DE3530084C2 - Verfahren zum Behandeln von Zigaretten und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. des Patentanspruches 6.

Während Zigaretten zwischen der Fertigungs- und Verpackungsmaschine gefördert werden, weist der lockere Tabak eine Tendenz auf, aus den Tabakenden der Zigaretten herauszufallen. Geht eine übermäßige Menge von Tabak verloren, dann können die Enden einiger Zigaretten ungenügend gefüllt sein, wobei solche Zigaretten ausgesondert werden müssen, da sie sonst zu Reklamationen der Kunden führen würden. Um die Gefahr von "lockeren Enden" weitgehend herabzusetzen, erzeugt meist die Zigarettenfertigungsmaschine einen Zigarettenfüllstrom mit speziell angeordneten zusätzlichen Tabakmengen (sogenannte "dichte Enden"), welche mit den Tabakenden der Zigaretten zusammenfallen, so daß die Enden mindestens anfänglich dichter sind, als der Rest der Zigaretten. Dieses Verfahren verringert die Möglichkeiten, daß einige Zigaretten mit lockeren Enden ankommen, doch schaltet es diese Möglichkeit nicht vollkommen aus und beinhaltet auch einen Verlust in Form von zusätzlicher Verwendung von Tabak.

Es wurde gemäß US 10 13 825 vorgeschlagen, zusätzlichen Klebstoff auf den Tabak an den Zigarettenenden anzuwenden, um den Tabakverlust an diesen Enden zu verhindern oder zu verringern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung, durch die dieser Tabakverlust verringert wird, zu verbessern.

Diese Aufgabe wird beim Verfahren bzw. bei der Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. des Patentanspruches 6 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.

Klebstoff wird an die Tabakenden der Zigaretten in Form eines Schaums aufgebracht. Der Schaum weist ein Expansionsverhältnis von mindestens 10 : 1 auf, das heißt, daß das Volumen des Schaums infolge der Luftbläschen oder anderer Gasbläschen im Kleber um das 10fache größer ist, als das Volumen des ursprünglich flüssigen Klebstoffes. Damit kann der Schaum mit einer genügend großen Fläche von Tabakteilchen am Ende der Zigarette in Berührung kommen, ohne so viel von der Flüssigkeit einzusetzen, daß das Trocknen des Klebstoffes zu einem Problem wird. Bei einem Expansionsverhältnis von mindestens 10 : 1 (vorzugsweise mindestens 15 : 1) kann die Menge der verwendeten Flüssigkeit leicht durch den Tabak in der Zigarette absorbiert werden, wodurch keine besonderen Trocknungsfragen entstehen.

Der Schaum kann allgemein in abgemessenen Mengen auf die Zigarettenenden durch Blasen oder mit Hilfe eines Druckverfahrens aufgebracht werden. In beiden Fällen kann Unterdruck an den Filterenden der Zigaretten aufgebracht werden, damit der Schaum besser in die Tabakenden eingesaugt werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend ebenso wie das Verfahren näher erläutert.

Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Teilansicht einer Einrichtung zum Einblasen des Schaums in die Zigaretten,

Fig. 2 eine andere Anordnung zum Einblasen des Schaums in die Zigaretten,

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Anordnung zum Aufdrucken des Schaums auf die Zigaretten,

Fig. 4 eine Abänderung der Anordnung der Fig. 3, von rechts gesehen,

Fig. 5 eine andere Anordnung zum Aufblasen des Schaums auf die Zigaretten,

Fig. 6 eine Ansicht, von rechts, der Einrichtung der Fig. 5.

Die Erfindung wird zwar anhand von Filterzigaretten beschrieben, die nur ein einziges Tabakende aufweisen. Es sei jedoch bemerkt, daß die Erfindung auch auf einfache, filterlose Zigaretten anwendbar ist und Klebstoff auf beide Enden solcher Zigaretten aufgetragen werden kann.

Fig. 1 zeigt Zigaretten 10, die durch eine genutete Trommel 12 auf einer Welle 14 weiterbefördert werden. Eine dosierte Menge von Schaum wird auf das Tabakende 10A einer jeden Zigarette 10 durch eine Vorrichtung 16 aufgebracht, während Unterdruck auf das Filterende 10B über einen stationären Saugnapf 18 aufgebracht wird, der an einem Flansch 12A der Trommel 12 anliegt. Der Unterdruck gelangt über einen Kanal 12B im Flansch über eine biegsame konische Dichtung 12C zur Zigarette 10. Um einen dichtenden Kontakt mit der entsprechenden Dichtung 12C herzustellen, können die einzelnen Zigaretten 10 durch eine nicht gezeigte Vorrichtung vor der schaumauftragenden Einrichtung 16 durch Druck auf das Tabakende 10A der Zigarette 10 zur Dichtung 12C gedrückt werden. Andererseits kann auch jede einzelne Zigarette 10 auf ihre Dichtung 12C durch Unterdruck, der über den Verteiler des Saugnapfes 18 kommt, gesaugt werden.

Die Vorrichtung zum Aufbringen dosierter Mengen von Schaum weist eine Scheibe 20 auf einer Welle 22 auf, die mit über den Umfang verteilten Öffnungen 20A versehen ist, welche mit den aufeinanderfolgenden Zigaretten 10 fluchten. Die einzelnen Öffnungen 20A sind mit von einem Rohr 24 zugeführten Schaum gefüllt, während eine stationäre Schließplatte 26 die Rückseite der Öffnung deckt. Während jede Öffnung 20A mit einer Zigarette 10 fluchtet, wird ein Luftstoß durch ein Rohr 28 zugeführt, der einen Luftstrahl oder eine Gruppe von im wesentlichen parallelen Strahlen erzeugt, welche den Schaum von der Öffnung 20A aus auf das benachbarte Zigarettenende bläst.

Die Öffnungen 20A in der Scheibe 20 können mit derselben Teilung wie die Zigaretten 10 auf der Trommel 12 angeordnet sein. Dies würde jedoch erhebliche Pausen bedeuten, in denen kein Schaum vom Rohr 24 in die Öffnung 20A fließen kann. Während dieser Pausen muß der Schaumstrom gepuffert oder abgeblockt werden, und zu diesem Zweck ist eine Umgehungsanordnung vorgesehen, die aus einer Membrane oder einem anderen beweglichen Teil 30A besteht, das von einer Feder 30B angedrückt wird. Die Puffer- oder Blockmöglichkeit für diesen Zweck kann herabgesetzt oder möglicherweise ausgeschaltet werden, wenn die Teilung der Öffnungen 20A herabgesetzt wird, so daß diese fast einander benachbart sind. In diesem Falle müßte die Umfangsgeschwindigkeit der Öffnungen 20A im Vergleich zur Umfangsgeschwindigkeit der Zigaretten 10 entsprechend herabgesetzt werden.

Fig. 1 zeigt, wie Schaum den Öffnungen 20A in einer Stellung zugeführt wird, die um 180° gegenüber dem Rohr 28 versetzt ist. In der Praxis kann der Schaum den Öffnungen 20A unmittelbar vor dem Rohr 28 zugeführt werden, um die Zeit weitgehend zu verringern, in der der Schaum beginnen kann sich zu zersetzen (d h. in seine ursprüngliche Form zurückzukehren).

Die Scheibe 20 (mit einem entsprechend größeren Durchmesser) kann auf einer Verlängerung der Welle 14 anstelle auf der Welle 22 montiert sein, d. h. koaxial zur Trommel 12. In diesem Falle kann Luft ständig vom Rohr 28 hereinblasen, wobei sie trotzdem möglichst in Stößen zugeführt wird, wie im Falle der in Fig. 1 gezeigten Anordnung, wobei jeder Stoß mit der Ankunft einer Zigarette 10 und der mit dem Rohr 28 fluchtenden Öffnung 20A zusammenfällt.

Beispielsweise kann jede Öffnung 20A einen Durchmesser von 5,0 bis 5,5 mm aufweisen. Es soll sichergestellt werden, daß der Schaum nicht in Berührung mit dem Zigarettenpapier bzw. der Zigarettenumhüllung kommt. Das kann dadurch erreicht werden, daß der Durchmesser der Öffnung 20A erheblich kleiner gehalten wird als der Zigarettendurchmesser der meist 8 mm beträgt. Die Dicke der Scheibe 20 kann beispielsweise 3 mm betragen.

Der Innendurchmesser des Rohrs 24 kann gleich oder ein wenig kleiner sein als der der Öffnung 20A. Das Auslaßende des Rohrs 24 kann auch in der Form von mehreren parallelen Düsen mit kleinem Durchmesser ausgebildet sein. Im ersten Fall muß der Luftdruck verhältnismäßig niedrig sein, zum Beispiel 0,25 bis 0,5 psi (1725 bis 3450 Pa), damit die Zigarettenumhüllung nicht mit dem Klebstoff aufgrund eines übermäßigen Luftstroms bespritzt werden kann. Im zweiten Falle (mit mehreren Düsen) kann ein höherer Luftdruck angewandt werden.

Um die Reibung zwischen der Scheibe 20 und dem Rohr 24 sowie der Platte 25 weitgehend herabzusetzen, kann die Scheibe 20 aus reibungsarmem Grundstoff gefertigt oder beschichtet sein, wie Polyäthylen mit hohem Molekulargewicht.

Der zur Ausformung des Schaumes verwendete Kleber kann beispielsweise ein Natriumsalz von Carboxymethylzellulose (meist NaCMC abgekürzt) sein. Der Kleber kann beispielsweise als eine 3%ige Lösung in Wasser verwendet werden. Als Schaummittel wird eine geringe Menge, beispielsweise 1% eines Oberflächenbehandlungsmittels zugegeben.

Bei einem Experiment wurde Schaum aus einer Wasserlösung mit 3% einer Form mit niedriger Viskosität von Carboxymethylzellulose ausgebildet, plus 1% eines Oberflächenbehandlungsmittels. Das optimale Blasverhältnis ergab sich mit 16 : 1, wobei eine hinreichende Verbindung bis zu einer Tiefe von ca. 1,5 mm in das Zigarettenende hinein erzielt wurde und eine Wassermenge verwendet wurde, die gering genug war, um ein ziemlich schnelles Trocknen zu ermöglichen.

Es ergab sich, daß bei durchschnittlichen atmosphärischen Bedingungen der Kleber trotzdem einige Minuten brauchte, um soweit zu trocknen, daß er den Tabak in den Zigarettenenden vollkommen festhielt. Um die Trocknungszeit zu verringern kann die Klebermischung erwärmt werden (auf z. B. zwischen 60 und 70°C) ehe er in die Schaumerzeugungsvorrichtung eingeführt wird. Die Erwärmung erleichtert außerdem die Anwendung eines höheren Blasverhältnisses, wodurch die Trocknungszeit durch Verringerung des Wasseranteils in einem gegebenen Volumen von Schaum herabgesetzt wird.

Fig. 2 zeigt eine andere Anordnung zum Blasen von dosierten Mengen von Schaum auf Zigarettenu 10, die auf einer Trommel geführt werden, welche gleich der der Trommel 12 in Fig. 1 sein kann und gleiche Einrichtungen aufweisen kann, um den Schaum in die Zigaretten 10 einzusaugen.

In diesem Fall wird der Schaum durch ein Rohr 50 zugeführt, das nahe seinem Auslaßende mehrere über den Umfang verteilte Kanäle 50A aufweist, die so geneigt sind, daß die von einem Verteiler 52 in sie eingeblasene Luft eine dosierte Menge zum Ende der benachbarten Zigarette 10 hinbläst. Luftdruckstöße gelangen an den Verteiler 52 mit einer Frequenz, welche der Geschwindigkeit entspricht, mit welcher die Zigaretten 10 am Rohr 40 vorbeilaufen. Bei dieser Anordnung braucht kein Puffer wie bei der Anordnung in der Fig. 1 vorgesehen zu werden.

Es können zwei oder mehrere am Umfang verteilte Rohre 50 vorhanden sein. Jedes Rohr 50 kann einen Teil der Gesamtschaummenge zuführen, die für jede Zigarette 10 erforderlich ist. Andererseits können beispielsweise zwei Rohre 50 mit der halben Stoßfrequenz beaufschlagt werden, um Schaum jeweils der nächsten Zigarette 10 zuzuführen. Infolge der Neigung der Kanäle 50A in Fig. 2 tendieren die einzelnen am Rohr 50 beförderten Schaumkugeln oder -pfropfen dazu, eine Stromlinienform (etwa birnenförmig) anzunehmen, wobei sie in ihrer Bewegungsrichtung gestreckt werden und seitlich durch die Wirkung der sich vereinigenden Luftstrahlen ausgedünnt werden. Dies unterstützt das Eindringen der einzelnen Schaumpfropfen in die entsprechende Zigarette 10 wobei die Gefahr verringert wird, daß der Kleber mit dem Zigarettenpapier in Berührung kommt.

Die gleiche Wirkung kann bei der Anordnung der Fig. 1 erzielt werden, d. h. durch Erzeugen mehrerer zusammenströmender, sich vereinigender Luftstrahlen (oder eines gleichwertigen ringförmigen Luftstrahls) im Rohr 28, um aufeinanderfolgende Schaumpfropfen von den Öffnungen 20A auszublasen. Wie bei Fig. 2 liegt der Vereinigungspunkt der Luftstrahlen im wesentlichen im Mittelpunkt der Vorderfläche eines jeden Pfropfens ehe sein Vortrieb durch den Luftstrahl oder die -strahlen beginnt, wodurch die größte Geschwindigkeit dem Vorderende eines jeden Pfropfens mitgeteilt wird.

Fig. 3 zeigt die von einer Trommel 12 geförderten Zigaretten 10, die der Trommel 12 der Fig. 1 gleich sein kann und auch dieselbe Saugeinrichtung aufweisen kann.

Dosierte Mengen von Schaum werden auf die Zigarettenenden durch Stifte 32 aufgedrückt, die auf dem Umfang einer Scheibe 34 verteilt sind. Die einzelnen Stifte 32 weisen ein sphärisches oder kugeliges Ende 32A auf, das beispielsweise einen Durchmesser von 6 mm besitzt. Schaum wird von einem endlosen Schaumband aufgegriffen, das auf einem Rad 36 durch eine Düse 38 ausgeformt wird.

Die Scheibe 34 wird von einer Welle 35 getragen, die im Winkel von 45° zur Achse der Trommel 12 angeordnet ist. Daher tritt der nächste Punkt zwischen den einzelnen Stiften 32 und der entsprechenden Zigarette 10 (Fig. 3) dort auf, wo der Schaum von Stift zur Zigarette 10 übertragen wird.

Fig. 4 zeigt eine Abänderung der Einrichtung der Fig. 3. Jeder Stift 60 auf einer geneigten Scheibe 62 (entsprechend der Scheibe 34 in der Fig. 3) ist in einem Winkel von 45° zur Scheibe 62 angeordnet und ist hohl, so daß eine dosierte Menge von Schaum in den Stift 60 eintritt, wenn er sich einem Rad 64 nähert. Ein Schaumband 66 wird am Rand 64 zu diesem Zweck von einer Düse 68 ausgeformt, wobei der überschüssige Schaum am Rand 64 durch einen Schaber 70 entfernt und zur Quelle des Klebstoffs zurückgeleitet wird. Wenn die einzelnen Stifte 60 mit einer entsprechenden Zigarette 10 fluchten, wird der im Stift 60 enthaltene Kleber durch Luft herausgeblasen, die über einen Verteiler 72 zugeführt wird.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine andere Anordnung bei welcher der Schaum auf die Enden der durch eine Trommel 12 getragenen Zigaretten 10 aufgedruckt wird. Der Schaum wird durch ein Rohr 74 einem bogenförmigen Verteiler 76 zugeführt, der mit einem dünnen Umfangsabschnitt 78A einer Scheibe 78 in Berührung steht. In regelmäßigen Abständen, die den Abständen zwischen den Zigaretten 10 auf der Trommel 12 entsprechen, sind Öffnungen 78B im Umfangsabschnitt 78A vorgesehen. Schaum wird sanft durch die Öffnungen 78B ausgeschieden und erzeugt Perlen 76A, die von der linken Seite der Scheibe 78 aus herausragen, um auf entsprechende Zigarettenenden aufgetragen zu werden.

Die Scheibe 78 dreht sich um eine Achse 78D, die gegenüber der Trommelachse geneigt ist. Somit bewegt sich jede Öffnung 78B im Umfangsabschnitt 78A der Scheibe 78 langsam näher an die Trommel 12 heran, um den Klebeschaum anzubringen, worauf sie sich langsam von der Trommel 12 entfernt. Auf der Scheibe 78 verbleibender Klebstoff wird heruntergeschabt und zur Schaumquelle durch zwei Schaber 80 rückgefördert, welche mit sich gegenüberliegenden Flächen des Abschnittes 78A der Scheibe 78 im Eingriff stehen.

Die Öffnungen 78B in der Scheibe 78 können einen Durchmesser von ca. 4 bis 5 mm aufweisen. Andererseits kann jede Öffnung 78B durch eine Gruppe von kleineren Öffnungen ersetzt werden, die vom Schaumdruck und von dem Mächtigkeitsgrad abhängen, mit welchem der Schaum sich beim Austreten aus diesen Öffnungen verteilt.

Wie vorstehend beschrieben, kann auch Sog oder Unterdruck an die Filterenden 10B der Zigaretten 10 angelegt werden.

Die Scheibe 78 ist drehbar auf einer Welle 78C gelagert und wird von mehreren Stiften 82 angetrieben, die axial aus dem Ende der Trommel 12 herausragen und in entsprechende Öffnungen 84 der Scheibe 78 eingreifen. Dadurch dreht sich die Scheibe 78 mit derselben Geschwindigkeit wie die Trommel 12.

Claims (12)

1. Verfahren zum Behandeln von Zigaretten, bei dem Klebstoff auf mindestens ein Ende der Zigaretten aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zigaretten seitlich an einem Klebstoffspender vorbeigeführt werden, wobei eine dosierte Menge eines geschäumten Klebers auf das Tabakende der einzelnen Zigaretten aufgebracht wird, um den Tabak in der Zigarette festzuhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dosierten Mengen von Klebstoff erzeugt werden, indem Öffnungen in einer bewegten Scheibe mit Schaum gefüllt werden, wobei der Schaum aus jeder Öffnung durch einen Luftstrahl auf das entsprechende Zigarettenende herausgeblasen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Unterdruck am anderen Ende der Zigarette aufgebracht wird, während der Schaum aufgebracht wird, damit der Schaum besser in die Zigarette eingesaugt werden kann.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum so auf den Tabak aufgebracht wird, daß er nicht die Zigarettenumhüllung erreichen kann.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum aus einer Lösung von Klebstoff und Oberflächenbehandlungsmittel in Wasser mit einem Expansionsverhältnis von mindestens 10 : 1 erzeugt wird.

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei dem Klebstoff auf mindestens ein Ende der Zigaretten aufgebracht wird, gekennzeichnet durch eine Fördereinrichtung (Trommel 12), die Zigaretten (10) in seitlicher Richtung auf einer bestimmten Bahn führt, eine Vorrichtung zum Erzeugen geschäumten Klebstoffs und eine Vorrichtung (Einrichtung 16; Rohr 50; Stifte 32; Stifte 60; Scheibe 78) neben der Bahn, die eine dosierte Menge von Schaum an einem Tabakende (10A) einer jeden Zigarette (10) aufträgt.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Auftragen geschäumten Klebstoffes eine Zuführeinrichtung (Scheibe 20; Rohr 50; Stifte 60) aufweist, welche dosierte Mengen des geschäumten Klebers einem Abgabepunkt zuführt, und eine Vorrichtung (Rohr 24; Verteiler 52; Verteiler 72) diese dosierte Menge auf das Tabakende (10A) einer Zigarette (10) aufbläst.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung eine Drehscheibe (Scheibe 20; Scheibe 62) aufweist, in der Öffnungen (20A; hohler Stift 60) gebildet sind, die mit geschäumtem Kleber an einer Station gefüllt werden, die von der Station entfernt ist, in der der geschäumte Kleber aus den Öffnungen (20A; hohler Stift 60) auf die Tabakenden (10A) geblasen wird.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (20A; hohler Stift 60) einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, dessen Durchmesser kleiner ist als der der Zigaretten (10).

10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der geschäumte Kleber in die Öffnungen (20A) der Scheibe (20) von einer feststehenden Quelle (Rohr 24) eingeführt wird.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine feststehende Platte (Schließplatte 26), die die Öffnungen (20A) auf einer Seite der Scheibe (20) verschließt, während der geschäumte Kleber in den Öffnungen (20A) von der anderen Seite der Scheibe (20) her aufgenommen wird.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (Saugnapf 18) Unterdruck an einem Ende der einzelnen Zigaretten (Filterende 10B) anlegt, während geschäumter Kleber am anderen Ende (Tabakende 10A) aufgebracht wird.