[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung endlicher Fasern zur Verwendung
bei der Herstellung von Filtern der tabakverarbeitenden Industrie. Die Erfindung betrifft
ferner eine Aufbereitungseinrichtung für endliche Fasern zur Verwendung bei der Herstellung
von Filtern der tabakverarbeitenden Industrie, umfassend wenigstens eine Vorrichtung
zum Vereinzeln der endlichen Fasern, und wenigstens eine Dosiervorrichtung, wobei
wenigstens ein Mittel zum Transportieren der endlichen Fasern von der wenigstens einen
Dosiervorrichtung zur wenigstens einen Vorrichtung zum Vereinzeln vorgesehen ist.
[0002] Ein Verfahren zur Aufbereitung von Filtermaterialien und eine entsprechende Einrichtung
zur Aufbereitung von Filtermaterialien zur Herstellung von Filtern der tabakverarbeitenden
Industrie ist aus der GB 718 332 bekannt. Hierbei werden mittels einer Tabakschneidemaschine
Schnipsel eines Materials hergestellt und diese einer Strangmaschine, ähnlich einer
Zigarettenstrangmaschine, zugeführt, wobei die Schnipsel mit einem chemischen Mittel
imprägniert werden, um einen ungewünschten Geschmack zu verhindern und zu verhindern,
daß die Schnipsel aus den Endstücken der entsprechend hergestellten Filter herausfallen.
Die geschnittenen Schnipsel werden mittels einer Trommel in den Wirkbereich einer
Stachelwalze gefördert und mittels der Stachelwalze von der Trommel auf ein Förderband
gefördert, um anschließend einer weiteren Fördertrommel zugeführt zu werden, aus der
die Schnipsel mittels einer weiteren Stachel- bzw. Schlägerwalze ausgeschlagen werden
und einem Format zugeführt werden, in dem der Filterstrang mit einem Umhüllungsstreifen
gebildet wird. Die Schnipsel aus Materialien wie Papier, Cellulose, Textilien, synthetische
Materialien oder ähnlichem, haben eine ähnliche Struktur wie geschnittener Tabak.
[0003] Aufgrund der Form der Schnipsel ist es nur schwer möglich, Filter mit homogenen Eigenschaften
herzustellen. Außerdem ist die Variabilität der Einstellung der Filtereigenschaften
nur sehr bedingt möglich.
[0004] Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Aufbereitung
von Filtermaterial und eine Aufbereitungseinrichtung für Filtermaterial zur Verwendung
bei der Herstellung von Filtern der tabakverarbeitenden Industrie anzugeben, mittels
der sehr homogene Filter herstellbar sind und die eine hohe Variabilität der Eigenschaften
des herzustellenden Filters ermöglichen.
[0005] Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Aufbereitung von Filtermaterial
zur Verwendung bei der Herstellung von Filtern der tabakverarbeitenden Industrie mit
den folgenden Verfahrensschritten:
- Zuführen endlicher Fasern zu einer Vereinzelungsvorrichtung,
- Vereinzeln der Fasern und
- Transportieren der vereinzelten Fasern in Richtung einer Strangaufbauvorrichtung.
[0006] Durch Verwendung von endlichen Fasern als Filtermaterial und durch ein im wesentlichen
vollständiges Vereinzeln dieser Fasern vor dem Bilden des Stranges, aus dem im folgenden
der Filter gebildet wird, ist es möglich, sehr homogene Filtereigenschaften zu erzielen.
Hierbei ist gerade das im wesentlichen vollständige Vereinzeln der Fasern von immanenter
Wichtigkeit, da nur vereinzelte Fasern, die anschließend wieder zu einem Vlies aus
den vereinzelten Fasern umgebildet werden, es ermöglichen, ein Vlies mit gleichmäßiger
und homogener Dichte herzustellen.
[0007] Das Erscheinungsbild eines Stromes aus vereinzelten Fasern ähnelt dem eines Schneesturmes,
also einem Strom von Fasern, der eine homogene statistische Verteilung der Fasern
sowohl räumlich als auch zeitlich aufweist. Insbesondere bedeutet das vollständige
Vereinzeln der Fasern, daß im wesentlichen keine Gruppen von Fasern, die miteinander
verbunden sind, mehr vorhanden sind. Erst nach dem Vereinzeln der Fasern wird wieder
ein Verbund der Fasern bspw. eine vliesartige Struktur hergestellt. Durch Auflösung
der Fasergruppen, durch Vereinzelung der Fasern in Einzelfasern, kann anschließend
ein Vlies hergestellt werden, der keine Brücken und Hohlräume enthält.
[0008] Wenn das Transportieren der vereinzelten Fasern wenigstens teilweise mittels eines
Luftstromes geschieht, können die vereinzelten Fasern, ohne Fasergruppen zu bilden,
transportiert werden. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens liegt dann vor, wenn das Vereinzeln der Fasern wenigstens teilweise mittels
eines Luftstroms geschieht. Hierdurch wird der Vereinzelungsgrad sehr hoch. Es wird
viel Luft verwendet, um die Fasern zu vereinzeln. Im Fließbettbereich wird dann überschüssige
Luft von dem Faserstrom wenigstens teilweise abgeschieden.
[0009] Wenn das Vereinzeln der Fasern wenigstens teilweise mittels eines Hindurchtretens
durch Öffnungen eines mit einer Mehrzahl von Öffnungen versehenen Vorrichtung geschieht,
ist ein hoher Wirkungsgrad bei der Vereinzelung möglich. Wenn das Zuführen der Fasern
wenigstens teilweise mittels eines Luftstromes geschieht, verbleiben vorvereinzelte
Fasern beim Zuführen im wesentlichen vereinzelt. Vorzugsweise werden die vereinzelten
Fasern und auch die Fasergruppen, die vorm (im wesentlichen vollständigen) Vereinzeln
der Fasern aufbereitet werden, im wesentlichen nur mit Transportluft bzw. einem Luftstrom
zugeführt.
[0010] Wenn wenigstens zwei Vereinzelungsschritte vorgesehen sind, wird ein höherer Grad
der Vereinzelung der Fasern erreicht. Vorzugsweise geschieht eine Vorvereinzelung
von in einem Verbund vorliegenden endlichen Fasern. Hierzu wird vorzugsweise eine
Hammermühle oder ein Ballenauflöser verwendet. Eine Hammermühle findet dann Anwendung,
wenn ein Faserfilz zur Verfügung gestellt wird. Ein Ballenauflöser findet dann Anwendung,
wenn ein Faserballen zur Verfügung gestellt wird.
[0011] In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist wenigstens
ein Dosierungsschritt vorgesehen, mittels dem die Menge der Fasern, insbesondere vorgebbar,
dosiert wird. Es kann hierbei eine Vordosierung und/oder eine Hauptdosierung vorgesehen
sein. Mittels der Vordosierung wird grob der Durchsatz der aufzubereitenden Fasern
eingestellt. Mittels der Hauptdosierung wird eine feinere Einstellung ermöglicht.
[0012] Wenn wenigstens ein Dosierungsschritt gleichzeitig mit einem Vereinzelungsschritt
geschieht, ist eine besonders effektive und schnelle Verfahrensführung möglich.
[0013] Vorzugsweise finden verschiedene Fasersorten Verwendung, so daß Filter mit den verschiedensten
Filtereigenschaften herstellbar sind. Als Fasermaterialien kommen bspw. Celluloseacetat,
Cellulose, Kohlefasern und Mehrfachkomponentenfasern, insbesondere Bikomponentenfasern
in Frage. Bezüglich der in Frage kommenden Komponenten wird insbesondere Bezug genommen
auf die DE 102 17 410.5 der Anmelderin.
[0014] Vorzugsweise werden die verschiedenen Fasersorten gemischt. Es ist ferner möglich,
wenigstens ein Additiv hinzuzufügen. Bei dem Additiv handelt es sich bspw. um ein
Bindemittel wie Latex oder um Granulatmaterial, das besonders effektiv Bestandteile
des Zigarettenrauches bindet wie bspw. Kohleaktivgranulat.
[0015] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens geschieht
eine vollständige Vereinzelung mit oder im Anschluß an einen zweiten oder dritten
Dosierungsschritt, wobei diese nach einem dritten Dosierungsschritt insbesondere beim
Vorsehen einer Vordosierung ermöglicht ist. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Faserlänge
kleiner ist als die Länge des herzustellen Filters. Bezüglich der Faserlänge wird
auch vollumfänglich auf die DE 102 17 410.5 der Anmelderin verwiesen, die in den Offenbarungsgehalt
dieser Anmeldung aufgenommen sein soll. Die Länge der Fasern soll demnach zwischen
0,1 mm und 30 mm und insbesondere zwischen 0,2 mm und 10 mm liegen. Bei der Länge
des herzustellenden Filters handelt es sich um einen üblichen Filter für eine Zigarette
bzw. ein Filtersegment beim Multisegmentfiltern von Zigaretten. Wenn außerdem der
mittlere Faserdurchmesser im Bereich von 10 bis 40 µm, insbesondere 20 bis 38 µm liegt
und besonders bevorzugt zwischen 30 und 35 µm, ist ein sehr homogener Filter nach
der erfindungsgemäßen Aufbereitung herstellbar.
[0016] Vorzugsweise ist ein Verfahren zur Herstellung von Filtern der tabakverarbeitenden
Industrie, umfassend ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Aufbereitung von Filtermaterial
der vorstehend beschriebenen Art dadurch vorgesehen, daß außerdem anschließend ein
Faserstrang gebildet wird und der Strang in Filterstäbe zerteilt wird.
[0017] Vorzugsweise wird bei dem Verfahren zur Herstellung von Filtern der tabakverarbeitenden
Industrie spätestens beim Strangaufbau ein Vlies aus den vereinzelten endlichen Fasern
gebildet. Zum Strangaufbau aus endlichen Fasern werden diesen über ein Fließ transportiert
und einem Saugbandförderer zugeführt. Hierdurch bildet sich ein Vlies auf der Oberfläche
des Saugbandförderers. Der Saugbandförderer ist speziell ausgebildet, um die endlichen
Fasern, die bspw. einen relativ kleinen Durchmesser haben, auf dem Saugband zu halten.
Der Strangaufbau entspricht an sich im wesentlichen dem Strangaufbau eines Tabakstrangs,
wobei allerdings entsprechende Maßnahmen bzw. Variationen eingeführt werden, um das
von der Größe und Struktur her andere Material der endlichen Fasern im Vergleich zu
Tabakfasern in einen homogenen Strang zu überführen. Hierzu wird insbesondere Bezug
genommen auf die am selben Tage eingereichte europäische Patentanmeldung der Anmelderin
mit dem Titel "Verfahren und Einrichtung zur Herstellung eines Filterstrangs".
[0018] Die Erfindung wird ferner durch eine Aufbereitungseinrichtung für Filtermaterial
zur Verwendung bei der Herstellung von Filtern der tabakverarbeitenden Industrie gelöst,
die wenigstens eine Vorrichtung zum Vereinzeln des Filtermaterials und wenigstens
eine Dosiervorrichtung umfaßt, wobei wenigstens ein Mittel zum Zuführen des Filtermaterials
von der wenigstens einen Dosiervorrichtung zu der wenigstens einen Vorrichtung zum
Vereinzeln vorgesehen ist, wobei die Aufbereitungseinrichtung dadurch weitergebildet
ist, daß die Aufbereitungseinrichtung ausgestaltet ist, um das Filtermaterial, das
endliche Fasern umfaßt, aufzubereiten und wobei die wenigstens eine Vorrichtung zum
Vereinzeln der endlichen Fasern eine im wesentlichen vollständige Vereinzelung ermöglicht.
[0019] Durch die erfindungsgemäße Aufbereitungseinrichtung ist ein aus dem entsprechend
aufbereiteten Filtermaterial hergestellter Filter mit sehr homogenen Eigenschaften
realisierbar.
[0020] Vorzugsweise umfaßt das Mittel zum Zuführen einen Luftstrom, wodurch ein noch homogenerer
Filter herstellbar ist.
[0021] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufbereitungseinrichtung
ist zum Vereinzeln der Faser ein Luftstrom durch und/oder in der Vorrichtung erforderlich.
Hierdurch wird der Vereinzelungsgrad sehr hoch. Wenn die Vorrichtung zum Vereinzeln
eine Mehrzahl von Öffnungen umfasst, durch die die Fasern aus der Vorrichtung vereinzelt
austreten können, ist eine besonders effektive Aufbereitungseinrichtung gegeben.
[0022] Eine besonders einfach zu realisierende Dosiervorrichtung umfaßt einen Fallschacht,
aus dem eine rotierende Walze Fasern herausbefördert. Wenn im unteren Bereich der
Dosiervorrichtung ein Paar Einzugswalzen vorgesehen ist, kann auf schonende Weise
Filtermaterial dosiert werden.
[0023] Eine besonders gute und homogene Vereinzelung ist dann gegeben, wenn die Vorrichtung
zum Vereinzeln durch Zusammenwirken wenigstens eines sich drehenden Elements, wenigstens
eines mit Durchlässen versehenen Elements und einem Luftstrom eine Vereinzelung der
Fasern ermöglicht. Vorzugsweise hat die Dosiervorrichtung bzw. die wenigstens eine
Dosiervorrichtung zusätzlich eine Vereinzelungsfunktion, wodurch der Vereinzelungsgrad
der gesamten Aufbereitungseinrichtung weiter vergrößert werden kann. Wenn vorzugsweise
eine Mischvorrichtung vorgesehen ist, ist es möglich, verschiedene Materialien und
auch verschiedene Fasern aufzubereiten. Bei den Fasern kann es sich um Cellulosefasern,
Fasern aus thermoplastischer Stärke, Flachsfasern, Hanffasern, Leinfasern, Schafwollfasern
und Baumwollfasern bzw., wie oben schon dargestellt, Mehrfachkomponentenfasern, handeln.
Vorzugsweise ermöglicht die Mischvorrichtung zusätzlich eine Vereinzelung und/oder
Dosierung der Fasern. In diesem Fall ist eine sehr kompakt bauende Aufbereitungseinrichtung
möglich. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Aufbereitungseinrichtung
derart ausgebildet, daß endliche Fasern mit einer Länge, die kleiner als die eines
herzustellenden Filters ist, aufzubereiten. Ferner vorzugsweise ist die Aufbereitungseinrichtung
derart ausgestaltet, um endliche Fasern mit einem mittleren Faserdurchmesser im Bereich
von 10 bis 40 µm, insbesondere 20 bis 38 µm aufzubereiten. Ein besonders bevorzugter
Faserdurchmesser liegt in einem Bereich von 30 bis 35 µm.
[0024] Erfindungsgemäß umfaßt eine Filterherstelleinrichtung eine erfindungsgemäße Aufbereitungseinrichtung,
die vorstehend beschrieben wurde.
[0025] Ein erfindungsgemäßer Filter wird nach einem der vorstehend beschriebenen Verfahren
hergestellt.
[0026] Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, auf die im
übrigen bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten
ausdrücklich verwiesen wird, beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung des Verfahrensablaufs zur Aufbereitung von Filtermaterial,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Faservorbereitung,
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Vordosierung,
- Fig. 4
- eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Hauptdosierung,
- Fig. 5
- eine schematische Darstellung einer Mischtrommel,
- Fig. 6
- eine schematische Darstellung einer Dosiervorrichtung mit einer Vereinzelungsvorrichtung
in einer ersten Ausführungsform,
- Fig. 7
- eine schematische Darstellung einer Hauptdosiervorrichtung mit einer Vereinzelungsvorrichtung
in einer zweiten Ausführungsform,
- Fig. 8
- eine schematische Darstellung einer Vereinzelungsvorrichtung in einer dritten Ausführungsform,
- Fig. 9
- eine dreidimensionale schematische Darstellung einer Vereinzelungsvorrichtung in einer
vierten Ausführungsform,
- Fig. 10
- eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Filterstrangherstellung,
- Fig. 11
- einen Teil der Fig. 10 in einer Aufsicht in Richtung A, und
- Fig. 12
- einen Teil der Fig. 10 in schematischer Darstellung in Seitenansicht, in Richtung
B,
- Fig.13
- eine schematische dreidimensionale Ansicht einer Vereinzelungsvorrichtung in einer
fünften Ausführungsform,
- Fig. 14
- eine schematische Querschnittsdarstellung durch eine weitere erfinderische Ausführungsform
einer Vereinzelungsvorrichtung,
- Fig. 15
- eine entsprechende schematische Darstellung wie in Fig. 14, wobei die Zufuhr von Granulat
zusätzlich dargestellt ist, und
- Fig. 16
- eine schematische Darstellung entsprechend der Fig. 15, wobei die Granulatzufuhr in
einem anderen Bereich vorgenommen wird.
[0027] Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrensablaufs von der Aufbereitung
bis zur Strangherstellung eines Filters der tabakverarbeitenden Industrie. Durch die
verschiedenen Wege der Verfahrensführung ist die Verfahrensführung variabel möglich.
In dem Beispiel der Fig. 1 geschieht zunächst eine Faservorbereitung 1, bei der in
erster Linie die Überführung aller festgepreßten Lieferformen von Faserstoffen in
einen luftig-wolligen Zustand vorgenommen wird. Hierbei sollen aufgelockerte Fasergruppen
entstehen. Neben diesen Fasergruppen können auch schon einzelne Fasern erzeugt werden.
Die Faservorbereitung 1 wird bspw. mit einer Vorrichtung gemäß Fig. 2 durchgeführt.
Eine derartige Vorrichtung ist an sich bekannt. Zu den festgepreßten Lieferformen
gehören bspw. Faserballen und Fasermatten (10) bzw. ein Faserfilz (10). Faserballen
werden üblicherweise mittels Ballenauflöser entpackt und Fasermatten (10) bzw. Faserfilz
(10) mittels einer Hammermühle 13.
[0028] Auch unverpreßte Faserstoffe, die in einer dichten Packung vorliegen, werden in der
Faservorbereitung aufgelockert und luftig, wollig aufgebauscht. Ein Ballenauflöser
für Faserstoffe ist bspw. von der Firma Trützschler erwerbbar und eine Hammermühle
für Faserstoffe bspw. von der Firma Kamas.
[0029] Als zweiter Schritt, der optional in diesem Ausführungsbeispiel möglich ist, geschieht
eine Vordosierung 2. Eine Vordosierung 2 ist bspw. mit der Vorrichtung gemäß Fig.
3 möglich. Das Vordosieren dient einer groben Dosierung des Fasermaterials und einer
weiteren Vereinzelung dahingehend, daß die in Gruppen bzw. als dichte Packung vorliegenden
Fasern weiterhin aufgelockert werden. Auch an dieser Stelle können weitere vollständig
vereinzelte Fasern entstehen. Anstelle der Vordosierung 2 kann auch eine Hauptdosierung
bzw. ein Dosieren 4 alleine durchgeführt werden. Ob eine Vordosierung 2 notwendig
ist, hängt von der Beschaffenheit des der Faservorbereitung entstammenden Materials
ab. Das Ziel der Dosierung 4 bzw. der Vordosierung 2 ist die Realisierung eines definierten
stabilen gleichmäßigen Massenstromes von Fasern und außerdem auch zum Teil schon eine
Vorvereinzelung. Der Schritt des Dosierens 4 führt zu einer weiteren Vereinzelung
der Fasergruppen. Es ist möglich, vor dem Schritt des Dosierens 4 einen Schritt des
Mischens und/oder Dosierens 3 vorzusehen. Bei diesem Schritt können mehrere Filtermaterialien,
wie in Fig. 1 durch die in das Kästchen 3 hineinführenden Wege angedeutet ist, und
ggf. ein Additiv wie ein Bindemittel beispielsweise oder ein Aktivkohlegranulat gemischt
werden.
[0030] Es ist ferner möglich, das Verfahren in unterschiedlich aufgebauten bzw. gleich aufgebauten
parallelen Aufbereitungs- und Dosierungsstrecken auszuführen, so daß mehrere verschiedene
Faserstoffe parallel aufbereitet und dosiert werden können. Das Ziel des Mischens
ist es, eine homogene Durchmischung der einzelnen Faserkomponenten und verschiedenen
Zusätze zu erreichen. Ein Mischen und/oder Dosieren ist bspw. mit einer Vorrichtung
gemäß der Fig. 5 möglich. Eine Hauptdosierung ist bspw. mit einer Vorrichtung gemäß
Fig. 4 möglich.
[0031] Bei dem Schritt des Mischens und/oder Dosierens werden die verschiedenen Fasermaterialien
kontinuierlich oder diskontinuierlich miteinander vermischt. Als Beispiel der Fig.
5 ist eine kontinuierliche Mischvorrichtung 111 dargestellt. Die Mischvorrichtung
111 erfüllt auch eine Pufferspeicherfunktion für die Faserstoffe. In dem Verfahrensschritt
des Mischens und/oder des Dosierens ist es nicht nur möglich, verschiedene Fasern
miteinander zu mischen, sondern auch Additive in fester oder flüssiger Form beizumischen.
Diese Additive dienen der Bindung der Fasern aneinander und/oder beeinflussen die
Filtrationseigenschaften des Faserfilters günstig.
[0032] Der Austrag aus der Mischvorrichtung 111 erfolgt definiert, wodurch eine Dosierfunktion
gegeben ist. Insofern wäre es möglich, das Dosieren 4 durch ein Mischen und/oder Dosieren
5 zu umgehen. Nach dem Dosieren 4 oder dem Mischen und/oder Dosieren 5 wird das Fasermaterial
einem Schritt des Vereinzelns 6 zugeführt. Das Ziel der Vereinzelung ist eine gänzliche
Auflösung der verbliebenen Fasergruppen in Einzelfasern. Dieses dient dazu, um im
anschließenden Schritt des Strangherstellens 7 die einzelnen Fasern so neu zu gruppieren,
daß eine optimale Vliesstruktur entstehen kann, in der keine Brücken und Hohlräume
enthalten sind. Hierbei ist es wichtig, daß sich Faser für Faser aneinanderlegen kann
und so ein Vlies gebildet werden kann. Es ist somit gemäß Fig. 1 möglich, bis zu drei
Dosierschritte zu verwenden. Es können auch weitere Dosierungsstufen der Vereinzelung
vorgeschaltet sein.
[0033] Der aus der Vereinzelung austretende Faserstrom besteht aus einzelnen Fasern, die
in Luft bzw. in einem Luftstrom geführt werden. Das Erscheinungsbild des Luftstromes
mit den mitgeführten Fasern bzw. ein mit Fasern beladener Luftstrom ist dem eines
Schneesturmes sehr ähnlich. Zum Strangherstellen werden die vereinzelten Fasern bspw.
mit einem Fließbett dem Saugband eines speziellen Saugbandförderers zugeführt. Beim
Strangherstellen 7 wird ein Strang mit konstantem Querschnitt erzeugt, wobei der Querschnitt
insbesondere konstant quadratisch ist, wobei gleichzeitig eine gleichmäßige Dichte
hergestellt wird. Spätestens beim Strangaufbau liegen die Fasern in einer vliesartigen
Struktur vor. Der fertige Faserfilterstrang hat eine ausreichende Härte, Zugwiderstand,
Gewichtskonstanz, Retention und Weiterverarbeitbarkeit.
[0034] Fig. 2 zeigt eine Faservorbereitungsvorrichtung 114. Ein Faserfeld 10 wird mittels
Einzugswalzen 11 in den Wirkbereich einer Hammermühle 13 mit Hämmern 12 gefördert.
Die Hämmer 12 der Hammermühle 13 sind in einem Gehäuse 14 untergebracht. Im Abreißbereich
15 schlagen die Hämmer 12 auf den Faserfilz und bilden so Fasergruppen 16. Die Fasergruppen
16 werden in einem Rohr 18 mittels Luftstrom 17 weitertransportiert. Es entsteht ein
mit Fasergruppen beladener Luftstrom 19. An dieser Stelle können auch schon vereinzelte
Fasern entstanden sein. Die Hämmer 12 der Hammermühle 13 rotieren in Fallrichtung,
so daß die Fasern in Rotordrehrichtung tangential aus dem Gehäuse 14 der Hammermühle
13 ausgeworfen werden.
[0035] In Fig. 3 ist schematisch eine Vordosiervorrichtung 113 dargestellt. Ein mit Fasermaterial
41 beladener Luftstrom wird einem Abscheider 20 zugeführt, der das Fasermaterial 41
von dem Luftstrom abscheidet, so daß Fasermaterial 42 durch den Schacht 21 in den
Speicherbehälter 22 fällt. Im unteren Teil des Speicherbehälters 22 sind zwei Stachelwalzen
23 angeordnet. Die Stachelwalzen 23 rotieren langsam und führen das Fasermaterial
einer dritten Stachelwalze 24 zu. Die dritte Stachelwalze 24 rotiert schnell und reißt
Fasergruppen aus dem Fasermaterial heraus. Diese Fasergruppen gelangen in den Trichter
25, indem sie nach unten rutschen. Am unteren Ende des Trichters 25 ist eine Zellradschleuse
26 angeordnet. Die Fasergruppen rutschen in die Zellen der Zellradschleuse 26 und
werden in den Kanal 27 befördert. In dem Kanal 27 herrscht ein Luftstrom 28, der die
in den Kanal 27 abgegebenen Fasern bzw. Fasergruppen mit sich nimmt. Der Luftstrom
28 nimmt auch schon aus dem Verfahren zurückgeführte Fasern mit, die den Fasergruppen
zugeführt werden. Der Luftstrom 29 ist voll mit Fasern und Fasergruppen beladen. Mit
dem Luftstrom wird ein Fasern-/ Fasergruppen-Gemisch 29 transportiert. Durch eine
Variation der Drehzahl der drehenden Teile, nämlich Stachelwalzen 23 und 24 sowie
der Zellradschleuse 26 kann der Massendurchsatz eingestellt werden, so daß eine Vordosierung
realisierbar ist.
[0036] Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Dosiervorrichtung, mit der eine
Hauptdosierung ermöglicht ist. Das Fasern-/Fasergruppen-Gemisch 29 wird mittels eines
Luftstromes in den Abscheider 30 z.B. eines Rotationsabscheiders transportiert. Dort
wird das Faser-/Fasergruppen-Gemisch vom Luftstrom abgeschieden. Das abgeschiedene
Fasermaterial 31 gelangt in den Stauschacht 32 und fällt in diesem nach unten zu den
Einzugswalzen 34. Es können auch mehrere Walzenpaare vorgesehen sein oder ein Einzugsbänderpaar
bzw. mehrere Einzugsbänderpaare. In einem Abschnitt des Stauschachts 32 sind Vibrationselemente
33 vorgesehen, mittels der eine lückenlose Zufuhr des Fasern-/Fasergruppen-Gemisches
31 zu den Einzugswalzen 34 ermöglicht ist.
[0037] Die Einzugswalzen 34 fördern das Fasermaterial zwischen die Abstreifer 35 in den
durch diese gebildeten Dosierkanal 36. Eine rotierende Walze 37, bspw. eine Stachelwalze,
reißt die Fasern aus dem Fasermaterial heraus und trägt diese in den Kanal 38 ein.
Im Kanal 38 herrscht eine Luftströmung 39, die die Fasern bzw. das Fasermaterial 40
erfaßt und entsprechend in Pfeilrichtung transportiert. Über die Drehzahl der Einzugswalzen
34 wird der Massendurchsatz des Dosierkanals 36 vorgegeben.
[0038] In Fig. 5 ist eine Mischvorrichtung 111 in schematischer, dreidimensionaler Darstellung
gezeigt. Verschiedene Fasermaterialien 43 und 44 sowie weitere Fasermaterialien oder
Additive 45 in flüssiger oder fester Phase werden in den Mischraum 46 eingebracht.
Bei den Fasermaterialien kann es sich um Cellulosefasern, Fasern aus thermoplastischer
Stärke, Flachsfasern, Hanffasern, Leinfasern, Schafwollfasern, Baumwollfasern oder
Mehrfachkomponentenfasern, insbesondere Bikomponentenfasern handeln, die eine Länge
aufweisen, die kleiner ist als der herzustellende Filter und eine Dicke aufweisen,
die bspw. im Bereich von 25 und 30 µm liegt. So sind bspw. Cellulosefasern stora fluff
EF untreatet der Firma StoraEnso Pulp AB verwendbar, die einen durchschnittlichen
Querschnitt von 30 µm aufweisen und eine Länge zwischen 0,4 und 7,2 mm. Als Kunstfasern
wie bspw. Bikomponentenfasern, können Fasern vom Typ Trevira, 255 3,0 dtex HM mit
einer Länge von 6 mm der Fa. Trevira GmbH Verwendung finden. Diese haben einen Durchmesser
von 25 µm. Als weitere Beispiele von Kunstfasern können Celluloseacetatfasern, Polypropylenfasern,
Polyäthylenfasern und Polyäthylenterephthalatfasern Verwendung finden. Als Additive
können den Geschmack bzw. den Rauch beeinflussende Materialien Verwendung finden wie
Kohleaktivgranulat oder Geschmacksstoffe und ferner Bindemittel, mittels der die Fasern
miteinander verklebt werden können.
[0039] Das in den Mischraum 46 eingebrachte Fasermaterial 43 und 44 bzw. die entsprechenden
Additive 45 werden Walzen 50 - 52 zugeführt, die während der Befüllung und des Mischvorganges
mit geeigneten Drehzahlen rotieren. Die Position der Walzen 50 - 52 ist vorzugsweise
sowohl horizontal als auch vertikal einstellbar. Damit sind die Achsabstände der Walzen
zueinander einstellbar. Es können auch mehrere Walzen in verschiedenen Etagen angeordnet
sein. Die zu mischenden Komponenten werden von den Walzen 50 - 52 erfaßt, beschleunigt
und im Mischraum 46 durcheinandergewirbelt. Das Durcheinanderwirbeln bewirkt eine
Durchmischung der Komponenten. Die Verweildauer der zu mischenden Komponenten im Mischraum
46 ist durch die geometrische Beschaffenheit des Siebes 47 einstellbar. Außerdem ist
die Verweildauer der zu mischenden Komponenten im Mischraum 46 durch die Position
einer Schubblende, mittels der die Öffnungen des Siebes 47 teilweise oder auch ganz
geschlossen werden können, bestimmt. Die Schubblende ist in der Figur nicht dargestellt.
[0040] Das Fasergemisch 53 bzw. allgemein das Gemisch 53 wird durch die Öffnungen des Siebes
47 in die Kammer 54 gefördert. Dieses kann kontinuierlich oder in Intervallen erfolgen.
Die Kammer 54 ist vorzugsweise schwenkbar und wird von einem Luftstrom 55 durchströmt.
Der Luftstrom 55 erfaßt das Gemisch 53 und reißt es mit sich. Der beladene Luftstrom
56 verläßt die Kammer 54 und führt das Gemisch 53 weiter.
[0041] In Fig. 6 ist eine Vereinzelungsvorrichtung 115 in schematischer Darstellung im Zusammenhang
mit einer Dosiervorrichtung 112 dargestellt. Die Dosiervorrichtung 112 entspricht
im wesentlichen der Dosiervorrichtung aus Fig. 4, wobei allerdings die Vibrationselemente
33 als getrennte Abschnitte des Fallschachtes 32 dargestellt sind und die Abstreifer
35 eine etwas andere Form als die in Fig. 4 aufweisen. Das durch die rotierende Walze
37 aus dem Dosierkanal 36 herausgerissene Fasermaterial wird direkt einer Vereinzelungskammer
61 zugeführt. Über die Drehzahl der Einzugswalzen 34 wird der Massendurchsatz des
Dosierkanals 36 bestimmt. Die gesamte Vereinzelungsvorrichtung wird von Luft durchströmt.
Diese Strömung 133 wird hervorgerufen durch den Unterdruck am Fließbettende. Dieser
Unterdruck entsteht zum einen durch die in dem Absaugstutzen 71 geführte Luftströmung
72 und zum anderen durch die Strömung im Saugbandförderer, der am Fließbettende 69
angeordnet ist und in dieser Figur nicht dargestellt ist.
[0042] In der Vereinzelungskammer 61 bewegen sich die Fasern bzw. die Fasergruppen unter
Schwerkraft- und Strömungseinfluß durch die Luftströmung 63 bzw. den Lufteintritt
63, der durch die Ventilationsöffnungen 62 geschieht, in den Bereich der Walzen 60.
Die Walzen 60 der Reihe von Walzen 60 erfassen die unvereinzelten Fasern (und natürlich
auch schon teilweise vereinzelt vorliegende Fasern), beschleunigen diese und schlagen
sie gegen das Sieb 64 der Vereinzelungskammer 61. Anstelle eines Siebes mit entsprechenden
Siebaustrittsflächen, können auch Lochbleche oder Rundstabgitter Verwendung finden.
[0043] Durch die mechanische Beanspruchung werden die Fasergruppen in Einzelfasern aufgelöst
und passieren schließlich das Sieb 64. Das heißt, die Fasern werden nach ausreichender
Vereinzelung von der durch das Sieb führenden Strömung 133 erfasst und durch das Sieb
64 geführt bzw. gesaugt. Die Drehzahl der Walzen 60 und die Fläche so wie die Stärke
der Strömung 133 bestimmen den Massendurchsatz der Vereinzelungskammer 61 der Öffnungen
des Siebes 64.
[0044] Die vereinzelten Fasern 65 gelangen auf das Fließbett 66. Dort werden sie von einem
an der Luftdüse, die als Düsenleiste 67 ausgebildet ist, austretenden Luftstrom 68
erfaßt und auf dem Fließbett 66 bewegt. Es können auch mehrere Düsenleisten 67 vorgesehen
sein. Hauptsächlich sorgt der am Fließbettende 69 angelegte Unterdruck für eine ausreichende
Strömung 133 zur Förderung der vereinzelten Fasern zum Fließbettende 69 hin. Die Strömung
133 wird zum Teil durch den Strömungsteiler 70 am Fließbettende 69 vom Faserstrom
abgetrennt und gelangt in den Absaugstutzen 71. Die durch den Unterdruck und die Düsenleiste
67 erzeugte Strömung entzieht der Vereinzelungskammer 61 Luft. Über die Ventilationsöffnungen
62 in der Vereinzelungskammer 61 strömt Luft 63 nach.
[0045] Im Fließbettbereich werden dann die vereinzelten Fasern im Luftstrom der Strömung
133, der zuvor der Vereinzelung diente, transportiert. Dieses geschieht annähernd
senkrecht bis zum Fließbett und danach entlang desselben. Die Strömung 133 kann durch
weitere Luftströme bspw. Luftstrom 68 ergänzt werden.
[0046] An das Fließbett 66 schließt ein Saugbandförderer an, der in dieser Figur nicht dargestellt
ist (siehe hierzu insbesondere Fig. 10 und 12). Auf das Saugband werden die vereinzelten
Fasern aufgeschüttet. Es können auch zwei Saugbänder Verwendung finden oder noch mehr
Saugbänder.
[0047] Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung.
Im Unterschied zur Ausführungsform gem. Fig. 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel nur
eine Walze 60 vorgesehen. Außerdem sind in der Vereinzelungskammer 61 mehrere Luftströme
74 vorgesehen, die durch Luftdüsen 73 erzeugt werden. Es können mehrere Luftdüsen
73 als in Fig. 7 dargestellt, verwendet werden. Diese müssen nicht nur an der Kammer-Mantelfläche
angeordnet sein, sondern können in der Vereinzelungskammer 61 auch verteilt sein.
Die Luftströme führen die Fasern der Walze 60 zu. Anstelle einer Walze können auch
mehrere Walzen Verwendung finden. Die Funktion der Walze 60 bzw. mehrerer Walzen 60,
entspricht der Funktion aus Fig. 6. Durch die Luftströmungen 74 findet eine erhöhte
Verwirbelung in der Vereinzelungskammer 61 statt, so daß die Vereinzelung der Fasern
im Vergleich zu der Ausführungsform gemäß Fig. 6 verbessert ist. Die vereinzelten
Fasern 65 gelangen entsprechend durch das Sieb 64 wie in dem Beispiel gemäß Fig. 6.
[0048] In Fig. 8 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung
115 dargestellt. Der Luftstrom wird hierbei durch den am Vliesbettende 69 angelegten
Unterdruck und den aus der Düsenleiste 67 strömenden Luftströmung 68 erzeugt. Es können
auch mehrere Düsenleisten Verwendung finden. Die Hauptluftströmung beginnt oberhalb
des Siebes 64, passiert die Rührerreihen 82 und 83 sowie das Sieb 64. Danach gelangt
die Hauptluftströmung in den Fließbettbereich 66 und durchläuft das Fließbett 66 bis
zu dessen Ende.
[0049] Das im wesentlichen unvereinzelte Fasermaterial bzw. Fasern-/Fasergruppen-Gemisch
31 gelangt oberhalb vom Sieb 64 in das Gehäuse. Dieses kann anstelle der Darstellung
in Fig. 8 auch in einem Winkel geneigt sein wie bspw. mit 45° zur Waagerechten. Das
Fasern-/Fasergruppen-Gemisch 31 gelangt unter Einfluß der Schwerkraft sowie unter
Einfluß der Hauptluftströmung in den Bereich der Rührwerkzeuge 82 und 83. Die Rührerreihen
82 und 83 bestehen aus hintereinander angeordneten Rührstäben, die ein geeignetes
Rührwerkzeug antreiben. Die Rührwerkzeuge stehen um 90° versetzt zueinander. Es können
auch andere Versetzungswinkel vorgesehen sein. Die unvereinzelten Fasergruppen werden
von den rotierenden Rührwerkzeugen zerrissen, beschleunigt und gegen das Sieb 64 des
Gehäuses geschlagen. Anstelle des Siebes 64 kann auch ein Lochblech oder ein Rundstabgitter
Verwendung finden. Die Fasergruppen bzw. das Fasergruppen-Gemisch 31 wird so lange
gegen das Sieb 64 geschleudert, bis sie sich in Einzelfasern aufgelöst haben und das
Sieb 64 im Hauptluftstrom passiert haben. Danach gelangen die Fasern wie in den vorherigen
Ausführungsbeispielen auf das Fließbett 66 und zu einem Saugbandförderer, der auch
in Fig. 8 nicht dargestellt ist. Die in Fig. 8 dargestellte Vereinzelungsvorrichtung
ist bezüglich zumindest der Rührerreihen 82 und 83 aus der EP 0 616 056 B1 der M +
J Fibretech A/S, Dänemark, bekannt. Der Offenbarungsgehalt der EP 0 616 056 B1 soll
vollumfänglich in dieser Patentanmeldung aufgenommen sein.
[0050] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung
115 ist in Fig. 9 in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung offenbart.
Das im wesentlichen unvereinzelte Fasermaterial bzw. Fasern-/Fasergruppen-Gemisch
wird durch die Luftströme 76 in die Siebtrommeln 78 transportiert. Dies erfolgt über
seitliche Öffnungen 77 im Gehäuse 79. Das Fasermaterial wird in Richtung der Längsachsen
der Siebtrommeln 78 eingeblasen. Durch das beidseitige Einblasen des Fasermaterials
gegen den Uhrzeigersinn ergibt sich eine umlaufende Ringströmung 80. Überlagert wird
die Ringströmung 80 von einer Strömung normal bzw. im wesentlichen senkrecht zu dieser,
die durch einen am Vliesbettende 69 angelegten Unterdruck und einen Luftstrom 68 hervorgerufen
wird. Der am Fließbettende 69 herrschende Unterdruck entsteht durch den Unterdruck
in einem nicht dargestellten Saugbandförderer, der am Fließbettende 69 angeordnet
ist und zum anderen an dem Luftstrom 72, der durch den Absaugstutzen 71 gefördert
wird. Die Normalströmung nimmt oberhalb der Siebtrommeln 78 ihren Anfang und passiert
die Siebtrommeln 78 über deren Mantelöffnungen. Die Normalströmung gelangt dann in
den Fließbettbereich 66 und durchläuft denselben bis zu dem Ende 69, wo ein Teil der
Normalströmung am Keil 70 von den Fasern abgeschieden wird.
[0051] Das unvereinzelte Fasermaterial gelangt in den Trommeln 78 auf die Innenmantelflächen
der Trommeln 78. Die Trommeln 78 rotieren mit einer Rotationsrichtung 81 der Siebtrommeln
78 im Uhrzeigersinn. Das auf den Trommelmantelflächen gelagerte, im wesentlichen unvereinzelte
Fasermaterial wird von den rotierenden Trommeln den Vereinzelungswalzen 85 zugeführt.
Die Vereinzelungswalzen 85 rotieren in Rotationsrichtung 84 der Vereinzelungswalzen
85 gegen den Uhrzeigersinn. Es wäre auch als Alternative eine Rotation im Uhrzeigersinn
möglich. Die Vereinzelungswalzen 85 bzw. Nadelwalzen erfassen die unvereinzelten Fasergruppen
und zerreißen diese sowie beschleunigen diese. Die Fasergruppen werden solange gegen
die Innenmantelfläche der Trommeln 78 geschleudert, bis sie sich in Einzelfasern aufgelöst
haben und die Mantelöffnungen passiert haben, d.h. von dem Luftrom (der Normalströmung)
erfasst und durch die Siebtrommel 78 geführt bzw. gesaugt werden. Anstelle einer Siebtrommel
78 kann auch eine Trommel mit Lochblechen oder Rundstabgitter vorgesehen sein.
[0052] Die Fasern bzw. vereinzelten Fasern werden von einem Luftstrom erfasst und durch
die radialen Öffnungen der Trommel geführt bzw. gesogen. Durch die Luftströmung werden
die Fasern nach unten zum Fließbett gefördert. Sobald die faserbefrachtete Strömung
am Fließbett angelangt ist, wird diese abgelenkt und entlang des gekrümmten Fließbettes
geführt. Aufgrund der auf die Fasern einwirkenden Fliehkräfte bewegen sich die Fasern
zur gekrümmten Leitwand und fließen bis zum Saugbandförderer. Die oberhalb der Fasern
mitfließende Luft wird am Keil bzw. Abscheider 70 abgeschieden und über den Absaugstutzen
71 abgeführt.
[0053] In Fig. 9 sind die entsprechenden Faserströme 75 schematisch dargestellt. Es werden
vereinzelte Fasern von einer aus der Düsenleiste 67 austretenden Luftstrom 68 erfaßt
und entsprechend auch dem Fließbettende 69 zugeführt, genau wie die auf das Fließbett
66 gelangenden vereinzelten Fasern durch die Luftströmung 68. Es können auch mehrere
Düsenleisten vorgesehen sein.
[0054] Fasergruppen, die bei einem einmaligen Trommeldurchgang durch die Trommeln 78 nicht
oder nicht vollständig vereinzelt wurden, gelangen mit der Ringströmung 80 in die
jeweils parallele Trommel 78. Zum Vereinzeln treten die Fasern durch die Öffnungen
132 der Siebtrommeln 78. Im wesentlichen können nur vereinzelte Fasern durch die Öffnungen
132 treten. Die Öffnungen 132 sind somit derart ausgestaltet, daß lediglich vereinzelte
Fasern hindurchtreten können.
[0055] Die in Fig. 9 dargestellte Vereinzelungsvorrichtung entspricht wenigstens teilweise
derjenigen, die in der WU 01/54873 A1 bzw. der US 4,640,810 A der Fa. Scanweb, Dänemark,
bzw. USA, offenbart sind. Die Offenbarung der eben genannten Patentanmeldung bzw.
des eben genannten US-Patents soll vollumfänglich in den Offenbarungsgehalt dieser
Patentanmeldung mit aufgenommen sein.
[0056] Fig. 10 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Strangherstellungsmaschine
110.
[0057] Fig. 11 zeigt einen Teil der Strangherstellungsmaschine 110 in einer Draufsicht in
Richtung des Pfeils A und Fig. 12 eine Seitenansicht der Strangherstellungsmaschine
110 gemäß Fig. 10 in Richtung des Pfeils B.
[0058] Das unvereinzelte Fasermaterial gelangt über den Stauschacht 32 zur Dosiereinrichtung
34, das in diesem Beispiel ein Einzugswalzenpaar 34 mit einer rotierenden Walze 32
ist. Die Richtung des Materialeintrags 100 ist in Fig. 11 in Zeichenebene nach unten,
wie dort schematisch dargestellt ist. Das unvereinzelte Fasermaterial wird in der
Vereinzelungskammer 61 vereinzelt. Der durch die Luftströmung im Absaugstutzen 71
und den Luftstrom 72' im Saugbandförderer 89 erzeugte Luftstrom am Fließbett 66 fördert
die vereinzelten Fasern 65. Der Luftstrom 72 im Absaugstutzen 71 ist bezüglich deren
Richtung in Fig. 11 nach oben aus der Zeichenebene heraus, wie in Fig. 11 dargestellt
ist. Der Luftstrom 72 transportiert auch überschüssige Fasern ab. Der Luftstrom 72'
dient zum Halten der auf dem Saugband 89 ausgeschauerten Fasern 65.
[0059] Die vereinzelten Fasern 65 bewegen sich am Fließbett 66 in Richtung zum Fließbettende
69, an dem, wie in den Figuren dargestellt ist, ein Saugbandförderer 89, angeordnet
ist. Im Saugbandförderer 89 herrscht durch kontinuierliches Luftabsaugen Unterdruck.
Dieses Luftabsaugen ist durch den Luftstrom 72' schematisch dargestellt. Der Unterdruck
saugt die vereinzelten Fasern 65 an und hält sie am luftdurchlässigen Saugband des
Saugbandförderers 89 fest.
[0060] Die vereinzelten Fasern 65 werden entsprechend auf das luftdurchlässige Saugband
des Saugbandförderers 89 aufgeschauert. Das Saugband 116 bewegt sich in Richtung Strangherstellungsmaschine
110, also in Fig. 10 nach links. Es bildet sich ein zur Strangmaschine 110 hin an
Stärke linear zunehmender Faserkuchen bzw. Faserstrom 86 auf dem Saugband. Der aufgeschüttete
Faserstrom 86 ist unterschiedlich stark und wird am Ende der Aufschüttzone des Saugbandförderers
89 mittels Trimmung durch eine Trimmvorrichtung 88 auf eine einheitliche Stärke getrimmt.
Die Trimmvorrichtung 88 kann eine mechanische sein wie bspw. Trimmerscheiben oder
eine pneumatische mittels bspw. Luftdüsen. Die mechanische Trimmung ist bei Zigarettenstrangmaschinen
an sich bekannt. Die pneumatische Trimmung geschieht dergestalt, daß horizontal am
Ende des Faserstroms 86 eine Düse angeordnet ist, aus der ein Luftstrahl austritt
und einen Teil des Faserstroms 86 herausreißt, so daß überschüssige Fasern 87 abgeführt
werden. Es kann eine Punktstrahldüse oder eine Flachstrahldüse Verwendung finden.
[0061] Nach dem Trimmen ist der Faserstrom 86 aufgeteilt in einen getrimmten Faserstrang
90 und einen Strang überschüssiger Fasern 87. Es ist auch möglich, alle Fasern unterhalb
eines Trimmungsmaßes von einem Düsenstrahl zu erfassen und wegzureißen. Die überschüssigen
Fasern werden in den Faseraufbereitungsprozeß zurückgeführt und werden später wieder
zu einem Faserstrang ausgebildet.
[0062] Der getrimmte Faserstrang 90 wird am Saugband 116 gehalten und in Richtung der Strangmaschine
110 bewegt. Beim getrimmten Faserstrang 90 handelt es sich um ein loses Faservlies,
das durch ein Verdichtungsband 92 verdichtet wird. Anstelle des Verdichtungsbandes
92 kann auch eine Rolle Verwendung finden. Es können auch mehrere Bänder bzw. Rollen
Verwendung finden. Es erfolgt auch seitlich eine Verdichtung des Faserkuchens, wie
insbesondere durch Fig. 11 dargestellt ist. In Fig. 11 sind die Verdichtungsbänder
101 dargestellt, die konisch zueinander verlaufen und zwar in Saugbandgeschwindigkeit
mit dem Faserkuchen. Die gezahnte Form der Verdichtungsbänder 101 erzeugen Zonen unterschiedlicher
Dichte im verdichteten Faserkuchen. In den Zonen höherer Dichte wird der Filterstrang
später geschnitten. Die höhere Faserdichte im Filterendbereich sorgt für einen kompakteren
Zusammenhalt der Fasern in dieser sensiblen Zone und außerdem zu einer besseren Verarbeitbarkeit
der Filterstäbe. Zum Verdichten in vertikaler Richtung ist ein Verdichtungsband 92
vorgesehen. Anstelle des Verdichtungsbandes 92 können auch Rollen vorgesehen sein.
[0063] Der getrimmte und verdichtete Faserstrang 91 wird an die Strangmaschine 110 übergeben.
Die Übergabe erfolgt durch das Ablösen des verdichteten Faserstrangs 91 vom Saugband
116 und den Auftrag des Faserstrangs 91 auf ein Formatband der Strangmaschine 110.
Das Formatband ist in den Figuren nicht dargestellt. Es kann sich hierbei um ein übliches
Formatband handeln, das auch bei einer normalen Filterstrangmaschine bzw. Zigarettenstrangmaschine
Verwendung findet. Die Übergabe wird von einer von oben auf den verdichteten Faserstrang
91 gerichteten Düse 93, durch die ein Luftstrom 94 führt, unterstützt.
[0064] In der Strangmaschine 110 wird ein Faserfilterstrang 95 erzeugt, wobei von einer
Bobine 98 ein Umhüllungsmaterialstreifen 99 um das Fasermaterial wie üblich gewickelt
wird. Durch Volumenverkleinerung und Rundformung bzw. Ovalformung des verdichteten
Faserstrangs 91 beim Umhüllen mit dem Umhüllungsmaterialstreifen 99 baut sich ein
gewisser Innendruck im Faserfilterstrang 95 auf. In der Aushärtevorrichtung 96 werden
Bindekomponenten, die in der Fasermischung enthalten sind, oberflächlich erhitzt und
angeschmolzen. Entsprechend können auch die äußeren Schichten von Bikomponentenfasern
angeschmolzen werden, so daß eine Verbindung zwischen den Fasern entsteht. Hierzu
wird insbesondere auf die Patentanmeldung der Anmelderin DE 102 17 410.5 verwiesen.
Die Aushärtevorrichtung 96 kann auch eine Mikrowellenheizung, eine Laserheizung, Heizplatten
bzw. Schleifkontakte umfassen. Durch Aufheizen der Bindekomponenten verbinden sich
die Einzelfasern im Faserstrang miteinander und verschmelzen oberflächlich. Beim Abkühlen
des Faserstrangs erhärten die angeschmolzenen Bereiche wieder. Das entstandene Gittergerüst
verleiht dem Faserstrang Stabilität und Härte. Abschließend wird der ausgehärtete
Faserfilterstrang 95 in Faserfilterstäbe 97 geschnitten. Die Aushärtung des Faserfilters
ist auch nach dem Schneiden in die Faserfilterstäbe 97 möglich.
[0065] Der in Fig. 12 noch dargestellte Luftstrom 102 dient wie die Luftströme der vorherigen
Ausführungsbeispiele auch zum Transport des Fasermaterials.
[0066] In Fig. 13 ist eine dreidimensionale schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung dargestellt, die derjenigen aus Fig.
9 entsprechend ähnelt. Zusätzlich zu der Ausführungsform aus Fig. 9 ist noch eine
Granulatdosiervorrichtung 120 vorgesehen. Die Granulatdosiervorrichtung 120 streut
über die gesamte Breite der Vereinzelungsvorrichtung 115 ein Granulat zwischen die
Siebtrommeln 78 in die Vereinzelungsvorrichtung 115. Das eingestreute Granulat 121
vermischt sich im Bereich der Siebtrommeln 78 mit den aus den Siebtrommeln 78 austretenden
Fasern. Es entsteht ein Gemisch aus vereinzelten Fasern und Granulat, das im Luftstrom
auf dem Fließbett zum Saugstrangförderer, der in Förderrichtung hinter dem Saugstrangende
79 angeordnet ist, gefördert wird.
[0067] Fig. 14 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung einer weiteren erfindungsgemäßen
Vereinzelungsvorrichtung 115. In dieser Ausführungsform ist die Luftführung verbessert,
so dass gleichmäßigere Faserströme 75 bzw. 75' erzeugt werden. Ein Luftstrom 122 gelangt
in dem oberen Bereich der Siebtrommel 78 in die Vorrichtung. Die aus den Siebtrommeln
78 heraustretenden vereinzelten Fasern gelangen in Kanäle 123 und 124 und werden durch
den entsprechenden Luftstrom nach unten in den Bereich des Fließbettes 66 geführt.
Im unteren Bereich des Fließbettes werden die Faserströme 75 zu einem Faserstrom 75'
vereinigt. In diesem Bereich wird ein Großteil der Transportluft von dem Faserstrom
getrennt, was durch den Luftstrom 122' dargestellt ist. Hierzu ist ein Absaugstutzen
125 im Wälzraum des Fließbettes 66 vorgesehen. Der Faserstrom 75' gelangt nach der
Vereinigung der beiden Faserströme 75 in einen Kanal, der durch das Fließbett 66 und
den Abscheider 127 gebildet wird. An dieser Stelle kann es je nach Verfahrensführung
möglich sein, dass sich schon ein Vließ gebildet hat oder aber es kann auch sein,
dass die Fasern noch vereinzelt sind. Der Faserstrom 75' wird dann durch den am Saugbandförderer
89 anliegenden Unterdruck zum Fließbettende 69 und dem Saugbandförderer 89 transportiert.
[0068] Fig. 15 zeigt eine entsprechende schematische Schnittdarstellung, die derjenigen
aus Fig. 14 ähnelt. Zusätzlich zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 14 ist eine Granulatdosiervorrichtung
120 oberhalb der Siebtrommeln 78 angeordnet. Aus zwei Entnahmestutzen wird den jeweiligen
Siebtrommeln 78 Granulat 121 zugeführt. Der gebildete Faser-/Granulatstrom 128, der
in den Kanälen 123 und 124 transportiert wird, wird im unteren Bereich des Fließbettes
66 vereinigte und zu einem Faser-/Granulatstrom 128'.
[0069] Fig. 16 stellt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Vereinzelungsvorrichtung
115 dar. Die Hinzufügung von Granulat 121 aus der Granulatdosiervorrichtung 120 wird
in der Nähe des Fließbettendes 69 durchgeführt. Granulat 121 gelangt auf ein Beschleunigungselement
129, das eine Walze, eine Bürste oder eine Düse sein kann. Das beschleunigte Granulat
121 gelangt durch die Leitung 130 in das Fließbett und zwar in einen vertikalen Fließbettabschnitt
131.
Bezugszeichenliste
[0070]
- 1
- Faservorbereitung
- 2
- vordosieren
- 3
- mischen und/oder dosieren
- 4
- dosieren
- 5
- mischen und/oder dosieren
- 6
- vereinzeln
- 7
- Strang herstellen
- 10
- Faserfilz-Einzugswalze
- 12
- Hammer
- 13
- Hammermühle
- 14
- Gehäuse
- 15
- Abreißbereich
- 16
- Fasergruppen
- 17
- Luftstrom
- 18
- Rohr
- 19
- Luftstrom
- 20
- Abscheider
- 21
- Schacht
- 22
- Speicherbehälter
- 23
- Stachelwalze
- 24
- Stachelwalze
- 25
- Trichter
- 26
- Zellradschleuse
- 27
- Kanal
- 28
- Luftstrom
- 29
- Fasern-/Fasergruppen-Gemisch
- 30
- Abscheider
- 31
- Fasern-/Fasergruppen-Gemisch
- 32
- Stauschacht
- 33
- Vibrationselement
- 34
- Einzugswalze
- 35
- Abstreifer
- 36
- Dosierkanal
- 37
- Walze
- 38
- Kanal
- 39
- Luftstrom
- 40 - 44
- Fasermaterial
- 45
- Additiv
- 46
- Mischraum
- 47
- Sieb
- 50 - 52
- Walzen
- 53
- Fasergemisch
- 54
- Kammer
- 55
- Luftstrom
- 56
- beladener Luftstrom
- 60
- Walze
- 61
- Vereinzelungskammer
- 62
- Ventilationsöffnung
- 63
- Lufteintritt
- 64
- Sieb
- 65
- vereinzelte Fasern
- 66
- Fließbett
- 67
- Düsenleiste
- 68
- Luftstrom
- 69
- Fließbettende
- 70
- Strömungsteiler
- 71
- Absaugstutzen
- 72
- Luftstrom
- 73
- Luftdüse
- 74
- Luftstrom
- 75
- Faserstrom
- 76
- Luftstrom
- 77
- Öffnung
- 78
- Siebtrommel
- 79
- Gehäuse
- 80
- Ringströmung
- 81
- Rotationsrichtung der Siebtrommel
- 82
- Rührerreihe
- 83
- Rührerreihe
- 84
- Rotationsrichtung der Vereinzelungswalze
- 85
- Vereinzelungswalze
- 86
- Faserstrom
- 87
- überschüssige Fasern
- 88
- Trimmvorrichtung
- 89
- Saugbandförderer
- 90
- getrimmter Faserstrang
- 91
- verdichteter Faserstrang
- 92
- Verdichtungsband
- 93
- Düse
- 94
- Luftstrom
- 95
- Faserfilterstrang
- 96
- Aushärtevorrichtung
- 97
- Faserfilterstäbe
- 98
- Bobine
- 99
- Umhüllungsmaterialstreifen
- 100
- Materialeintrag
- 101
- Verdichtungsband
- 102
- Luftstrom
- 103
- Luftstrom
- 110
- Strangherstellungsmaschine
- 111
- Mischvorrichtung
- 112
- Dosiervorrichtung
- 113
- Vordosiervorrichtung
- 114
- Faservorbereitungsvorrichtung
- 115
- Vereinzelungsvorrichtung
- 116
- Saugband
- 120
- Granulatdosiervorrichtung
- 121
- Granulat
- 122
- Luftstrom
- 122'
- Luftstrom
- 123
- Kanal
- 124
- Kanal
- 125
- Absaugstutzen
- 126
- Trennelement
- 127
- Abscheider
- 128
- Faser-/Granulatstrom
- 128'
- Faser-/Granulatstrom
- 129
- Beschleunigungselement
- 130
- Leitung
- 131
- Vertikaler Fließbettabschnitt
- 132
- Öffnung
- 133
- Strömung
1. Verfahren zur Aufbereitung von Filtermaterial (10, 29, 31, 40 - 44, 53, 65, 75) zur
Verwendung bei der Herstellung von Filtern (95, 97) der tabakverarbeitenden Industrie
mit den folgenden Verfahrensschritten:
- Zuführen endlicher Fasern (10, 29, 31, 40 - 44, 53, 65, 75) zu einer Vereinzelungsvorrichtung
(115),
- Vereinzeln der Fasern (10, 29, 31, 40 - 44, 53, 65, 75) und
- Transportieren der vereinzelten Fasern (65, 75) in Richtung einer Strangaufbauvorrichtung
(89).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportieren der vereinzelten Fasern (65, 75) wenigstens teilweise mittels
eines Luftstromes (55, 56, 68) geschieht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vereinzeln der Fasern (10, 29, 31, 40 - 44, 53, 65 75) wenigstens teilweise mittels
eines Luftstromes (63, 68 72 72', 76 122, 122') geschieht.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vereinzeln der Fasern (10, 29, 31, 40-44, 53, 65, 75) wenigstens teilweise mittels
eines Hindurchtretens durch Öffnungen (132) einer mit einer Mehrzahl von Öffnungen
(132) versehenen Vorrichtung (47, 64, 78) geschieht.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführen der Fasern (10, 29, 31, 40 bis 44, 53) wenigstens teilweise mittels
eines Luftstromes (17, 19, 28, 29, 39, 55, 56, 56, 63) geschieht.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Vereinzelungsschritte (2 - 6) vorgesehen sind.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorvereinzelung (2) von in einem Verbund (10) vorliegenden endlichen Fasern
(10, 29, 31, 40 - 44, 53, 65, 75) geschieht.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Dosierschritt (2 - 6) vorgesehen ist, mittels dem die Menge der Fasern,
insbesondere vorgebbar, dosiert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Dosierschritt (2-6) gleichzeitig mit einem Vereinzelungsschritt (2-6)
geschieht.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Fasersorten (43, 44) Verwendung finden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Fasersorten (43, 44) gemischt werden.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Additiv (45) hinzugefügt wird.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine vollständige Vereinzelung (6) mit oder im Anschluß an einen zweiten oder dritten
Dosierschritt (3 - 6) geschieht.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserlänge kleiner als die Länge des herzustellenden Filters (97) ist.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Faserdurchmesser im Bereich von 10 bis 40 µm, insbesondere 20 bis 38
µm, liegt.
16. Verfahren zur Herstellung von Filtern (95, 97) der tabakverarbeitenden Industrie,
umfassend ein Verfahren zur Aufbereitung von Filtermaterial (10, 29, 31, 40 - 44,
53, 65, 75) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, wobei außerdem anschließend
ein Faserstrang (95) gebildet wird und der Strang in Filterstäbe (97) zerteilt wird.
17. Aufbereitungseinrichtung für Filtermaterial (10, 29, 31, 40 - 44, 53, 65, 75) zur
Verwendung bei der Herstellung von Filtern (95, 97) der tabakverarbeitenden Industrie,
umfassend wenigstens eine Vorrichtung (115) zum Vereinzeln des Filtermaterials (10,
29, 31, 40 - 44, 53) und wenigstens eine Dosiervorrichtung (111 - 114), wobei wenigstens
ein Mittel (17, 19, 28, 29, 39, 55, 56, 63) zum Zuführen des Filtermaterials (10,
29, 31, 40 - 44, 53) von der wenigstens einen Dosiervorrichtung (111 - 114) zu der
wenigstens einen Vorrichtung (115) zum Vereinzeln vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbereitungseinrichtung ausgestaltet ist, um das Filtermaterial (10, 29, 31,
40 - 44, 53, 65, 75), das endliche Fasern (10, 29, 31, 40 - 44, 53, 65, 75) umfasst,
aufzubereiten und wobei die Vorrichtung (115) zum Vereinzeln eine im wesentlichen
vollständige Vereinzelung der endlichen Fasern ermöglicht.
18. Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (17, 19, 28, 29, 39, 55, 56, 63) zum Zuführen einen Luftstrom umfasst.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 und/oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vereinzeln der Fasern (10, 29, 31, 40 - 44, 53, 65, 75), ein Luftstrom durch
und/oder in der Vorrichtung (115) strömbar ist.
20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (115) zum Vereinzeln eine Mehrzahl von Öffnungen (132) umfasst, durch
die die Fasern (10, 29, 31, 40 - 44, 53, 65, 75) aus der Vorrichtung (115) vereinzelt
austreten können.
21. Aufbereitungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung (111 - 114) einen Fallschacht (32) umfasst, aus dem eine rotierende
Walze (37) Fasern herausbefördert.
22. Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Bereich der Dosiervorrichtung (111 - 114) ein Paar Einzugswalzen (34)
vorgesehen ist.
23. Aufbereitungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (115) zum Vereinzeln durch Zusammenwirken wenigstens eines sich drehenden
Elements (52, 60, 78, 82, 83, 85), wenigstens eines mit Durchlässen versehenen Elements
(47, 64, 78) und einem Luftstrom (63, 74, 76, 80) eine Vereinzelung der Faser ermöglicht.
24. Aufbereitungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiervorrichtung (111 - 114) zusätzlich eine Vereinzelungsfunktion hat.
25. Aufbereitungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischvorrichtung (111) vorgesehen ist.
26. Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischvorrichtung (111) zusätzliche eine Vereinzelung und/oder Dosierung der Fasern
(10, 29, 31, 40 44, 53) ermöglicht.
27. Aufbereitungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß diese derart ausgestaltet ist, um endliche Fasern (10, 29, 31, 40 - 44, 53, 65, 75)
mit einer Länge, die kleiner als die eines herzustellenden Filters (37) ist, aufzubereiten.
28. Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß diese derart ausgestaltet ist, um endliche Fasern (10, 29, 31, 40 - 44, 53, 65, 75)
mit einem mittleren Faserdurchmesser im Bereich von 10 bis 40 µm, insbesondere 20
bis 38 µm, aufzubereiten.
29. Filterherstelleinrichtung mit einer Aufbereitungseinrichtung nach einem oder mehreren
der Ansprüche 17 bis 28.
30. Filter (97), hergestellt mit einem Verfahren nach Anspruch 16.