Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen von flüssigen Substanzen, insbesondere von Aromastoffen, auf Zigaretten einer dem Inhalt einer Zigarettenpackung entsprechenden Zigaretten-Gruppe vor deren Verpackung.

Die Übertragung flüssiger Substanzen auf Zigaretten ist zunehmend von Bedeutung. Dabei geht es in erster Linie um Aromastoffe, wie z.B. Menthol. In Betracht kommen aber auch andere Substanzen, die die gesundheitsschädigenden Wirkungen der Zigaretten vermindern.

Die unmittelbare Einführung von Substanzen, auch von Aromastoffen, in Zigaretten ist bekannt aus US 4 966 170. Ein Einführungsorgan ist mit einer Vielzahl von Hohlnadeln versehen, die über offene Stirnseiten von Zigaretten einer formierten Zigaretten-Gruppe in den Tabak eingeführt werden. Über die Hohlnadeln gelangt dann die Substanz unmittelbar in den Tabak der Zigaretten. Durch die Hohlnadeln wird die Struktur der Zigaretten beeinträchtigt. Darüber hinaus werden Tabakpartikel freigesetzt.

Bei der Beleimung von Zuschnitten in der Verpackungstechnik für Zigaretten ist es bekannt, Leimtropfen von einer Düse ausgehend unter Eigengewicht auf Faltlappen eines Zuschnitts zu übertragen (US 6 170 239 B1). Die Zigaretten-Gruppe der Packung ist dabei bereits in einen dichten Innenzuschnitt eingehüllt, der die Zigaretten-Gruppe vollständig umhüllt und gegen Einfluss von Leim sichert. Der Leim gelangt nicht in den Bereich der Zigaretten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen für die Übertragung von insbesondere Aromastoffen auf Zigaretten vorzuschlagen, die den Fertigungs- bzw. Verpackungsprozess nicht beeinträchtigen und darüber hinaus eine langfristige Wirkung der Aroma- oder sonstigen Stoffe erreichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrichtung durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

1. a) die Zigaretten-Gruppe ist im Anschluss an einen Zigarettenvorrat, insbesondere im Anschluss an ein Zigaretten-Magazin, durch einen Zigarettenförderer mit Taschen für je eine Zigaretten-Gruppe transportierbar,
2. b) die Zigaretten der Zigaretten-Gruppe sind in den Taschen quer zur Förderrichtung angeordnet, derart, dass freie Stirnflächen der Zigaretten seitwärts gerichtet sind,
3. c) neben der Bewegungsbahn des Zigarettenförderers ist mindestens ein ortsfestes oder bewegbares Aromaaggregat angeordnet mit mindestens einer Dosiereinheit zur Übertragung der Substanz(en) bzw. der Aromastoffe auf mindestens eine Zigaretten-Gruppe während momentaner übereinstimmender Relativstellung zwischen Dosiereinheit und Zigaretten-Gruppe,
4. d) die Substanz(en) bzw. Aromastoffe sind vor dem Anbringen einer Umhüllung für die Zigaretten-Gruppe in Lücken zwischen benachbarten Zigaretten der Zigaretten-Gruppe einführbar.

Alternativ kann die Vorrichtung zur Lösung der Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 5 oder durch die Merkmale des Anspruchs 9 gekennzeichnet sein.

Die Erfindung eröffnet zwei grundsätzliche Wege: Die flüssige Substanz kann während des Transports der Zigarettengruppe durch einen Förderer, wie Taschenkette oder (Falt-)Revolver übertragen werden. Alternativ oder zusätzlich können Substanzen während eines ersten Schrittes der Verpackung zugeführt werden, und zwar insbesondere durch Übertragung der Substanz auf eine Innenumhüllung (Inner liner) für die Zigaretten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist eine Verpackungsmaschine zum Herstellen von Zigaretten-Packungen. Zigaretten-Gruppen als Packungsinhalt werden im Anschluss an ein Zigaretten-Magazin insbesondere durch eine taktweise bewegte Taschenkette transportiert. Ein Aggregat zur Übertragung der Substanz auf die Zigarettengruppe ist im Bereich der Taschenkette (ortsfest) positioniert.

Alternativ ist ein Aroma-Aggregat einem Revolver, nämlich Falt-Revolver, zugeordnet, wobei die Substanz während des Faltprozesses einer Innenumhüllung auf die Innenseite eines Bodenlappens vor der Faltung übertragbar ist, insbesondere während der (Dreh-)Bewegung des Revolvers.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1

einen Ausschnitt einer Verpackungsmaschine in schematischer Sei- tenansicht,

Fig. 2

ein Aroma-Aggregat als Einzelheit der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3

eine Tasche einer Taschenkette gemäß Fig. 2 in nochmals vergrößer- tem Maßstab,

Fig. 4

einen Querschnitt durch den Zigarettenförderer gemäß Fig. 2 in der Schnittebene IV-IV der Fig. 2, bei vergrößertem Maßstab,

Fig. 5

eine nicht erfindungsgemäße Darstellung analog zu Fig. 4 für eine andere Ausführungsform,

Fig. 6

eine Einzelheit eines Aroma-Aggregats für einen Faltrevolver bei einem Axialschnitt durch einen Faltdom,

Fig. 7

eine Bodenansicht einer Zigarettenpackung bzw. einer Zigarettengrup- pe mit Innenumhüllung,

Fig. 8

eine Alternative für die Positionierung einer (Aroma-)Substanz im Be- reich einer Innenumhüllung.

Bei den dargestellten Ausführungs- bzw. Anwendungsbeispielen geht es um die Fertigung von Zigarettenpackungen 10 in der Ausführung als Hartpackung des Typs Shell and Slide. In gleicher bzw. analoger Weise kann die Zufuhr von Aroma- oder anderen Substanzen bei Klappschachteln, Weichbecherpackungen etc. erfolgen.

Bei der Fertigung von Zigarettenpackungen 10 werden zunächst je einer Zigarettenpackung 10 zugeordnete Zigaretten-Gruppen 11 gebildet. Jede besteht aus einer Mehrzahl von Zigaretten 12, die unter Bildung von Zigaretten-Reihen 13, 14 in regelmäßiger Formation angeordnet sind. Die Zigaretten-Gruppen 11 können auch aus drei oder mehr Zigaretten-Reihen bestehen, und zwar auch in versetzter Relativstellung der Zigaretten 12 benachbarter Zigaretten-Reihen.

Zur Bildung der Zigaretten-Gruppen 11 werden die Zigaretten 12 einem Zigaretten-Magazin 15 entnommen. Dieses weist im unteren Bereich mehrere Gruppen von aufrechten Schächten auf. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind dem Zigaretten-Magazin 15 vier nebeneinander liegende Schacht-Gruppen 16 zugeordnet. Aus jeder Schacht-Gruppe 16 wird unten eine komplette Zigaretten-Gruppe 11 aus- und in einen Zigarettenförderer eingeschoben. Dieser ist hier als Taschenförderer ausgebildet, nämlich als Taschenkette 17. Aufbau und Arbeitsweise einer derartigen Taschenkette 17 sind bekannt.

Die Besonderheit der Taschenkette 17 besteht darin, dass ein (unterer) Fördertrum 18 taktweise und ein Rücklauftrum 19 kontinuierlich bewegt wird. Während einer Stillstandsphase werden die Zigaretten-Gruppen 11 in jeweils benachbarte Taschen 20 der Taschenkette 17 eingeschoben. Die Taschen 20 sind beidseitig offen, so dass freie Enden der Zigaretten 12 bzw. von Filtern nicht verdeckt sind.

Die Zigaretten-Gruppen 11 werden durch die Taschenkette 17 einem weiteren Zigaretten- bzw. Packungsförderer zugeführt, nämlich einem Faltrevolver 21. Dieser weist am Umfang eine Anzahl von Aufnahmen bzw. Taschen auf, je für eine Zigaretten-Gruppe 11. Diese wird durch Axialverschiebung in eine zugeordnete Aufnahme des Faltrevolvers 21 eingeführt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Aufnahme als Faltdorn 22 ausgebildet, nämlich als dünnwandiger Hohlkörper, der an beiden Enden offen ist. Die Zigaretten-Gruppe 11 wird in den Faltdorn 22 durch einen Stößel 23 mit Stößelkopf 24 eingeschoben. Auf der Außenseite des Faltdorns 22 wird ein Zuschnitt aus Verpackungsmaterial positioniert und gefaltet, und zwar insbesondere ein Zuschnitt einer Innenumhüllung 25. Diese besteht aus (beschichtetem) Papier, Stanniol, Folie oder dergleichen. Die Zigaretten-Gruppe 11 wird als Packungsinhalt vollständig von der Innenumhüllung 25 umgeben, und zwar unter Bildung einer Bodenwand 26 und einer entsprechend ausgebildeten Stirnwand.

Die Zigaretten-Gruppe 11 mit der gefalteten Innenumhüllung 25 bildet einen Zigaretten-Block 27 als Inhalt der Zigarettenpackung 10. Weitere Zuschnitte der Zigarettenpackung 10 werden bei Fortsetzung des Transports der Zigaretten-Gruppe 11 bzw. des Zigaretten-Blocks 27 durch den Faltrevolver 21 angebracht, so dass schließlich (weitgehend) fertige Zigarettenpackungen 10 den Bereich des Faltrevolvers 21 verlassen.

Den Zigaretten 12 sind (flüssige) Substanzen zuzuführen, und zwar insbesondere Aromastoffe. Ein häufig eingesetztes Aroma ist Menthol. Dieses ist oberhalb einer Temperatur von 40°C flüssig und kann demnach als Flüssigkeit zugeführt werden. Die Zugabe der Substanzen erfolgt unmittelbar vor bzw. während des Verpackungsprozesses der Zigaretten. Die Übertragung auf die Zigaretten 12 wird so durchgeführt, dass Teile oder Organe der Verpackungsmaschine nicht mit den Substanzen in Kontakt kommen.

Ein vorteilhafter Weg ist die Zuführung von flüssigen Substanzen zu den Zigaretten-Gruppen 11, und zwar im Anschluss an das Zigaretten-Magazin 15 während des Transports der Zigaretten-Gruppen 11. Gemäß Fig. 1 erfolgt die Übertragung der Substanz im Bereich des unteren Fördertrums 18 während einer Stillstandsphase der Zigaretten-Gruppe 11, und zwar im Bereich der freien Stirnenden der Zigaretten 12, bei Filterzigaretten im Bereich von freien Tabakenden (Fig. 4, Fig. 5).

Ein Übertragungsorgan, nämlich ein Aromaaggregat 28, ist ortsfest im Bereich der Förderstrecke der Zigaretten-Gruppen 11 positioniert, nämlich benachbart zur Taschenkette 17. Das Aromaaggregat 28 besteht aus einer Mehrzahl von Dosiereinheiten 29, die je einer Zigaretten-Gruppe 11 bzw. einer Tasche 20 der Taschenkette 17 zugeordnet sind. Während der Stillstandsphase des Fördertrums 18 sind die (vier) Dosiereinheiten 29 des Aromaaggregats 28 in ausgerichteter Gegenüberstellung zu je einer Zigaretten-Gruppe 11 positioniert.

Für die Übertragung der flüssigen Substanz auf die Zigaretten-Gruppe 11 sind mehrere Alternativen vorgesehen. Es ist möglich, tropfenförmige Portionen 30 der Zigaretten-Gruppe 11 zuzuführen, und zwar insbesondere durch kontaktlose Übertragung (Fig. 4). Die Dosiereinheit 29 ist hierbei düsenartig ausgebildet mit mindestens einem Düsenkopf 31. Dieser überträgt eine dosierte Portion 30 der Substanz in freier Flugbewegung auf die Zigaretten-Gruppe 11. Die Dosiereinheit 29 kann auch so ausgebildet sein, dass mehrere Portionen 30 jeder Zigaretten-Gruppe 11 zugeführt werden. Die Dosiereinheit 29 bzw. der Düsenkopf 31 ist dabei so ausgerichtet, dass die Portion 30 etwa im Bereich einer (horizontalen) Längsmittelebene auf die Zigaretten-Gruppe 11 auftrifft.

Alternativ aber nicht erfindunsgemäß kann eine zielgenaue Übertragung der Substanzen auf die Zigaretten-Gruppe 11 erfolgen. In diesem Falle erhält die Dosiereinheit 29 Kontakt mit den Zigaretten 12 bzw. der Zigaretten-Gruppe 11. Jede Dosiereinheit 29 ist mit mindestens einem Einführungsrohr bzw. einer hohlen Einführungsnadel 32 versehen.

Diese wird mit einem freien Endbereich in eine Zigarette 12 eingeführt (Fig. 5). Alternativ oder zusätzlich können (andere) Einführungsnadeln 32 in Lücken 33 eintreten, die innerhalb der Zigaretten-Gruppe 11 zwischen benachbarten Zigaretten 12 gebildet sind. Eine optimale Verteilung der Substanz kann dadurch erreicht werden, dass über die Querschnittsfläche einer Zigaretten-Gruppe 11 hinweg mehrere Einführungsnadeln 32 verteilt positioniert sind, die Substanz in ausgewählte Zigaretten 12 und/oder in die Lücken 33 einführen (Fig. 3). Für die Wirkung der (Aroma-)Substanz ist es nicht erforderlich, jede Zigarette 12 und/oder jede Lücke 33 mit einer Portion 30 zu versorgen. Vorteilhaft sind Dosiereinheiten 29 mit zwei oder drei Einführungsnadeln 32 oder Düsenköpfen 31.

Bei dieser nicht erfindungsgemäße Ausführung (Fig. 5) ist das Aromaaggregat 28 quer bewegbar angeordnet, wird also während der Stillstandsphase der Taschenkette 17 an die Zigaretten-Gruppen 11 herangefahren, derart, dass die entsprechend positionierten Einführungsnadeln 32 in den Bereich der Zigaretten-Gruppe 11 eintreten.

Das insbesondere für die Zuführung von Menthol geeignete Aromaaggregat 28 weist ein langgestrecktes (horizontales) Verteilerrohr 34 auf. In diesem wird die flüssige Substanz, also insbesondere auf etwa 41 °C erwärmtes Menthol, zugeführt. Eine (beheizte) Zuführungsleitung 35 schließt an ein Ende des Verteilerrohrs 34 an. Über Verbindungsrohre 36 ist das Verteilerrohr 34 mit jeder Dosiereinheit 29 verbunden. Diese sind mit elektrisch steuerbaren Ventilen versehen, und zwar für jeden Düsenkopf 31 bzw. für jede Einführungsnadel 32. Die Ventile sind elektrisch steuerbar über entsprechende Leitungen 37, die zu den Ventilen innerhalb der Dosiereinheit 29 führen. Des Weiteren sind innerhalb der Dosiereinheit 29 (elektrische) Heizorgane bzw. Heizpatronen 38 angeordnet, die ebenfalls an elektrische Heizleitungen 39 angeschlossen sind. Die Temperatur im Bereich der Düseneinheit ist durch Sensoren exakt einstellbar.

Die Substanz kann auch während (kontinuierlicher) Förderbewegung der Zigaretten-Gruppe 11 zugeführt bzw. aufgebracht werden. Fig. 6 bis Fig. 8 befassen sich mit dem Aufbringen einer flüssigen Substanz auf die Innenumhüllung 25 für die Zigaretten-Gruppe 11. Die Substanz bzw. eine Portion 30 derselben wird auf die Innenseite der Innenumhüllung 25 aufgebracht. Besonders wirksam ist die Aufbringung der Substanz auf die Innenseite der Bodenwand 26. Diese besteht aus mehreren Faltlappen, nämlich Seitenlappen 40 sowie Längslappen 41, 42. Gemäß Fig. 6 wird die Portion 30 auf einen zuletzt gefalteten, nämlich äußeren Längslappen 42 aufgebracht. Dieser ist vor dem Faltprozess in einer Ebene parallel zur Längserstreckung der Zigaretten 12 gerichtet. Eine Innenseite des Faltlappens bzw. Längslappens 42 ist nach oben gerichtet. Durch das schräggerichtete Aromaaggregat 28 bzw. durch die schräggerichtete Dosiereinheit 29 wird die Portion 30 während der Förderbewegung der Innenumhüllung 25 auf den quer zur Ebene der Bodenwand 26 gerichteten Längslappen 42 aufgebracht. Danach wird der Längslappen 42 in die in Fig. 7 gezeigte Stellung gefaltet. Wie ersichtlich, wird die Dosiereinheit 29 bzw. deren Düsenkopf 31 so betätigt, dass nacheinander mehrere (zwei) Portionen 30 aufgetragen werden, und zwar außerhalb des Bereichs einer Überlappung mit anderen Faltlappen, insbesondere außerhalb des Überdeckungsbereichs durch den zuerst gefalteten Längslappen 41. Dadurch kommen die Portionen 30 unmittelbar in Kontakt mit den freien Stirnseiten der Zigaretten 12.

Die Aufbringung der Substanz gemäß Fig. 6, Fig. 7 erfolgt im Bereich des Faltrevolvers 21. Diesem ist eine erste Zuschnittstation 43 zur Übergabe eines Zuschnitts für die Innenumhüllung 25 an einen Faltdorn 22 zugeordnet. Innerhalb des Faltdorns 22 befindet sich die Zigaretten-Gruppe 11, die von der Taschenkette 17 zugeführt ist. Die Innenumhüllung 25 wird teilweise auf dem Faltdorn 22 gefaltet. Es folgt eine Aromastation 44. In deren Bereich ist mindestens ein Übertragungsorgan 28 bzw. eine Dosiereinheit 29 in der Ausführung gemäß Fig. 6 so positioniert, dass die Übertragung der Portion 30 auf den radial innen liegenden Längslappen 42 bzw. dessen freie Innenseite möglich ist.

Eine weitere Alternative zeigt Fig. 8. Bei diesem Beispiel wird - wie bei der Fertigung von Weichbecherpackungen üblich - zunächst die Bodenwand 26 der Innenumhüllung 25 gefaltet, nämlich vor Einführen der Zigaretten-Gruppe 11 in den Faltdorn 22. Der Stößel 23 bzw. dessen Stößelkopf 24 bildet eine Abstützung während der Faltung der Bodenwand 26. Wie gezeigt, ist an der Bodenwand 26 innenseitig mindestens eine Portion 30 des Aromastoffs aufgebracht. Damit diese Substanz nicht auf den Stößelkopf 24 übertragen wird, ist im Bereich der einen oder mehreren Portionen 30 im Stößelkopf 24 eine Ausnehmung 45 gebildet.

Der weitere Ablauf des Herstellungsprozesses für die Zigarettenpackung kann dem Stand der Technik entsprechen.

Die Zuführung von (flüssigen) Substanzen, insbesondere von Aromastoffen, zu den Zigaretten 12 erfolgt ausschließlich nach Bildung der Zigaretten-Gruppen 11. Als weitere Alternative ist es möglich, nach Fertigstellung eines Zigaretten-Blocks, bestehend aus der Zigaretten-Gruppe 11 mit Innenumhüllung 25, die Substanz mittels dünner Injektionsnadel zuzuführen unter Durchdringen der Innenumhüllung 25.

Die Wirksamkeit der Aromasubstanz ist auch dann gegeben, wenn nicht jede Zigarette unmittelbaren Kontakt mit der Substanz hat. Das Aroma wird innerhalb der geschlossenen Packung auf alle Zigaretten verteilt bzw. für alle Zigaretten wirksam. Die Übertragung der Substanz auf die Zigaretten bzw. Zigarettenenden kann auch als Sprühnebel erfolgen.

10

Zigarettenpackung

11

Zigaretten-Gruppe

12

Zigaretten

13

Zigaretten-Reihe

14

Zigaretten-Reihe

15

Zigaretten-Magazin

16

Schacht-Gruppe

17

Taschenkette

18

Fördertrum

19

Rücklauftrum

20

Tasche

21

Faltrevolver

22

Faltdorn

23

Stößel

24

Stößelkopf

25

Innenumhüllung

26

Bodenwand

27

Zigaretten-Block

28

Aromaaggregat

29

Dosiereinheit

30

Portion

31

Düsenkopf

32

Einführungsnadel

33

Lücke

34

Verteilerrohr

35

Zuführungsleitung

36

Verbindungsrohr

37

Leitung

38

Heizpatrone

39

Heizleitung

40

Seitenlappen

41

Längslappen

42

Längslappen

43

Zuschnittstation

44

Aromastation

45

Ausnehmung