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EP1397967B1 - Herstellung von nichtschneidbaren Filterelementen - Google Patents

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Publication number
EP1397967B1
EP1397967B1 EP03014817A EP03014817A EP1397967B1 EP 1397967 B1 EP1397967 B1 EP 1397967B1 EP 03014817 A EP03014817 A EP 03014817A EP 03014817 A EP03014817 A EP 03014817A EP 1397967 B1 EP1397967 B1 EP 1397967B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filter
filter part
drum
sleeve
mandrel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP03014817A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1397967A1 (de
Inventor
Thorsten Scherbarth
Sönke Horn
Andreas Rinke
Matthias Jahnke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koerber Technologies GmbH
Original Assignee
Hauni Maschinenbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DE50302039T priority Critical patent/DE50302039D1/de
Application filed by Hauni Maschinenbau GmbH filed Critical Hauni Maschinenbau GmbH
Priority to ES03014817T priority patent/ES2253611T3/es
Priority to AT03014817T priority patent/ATE313971T1/de
Priority to EP03014817A priority patent/EP1397967B1/de
Priority to JP2003308413A priority patent/JP2004097220A/ja
Priority to PL03362072A priority patent/PL362072A1/xx
Priority to US10/658,689 priority patent/US6918867B2/en
Priority to CNB031584608A priority patent/CN100334981C/zh
Publication of EP1397967A1 publication Critical patent/EP1397967A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1397967B1 publication Critical patent/EP1397967B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/02—Manufacture of tobacco smoke filters
    • A24D3/0275—Manufacture of tobacco smoke filters for filters with special features
    • A24D3/0287—Manufacture of tobacco smoke filters for filters with special features for composite filters

Definitions

  • the invention relates to a method for producing filter elements the tobacco processing industry, especially for multi-segment filters, from a first filter part and at least one second filter part. Furthermore, the invention relates to a filter, in particular multi-segment filters, and a device for producing filter elements the tobacco processing industry, especially for multi-segment filters with a first filter part and at least one second filter part. The invention also relates to a machine for producing filters the tobacco processing industry, in particular multi-segment filters.
  • Multi-segment filter consist inter alia of fragile, shock-sensitive filter pieces, wherein the filter pieces are not enveloped by a wrapping paper strip but are put together into a group of filter segments are subsequently added, e.g. in a continuous process too be formed a filter strand.
  • Filter rods made of different basic filter rods.
  • base filter rods are cut, grouped, in a filter rod machine wrapped and cut into filter rods several times long.
  • Hard filter elements exist either made of a shock-sensitive and fragile material, which is why careful handling and transport of sensitive Hard elements in the filter production is of great importance, or of a non-elastic and non-compressible hard material, such as. an extruded plastic sleeve or capsule.
  • Object of the present invention is to provide a filter element for a To provide multi-component filters, it being possible to sensitive and / or non-cuttable filter elements, in particular Hard segments, in a simple and safe way with a soft to provide compressible cladding.
  • the first filter part may for example consist of cellulose acetate, such that after insertion of a hard segment (second filter part) the hard segment is surrounded by a compressible shell.
  • second filter part By forming a defined cavity and channel can different (second) filter parts or hard segments independently be introduced and wrapped by their nature or surface.
  • the manufacture of the filter element from the first filter part and the second filter part is not limited to the processing certain materials.
  • Through the sleeve element can (second) filter parts are also introduced with a rough surface. Furthermore, there are no restrictions on the Material of the envelope forming the first filter part.
  • the first filter part may consist of a short-fiber material, whose fibers are not glued together.
  • the first filter part inside hollow i.e. is annular or formed as a hollow ring.
  • the material of the compressed first part of the filter prior to arranging the sleeve member, so that the sleeve member subsequently forms a cavity in the first filter part.
  • the material of the first filter part by means of a Thorn element compacted.
  • the mandrel element is subjected to ultrasound, so that the mandrel element easier in the first filter part can penetrate.
  • the mandrel element has a low-friction surface, preferably a ceramic coating or a galvanic chrome coating, identifies the mandrel element in the first filter part effortlessly be introduced.
  • the mandrel element is the first filter part, preferably rotating penetrates and is brought into contact with the sleeve member.
  • the second filter part is securely inserted into the first filter part, if advantageously arranged the second filter part in the sleeve member becomes. After arrangement of the second filter part, the filter part moved and precise in the formed cavity of the first filter part positioned.
  • a multi-segment filter is pulled out the sleeve member solved the fixation of the filter element.
  • the invention provides that after removal the sleeve element, the filter element to a conveyor, in particular Conveyor drum, is transferred.
  • a conveyor drum in particular a filter module of a machine for production of filter rods, preferably multi-segment filters.
  • Another solution to the problem is a filter, in particular Multi-segment filter provided with a filter element, wherein the filter element by performing the above-described Process steps is made.
  • the object is achieved by means of a device of the beginning mentioned type, which is further developed by a sleeve member for forming a cavity in the first filter part and the Introducing the second filter part is provided in the first filter part.
  • a device of the beginning mentioned type which is further developed by a sleeve member for forming a cavity in the first filter part and the Introducing the second filter part is provided in the first filter part.
  • a mandrel element for compression the material of the first filter part provided.
  • the sleeve member with a receptacle for the second Filter part provided so that safely and any second filter part can be used as the inner part of the filter element can. This results in a large variability in the production a filter element according to the invention.
  • the sleeve member and the mandrel member are in contact with each other brought.
  • the mandrel element can be easily inserted into the first filter part, when the mandrel element can be acted upon by ultrasound. Thereby the frictional resistance is reduced. Another reduction The frictional resistance can be achieved when a predetermined Mandrel shape of the mandrel element is selected, e.g. an additional patch tip, so that the penetration of the mandrel element still more is facilitated.
  • the mandrel element has a low-friction surface, in particular a ceramic coating or a galvanic Chrome plating, on.
  • a fixing element is provided for the first filter part, so that the first filter part not by the enclosure moved and thus a compression of the material is achieved.
  • the device is used as a conveyor, in particular Conveying drum, preferably a module for the production of filter elements is formed.
  • the object of the invention is achieved by a machine for the production of filters, in particular multi-segment filters, the tobacco-processing Industry, with an above-described, equipped device is equipped.
  • Fig. 1 is a schematic front view of a module 10 a Multisegment filter machine shown.
  • This module 10 is suitable for the production of non-clippable filter elements or segments with other filter segments of other modules in the Multisegment filter machine further processed to multi-segment filters become.
  • In the context of the invention means a non-cutting filter element in particular a filter element with a compressible Outer shell and any internal filter part.
  • filter rods preferably from a particular lightweight material, such as Cellulose acetate, from a filter magazine 11 removed by means of a removal drum 12 and subsequently by means of Knife 13 cut several times into filter segments or parts. Subsequently, the cut filter parts on a staggering drum 14 graduated and passed to a cutting / sliding drum 15, on the cut filter parts cut again and be pulled apart.
  • two parallel pass guided filter parts to the infeed / tumble drum 16 which passes the cut filter parts to a functional drum 18.
  • two filter parts 8 (see FIG. 2g) mirror-inverted, produced in parallel on the functional drum 18.
  • the functional drum 18 are further via a feed 20, whose lower end is pivotally mounted, and a trough drum 19 shock-sensitive Hartfiltersegmente supplied.
  • the feeder 20 and the hollow drum 19 are described in the German patent application (File number 101 46 992.6) of the patent applicant and are particularly suitable for the treatment and dissemination of shock-sensitive filter segments or parts. The revelation content this German patent application is intended in its entirety in the present Patent application be included.
  • the filter elements consisting of the cut filter parts (first filter part) and the hard drum segments supplied via the drum 19 (second filter part) executed.
  • the preparation of the invention Filter elements takes place in the process steps A to H, the corresponding the registered letters in Figs. 2a to 2h in cross section are shown.
  • this filter element After production of the filter element, this filter element is connected to a Transfer drum 23 passed. About transport drums 21, 22 are additional filter segments from other modules of the multi-segment filter machine passed to the transport drum 23. The filter elements or filter segments are then placed on a transport drum 24 handed over and taken away.
  • FIGS. 2a to 2h according to method steps A to H on the functional drum 18 (see Fig. 1) in cross section, the individual Steps shown schematically.
  • a first filter part 1 consisting of for example, cellulose acetate
  • the cutting / sliding drum 16 has in the receiving wells via suction holes 17, by means where the filter parts 1 held on the cutting / sliding drum 16 become.
  • the vacuum in the corresponding suction hole 17 is switched off, so that the filter part. 1 is transferred to a receiving trough 28 of the functional drum 18.
  • the functional drum 18 also has a stop laterally 29, which has a bore 30 in the region of the deposited filter part 1.
  • the side of the receiving trough 28 and the filter part 1 is a rotatably movable mandrel 3 formed with a tip 31.
  • Diameter of the mandrel 3 substantially corresponds to the diameter the bore 30 of the stop 29th
  • the fixing arm 4 is preferably pivotally formed on the functional drum 18. It also has the fixing arm 4 via a lateral stop 34, which with a Bore 35 is provided. The diameter of the bore 35 corresponds the diameter of the bore 30 of the stopper 29 and the Diameter of the mandrel 3 ( Figure 2b).
  • the filter part 1 After fixing the first filter part 1, the filter part 1 by means of rotating mandrel 3 by performing a relative movement between Completely pierced filter part 1 and mandrel 3, so that a compression the filter material takes place.
  • the mandrel 3 In order to prevent the penetration of the mandrel 3 in To facilitate the filter material of the first filter part 1, the mandrel 3 subjected to ultrasound. Further, the mandrel 3 via a wear-resistant Surface with a low coefficient of friction feature.
  • the mandrel tip 31 may be another auxiliary tip have, so that the penetration of the mandrel 3 is improved.
  • the first Filter part 1 is formed as a hollow ring, it is with the mandrel. 3 this annular filter part 1 stretched, or widened. hereby is achieved that sufficient space in the interior of this annular first filter part 1 is created, so that the second filter part 2 safely introduced and the first filter part 1 is sheathed.
  • a second filter part 2 on the hollow drum 19 stored (Fig. 2c).
  • a Recording 36 for the second filter part 2 is formed.
  • the distance of Recording of the front side of the sleeve 5 is at least as large as the tip 31 of the mandrel 3 is long.
  • a slider 33 to move the second filter part 2 in the sleeve 5.
  • the first filter part 1 is widened with the mandrel 3 from the center out. After complete penetration of the filter part 1, the Sleeve 5 and the mandrel 3 flush with each other (Fig. 2d), so that the sleeve 5 connects directly to the mandrel 3. Below are the mandrel 3 and the sleeve 5 moved back together, so that the Sleeve 5 is inserted into the first filter part 1 and a cavity with a solid wall in the first filter part 1 is formed. While or after retraction of the mandrel 3, the slider 33 moves the second arranged in the sleeve 5 second filter part 2 in the direction of the first Filter parts 1.
  • Fig. 2e the maximum position of the sleeves 5 is shown, in which the mandrel 3 is pulled out of the first filter part 1 and the second filter part 2 is pushed by means of the slide 33.
  • Fig. 3 shows a drum assembly with a further inventive Function drum 18 for producing a novel Filter element.
  • first filter parts 1 of a conveyor drum 41 passed to the functional drum 18.
  • After the supply of the second filter parts. 2 by the insertion drum 42 are the first and the second filter part 1 and 2 joined together to form a filter element 8.
  • After Production of the filter element 8 are the finished filter elements 8 received by a removal drum 43 and of the Function drum 18 weggetrportiert.
  • FIGS 4i The individual process steps for producing a filter element 8 on the functional drum 18 according to FIG. 3 is shown in FIGS 4i shown schematically in cross section.
  • the procedures according to Figures 4a to 4i are described below.
  • On the Function drum 18 is the production of a filter element 8 from a first filter part 1 and a second filter part 2 double lane executed.
  • Figures 4a to 4i the production of a filter element 8 for the left part of the functional drum 18 shown. Because the Process steps symmetrical to a symmetry axis 55 of the Function drum 18 are executed, the following applies also for the right part of the functional drum 18.
  • a transfer of a first filter part 1 of the conveyor drum 41 to the Function drum 18 instead.
  • the first filter part 1 in a Receiving trough a horizontally movable carriage 51 inserted.
  • the carriage 51 has suction holes 52, so that the filter part 1 on the longitudinally axially movable carriage 51 (by an applied Underpressure in the functional drum 18) is maintained.
  • the functional drum 18 also has a mandrel 3 with a Tip 31, which is arranged stationarily on the functional drum 18.
  • the mandrel 3 is bounded above by a cover 56, so that the mandrel 3 is otherwise open to the side of the filter part 1.
  • Especially the mandrel 3 is surrounded by walls on all other sides and thus limited in space.
  • the sleeve 5 On the side facing away from the mandrel 3, opposite side of the first Filter element 1, the sleeve 5 is arranged. Within the sleeve 5 is the punch 33. The carriage 51, the sleeve 5 and the Stamp 33 are independent of each other in the longitudinal axial direction movable.
  • Fig. 4d shows the functional drum 18 in the process stage, in which of the Insertion drum 42 (Fig. 3), the second filter part 2 in the opening 33 of Sleeve 5 (Fig. 4c) is inserted.
  • the sleeve 5 at the bottom to the functional drum 18 via recesses, so that the inserted second filter parts 2 in the sleeve 5 and on the functional drum 18 held by a voltage applied in the functional drum 18 vacuum become.
  • the sleeve 5 is completely in pulled outward along the axial axial direction, so that through the Sheath of the second filter part 2 through the first filter part 1 the Filter element 8 is formed.
  • the filter element 8 is characterized by an inside the functional drum 18 applied vacuum on the carriage 51st held (Fig. 4f).
  • Fig. 4g shows the situation in which the sleeve 5 completely between the first and second filter part 1 and 2 is pulled out.
  • the filter element 8 is by means of negative pressure in the receiving trough of the carriage 51 held. Subsequently, the manufactured filter element 8 by a longitudinal axial displacement movement of the sleeve member 5 in a Removal position brought (see Fig. 4h).
  • the first filter part 1 moves longitudinally axially, while in the first embodiment the mandrel 3 is moved back and forth.
  • a plurality of wells for the Recording of first and second filter parts on carriage segments arranged.

Landscapes

  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Filterelementen der tabakverarbeitenden Industrie, insbesondere für Multisegmentfilter, aus einem ersten Filterteil und wenigstens einem zweiten Filterteil. Ferner betrifft die Erfindung einen Filter, insbesondere Multisegmentfilter, sowie einer Einrichtung zum Herstellen von Filterelementen der tabakverarbeitenden Industrie, insbesondere für Multisegmentfilter mit einem ersten Filterteil und wenigstens einem zweiten Filterteil. Die Erfindung betrifft außerdem eine Maschine zur Herstellung von Filtern der tabakverarbeitenden Industrie, insbesondere Multisegmentfilter.
Im Patent US-5 088 507 ist eine Vorrichtung zum Zusammenfügen von einer Aerosol erzeugenden Patrone und einer fertig gestellten Filterzigarette beschrieben. Hierbei wird die Patrone in die Zigarette eingeschoben, wobei nach Fertigstellung ein Stützröhrchen ausgeworfen wird.
Diese Vorrichtung ist allerdings nicht geeignet für die Herstellung von Filtersegmenten eines Multisegmentfilters, da in der offenbarten Vorrichtung nur Endprodukte zusammengefügt werden. Multisegmentfilter bestehen unter anderem aus fragilen, stoßempfindlichen Filterstücken, wobei die Filterstücke nicht von einem Umhüllungspapierstreifen umhüllt sind, sondern zu einer Gruppe von Filtersegmenten zusammengestellt werden, die anschließend z.B. in einem Strangverfahren zu einem Filterstrang geformt werden.
Für die Herstellung von Zigarettenfiltern, insbesondere Multisegmentfiltern, werden entsprechend den gewünschten Filtereigenschaften die Filterstäbe aus unterschiedlichen Basisfilterstäben hergestellt. Hierzu werden die Basisfilterstäbe geschnitten, gruppiert, in einer Filterstabmaschine umhüllt und zu mehrfach langen Filterstäben geschnitten.
Bei der Herstellung von Multisegmentfiltern werden unter anderem auch Hartfilterelemente verwendet. Hartfilterelemente bestehen entweder aus einem stoßempfindlichen und zerbrechlichen Material, weshalb eine sorgfältige Handhabung und Beförderung der empfindlichen Hartelemente bei der Filterherstellung von großer Bedeutung ist, oder aus einem nichtelastischen und nichtkomprimierbaren harten Material, wie z.B. eine extrudierte Kunststoffhülse oder Kapsel.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Filterelement für einen Mehrkomponentenfilter bereitzustellen, wobei es möglich sein soll, sensible und/oder nicht schneidbare Filterelemente, insbesondere Hartsegmente, auf einfache und sichere Weise mit einer weichen komprimierbaren Umhüllung zu versehen.
Gelöst wird diese Aufgabe mittels des Verfahrens der eingangs genannten Art durch das Ausführen der Verfahrensschritte:
  • Anordnen eines Hülsenelements im ersten Filterteil,
  • Einbringen des zweiten Filterteils in das erste Filterteil und
  • Herausziehen des Hülsenelements.
Durch das Hülsenelement werden im ersten Filterteil ein Hohlraum und ein Kanal ausgebildet, durch den das zweite Filterteil eingeschoben wird. Das erste Filterteil kann beispielsweise aus Celluloseacetat bestehen, so dass nach Einführen eines Hartsegmentes (zweites Filterteil) das Hartsegment von einer komprimierbaren Hülle umgeben ist. Durch die Ausbildung eines definierten Hohlraums und Kanals können unterschiedliche (zweite) Filterteile bzw. Hartsegmente unabhängig von ihrer Beschaffenheit bzw. Oberfläche eingeführt und umhüllt werden. Bei der Herstellung des Filterelements aus dem ersten Filterteil und dem zweiten Filterteil besteht keine Beschränkung auf die Verarbeitung bestimmter Materialien. Durch das Hülsenelement können (zweite) Filterteile auch mit einer rauhen Oberfläche eingeführt werden. Ferner bestehen auch keine Beschränkungen hinsichtlich des Materials des die Umhüllung bildenden ersten Filterteils. Beispielsweise kann das erste Filterteil aus einem kurzfaserigen Material bestehen, dessen Fasern nicht miteinander verklebt sind. Im Rahmen der Erfindung ist es ebenfalls denkbar, dass das erste Filterteil innen hohl d.h. ringförmig bzw. als hohler Ring ausgebildet ist. Durch die Verwendung des Hülsenelements wird eine exakte Positionierung des zweiten Filterteils mühelos erreicht, so dass eine gute Zentrizität des Filterelements gegeben ist. Weiterhin wird eine saubere Verarbeitung unabhängig von den Materialeigenschaften eines oder beider Filterteile gewährleistet, so dass höhere Produktionsleistungen von bis zu 20.000 Filtersegmenten pro Minute erreicht werden.
Insbesondere wird vor Anordnen des Hülsenelements das Material des ersten Filterteils verdichtet, so dass das Hülsenelement anschließend einen Hohlraum im ersten Filterteil ausbildet.
Bevorzugterweise wird das Material des ersten Filterteils mittels eines Dornelements verdichtet.
Um den Reibungswiderstand zwischen dem Material des ersten Filterteils und dem Dornelement beim Eindringen des Dornelements in das erste Filterteil zu verringern, wird das Dornelement mit Ultraschall beaufschlagt, so dass das Dornelement leichter in das erste Filterteil eindringen kann.
Wenn das Dornelement eine reibungsarme Oberfläche, vorzugsweise eine keramische Beschichtung oder einen galvanischen Chrom-Überzug, ausweist, kann das Dornelement in das erste Filterteil mühelos eingeführt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Dornelement das erste Filterteil, vorzugsweise rotierend durchdringt und in Kontakt mit dem Hülsenelement gebracht wird.
Nach Durchdringen des ersten Filterteils mittels des Dornelements wird insbesondere dann zuverlässig ein Hohlraum im ersten Filterteil ausgebildet, wenn das Hülsenelement unter Kontakt mit dem Dornelement in das erste Filterteil eingeführt wird. Hierbei wird der Dorn zurückgefahren und das Hülsenelement bündig mit dem Dorn in das erste Filterteil eingeführt.
Das zweite Filterteil wird sicher in das erste Filterteil eingeschoben, wenn vorteilhafterweise das zweite Filterteil im Hülsenelement angeordnet wird. Nach Anordnung des zweiten Filterteils wird das Filterteil verschoben und im ausgebildeten Hohlraum des ersten Filterteils präzise positioniert.
Eine verbesserte Handhabung wird erreicht, wenn das erste Filterteil, insbesondere vor Verdichten des Materials des ersten Filterteils, fixiert wird.
Zur Weiterverarbeitung und Bereitstellung des hergestellten Filterelements für beispielsweise einen Multisegmentfilter wird nach Herausziehen des Hülsenelements die Fixierung des Filterelements gelöst.
Darüber hinaus ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass nach Entfernen des Hülsenelements das Filterelement an ein Fördermittel, insbesondere Fördertrommel, übergeben wird.
Vorteilhafterweise werden die Verfahrensschritte auf einer Fördertrommel, insbesondere eines Filtermoduls einer Maschine zur Herstellung von Filterstäben, vorzugsweise Multisegmentfiltern, ausgeführt.
Eine weitere Lösung der Aufgabe besteht in einem Filter, insbesondere Multisegmentfilter, der mit einem Filterelement versehen ist, wobei das Filterelement durch Ausführen der voranstehend beschriebenen Verfahrensschritte hergestellt ist.
Außerdem wird die Aufgabe gelöst mittels einer Einrichtung der eingangs genannten Art, die dadurch weitergebildet ist, dass ein Hülsenelement zur Ausbildung eines Hohlraums im ersten Filterteil und zum Einbringen des zweiten Filterteils in das erste Filterteil vorgesehen ist. Mittels dieser erfindungsgemäßen Einrichtung können nichtschneidbare Hartsegmente mit einer weichen Hülle versehen werden, wobei die Außenhülle komprimierbar ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Dornelement zur Verdichtung des Materials des ersten Filterteils vorgesehen.
Insbesondere ist das Hülsenelement mit einer Aufnahme für das zweite Filterteil versehen, so dass auf sichere Weise auch jedes beliebige zweite Filterteil als Innenteil des Filterelements verwendet werden kann. Hierdurch ergibt sich eine große Variabilität in der Herstellung eines erfindungsgemäßen Filterelements.
Um einen Hohlkörper bzw. Hohlraum im ersten Filterteil auszubilden, sind das Hülsenelement und das Dornelement miteinander in Kontakt bringbar.
Das Dornelement lässt sich leicht in das erste Filterteil einführen, wenn das Dornelement mit Ultraschall beaufschlagbar ist. Dadurch wird der Reibungswiderstand verringert. Eine weitere Verringerung des Reibungswiderstands kann erreicht werden, wenn eine vorbestimmte Dornform des Dornelements gewählt wird, z.B. eine zusätzlich aufgesetzte Spitze, so dass das Eindringen des Dornelements noch mehr erleichtert wird.
Bevorzugterweise weist das Dornelement eine reibungsarme Oberfläche, insbesondere eine keramische Beschichtung oder einen galvanischen Chrom-Überzug, auf.
Insbesondere ist ein Fixierungselement für das erste Filterteil vorgesehen, so dass sich das erste Filterteil durch die Umschließung nicht bewegt und somit eine Verdichtung des Materials erreicht wird.
Von Vorteil ist es ferner, wenn die Einrichtung als Fördermittel, insbesondere Fördertrommel, vorzugsweise eines Moduls zur Herstellung von Filterelementen, ausgebildet ist.
Außerdem wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch eine Maschine zur Herstellung von Filtern, insbesondere Multisegmentfiltern, der tabakverarbeitenden Industrie, die mit einer voranstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Einrichtung ausgestattet ist.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:
Fig. 1
eine schematische Vorderansicht auf ein Modul einer Multisegmentfiltermaschine;
Fig. 2a bis 2h
schematisch den Verfahrensablauf zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Filtersegments;
Fig. 3
schematisch eine Trommelanordnung mit einer Funktionstrommel, auf der das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls ausgeführt wird und
Fig. 4a bis 4i
einzelne Verfahrensschritte auf der Funktionstrommel gemäß Fig. 3 im Querschnitt in schematischer Darstellung.
In den folgenden Figuren sind die gleichen Elemente mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.
In Fig. 1 ist in einer schematischen Vorderansicht ein Modul 10 einer Multisegmentfiltermaschine dargestellt. Dieses Modul 10 ist geeignet zur Herstellung von nichtschneidbaren Filterelementen bzw. - segmenten, die mit weiteren Filtersegmenten anderer Module in der Multisegmentfiltermaschine zu Multisegmentfiltern weiterverarbeitet werden. Im Rahmen der Erfindung bedeutet ein nichtschneidbares Filterelement insbesondere ein Filterelement mit einer komprimierbaren Außenhülle und einem beliebigen innenliegenden Filterteil.
Im Modul 10 werden Filterstäbe, vorzugsweise aus einem besonders leichten Material, wie z.B. Celluloseacetat, aus einem Filtermagazin 11 mittels einer Entnahmetrommel 12 entnommen und nachfolgend mittels Messer 13 mehrfach in Filtersegmente bzw. -teile geschnitten. Anschließend werden die geschnittenen Filterteile auf einer Staffeltrommel 14 gestaffelt und an eine Schneid-/Schiebetrommel 15 übergeben, auf der die geschnittenen Filterteile nochmals geschnitten und auseinander gezogen werden. Nachfolgend werden jeweils zwei parallel geführte Filterteile an die Einlege-/Taumeltrommel 16 übergeben, die die geschnittenen Filterteile an eine Funktionstrommel 18 übergibt. In einer bevorzugten Ausführung werden zwei Filterteile 8 (siehe Fig. 2g) spiegelverkehrt, parallel auf der Funktionstrommel 18 hergestellt.
Der Funktionstrommel 18 werden ferner über eine Zuführung 20, deren unteres Ende schwenkbar gelagert ist, und über eine Muldentrommel 19 stoßempfindliche Hartfiltersegmente zugeführt. Die Zuführung 20 und die Muldentrommel 19 sind beschrieben in der deutschen Patentanmeldung (Aktenzeichen 101 46 992.6) der Patentanmelderin und eignen sich insbesondere für die Behandlung und Weitergabe von stoßempfindlichen Filtersegmenten bzw. -teilen. Der Offenbarungsgehalt dieser deutschen Patentanmeldung soll vollumfänglich in der vorliegenden Patentanmeldung aufgenommen sein.
Auf der Funktionstrommel 18 werden erfindungsgemäß die Filterelemente, bestehend aus den geschnittenen Filterteilen (erstes Filterteil) und den über die Muldentrommel 19 zugeführten Hartfiltersegmente (zweites Filterteil) ausgeführt. Die Herstellung der erfindungsgemäßen Filterelemente erfolgt in den Verfahrensschritten A bis H, die entsprechend den eingetragenen Buchstaben in den Fig. 2a bis 2h im Querschnitt dargestellt sind.
Nach Herstellung des Filterelements wird dieses Filterelement an eine Transporttrommel 23 übergeben. Über Transporttrommeln 21, 22 werden zusätzlich Filtersegmente von anderen Modulen der Multisegmentfiltermaschine an die Transporttrommel 23 übergeben. Die Filterelemente bzw. Filtersegmente werden anschließend auf eine Transporttrommel 24 übergeben und weggeführt.
In den Fig. 2a bis 2h sind entsprechend den Verfahrensschritten A bis H auf der Funktionstrommel 18 (siehe Fig. 1) im Querschnitt die einzelnen Schritte schematisch dargestellt.
In Fig. 2a ist die Übergabe eines ersten Filterteils 1, bestehend aus beispielsweise Celluloseacetat, von der Schneid-/Schiebetrommel 16 an die Funktionstrommel 18 dargestellt. Die Schneid-/Schiebetrommel 16 verfügt in den Aufnahmemulden über Saugbohrungen 17, mittels denen die Filterteile 1 auf der Schneid-/Schiebetrommel 16 gehalten werden. Bei der Übergabe der Filterteile 1 wird das Vakuum in der entsprechenden Saugbohrung 17 abgeschaltet, so dass das Filterteil 1 an eine Aufnahmemulde 28 der Funktionstrommel 18 übergeben wird.
Die Funktionstrommel 18 verfügt ferner seitlich über einen Anschlag 29, der im Bereich des abgelegten Filterteils 1 eine Bohrung 30 aufweist. Seitlich von der Aufnahmemulde 28 bzw. dem Filterteil 1 ist ein rotierend bewegbarer Dorn 3 mit einer Spitze 31 ausgebildet. Der Durchmesser des Dorns 3 entspricht im Wesentlichen dem Durchmesser der Bohrung 30 des Anschlags 29.
Nach Einlegen wird das Filterteil 1 mittels eines Fixierarms 4 in der Aufnahmemulde 28 fest umschlossen. Der Fixierarm 4 ist vorzugsweise schwenkbar an der Funktionstrommel 18 ausgebildet. Ferner verfügt der Fixierarm 4 über einen seitlichen Anschlag 34, der mit einer Bohrung 35 versehen ist. Der Durchmesser der Bohrung 35 entspricht dem Durchmesser der Bohrung 30 des Anschlags 29 bzw. dem Durchmesser des Dorns 3 (Fig. 2b).
Nach Fixierung des ersten Filterteils 1 wird das Filterteil 1 mittels des rotierenden Dorns 3 durch Ausführen einer Relativbewegung zwischen Filterteil 1 und Dorn 3 vollständig durchstoßen, so dass eine Verdichtung des Filtermaterials stattfindet. Um das Eindringen des Dorns 3 in das Filtermaterial des ersten Filterteils 1 zu erleichtern, wird der Dorn 3 mit Ultraschall beaufschlagt. Ferner kann der Dorn 3 über eine verschleißfeste Oberfläche mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten verfügen. Zusätzlich kann die Dornspitze 31 eine weitere Zusatzspitze aufweisen, so dass das Eindringen des Dorns 3 verbessert wird.
Wenn in einer hier nicht dargestellten alternativen Ausführung das erste Filterteil 1 als hohler Ring ausgebildet ist, so wird mit dem Dorn 3 dieses ringförmige Filterteil 1 gedehnt, bzw. aufgeweitet. Hierdurch wird erreicht, dass ein ausreichender Raum in Inneren dieses ringförmigen ersten Filterteils 1 geschaffen wird, so dass das zweite Filterteil 2 sicher eingeführt und vom ersten Filterteil 1 ummantelt wird.
Während des Eindringens des Dorns 3 in das erste Filterteil 1 wird gleichzeitig in eine neben dem Dorn 3 angeordnete Hülse 5 in einer Öffnung 32 der Hülse 5 ein zweites Filterteil 2 über die Muldentrommel 19 abgelegt (Fig. 2c). Durch die Öffnung 32 wird in der Hülse 5 eine Aufnahme 36 für das zweite Filterteil 2 ausgebildet. Der Abstand der Aufnahme von der Stirnseite der Hülse 5 ist mindestens so groß, wie die Spitze 31 des Dorns 3 lang ist. Darüber hinaus ist in der Hülse 5 auf der dem Dorn 3 abgewandten Seite ein Schieber 33 angeordnet, um das zweite Filterteil 2 in der Hülse 5 zu bewegen.
Das erste Filterteil 1 wird mit dem Dorn 3 von der Mitte heraus aufgeweitet. Nach vollständigem Durchstoßen des Filterteils 1 werden die Hülse 5 und der Dorn 3 miteinander bündig verbunden (Fig. 2d), so dass die Hülse 5 direkt an den Dorn 3 anschließt. Nachfolgend werden der Dorn 3 und die Hülse 5 gemeinsam zurückbewegt, so dass die Hülse 5 in das erste Filterteil 1 eingeführt wird und einen Hohlraum mit einer festen Wandung im ersten Filterteil 1 ausbildet. Während oder nach Zurückziehen des Dorns 3 verschiebt der Schieber 33 das zweite in der Hülse 5 angeordnete zweite Filterteil 2 in Richtung des ersten Filterteils 1.
In Fig. 2e ist die Maximalstellung der Hülsen 5 gezeigt, in der der Dorn 3 aus dem ersten Filterteil 1 herausgezogen ist und das zweite Filterteil 2 mittels des Schiebers 33 nachgeschoben wird.
Nach Erreichen der Endposition des zweiten Filterteils 2 (Fig. 2f) wird die Hülse 5 herausgezogen, wobei der Schieber 33 als Gegenhalter für das zweite Filterteil 2 dient. Nach vollständigem Herausziehen der Hülse 5 wird die Fixierung des aus dem ersten Filterteil 1 und dem zweiten Filterteil 2 hergestellten Filterelements 8 gelöst (Fig. 2g). Nachfolgend wird das hergestellte Filterelement 8 an die Transporttrommel 23 übergeben (Fig. 2h).
Fig. 3 zeigt eine Trommelanordnung mit einer weiteren erfindungsgemäßen Funktionstrommel 18 zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Filterelements. Hierzu werden erste Filterteile 1 von einer Fördertrommel 41 an die Funktionstrommel 18 übergeben. Auf ihrem Förderweg vom Übergabepunkt der Filterteile 1 von der Fördertrommel 41 an die Funktionstrommel 18 bis zu einer Einlegetrommel 42 für die zweiten Filterteil 2 werden die Filterteile 1 auf der Funktionstrommel 18 ringförmig verdichtet. Nach der Zuführung der zweiten Filterteile 2 durch die Einlegetrommel 42 werden das erste und das zweite Filterteil 1 bzw. 2 zu einem Filterelement 8 zusammengefügt. Nach der Herstellung des Filterelements 8 werden die fertig hergestellten Filterelemente 8 von einer Entnahmetrommel 43 aufgenommen und von der Funktionstrommel 18 wegtransportiert.
Die einzelnen Verfahrensschritte zur Herstellung eines Filterelements 8 auf der Funktionstrommel 18 gemäß Fig. 3 ist in den Figuren 4a bis 4i im Querschnitt schematisch dargestellt. Die Verfahrensabläufe gemäß den Figuren 4a bis 4i werden nachfolgend beschrieben. Auf der Funktionstrommel 18 wird die Herstellung eines Filterelements 8 aus einem ersten Filterteil 1 und einem zweiten Filterteil 2 doppelbahnig ausgeführt. Dies bedeutet, dass von der Fördertrommel 41 zwei Reihen an ersten Filterteilen 1 von der Fördertrommel 41 an die Funktionstrommel 18 (vergleiche Fig. 3) abgegeben werden. Dadurch werden in zwei Reihen parallel bzw. symmetrisch zueinander und gleichzeitig längs des Förderweges der Filterteile 1 bzw. 2 Filterelemente 8 hergestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in den Figuren 4a bis 4i die Herstellung eines Filterelements 8 für den linken Teil der Funktionstrommel 18 dargestellt. Da die Verfahrensschritte symmetrisch zu einer Symmetrieachse 55 der Funktionstrommel 18 ausgeführt werden, gilt das nachstehende ebenfalls für den rechten Teil der Funktionstrommel 18.
Gemäß der in Fig. 4a dargestellten Situation findet eine Übergabe eines ersten Filterteils 1 von der Fördertrommel 41 (vgl. Fig. 3) an die Funktionstrommel 18 statt. Hierzu wird das erste Filterteil 1 in eine Aufnahmemulde eines horizontal verfahrbaren Schlittens 51 eingelegt. Der Schlitten 51 verfügt über Saugbohrungen 52, so dass das Filterteil 1 auf dem längsaxial verfahrbaren Schlitten 51 (durch einen angelegten Unterdruck in der Funktionstrommel 18) gehalten wird.
Die Funktionstrommel 18 verfügt ferner über einen Dorn 3 mit einer Spitze 31, der ortsfest auf der Funktionstrommel 18 angeordnet ist. Der Dorn 3 wird nach oben durch eine Abdeckung 56 begrenzt, so dass der Dorn 3 sonst zur Seite des Filterteils 1 offen ist. Insbesondere ist der Dorn 3 nach allen anderen Seiten von Wandungen umgeben und dadurch räumlich begrenzt.
Auf der vom Dorn 3 abgewandten, gegenüber liegenden Seite des ersten Filterelements 1 ist die Hülse 5 angeordnet. Innerhalb der Hülse 5 befindet sich der Stempel 33. Der Schlitten 51, die Hülse 5 und der Stempel 33 sind unabhängig voneinander in längsaxialer Richtung bewegbar.
Nach der Übernahme des ersten Filterteils 1 in der Aufnahme des Schlittens 51 (Fig. 4a) wird der Schlitten 51 in Richtung des Dorns 3 verschoben, so dass das erste Filterteil 1 durchstoßen und verdichtet wird. Dies ist in Fig. 4b dargestellt. Gleichzeitig oder nach der Verschiebung des Schlittens 51 wird die Hülse 5 in dieselbe Richtung bewegt, so dass die Hülse 5 auf der Kegelfläche der Dornspitze 31 aufsetzt (vergleiche Fig. 4b).
Anschließend wird das verdichtete Filterteil 1 zusammen mit dem Schlitten 51 zurückbewegt, so dass das ringförmig verdichtete Filterteil 1 über die Hülse 5 geschoben wird (vergleiche Fig. 4c). Hierzu wird nur der Schlitten 51 längsaxial zurückbewegt, während die Hülse 5 und der Stempel 33 in ihren Positionen unverändert bleiben. Fig. 4d zeigt die Funktionstrommel 18 im Verfahrensstadium, in dem von der Einlegetrommel 42 (Fig. 3) das zweite Filterteil 2 in die Öffnung 33 der Hülse 5 (Fig. 4c) eingelegt wird. Hierzu verfügt die Hülse 5 am Boden zur Funktionstrommel 18 über Ausnehmungen, so dass die eingelegten zweiten Filterteile 2 in der Hülse 5 bzw. auf der Funktionstrommel 18 durch ein in der Funktionstrommel 18 angelegtes Vakuum gehalten werden.
Danach werden die Hülse 5 zusammen mit dem verdichteten ersten Filterteil 1 nach außen bewegt (Fig. 4e), wobei das zweite Filterteil 2 mittels des Stempels 33 an derselben Stelle gehalten wird. Der Schlitten 51 und die Hülse 5 werden zusammen mit dem ersten Hülsenteil 1 gleichzeitig miteinander verschoben, bis das erste Filterteil 1 das zweite Filterteil 2 umgibt.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Hülse 5 vollständig in längsaxialer Richtung nach außen herausgezogen, so dass durch die Ummantelung des zweiten Filterteils 2 durch das erste Filterteil 1 das Filterelement 8 entsteht. Das Filterelement 8 wird durch ein im Inneren der Funktionstrommel 18 angelegtes Vakuum auf dem Schlitten 51 gehalten (Fig. 4f).
Fig. 4g zeigt die Situation, in der die Hülse 5 vollständig zwischen dem ersten und zweiten Filterteil 1 und 2 herausgezogen ist. Das Filterelement 8 wird mittels Unterdruck in der Aufnahmemulde des Schlittens 51 gehalten. Nachfolgend wird das hergestellte Filterelement 8 durch eine längsaxiale Verschiebbewegung des Hülsenelementes 5 in eine Entnahmeposition gebracht (vergleiche Fig. 4h).
Danach wird die Hülse 5 zurückgezogen, so dass das hergestellte Filterelement 8 von der Entnahmetrommel 42 (Fig. 3) aus der Aufnahme des Schlittens 51 entnommen wird. Die Übergabe an die Entnahmetrommel 43 wird durch Anlegen eines Überdrucks an den Bohrungen 52 des Schlittens 51 unterstützt (Fig. 4i).
Bei der in den Figuren 4a bis 4i dargestellten Ausführungsform werden die Mulden des Schlittens 51 über einen Kurvenring während ihrer Rotationsbewegung auf der Funktionstrommel 18 (Fig. 3) axial bewegt. Hierzu sind die Dorne 3 relativ zu dem bewegten ersten Filterteil 1 feststehend ausgebildet.
Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 2a bis 2h wird in diesem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 4a bis 4i das erste Filterteil 1 längsaxial bewegt, während bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Dorn 3 hin und her bewegt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Mulden für die Aufnahme von ersten und zweiten Filterteilen auf Schlittensegmenten angeordnet.
Bezugszeichenliste
1
erstes Filterteil
2
zweites Filterteil
3
Dorn
4
Fixierarm
5
Hülse
8
Filterelement
10
Modul
11
Filtermagazin
12
Entnahmetrommel
13
Messer
14
Staffeltrommel
15
Schneid-/Schiebetrommel
16
Einlege-/Taumeltrommel
17
Saugbohrung
18
Funktionstrommel
19
Muldentrommel
20
Zuführung
21
Transporttrommel
22
Transporttrommel
23
Transporttrommel
24
Transporttrommel
28
Aufnahmemulde
29
Anschlag
30
Bohrung
31
Spitze
32
Öffnung
33
Stempel
34
Anschlag
35
Bohrung
36
Aufnahme
41
Fördertrommel
42
Einlegetrommel
43
Entnahmetrommel
51
Schlitten
52
Saugbohrung
55
Symmetrieachse
56
Abdeckung

Claims (21)

  1. Verfahren zum Herstellen von Filterelementen (8) der tabakverarbeitenden Industrie, insbesondere für Multisegmentfilter, aus einem ersten Filterteil (1) und wenigstens einem zweiten Filterteil (2), gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
    Anordnen eines Hülsenelements (5) im ersten Filterteil (1),
    Einbringen des zweiten Filterteils (2) in das erste Filterteil (1) und
    Herausziehen des Hülsenelements (5).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor Anordnen des Hülsenelements (5) das Material des ersten Filterteils (1) verdichtet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des ersten Filterteils (1) mittels eines Dornelements (3) verdichtet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dornelement (3) mit Ultraschall beaufschlagt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dornelement (3) eine reibungsarme Oberfläche, vorzugsweise eine keramische Beschichtung oder einen galvanischen Chrom-Überzug, aufweist.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dornelement (3) das erste Filterteil, vorzugsweise rotierend, durchdringt und in Kontakt mit dem Hülsenelement (5) gebracht wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (5) unter Kontakt mit dem Dornelement (3) in das Filterteil (1) eingeführt wird.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Filterteil (2) im Hülsenelement (5) angeordnet wird.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Filterteil (1), insbesondere vor Verdichten des Materials des ersten Filterteils (1), fixiert wird.
  10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach Herausziehen des Hülsenelements (5) die Fixierung des Filterelements (8) gelöst wird.
  11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach Entfernen des Hülsenelements (5) das Filterelement (8) an ein Fördermittel, insbesondere Fördertrommel (23), übergeben wird.
  12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte auf einer Fördertrommel (18), insbesondere eines Filtermoduls (10) einer Maschine zur Herstellung von Filterstäben, vorzugsweise Multisegmentfiltern, ausgeführt werden.
  13. Einrichtung zum Herstellen von Filterelementen (8) der tabakverarbeitenden Industrie, insbesondere für Multisegmentfilter, mit einem ersten Filterteil (1) und wenigstens einem zweiten Filterteil (2), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Hülsenelement (5) zur Ausbildung eines Hohlraums im ersten Filterelement (1) und zum Einbringen des zweiten Filterteils (2) in das erste Filterteil (1) vorgesehen ist.
  14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (5) mit einer Aufnahme (36) für das zweite Filterteil (2) versehen ist.
  15. Einrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dornelement (3) zur Verdichtung des Materials des ersten Filterteils (1) vorgesehen ist.
  16. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (5) und das Dornelement (3) miteinander in Kontakt bringbar sind.
  17. Einrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Dornelement (3) mit Ultraschall beaufschlagbar ist.
  18. Einrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Dornelement eine reibungsarme Oberfläche, vorzugsweise eine keramische Beschichtung oder einen galvanischen Chrom-Überzug, aufweist.
  19. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fixierungselement (4) für das erste Filterteil (1) vorgesehen ist.
  20. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung als Fördermittel (18), insbesondere Fördertrommel (18), vorzugsweise eines Moduls zur Herstellung von Filterelementen (8), ausgebildet ist.
  21. Maschine zur Herstellung von Filtern der tabakverarbeitenden Industrie, insbesondere Multisegmentfilter, mit einer Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 20.
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