Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen von Tabakrauchfilterstäben

Abstract

 Beim Verfahren wird aus gekräuselten Spinnfasern und/oder Filamenten bestehendes Filtertau in einer Aufbereitungszone aufbereitet und einer Bearbeitungszone zugeführt, wo es in einer Ein­laufzone zusammengefaßt, danach umhüllt und in Tabakrauchfilterstäbe zerschnitten wird. Im Bereich der Einlaufzone wirkt ein Gas oder Dampf erhöhten Drucks unter einem Winkel von<90° zur Filtertaulängsachse in Filtertaubewegungsrichtung auf das Filtertau ein.
Die drei Vorrichtung zur Durchführung des Ver­fahrens mit jeweils einem Aufbereitungsgerät und einem Bearbeitungsgerät enthalten resp. zum Zuführen eines Gases oder von Dampf erhöhten Drucks zum Filtertau in dessen Bewegungsrichtung
- einen Einlauffinger (14) mit Löchern (17) in seiner Wandung auf der Filtertau-Einlaufseite,
- ein Rohr (22), dessen Gas- bzw. Dampfaustritts­ende (23) im Bereich der Filtertau-Auslaufseite des Einlauftrichters(23) oder der Filtertau-­Einlaufseite des Einlauffingers (14) mündet,
- eine Blaseinrichtung (27) unmittelbar vor der Filtertau-Einlaufseite des Einlauffingers (14).
Die Erfindung löst insbesondere das Problem von ungleichmäßigen Zugwiderständen der Tabakrauch­filterstäbe.
Fig. 3 wird zur Veröffentlichen mit den Zusammen­fassung vorgeschlagen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her­stellen von Tabakrauchfilterstäben, insbeson­dere Zigarettenfilterstäben, wobei von einem Vorrat abgezogenes, aus gekräuselten Spinnfa­sern und/oder Filamenten bestehendes Filtertau
- in einer Aufbereitungszone ausgebreitet, auf­gelockert, gestreckt, entspannt und gegebenen­falls mit Weichmacher versehen wird
und
- danach einer Bearbeitungszone zugeführt wird, wo es in einer Einlaufzone zusammengefaßt, an­schließend gegebenenfalls mit einem Umhüllungs­streifen umhüllt und schließlich als Tabak­rauchfilterstrang in einzelne Tabakrauchfilter­stäbe zerschnitten wird.

[0002] Die Erfindung betrifft außerdem Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens mit jeweils
- einem Aufbereitungsgerät, das Vorrichtungen zum Ausbreiten, Auflockern, Strecken und Entspannen des Filtertaus sowie gegebenenfalls eine Vor­richtung zum Versehen des Filtertaus mit Weich­macher aufweist,
und
- einem Bearbeitungsgerät, das gegebenenfalls eine Einlaufdüse zum Fördern des Filtertaus, ferner eine Einlaufvorrichtung zum Zusammen­fassen des Filtertaus mit gegebenenfalls einem Einlauftrichter und mit einem Einlauffinger, außerdem gegebenenfalls eine Umhüllungsvorrich­tung zum Umhüllen des Filtertaus mit einem Um­hüllungsstreifen sowie eine Schneidvorrichtung zum Zerschneiden des gebildeten Tabakrauchfil­terstrangs in einzelne Tabakrauchfilterstäbe aufweist.

[0003] Der Ausdruck "Filtertau" (englisch: "filter tow") bedeutet ein Vlies aus einer Vielzahl gekräusel­ter z.B. synthetischer Spinnfasern und/oder Fila­mente.

[0004] Das Filtertau kann beispielsweise aus gekräusel­ten Celluloseacetat-, insbesondere Cellulose-2,5-­Acetat-Spinnfasern und/oder -Filamenten bestehen.

[0005] Die bekannten Vorrichtungen zum Herstellen von Tabakrauchfilterstäben setzen sich normalerweise aus einem Aufbereitungsgerät und einem Bearbei­tungsgerät zusammen. Das Aufbereitungsgerät weist üblicherweise Vor­richtungen zum Ausbreiten, Auflockern, Strecken und Entspannen des Filtertaus sowie, falls das Filtertau mit Weichmacher versehen werden soll, eine Vorrichtung zur Benetzung der Spinnfasern und/oder Filamente des Filtertaus mit einem Weich­macher auf.

[0006] Das Bearbeitungsgerät weist üblicherweise eine Einlaufvorrichtung zum Zusammenfassen des Filter­taus mit einem Einlauftrichter und einem Ein­lauffinger, außerdem, wenn das Filtertau mit z.B. Papier umhüllt werden soll, eine Umhüllungs­vorrichtung zum Umhüllen des Filtertaus mit ei­nem Umhüllungsstreifen sowie eine Schneidvorrich­tung zum Zerschneiden des durch das Zusammenfas­sen und gegebenenfalls Umhüllen gebildeten Ta­bakrauchfilterstrangs in einzelne Tabakrauchfil­terstäbe auf. Bei den bekannten modernen Vorrichtungen zum Herstellen von Tabakrauchfilterstäben ist - in Filtertaubewegungsrichtung gesehen - dem Ein­lauftrichter noch eine Einlaufdüse zum Fördern des Filtertaus vorgeschaltet, wobei dann der Einlauftrichter in seiner Wandung Löcher zum Ent­weichen des durch die Einlaufdüse zugeführten Ga­ses, das vorzugsweise Luft ist, aus dem Einlauf­trichter aufweist.

[0007] Bei den üblichen bekannten Verfahren und Vorrich­tungen zum Herstellen von Tabakrauchfilterstäben wird das - endlose - Filtertau aus beispielswei­se gekräuselten Cellulose-2,5-Acetat-Spinnfasern und/oder -Filamenten, das in Schichten übereinan­dergelegt und so zu einem Ballen verpreßt ist, von der Oberfläche dieses Ballens fortlaufend abgezo­gen, ausgebreitet, über eine Rolle oder ein ähnli­ches Führungsorgan geführt, anschließend noch­mals ausgebreitet, durch Bremswalzen geführt, ge­streckt, entspannt, nochmals ausgebreitet, mit Weichmacher besprüht, über Umlenkwalzen geführt, durch eine Einlaufdüse und von dort durch einen Einlauftrichter und einen Einlauffinger ge­führt sowie gegebenenfalls mit einem Umhüllungs­streifen aus z.B. Papier umhüllt, wonach der so gebildete Tabakrauchfilterstrang in fertige Ta­bakrauchfilterstäbe zerschnitten wird. Mit dem Strecken des Filtertaus erreicht man, daß die gekräuselten Spinnfasern und/oder Fila­mente sich voneinander trennen. Beim nachfolgenden Entspannen zieht sich das Fil­tertau auf Grund seiner Kräuselelastizität unter Bauschbildung zusammen. Die Fähigkeit zur Bausch­bildung hängt davon ab, ob das Strecken optimal geschieht, d.h., nicht zu schwach, so daß eine vollständige Fasertrennung erfolgt, aber auch nicht zu stark, so daß keine plastische Verfor­mung eintritt.

[0008] Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen von Tabakrauchfilterstäben, insbeson­dere Zigarettenfilterstäben, zeigen jedoch folgen­de Nachteile:
- Mit zunehmender Geschwindigkeit und gegebenen­falls auch zunehmendem Bausch des Filtertaus erhöht sich die Reibung zwischen dem Filtertau und der umgebenden Luft im Bereich zwischen den Umlenkwalzen und der Einlaufdüse, wodurch die Wickelneigung an den Umlenkwalzen, zunimmt, was bedeutet, daß das Filtertau sich leicht um die Umlenkwalzen wickeln kann. Um das bauschige Filtertau dennoch sicher von den Umlenkwalzen abzuziehen, muß der Druck des Gases, mit dem die Einlaufdüse betrieben wird, erhöht werden.
- Das bauschige Filtertau wird durch die Gas­strömung, die bevorzugt eine Luftströmung ist, aus der Einlaufdüse in den Einlauftrich­ter und der nachfolgenden Einlauffinger ge­drückt. Es kann um so mehr Filtertaumaterial in den Einlauffinger gedrückt werden, je höher der Luftdruck in der Einlaufdüse ist - Voraus­setzung dafür ist selbstverständlich, daß ent­sprechend mehr Filtertaumaterial vom Aufbe­reitungsgerät und damit von der Streckvorrich­tung angeliefert wird -; dabei wird die in den Einlauffinger einzubringende Filtertaumenge durch die Reibkräfte des Filtertaumaterials gegen die Innenwandung des Einlauftrichters und gegen die Innenwandung des Einlauffingers, durch die Rei­bung der Spinnfasern und/oder Filamente gegen­einander sowie durch die Steifigkeit der Spinn­fasern und/oder Filamente begrenzt. Mit zunehmendem Einlaufdüsendruck und damit er­höhter Filtertaumenge im Einlauftrichter ver­schlechtert sich jedoch die Homogenität, also die gleichmäßige Verteilung der Masse des Fil­tertaus in den fertigen Tabakrauchfilterstäben, wodurch der Zugwiderstand über die Länge dieser Filterstäbe und von Stab zu Stab ebenfalls un­gleichmäßig wird.
- Mit zunehmender Arbeitsgeschwindigkeit, i.e. der Geschwindigkeit, mit der das Filtertau durch das Bearbeitungsgerät läuft, verkürzt sich die Materialkennlinie (als Materialkennlinie bezeich­net man die Beziehung zwischen dem Zugwiderstand und dem Filtertaugewicht, die sich für ein be­stimmtes Tabakrauchfilterstabformat mit einem Filtertau auf einer Vorrichtung zur Herstellung von Tabakrauchfilterstäben ergibt). Dieses kann durch die Erhöhung des Einlaufdüsendrucks zwar kompensiert werden, was bedeutet, daß eine Erhöhung des Gasdrucks der Einlaufdüse zwar zu einer Verlängerung der Materialkenn­linie führt, jedoch wird durch eine solche Einlaufdüsendruckerhöhung - wie zuvor beschrie­ben - der Zugwiderstand über die Länge der fertigen Tabakrauchfilterstäbe und auch von Stab zu Stab dann wieder ungleichmäßig.

[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zum Herstellen von Tabakrauchfilterstäben, insbeson­dere Zigarettenfilterstäben, zur Verfügung zu stellen, mit dem
- bei zunehmender Geschwindigkeit und gegebenen­falls auch zunehmendem Bausch des Filtertaus die Bildung von Wickeln an den Umlenkwalzen ver­mieden wird, wobei der Einlaufdüsendruck nicht erhöht werden muß oder sogar abgesenkt werden kann, oder wobei auf die Einlaufdüse sogar ver­zichtet werden kann;
- mehr Filtertaumaterial in den Einlauffinger und damit in die fertigen Tabakrauchfilterstäbe ein­gebracht werden kann, wobei diese Filterstäbe einen gleichmäßigen Zugwiderstand besitzen, und wobei der Einlaufdüsendruck nicht erhöht werden muß oder sogar abgesenkt werden kann, oder wobei auf die Einlaufdüse so­gar verzichtet werden kann;
- bei höheren Arbeitsgeschwindigkeiten eine Ver­längerung der Materialkennlinie und gleichzeitig ein gleichmäßiger Zugwiderstand der fertigen Tabakrauchfilterstäbe er­halten werden kann, wobei der Einlaufdüsen­druck nicht erhöht werden muß oder sogar ab­gesenkt werden kann, oder wobei auf die Ein­laufdüse sogar verzichtet werden kann.

[0010] Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art, durch die im kenn­zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merk­male gelöst.

[0011] Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungs­gemäßen Verfahrens ist im Anspruch 2 angegeben.

[0012] Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungs­gemäßen Verfahrens zu schaffen.

[0013] Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art durch die in den kenn­zeichnenden Teilen der Ansprüche 3, 4 und 7 an­gegebenen Merkmale gelöst.

[0014] Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsge­mäßen Vorrichtung nach Anspruch 4 sind in den An­sprüchen 5 und 6 angegeben.

[0015] Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsge­mäßen Vorrichtung nach Anspruch 7 sind in den An­sprüchen 8 und 9 angegeben.

[0016] Die Erfindung weist folgende Vorteile auf:
- Die Bildung von Wickeln an den Umlenkwalzen der Vorrichtungen zum Herstellen von Tabak­rauchfilterstäben wird vermieden;
- bei einem vorgegebenen Filtertaugewicht pro Tabakrauchfilterstab und einem vorgegebenen Zugwiderstand kann - gegenüber dem Stand der Technik - der Einlaufdüsendruck reduziert, da­mit die Homogenität der Masse des Filtertaus in den fertigen Filterstäben verbessert und dadurch wiederum ein gleichmäßiger Zugwider­stand über die Länge der Filterstäbe und von Stab zu Stab erreicht werden;
- durch die Einwirkung eines Gases oder von Dampf erhöhten Drucks im Bereich der Einlauf­zone auf das Filtertau in dessen Bewegungsrich­tung werden die Spinnfasern und/oder Filamente dieses Filtertaus offenbar stark verwirbelt, denn gegenüber einem nach dem Stand der Tech­nik hergestellten Tabakrauchfilterstab mit gleichem Filtertaugewicht erhöht sich nach der Erfindung der Zugwiderstand. Dieses bedeutet also, daß man mit der Erfindung für einen vor­gegebenen Zugwiderstand weniger Filtertaumaterial pro Tabakrauchfilterstab benötigt;
- auch bei höheren Arbeitsgeschwindigkeiten läßt sich die Materialkennlinie verlängern und damit ein gleichmäßiger Zugwiderstand über die Länge der fertigen Tabakrauchfilterstäbe und von Stab zu Stab erreichen;
- der Einlaufdüsendruck muß selbst bei höheren Arbeitsgeschwindigkeiten nicht erhöht werden oder kann sogar abgesenkt werden, oder es kann sogar auf die Einlaufdüse verzichtet werden;
- mit der Vorrichtung nach Anspruch 3 braucht man beim Anfahren dieser Vorrichtung das Filtertau nicht mehr von Hand unter den Ein­lauffinger zum Formatband zu ziehen, denn das durch die Löcher in der Wandung des Ein­lauffingers zum Filtertau geführte Gas - oder der entsprechende Dampf - transportiert das Filtertau automatisch zum Formatband.

[0017] Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeich­nungen näher erläutert. Es zeigt

Fig.1 schematisch eine bekannte Vorrichtung zum Herstellen von Zigarettenfilterstäben mit einem Filtertau-Aufbereitungsgerät und einem nachge­schalteten Filtertau-Bearbeitungsgerät;

Fig. 2 schematisch und im Schnitt den eine Um­lenkwalze, eine Einlaufdüse, einen Einlauf­trichter, einen Einlauffinger und ein Format­band umfassenden Teil der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 schematisch und im Schnitt den Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 3 mit einem Einlauffinger, einem Teil einer Einlauf­düse, ferner einem Einlauftrichter und einem Formatband;

Fig. 4 schematisch und im Schnitt den Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 3 mit einem Einlauffinger sowie - ebenfalls schematisch und im Schnitt - vergrößerte Dar­stellungen der Löcher 17 und 20 in der Wan­dung dieses Einlauffingers;

Fig. 5 einen Schnitt nach Linie A-A in Fig. 4;

Fig. 6 einen Schnitt nach Linie B-B in Fig. 4;

Fig. 7 schematisch und im Schnitt den Teil ei­ner erfindungsgemäßen Vorrichtung nach An­spruch 3 mit einem Einlauffinger sowie einer Umlenkwalze, ferner einer Einlaufdüse, einem Einlauftrichter und einem Formatband;

Fig. 8 schematisch und im Schnitt den Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6 mit einem Rohr zum Zuführen eines Gases oder von Dampf erhöhten drucks zum Filtertau in dessen Bewegungsrichtung, einer Umlenkwalze, ei­ner Einlaufdüse, einem Einlauftrichter, einem Einlauffinger und einem Formatband;

Fig. 9 schematisch und im Schnitt den Teil ei­ner erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6 mit einem Rohr zum Zuführen eines Gases oder von Dampf erhöhten Drucks zum Filter­tau in dessen Bewegungsrichtung, einer Umlenkwal­ze, einer Einlaufdüse, einem Einlauftrichter, ei­nem Einlauffinger und einem Formatband;

Fig. 10 einen Schnitt nach Linie C-C in Fig. 9;

Fig. 11 schematisch und im Schnitt den Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach An­spruch 7 oder 8 mit einer Umlenkwalze, einer Einlaufdüse, einem Einlauftrichter, einem Ein­lauffinger und einem Formatband;

Fig. 12 einen Schnitt nach Linie D-D in Fig. 11;

Fig. 13 schematisch und im Schnitt den Teil ei­ner erfindungsgemäßen Vorrichtung nach An­spruch 7 oder 9 mit einer Einlaufdüse, einem Einlauftrichter und einem Einlauffinger;

Fig. 14 einen Schnitt nach Linie E-E in Fig. 13.

[0018] In Fig. 1 ist eine bekannte Vorrichtung zum Herstellen von Zigarettenfilterstäben mit
- einem Aufbereitungsgerät, das eine erste Aus­breiterdüse 3, ein Führungsorgan 4, eine zwei­te Ausbreiterdüse 5, Bremswalzen 6, ein erstes Streckwalzenpaar 7, ein zweites Streckwalzen­paar 8, eine dritte Ausbreiterdüse 9, eine Be­sprüheinrichtung 10 zum Besprühen der Spinnfa­sern und/oder Filamente des Filtertaus mit einem Weichmacher und Umlenkwalzen 11 aufweist,
und
- einem Bearbeitungsgerät, das eine Einlaufdüse 12, einen Einlauftrichter 13, einen Einlauf­finger 14 und ein Formatband 15 aufweist,
darstellt.

[0019] In Fig. 2 ist der Teil der Vorrichtung nach Fig. 1 mit einer Umlenkwalze 11, einer Ein­laufdüse 12, einem Einlauftrichter 13, einem Einlauffinger 14 und einem Formatband 15 dar­gestellt.

[0020] Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß den Fi­guren 1 und 2 ist die folgende:

[0021] Das Filtertau 2 wird fortlaufend vom Ballen 1 abgezogen, durch die erste - mit Luft betrie­bene - Ausbreiterdüse 3 geführt, wo es ausge­breitet wird, über das Führungsorgan 4 geführt, durch die zweite - ebenfalls mit Luft betriebene - Ausbreiterdüse 5 geführt, wo das Filtertau 2 noch­mals ausgebreitet wird, und der aus dem Brems­walzenpaar 6, dem ersten Streckwalzenpaar 7 und dem zweiten Streckwalzenpaar 8 bestehenden Streck­vorrichtung zugeführt, wo es gestreckt wird. Nach der Streckvorrichtung entspannt sich das Filtertau 2 und wird durch die dritte - auch mit Luft betriebene - Ausbreiterdüse 9 geführt, wo es nochmals ausgebreitet wird, durch die Be­sprüheinrichtung geführt, wo es mit Weichmacher besprüht wird, über Umlenkwalzen 11 durch die - mit Luft betriebene - Einlaufdüse 12 geführt und von dort dem Einlauftrichter 13 und dem Ein­lauffinger 14 zugeführt, wo das Filtertau 2 zu einem Strang zusammengefaßt wird. Das zu einem Strang zusammengefaßte Filtertau 2 wird schließ­lich mit Hilfe der Umhüllungsvorrichtung 15 (des Formatbandes 15) mit einem mit Klebstoff versehe­nen Umhüllungsstreifen 16 (Papierstreifen 16) umhüllt und danach mittels der nicht dargestell­ten Schneidvorrichtung in einzelne Zigaretten­filterstäbe zerschnitten.

[0022] Die vorbeschriebene Vorrichtung zum Herstellen von Zigarettenfilterstäben zeigt die in der Einleitung aufgeführten Nachteile.

[0023] Die Figuren 3, 4, 7, 8, 9, 11 und 13 zeigen je­weils die Teile einer erfindungsgemäßen Vorrich­tung, mit denen die beschriebenen Probleme nicht mehr auftreten.

[0024] In Fig. 3 ist ein Teil der - zumeist mit Luft betriebenen - Einlaufdüse 12, ferner der Einlauf­trichter 13 mit Löchern 21 zum Entweichen der durch die Einlaufdüse 12 zugeführten Luft aus dem Ein­lauftrichter 13, ein Einlauffinger 14 mit Löchern 17 zum Zuführen eines Gases oder von Dampf er­höhten Drucks zum Filtertau in dessen Bewegungs­richtung und weiteren Löchern 20 zum Entweichen des durch die Löcher 17 zugeführten Gases oder Dampfes aus dem Einlauffinger 14 und schließlich eine Umhüllungsvorrichtung 15 (ein Formatband 15), mit deren Hilfe das zu einem Strang zusammenge­faßte Filtertau mit einem Umhüllungsstreifen 16 (Papierstreifen 16) umhüllt wird, dargestellt. Die Fig. 3 zeigt ferner noch einen Mantel 18, von dem der Bereich der Löcher 17 - die in der Wandung des Einlauffingers 14 angeordnet sind - umgeben sein kann. Durch den Eingang 19 des Mantels 18 kann z.B. Preßluft zugeführt und so durch die Löcher 17 dem Filtertau zugeführt werden.

[0025] In Fig. 4 ist ein Einlauffinger 14 mit Löchern 17 zum Zuführen eines Gases oder von Dampf er­höhten Drucks zum Filtertau in dessen Bewegungs­richtung und weiteren Löchern 20 zum Entweichen des durch die Löcher 17 zugeführten Gases oder Dampfes aus dem Einlauffinger dargestellt. Die Fig. 4 zeigt - wie die Fig. 3 - noch einen Matel 18, von dem der Bereich der Löcher 17 umgeben sein kann, mit einem Eingang 19 sowie ferner vergrößerte Darstellungen der Löcher bzw. Kanäle 17 und 20 in der Wandung des Einlauffingers 14. Der vergrößerten Darstellung der Löcher 17 ist deutlich zu entnehmen, daß die Bohrungsachsen die­ser Löcher 17 einen Winkel von 10° bis 30° (also <90°) zur Längsachse des Einlauffingers 14 in Filtertaubewegungsrichtung bilden können.

[0026] In Fig. 5 ist der Mantel 18 mit dem Eingang 19 und der Einlauffinger 14 mit den Löchern 17 dar­gestellt.

[0027] In Fig. 6 ist der Einlauffinger 14 mit den Löchern 20 dargestellt.

[0028] In Fig. 7 ist eine Umlenkwalze 11, die - üblicher­weise mit Luft betriebene - Einlaufdüse 12, der Einlauftrichter 13 mit Löchern 21 zum Entweichen dre durch die Einlaufdüse 12 zugeführten Luft aus dem Einlauftrichter 13, ferner ein Einlauffinger 14 mit Löchern 17 zum Zuführen eines Gases oder von Dampf erhöhten Drucks zum Filtertau in dessen Bewegungsrichtung und weiteren Löchern 20 zum Ent­weichen des durch die Löcher 17 zugeführten Gases oder Dampfes aus dem Einlauffinger 14 und schließ­lich eine Umhüllungsvorrichtung 15 (ein Format­band 15), mit deren Hilfe das zu einem Strang zu­sammengefaßte Filtertau mit einem Umhüllungs­streifen 16 (Papierstreifen 16) umhüllt wird, dar­gestellt.

[0029] In Fig. 8 und 9 ist die - üblicherweise mit Luft betriebene - Einlaufdüse 12, der Einlauf­trichter 13 mit Löchern 21 zum Entweichen der durch die Einlaufdüse 12 zugeführten Luft aus dem Einlauftrichter 13, ferner ein Rohr 22 zum Zuführen eines Gases oder von Dampf erhöhten Drucks zum Filtertau in dessen Bewegungsrichtung, ein Einlauffinger 14, auf dessen Filtertau-Ein­laufseite in dessen Wandung Löcher 26 zum Ent­weichen des durch das Rohr 22 zugeführten Gases oder Dampfes aus dem Einlauffinger 14 angeordnet sind, sowie eine Umhüllungsvorrichtung 15 (ein Formatband 15), mit deren Hilfe das zu einem Strang zusammengefaßte Filtertau mit einem Um­hüllungsstreifen 16 (Papierstreifen 16) um­hüllt wird, dargestellt. Den Fig. 8 und 9 ist deutlich zu entnehmen,daß das Rohe 22 durch die Einlaufdüse 12 hindurch­führt, in den Einlauftrichter 13 hineinführt, und daß das Gas- bzw. Dampfaustrittsende 23 die­ses Rohres 22 im Bereich der Filtertau-Einlauf­seite des Einlauffingers 14 mündet. Den Fig. 8 und 9 ist ferner zu entnehmen, daß das Gas- bzw. Dampfaustrittsende 23 des Rohres 22 durch einen - massiven - Einsatz 24, der einen kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser des Rohres 22 aufweist, als Schlitzdüse ausge­bildet ist.

[0030] In Fig. 10 ist das Gas- bzw. Dampfaustrittsende 23 des Rohres 22 dargestellt. Der Fig. 10 ist zu entnehmen, daß das Gas- bzw. Dampfaustrittsende 23 des Rohres 22 durch einen - massiven - Einsatz 24, der einen kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser des Rohres 22 aufweist und der mit Stegen 25 mit der Innen­wandung des Rohres 22 verbunden ist, als (Ring)-­schlitzdüse ausgebildet ist.

[0031] In Fig. 11 ist eine Umlenkwalze 11, die - üb­licherweise mit Luft betriebene - Einlaufdüse 12, der Einlauftrichter 13 mit Löchern 21 zum Entweichen der durch die Einlaufdüse 12 zuge­führten Luft aus dem Einlauftrichter 13, ferner eine Blaseinrichtung 27 zum Zuführen eines Ga­ses oder von Dampf erhöhten Drucks zum Filtertau in desen Bewegungsrichtung, ein Einlauffinger 14, auf dessen Filtertau-Einlaufseite in dessen Wandung Löcher 26 zum Entweichen des durch die Blaseinrichtung 27 zugeführten Gases oder Dampfes aus dem Einlauffinger 14 angeordnet sind, sowie eine Umhüllungsvorrichtung 15 (ein Formatband 15), mit deren Hilfe das zu einem Strang zusammenge­faßte Filtertau mit einem Umhüllungsstreifen 16 (Papierstreifen 16) umhüllt wird, dargestellt. Fig. 11 zeigt, daß das von der Blaseinrichtung 27 zugeführte Gas bzw. der von der Blaseinrich­tung 27 zugeführte Dampf - in Bewegungsrichtung des Filtertaus - in den Einlauffinger 14 hinein­geführt wird, und zwar unter einem Winkel von <90° zur Längsachse des Einlauffingers 14. Fig. 11 zeigt ferner, daß die Blasvorrichtung 27 die Form einer Schlitzdüse hat, und daß diese Schlitzdüse auf der Aussenwandung des Einlauf­trichters 13 angeordnet ist.

[0032] Der Fig. 12 ist zu entnehmen, daß die Blasvor­richtung 27 die Form einer Ringschlitzdüse hat.

[0033] In Fig. 13 ist die Einlaufdüe 12, der Einlauf­trichter 13 mit Löchern 21 in dessen Wandung, eine Blaseinrichtung 27 mit Löchern 28 und ein Einlauffinger 14 mit Löchern 26 auf der Filter­tau-Einlaufseite in der Wandung dieses Einlauf­fingers 14 zum Entweichen des durch die Blasein­richtung 27 zugeführten Gases oder Dampfes aus dem Einlauffinger 14 dargestellt. Aus der Fig. 13 ist zu ersehen, daß die Blas­einrichtung 27 Löcher 28 zum Zuführen des Gases oder des Dampfes aufweist, und daß die Bohrungs­achsen dieser Löcher 28 einen Winkel von < 90° zur Längsachse des Einlauffingers 14 in Filter­taubewegungsrichtung bilden.

[0034] Der Fig. 14 ist zu entnehmen, daß die Blasein­richtung 27 einen Kranz aus Löchern 28 zum Zuführen des Gases oder des Dampfes zum Filter­tau aufweist.

[0035] Die Erfindung wurde anhand einer modifizierten, für Arbeitsgeschwindigkeiten von bis zu 600 m/min ausgelgeten und aus einem AF 2 genannten Aufbe­reitungsgerät und einem nachgeordneten KDF 2 ge­nannten Bearbeitungsgerät bestehenden Vorrichtung zum Herstellen von Zigarettenfilterstäben der Firma Hauni-Werke Körber & Co.KG, 2050 Hamburg-­Bergedorf, Bundersrepublik Deutschland, die in Fig. 1 im Prinzip dargestellt ist, erprobt.

[0036] Für alle Beispiele gilt, daß die Arbeitsgeschwin­digkeit 400 m/min betrug.

Beispiel 1

[0037] Für dieses Beispiel wurde ein Filtertau aus gekräuselten Cellulose-2,5-Acetatfilamenten mit einem Einzelfilamenttiter von 3 den (ent­sprechend 3,3 dtex) und Y-förmigem Filament­querschnitt eingesetzt. Der Gesamttiter des Filtertaus betrug 35.000 den (entsprechend 39.000 dtex).

[0038] Die verwendete Vorrichtung war die zuvor be­schriebene Vorrichtung zum Herstellen von Zi­garettenfilterstäben der Firma Hauni-Werke, die mit einer Einlaufdüse und einem Einlauftrichter ausgerüstet war. In Filtertaubewegungsrichtung gesehen waren die Einlaufdüse und der nachge­schaltete Einlauftrichter nach den Umlenkwal­zen und unmittelbar vor dem Einlauffinger an­geordnet (vgl. z.B. Fig. 1). Der Einlauftrich­ter wies in seiner Wandung Löcher zum Entweichen der durch die Einlaufdüse zugeführten Luft aus dem Einlauftrichter auf. Die genannte Vorrichtung wies außerdem - im Sinne der Erfindung - einen Einlauffinger der Art, wie er in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist, auf. Die Bohrungsachsen der Löcher 17 (vgl. Fig. 3 und 4) - die in der Wandung des Einlauffingers auf dessen Filtertau-Einlaufseite angeordnet wa­ren - bildeten einen Winkel von 20° zur Längs­achse dieses Einlauffingers in Filtertaubewegungs­richtung. Mit dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung wurden aus dem erwähnten Filtertau mit Papier umhüllte Zigarettenfilterstäbe hergestellt, wobei
- die Einlaufdüse mit Luft mit einem Druck von 0,3 bar betrieben wurde
und
- durch den Eingang 19 des Mantels 18 und somit durch die Löcher 17 in der Wandung des Ein­lauffingers 14 (vgl. Fig. 3 und 4) Luft mit einem Druck von 3 bar dem Filtertau zugeführt wurde.

[0039] Die nach der Erfindung erhaltenen Zigaretten­filterstäbe mit jeweils einer Länge von 126 mm und einem Durchmesser von 7,84 mm wiesen je­weils
- ein Gewicht an Cellulose-2,5-Acetat von 728 mg und
- einen Zugwiderstand von 473 mm Wassersäule (entsprechend 47,3 mbar oder 4730 Pa) auf.

[0040] Der Variationskoeffizient, nämlich die Streuung der Zugwiderstände dieser nach der Erfindung erhaltenen Zigarettenfilterstäbe, betrug ledig­lich 1,9 %.

Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)

[0041] Das Beispiel 1 wurde wiederholt, allerdings mit dem Unterschied, daß
- die verwendete Vorrichtung keinen Einlauf­finger nach der Erfindung, sondern einen üb­lichen, bekannten Einlauffinger aufwies
und
- die Einlaufdüse mit Luft mit einem Druck von 1 bar betrieben wurde.

[0042] Das eingesetzte Filtertau war das gleiche wie im Beispiel 1.

[0043] Die - nach dem Stand der Technik - erhaltenen, mit Papier umhüllten Zigarettenfilterstäbe mit jeweils einer Länge von 126 mm und einem Durch­messer von 7,84 mm weisen jeweils
- ein Gewicht an Cellulose-2,5-Acetat von 729 mg und
- einen Zugwiderstand von 449 mm Wassersäule (entsprechend 44,9 mbar oder 4490 Pa) auf.

[0044] Der Variationskoeffizient, nämlich die Streuung der Zugwiderstände dieser nach dem Stand der Technik erhaltenen Zigarettenfilterstäbe, war mit 3,1 % wesentlich größer als derjenige der Ziga­rettenfilterstäbe nach Beispiel 1.

Beispiel 3

[0045]  Das Beispiel 1 wurde wiederholt, allerdings mit dem Unterschied, daß
- die verwendete Vorrichtung ein Rohr zum Zuführen eines Gases oder von Dampf zum Filtertau in dessen Bewegungsrichtung sowie - statt des Ein­ lauffingers nach Beispiel 1 - einen Einlauf­finger mit auf der Filtertau-Einlaufseite in dessen Wandung Löchern zum Entweichen des durch das Rohr zugeführten Gases oder Dampfes aus dem Auslauffinger der Art, wie sie in Fig. 8 und 9 dargestellt sind, aufwies,
- durch das zuvor erwähnte Rohr Luft mit einem Druck von 2 bar zum Filtertau in dessen Be­wegungsrichtung geleitet wurde
und
- die Einlaufdüse mit Luft mit einem Druck von 0,3 bar betrieben wurde.

[0046] Das Gas- bzw. Dampfaustrittsende 23 des in Fig. 8 und 9 dargestellten Rohres 22 war durch einen massiven Einsatz 24, der einen kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser des Rohres 22 aufwies und der mit drei Stegen 25 (vgl. Fig. 10) mit der Innenwandung des Rohres 22 verbunden war, als Ringschlitzdüse ausgebildet. Das Rohr 22 war rund, führte von einer Preßluft­quelle - in Filtertaubewegungsrichtung gesehen - durch die Einlaufdüse 12 hindurch in den Ein­lauftrichter 13 hinein. Das Gas- bzw. Dampf­austrittsende 23 des Rohres 22 mündete im Be­reich der Filtertau-Einlaufseite des Einlauf­fingers 14.

[0047] Das eingesetzte Filtertau war das gleiche wie im Beispiel 1.

[0048] Die nach der Erfindung erhaltenen, mit Papier umhüllten Zigarettenfilterstäbe mit jeweils einer Länge von 126 mm und einem Durchmesser von 8,06 mm wiesen jeweils
- ein Gewicht an Cellulose-2,5-Acetat von 727 mg und
- einen Zugwiderstand von 387 mm Wassersäule (entsprechend 38,7 mbar oder 3870 Pa) auf.

[0049] Der Variationskoeffizient dieser nach der Er­findung erhaltenen Zigarettenfilterstäbe be­trug lediglich 1,6 %.

Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel)

[0050] Zum Vergleich mit Beispiel 3 wurde hier das Beispiel 2 wiederholt, allerdings mit dem Unter­schied, daß
- die Einlaufdüse mit Luft mit einem Druck von 0,7 bar betrieben wurde und Zigarettenfilter­stäbe mit einem Durchmesser von 8,06 mm her­gestellt wurden.

[0051] Das eingesetzte Filtertau war wiederum das gleiche wie im Beispiel 1.

[0052] Die - nach dem Stand der Technik - erhaltenen, mit Papier umhüllten Zigarettenfilterstäbe mit jeweils einer Länge von 126 mm und einem Durch­messer von nunmehr 8,06 mm wiesen jeweils
- ein Gewicht an Cellulose-2,5-Acetat von 727 mg und
- einen Zugwiderstand von 368 mm Wassersäule (entsprechend 36,8 mbar oder 3680 Pa) auf.

[0053] Der Variationskoeffizient der Zugwiderstände die­ser nach dem Stand der Technik erhaltenen Zi­garettenfilterstäbe war mit 2,5 % wesentlich größer als derjenige der Zigarettenfilterstäbe nach Beispiel 3.

Beispiel 5

[0054] Für dieses Beispiel wurde ein Filtertau aus gekräuselten Cellulose-2,5-Acetatfilamenten mit einem Einzelfilamenttiter von 2,5 den (entspre­chend 2,8 dtex) und Y-förmigem Filamentquer­schnitt eingesetzt. Der Gesamttiter des Filter­taus betrug 35.000 den (entsprechend 39.000 dtex).

[0055] Die verwendete Vorrichtung entsprach der für das Beispiel 1 verwendeten Vorrichtung, allerdings mit dem Unterschied, daß auf die Einlaufdüse 12 verzichtet wurde. Mit dieser Vorrichtung wurden aus dem erwähnten Filtertau mit Papier umhüllte Zigarettenfilter­stäbe hergestellt, wobei
- durch den Eingang 19 des Mantels 18 und somit durch die Löcher 17 in der Wandung des Ein­lauffingers 14 (vgl. Fig. 3 und 4) Luft mit einem Druck von 4 bar dem Filtertau zugeführt wurde.

[0056] Die nach der Erfindung erhaltenen Zigaretten­filterstäbe mit jeweils einer Länge von 126 mm und einem Durchmesser von 7,85 mm wiesen je­weils
- ein Gewicht an Cellulose-2,5-Acetat von 760 mg und
- einen Zugwiderstand von 430 mm Wassersäule (entsprechend 43,0 mbar oder 4300 Pa) auf.

[0057] Der Variationskoeffizient der Zugwiderstände dieser nach der Erfindung erhaltenen Zigaretten­filterstäbe betrug lediglich 1,4 %.

Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel)

[0058] Das Beispiel 5 wurde widerholt, allerdings mit dem Unterschied, daß
- eine Einlaufdüse 12 vorhanden war und diese mit Luft mit einem Druck von 0,8 bar betrie­ben wurde
und
- die verwendete Vorrichtung keinen Einlauffinger nach der Erfindung, sondern einen üblichen, bekannten Einlauffinger aufwies.

[0059] Die - nach dem Stand der Technik - erhaltenen, mit Papier umhüllten Zigarettenfilterstäbe mit jeweils einer Länge von 126 mm und einem Durch­ messer von 7,85 mm wiesen jeweils
- ein Gewicht an Cellulose-2,5-Acetat von 760 mg und
- einen Zugwiderstand von 412 mm Wassersäule (entsprechend 41,2 mbar oder 4120 Pa) auf.

[0060] Der Variationskoeffizient der Zugwiderstände die­ser nach dem Stand der Technik erhaltenen Zi­garettenfilterstäbe war mit 1,8 % wesentlich größer als derjenige der Zigarettenfilterstäbe nach Beispiel 5.

Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen von Tabakrauchfilter­stäben, insbesondere Zigarettenfilterstäben, wobei von einem Vorrat abgezogenes, aus gekräu­selten Spinnfasern und/oder Filamenten bestehen­des Filtertau
- in einer Aufbereitungszone ausgebreitet, auf­gelockert, gestreckt, entspannt und gegebe­nenfalls mit Weichmacher versehen wird
und
- danach einer Bearbeitungszone zugeführt wird, wo es in einer Einlaufzone zusammengefaßt, anschließend gegebenenfalls mit einem Umhül­lungsstreifen umhüllt und schließlich als Tabakrauchfilterstrang in einzelne Tabak­rauchfilterstäbe zerschnitten wird,
dadruch gekennzeichnet, daß im Bereich der Einlaufzone ein Gas oder Dampf erhöhten Drucks unter einem Winkel von < 90° zur Filtertau­längsachse in Filtertaubewegungsrichtung auf das Filtertau einwirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß als Gas Luft verwendet wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit
- einem Aufbereitungsgerät, das Vorrichtungen zum Ausbreiten, Auflockern, Strecken und Entspannen des Filtertaus sowie gegebenen­falls eine Vorrichtung zum Versehen des Filtertaus mit Weichmacher aufweist,
und
- einem Bearbeitungsgerät, das gegebenenfalls eine Einlaufdüse zum Fördern des Filtertaus, ferner eine Einlaufvorrichtung zum Zusammen­fassen des Filtertaus mit gegebenenfalls ei­nem Einlauftrichter und mit einem Einlauffin­ger, außerdem gegebenenfalls eine Umhüllungs­vorrichtung zum Umhüllen des Filtertaus mit einem Umhüllungsstreifen sowie eine Schneid­vorrichtung zum Zerschneiden des gebildeten Tabakrauchfilterstrangs in einzelne Tabak­rauchfilterstäbe aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
- auf der Filtertau-Einlaufseite des Einlauf­fingers (14) in dessen Wandung Löcher (17) zum Zuführen eines Gases oder von Dampf er­höhten Drucks zum Filtertau in dessen Bewe­gungsrichtung so angeordnet sind, daß die Bohrungsachsen dieser Löcher (17) einen Winkel von < 90° zur Längsachse des Einlauffingers (14) in Filtertaubewegungsrichtung bilden
und
- in Filtertaubewegungsrichtung gesehen nach den Löchern (17) in der Wandung des Einlauf­fingers (14) weitere Löcher (20) zum Entwei­chen des durch die Löcher (17) zugeführten Gases oder Dampfes aus dem Einlauffinger (14) angeordnet sind.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit
- einem Aufbereitungsgerät, das Vorrichtungen zum Ausbreiten, Auflockern, Strecken und Entspannen des Filtertaus sowie gegebenenfalls eine Vorrichtung zum Versehen des Filtertaus mit Weichmacher aufweist,
und
- einem Bearbeitungsgerät, das gegebenenfalls eine Einlaufdüse zum Fördern des Filtertaus, ferner eine Einlaufvorrichtung zum Zusammen­fassen des Filtertaus mit gegebenenfalls einem Einlauftrichter und mit einem Einlauffinger, außerdem gegebenenfalls eine Umhüllungsvor­richtung zum Umhüllen des Filtertaus mit einem Umhüllungsstreifen sowie eine Schneidvorrich­tung zum Zerschneiden des gebildeten Tabak­rauchfilterstrangs in einzelne Tabakrauchfil­terstäbe aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
- ein Rohr (22) zum Zuführen eines Gases oder von Dampf erhöhten Drucks zum Filtertau in dessen Bewegungsrichtung angeordnet ist, wobei dieses Rohr (22) von einer Gas- oder Dampfquelle in Filtertaubewegungsrichtung gesehen beim Vorhandensein eines Einlauf­trichters (13) in diesen hineinführt, und dessen Gas- bzw. Dampfaustrittsende (23) im Bereich der Filtertau-Auslaufseite des Einlauftrichters (13) oder im Bereich der Filtertau-Einlaufseite des Einlauffingers (14) mündet
und
- auf der Filtertau-Einlaufseite des Einlauf­fingers (14) in dessen Wandung Löcher (26) zum Entweichen des durch das Rohr (22) zuge­führten Gases oder Dampfes aus dem Einlauf­finger (14) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Gas- bzw. Dampfaustrittsende (23) des Rohres (22) durch einen massiven Ein­satz (24), der einen kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser des Rohres (22) aufweist und der mit einem Steg (25) oder mehreren Stegen (25) mit der Innenwandung des Rohres (22) ver­bunden ist, als Schlitzdüse ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­kennzeichnet, daß, wenn eine Einlaufdüse (12) vorgesehen ist, das Rohr (22) von der Gas- oder Dampfquelle in Filtertaubewegungsrichtung gesehen durch die Einlaufdüse (12) hindurch­führt.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit
- einem Aufbereitungsgerät, das Vorrichtungen zum Ausbreiten, Auflockern, Strecken und Entspannen des Filtertaus sowie gegebenen­falls eine Vorrichtung zum Versehen des Fil­tertaus mit Weichmacher aufweist,
und
- einem Bearbeitungsgerät, das gegebenenfalls eine Einlaufdüse zum Fördern des Filtertaus, ferner eine Einlaufvorrichtung zum Zusammen­fassen des Filtertaus mit gegebenenfalls ei­nem Einlauftrichter und mit einem Einlauf­finger, außerdem gegebenenfalls eine Umhül­lungsvorrichtung zum Umhüllen des Filtertaus mit einem Umhüllungsstreifen sowie eine Schneidvorrichtung zum Zerschneiden des ge­bildeten Tabakrauchfilterstrangs in einzelne Tabakrauchfilterstäbe aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
- unmittelbar vor der Filtertau-Einlaufseite des Einlauffingers (14) eine Blaseinrichtung (27) zum Zuführen eines Gases oder von Dampf erhöhten Drucks zum Filtertau in dessen Be­wegungsrichtung so angeordnet ist, daß das Gas oder der Dampf in den Einlauffinger (14) hineingeführt wird, und zwar unter einem Winkel von < 90° zur Längsachse des Einlauf­fingers (14) in Filtertaubewegungsrichtung und
- auf der Filtertau-Einlaufseite des Ein­lauffingers (14) in dessen Wandung Löcher (26) zum Entweichen des durch die Blasein­richtung (27) zugeführten Gases oder Dampfes aus dem Einlauffinger (14) ange­ordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Blaseinrichtung (27) die Form einer Schlitzdüse hat.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Blaseinrichtung (27) einen Kranz aus Löchern (28) zum Zuführen des Gases oder des Dampfes zum Filtertau aufweist, wo­bei die Bohrungsachsen dieser Löcher (28) ei­nen Winkel von < 90° zur Längsachse des Ein­lauffingers (14) in Filtertaubewegungsrichtung bilden.

Zeichnung