder durch eine Perforation gebildet sein, durch welche die Querschnittsfläche des Heizstreifenmaterials ähnlich der Dünnstellen reduziert wird. Durch die Ausschnitte werden bevorzugte Trennstellen des Heizstreifenmaterials gebildet, und der Schnittwiderstand des Heizstreifenmaterials wird an diesen Stellen bewusst reduziert.
  • Dabei sollte die Querschnittsfläche des Heizstreifenmaterials im Bereich der Schwachstellen durch die Ausschnitte und/oder die Dünnstellen bevorzugt um wenigstens die Hälfte reduziert sein.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass die Schwachstellen alternativ oder zusätzlich durch einen sich von dem Grundaufbau des Heizstreifenmaterials unterscheidenden Schichtaufbau gebildet sind. So ist es z.B. denkbar, das Heizstreifenmaterial in Form von einzelnen Heizstreifen auszubilden, welche in den Schwachstellen durch eine Schicht eines anderen Materials oder durch eine Schicht mit einer anderen Schichtzusammensetzung miteinander verbunden sind, wobei die Schicht oder die Schichtzusammensetzung im Bereich der Schwachstellen bewusst so ausgelegt ist, dass sie einen geringeren Schnittwiderstand als das Heizstreifenmaterial zwischen den Schwachstellen aufweist.
  • Die Bemessung der Ausschnitte, der Dünnstellen und/oder des Schichtaufbaus einschließlich der Werkstoffwahl bilden jeweils Parameter, durch welche der reduzierte Schnittwiderstand im Bereich der Schwachstellen ausgelegt werden kann, wobei dabei grundsätzlich zu beachten ist, dass das Heizstreifenmaterial im Bereich der Schwachstellen dennoch eine ausreichende Zugfestigkeit zur Übertragung der zur Zuführung des Heizstreifenmaterials erforderlichen Zugkräfte haben muss, damit die Zuführung des endlosen Heizstreifenmaterials nicht abreißt.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass das Heizstreifenmaterial eine Breite von wenigstens 4 mm aufweist. Das Heizstreifenmaterial kann dabei in sich z.B. in eine V- oder eine W-Form, mit in Längsrichtung des Tabaksegmentes verlaufenden Falten gefaltet sein, und damit von einer noch größeren Breite auf einen kleineren Durchmesser gefaltet sein, so dass es auch in einem Tabaksegment angeordnet werden kann, welches einen kleineren Durchmesser als die Breite des Heizstreifenmaterials aufweist. Damit kann einerseits eine größere Masse des Heizstreifenmaterials in dem Tabaksegment angeordnet werden und andererseits kann das Tabaksegment dadurch über den Querschnitt gleichmäßiger erwärmt werden, da das Heizsegment eine größere dem Tabak zugewandte und weiter über den Querschnitt des Tabaksegmentes verteilte Oberfläche aufweist.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass eine die Schwachstellen detektierende Sensoreinrichtung vorgesehen ist, und die Schneideinrichtung in Abhängigkeit von dem Signal der Sensoreinrichtung angesteuert wird. Durch die Sensoreinrichtung und die Detektion der Schwachstellen kann der Schnittvorgang in Bezug zu den Schwachstellen synchronisiert werden, so dass das Heizstreifenmaterial prozesssicher in den dafür vorgesehenen Schwachstellen geschnitten wird. Die Sensoreinrichtung ist dabei speziell dazu eingerichtet, die Schwachstellen zu detektieren, was z.B. durch eine induktive Messung, durch eine optische Messung verwirklicht sein kann.
  • Dabei kann die Sensoreinrichtung so angeordnet sein, dass die Schwachstellen detektiert werden, bevor das Heizstreifenmaterial in den Strang eingeführt wird oder auch nachdem es in den Tabakstrang eingeführt ist. Beide Lösungen haben Vorteile. So ist eine Detektion der Schwachstellen vor dem Einführen in den Strang insofern von Vorteil, da das Heizstreifenmaterial dadurch frei zugänglich ist also sehr einfach optisch detektiert werden kann. Ferner ist eine Detektion der Schwachstellen nach dem Einführen des Heizstreifenmaterials in den Strang von Vorteil, da die Position der Schwachstellen dadurch durch den Tabak in dem Tabaksegment fixiert ist und die Wahrscheinlichkeit einer anschließenden Veränderung sehr viel geringer ist. Ferner kann dadurch gleichzeitig eine Schnittebene des Stranges definiert und die Schneideinrichtung entsprechend angesteuert werden. Außerdem kann die Sensoreinrichtung dadurch näher zu der Schneideinrichtung angeordnet werden, so dass transportbedingte Verschiebungen des Stranges und/oder des Heizstreifenmaterials einen geringeren Einfluss auf die Genauigkeit der Position der Schnittebenen zu den jeweiligen Schwachstellen haben.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt
    • Fig. 1
    eine Vorrichtung zur Herstellung eines endlosen Stranges mit einem darin eingelegten endlosen Streifen eines Heizstreifenmaterials; und
    Fig. 2
    ein Heizstreifenmaterial gemäß einer ersten Ausführungsform; und
    Fig. 3
    ein Heizstreifenmaterial gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
    Fig. 4
    ein Heizstreifenmaterial gemäß einer dritten Ausführungsform; und
    Fig. 5
    einen endlosen Strang mit einer Sensoreinrichtung und einer Schneideinrichtung.
  • In der Figur 1 ist eine Strangformeinheit 15 zu erkennen, der über ein angetriebenes Formatband 2 ein endloser Streifen eines Umhüllungsstreifens 12 mit einem darauf aufgelegten endlosen Streifen eines Tabakmaterials 1 zugeführt wird. Das Tabakmaterial 1 kann entweder in Form eines Streifens von losen Tabakfasern oder auch einer vercrimpten Tabakfolie aufgelegt werden, wobei sowohl die Tabakfasern als auch die vercrimpte Tabakfolie in einem vorangehenden Formgebungsprozess zu einer für die Strangbildung günstigen Querschnittsform und Dichte vorverarbeitet werden können. Ferner wird ein endloser Streifen eines Heizstreifenmaterials 3 in das Tabakmaterial 1 eingeführt. Dabei wird das endlose Heizstreifenmaterial 3 bevorzugt an einer Stelle mittig in das Tabakmaterial 1 eingeführt. Bei einer Verwendung einer Tabakfolie als Tabakmaterial 1 ist dies bevorzugt eine Stelle, an welcher die Tabakfolie noch nicht vollständig zu dem endlosen Streifen zusammengefaltet ist, das Heizstreifenmaterial 3 wird praktisch mittig zwischen die vercrimpte Tabakfolie eingeführt und vor dem Eintritt in die Strangformeinheit 15 zusammen mit dieser zu der Streifenform gefaltet. In der Strangformeinheit 15 wird der Umhüllungsstreifen 12 seitlich des Tabakmaterials 1 und des darin eingelegten Heizstreifenmaterials 3 hochgeschlagen, an einem Rand mit Leim beaufschlagt und anschließend durch ein vollständiges Umschlagen der Ränder zu einem endlosen Strang 4 formfixiert, welcher auch in der Figur 5 zu erkennen ist.
  • In den Figuren 2 bis 4 sind verschiedene Ausführungsformen des Heizstreifenmaterials 3 zu erkennen. Das Heizstreifenmaterial 3 weist in konstanten Abständen zueinander angeordnete Schwachstellen 5 auf. Das Heizstreifenmaterial 3 ist mit den Schwachstellen 5 vorgefertigt und wird in einem endlosen Streifen in das Tabakmaterial 1 eingeführt. Damit weist der in der Strangformeinheit 15 formfixierte endlose Strang 4 sowohl das Tabakmaterial 1 als auch den darin eingelegten Streifen des Heizstreifenmaterials 3 auf.
  • Das in der Figur 2 zu erkennende Heizstreifenmaterial 3 weist Schwachstellen 5 in Form von Dünnstellen 16 auf und ist aus einem einzigen Material gefertigt. Die Dünnstellen 16 weisen eine gegenüber der Dicke D1 des Heizstreifenmaterials 3 von 0,05 mm reduzierte Dicke D2 von weniger als 0,025 mm auf. Das Heizstreifenmaterial 3 weist damit in den Dünnstellen 16 eine um wenigstens die Hälfte reduzierte Querschnittsfläche auf. Die Dünnstellen 16 können z.B. durch Prägen des Heizstreifenmaterials 3 in einem Vorverarbeitungsschritt hergestellt sein.
  • Das in der Figur 3 zu erkennende Heizstreifenmaterial 3 weist Schwachstellen 5 in Form von seitlichen Ausschnitten 7 auf und ist ebenfalls aus einem einzigen Material gefertigt. Die Ausschnitte 7 können z.B. aus dem Heizstreifenmaterial 3 herausgestanzt sein und können alternativ auch andere Formen aufweisen. So ist es z.B. auch denkbar, mehrere kleinere Ausschnitte 7 oder Löcher in dem Heizstreifenmaterial 3 vorzusehen, welche sich zu einer Perforation ergänzen. Die Ausschnitte 7 sind auch hier bevorzugt derart bemessen, dass die Querschnittsfläche des Heizstreifenmaterials 3 in den Schwachstellen 5 gegenüber der Querschnittsfläche des Heizstreifenmaterials zwischen den Schwachstellen 5 um wenigstens die Hälfte reduziert wird.
  • Das in der Figur 4 zu erkennende Heizstreifenmaterial 3 ist durch mehrere Schichten gebildet und weist in den Schwachstellen 5 einen von dem Schichtaufbau des Heizstreifenmaterials 3 zwischen den Schwachstellen 5 abweichenden geschwächten Schichtaufbau auf. Das Heizstreifenmaterial 3 ist hier durch einzelne Heizstreifen 6 gebildet, welche beabstandet sind und in der beabstandeten Anordnung durch eine Ummantelung 8 fixiert sind. Die Ummantelung 8 kann z.B. eine Celluloseschicht, eine Folie oder dergleichen sein. Die Ummantelung 8 sollte durch die Wahl des Werkstoffs und/oder die Bemessung der Dicke soweit wärmeleitfähig bzw. wärmedurchlässig sein, dass die von den Heizstreifen 6 erzeugte Wärme in das Tabakmaterial 1 eindringt und den Tabak dadurch erhitzt. Ferner sollte der Werkstoff der Ummantelung 8 so gewählt sein, dass er bei einer Erwärmung keine gesundheitsschädlichen Substanzen freisetzt. Durch die Beabstandung der Heizstreifen 6 ist das Heizstreifenmaterial 3 im Bereich der Schwachstellen 5 zwischen den Heizstreifen 6 ausschließlich durch die Ummantelung 8 gebildet und weist damit einen anderen geschwächten Schichtaufbau als im Bereich der Heizstreifen 6 auf. Ferner weist das Heizstreifenmaterial 3 damit im Bereich der Schwachstellen 5 zusätzlich eine reduzierte Querschnittsfläche auf.
  • In der Figur 5 ist der endlose Strang 4 nach dem Austritt aus der Strangformeinheit 15 zu erkennen. Der endlose Strang 4 wird über das Formatband 2 weiter in Transportrichtung T transportiert und passiert dabei eine seitlich angeordnete, auf den endlosen Strang 4 gerichtete Sensoreinrichtung 10. Anschließend wird der endlose Strang 4 durch ein Widerlager 17 mit einem Schlitz 18 geführt und passiert dabei eine Schneideinrichtung 14 mit einem oder mehreren radial vorstehenden Schneidmessern 13.
  • Die Sensoreinrichtung 10 ist signaltechnisch mit einer Steuereinrichtung 11 verbunden, welche ihrerseits signaltechnisch mit der Schneideinrichtung 14 verbunden ist. Die Sensoreinrichtung 10 ist speziell so ausgebildet, dass sie beim Passieren einer Schwachstelle 5 ein Signal aussendet. Das Signal kann entweder direkt verwendet werden, oder es ist alternativ denkbar, aufgrund einer Datenauswertung einer von der Sensoreinrichtung 10 detektierten Kenngröße ein entsprechendes Ansteuersignal zu generieren, wobei die zugrundeliegende Kenngröße und deren Veränderung auf der unterschiedlichen Masse, der unterschiedlichen Geometrie oder auch aufgrund der unterschiedlichen Zusammensetzung des Heizstreifenmaterials 3 im Bereich der Schwachstellen 5 basieren kann. Basierend auf dem Signal der Sensoreinrichtung 10 wird dann unter Berücksichtigung der Laufzeit des Stranges 4 von der Sensoreinrichtung 10 zu der Schneideinrichtung 14 ein Signal zur Ansteuerung der Schneideinrichtung 14 erzeugt, wobei das Signal nicht notwendigerweise bezogen auf jede Schwachstelle 5 erzeugt werden muss. Es reicht auch aus, die Abstände der Schwachstellen 5 zu detektieren und dadurch die Schnittfrequenz der Schneideinrichtung 14 zu steuern.
  • Die Schneideinrichtung 14 ist hier durch einen rotierenden Messerträger gebildet, welcher derart angeordnet und ausgerichtet ist, dass er bei einer Rotation mit den radial abragenden Schneidmessern 13 durch den Schlitz 18 des Widerlagers 17 hindurchtritt und dabei jeweils ein Tabaksegment 9 mit einem darin angeordneten Heizstreifen 6 von dem endlosen Strang 4 in einer Schwachstelle 5 abschneidet.

Claims (11)

  1. Vorrichtung zur Herstellung von stabförmigen Tabaksegmenten (9) mit einem Heizstreifen (6) mit
    - einer Strangformeinheit (15), welcher ein endloser Streifen eines Umhüllungsstreifens (12), eines Tabakmaterials (1) und eines Heizstreifenmaterials (3) zugeführt wird, wobei
    - in der Strangformeinheit (15) ein endloser, durch den Umhüllungsstreifen (12) formfixierter Strang (4) mit dem darin angeordneten Tabakmaterial (1) und dem Heizstreifenmaterial (3) gebildet wird, und
    - einer Schneideinrichtung (14), welche die Tabaksegmente (9) in einer vorbestimmten Länge von dem endlosen Strang (4) schneidet,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - der endlose Streifen des Heizstreifenmaterials (3) in Längsrichtung regelmäßig angeordnete Schwachstellen (5) aufweist, wobei
    - die Abstände jeweils zweier benachbarter Schwachstellen (5) in dem Heizstreifenmaterial (3) der vorbestimmten Länge der Tabaksegmente (9) entsprechen, wobei
    - die Schneideinrichtung (14) die Tabaksegmente von dem Strang (4) durch einen Schnitt im Bereich der Schwachstellen (5) des Heizstreifenmaterials (3) schneidet.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Schwachstellen (5) durch Dünnstellen (16) gebildet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Heizstreifenmaterial (3) eine Dicke (D1) von mindestens 0,05 mm und die Dünnstellen (16) eine Dicke (D2) von weniger als 0,025 mm aufweisen.
  4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Schwachstellen (5) durch Ausschnitte (7) gebildet sind.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Querschnittsfläche des Heizstreifenmaterials (3) im Bereich der Schwachstellen (5) durch die Ausschnitte (7) und/oder die Dünnstellen (16) um wenigstens die Hälfte reduziert ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Schwachstellen (5) durch einen sich von dem Grundaufbau des Heizstreifenmaterials (3) unterscheidenden Schichtaufbau gebildet sind.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Heizstreifenmaterial (3) eine Breite (B) von wenigstens 4 mm aufweist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - eine die Schwachstellen (5) detektierende Sensoreinrichtung (10) vorgesehen ist, und
    - die Schneideinrichtung (14) in Abhängigkeit von dem Signal der Sensoreinrichtung (10) angesteuert wird.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Sensoreinrichtung (10) derart angeordnet ist, dass sie die Position der Schwachstellen (5) vor dem Einführen des Heizstreifenmaterials (3) oder nach dem Einführen des Heizstreifenmaterials (3) in den Strang (4) detektiert.
  10. Verfahren zur Herstellung von stabförmigen Tabaksegmenten mit einem Heizstreifen
    - einer Strangformeinheit (15), welcher ein endloser Streifen eines Umhüllungsstreifens (12), eines Tabakmaterials (1) und eines Heizstreifenmaterials (3) zugeführt wird, wobei
    - in der Strangformeinheit (15) ein endloser, durch den Umhüllungsstreifen (12) formfixierter Strang (4) mit dem darin angeordneten Tabakmaterial (1) und dem Heizstreifenmaterial (3) gebildet wird, und
    - einer Schneideinrichtung (14), welche die Tabaksegmente (9) in einer vorbestimmten Länge von dem endlosen Strang (4) schneidet,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - der endlose Strang des Heizstreifenmaterials (3) in Längsrichtung regelmäßig angeordnete Schwachstellen (5) aufweist, wobei
    - die Abstände jeweils zweier benachbarter Schwachstellen (5) in dem Heizstreifenmaterial (3) der vorbestimmten Länge der Tabaksegmente (9) entsprechen, wobei
    - eine die Schwachstellen (5) detektierende Sensoreinrichtung (10) vorgesehen ist, und
    - die Schneideinrichtung (14) in Abhängigkeit von dem Signal der Sensoreinrichtung (10) angesteuert wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Schneideinrichtung (14) in Bezug zu der Strangbewegung stromabwärts zu der Sensoreinrichtung (10) angeordnet ist, und
    - die Schneideinrichtung (14) unter Berücksichtigung der Laufzeit der detektierten Schwachstelle (5) von der Sensoreinrichtung (10) zu der Schneideinrichtung (14) angesteuert wird.
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