DE69800757T2

DE69800757T2 - Vakuumband für zigarettenmaschinen

Info

Publication number: DE69800757T2
Application number: DE69800757T
Authority: DE
Inventors: John Dawson; Bruce Stewart
Original assignee: Stewart Fibre Control Ltd
Current assignee: Stewart Fibre Control Ltd
Priority date: 1997-09-23
Filing date: 1998-09-23
Publication date: 2002-04-18
Anticipated expiration: 2018-09-24
Also published as: EP1018900B1; WO1999015037A1; GB9720116D0; DE69800757D1; CN1271254A; AU9272098A; JP2001516601A; US6539948B1; EP1018900A1; ATE200850T1; GB2329319A; ES2158698T3

Description

Zigarettenmaschinen werden üblicherweise betrieben, indem ein Füllstoff-Strom aus Tabak auf einem Vakuumband geformt wird, das dann den Füllstoff-Strom in eine Garnitur trägt, in der der Füllstoff-Strom durch eine Papierumhüllung umschlossen wird, um einen kontinuierlichen Zigarettenstrang zu formen. Dieser Strang wird dann in regelmäßigen Intervallen in vorbestimmte Längen geschnitten. Beispiele einer solchen Maschine sind in den Britischen Patenten Nr. 2 023 401 und 2 087 213 beschrieben.
Vakuumbänder für Zigarettenmaschinen wurden die in der Vergangenheit üblicherweise aus Metall (normalerweise Nickel) hergestellt, ausgebildet mit Perforationen, um luftdurchlässig zu sein, oder hatten eine Ausgestaltung aus gewebtem Nylon. Diese beiden Bandkonstruktionen sind relativ teuer.
Die WO 97/30604 beschreibt ein Tabakförderband, das hergestellt wird, indem ein photopolymeres Kunstharzmaterial auf die Oberfläche von einem sich bewegenden Förderband aufgebracht wird, die Materialschicht durch eine Maske belichtet wird, die für die Belichtung wahlweise transparent ist, um so zumindest teilweise ein Aushärten des Materials in Position zu bewirken, die den transparenten Bereichen der Maske entsprechen, und dann das ungehärtete polymere Material entfernt wird, um so ein Tabakförderband zur Verfügung zu stellen, das einen Größenbereich von Lücken aufweist. Ein relativ hoher Reibungskoeffizient kann erreicht werden, entweder durch Vorsehen der Tabakkontaktfläche des Bandes mit einem regelmäßigen oder zufälligen Muster aus Profilen, insbesondere gleichmäßig beabstandete Rippen in der Querrichtung und/oder mit Hilfe von abriebbeständigem Material, wie beispielsweise Silizium-Aluminiumoxi, etc.
Ein Vakuumband gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in einer Zigarettenmaschine zum Fördern von einem Zigaretten-Füllstoff-Strom, weist einen Riemen auf, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemen, der aus einem bei Hitze erweichenden Kunststoffmaterial besteht, so gewunden ist, um ein mehrlagiges Endlos-Band zu erzeugen, und Perforationen hat, wobei die Kanten von den benachbarten Perforationen in benachbarten Riemen-Lagen miteinander verschweißt oder verschmolzen sind, um so die Riemen-Lagen miteinander zu verbinden, um ein zusammenhaltendes perforiertes Band zu bilden.
Die Perforationen sind vorzugsweise durch Stifte gebildet, die erhitzt werden, um zu schmelzen und um so die benachbarten Riemen-Lagen zu verschweißen, während die Perforationen hergestellt werden. Bei der Herstellung dringen die Stifte vorzugsweise von der Innenseite in das Band ein, um so nach außen verformte geschmolzene Bereiche des Bandes zu bilden, wodurch eine raue Oberfläche erzeugt ist, die zum Vorwärtstreiben des Tabaks während der Benutzung praktisch sind. Beispielsweise können die Perforationen durch Stifte gebildet werden, deren Achsen bezüglich der Normalen (bezüglich der Ebene benachbarter Bereiche des Bandes) geneigt sind, um so ringförmige Kraterähnliche Vorsprünge um die Perforationen zu bilden, die an den stromabwärts gelegenen Seiten der Perforationen höher sind als an den stromaufwärts gelegenen Seiten (oder umgekehrt), wobei hier der Begriff "stromaufwärts" bezüglich der vorgesehenen Bewegungsrichtung des Bandes während des Gebrauchs verwendet wird; wodurch solche Vorsprünge die Neigung der Tabakstränge minimieren, die Perforationen zu blockieren und dadurch eine Luftströmung durch diese zu reduzieren.
Alternativ können die Stifte verwendet werden, um die Perforationen zu bilden, und können mittels Ultraschall in Vibrationen versetzt werden, um so die Kanten der Perforationen zu schmelzen oder zu verschweißen.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die Perforationen mit Hilfe eines Lasers gebildet werden. Insbesondere in diesem Fall kann zumindest die Außenfläche des Bandes aufgeraut oder uneben gemacht werden, und zwar vor der Perforation, um ein Vorwärtstreiben des Tabaks zu unterstützen. Beispielsweise kann das Band zwischen Klemm-Walzen (erhitzt oder in Ultraschall- Vibrationen versetzt) angetrieben werden, um eine geprägte, gerändelte oder wellige Oberfläche des Bandes zu erzeugen.
Eine Ultraschallvorrichtung kann in jedem Fall verwendet werden, um die Riemen-Lagen entlang ihrer gesamten Flächen und entlang in Längsrichtung streifenförmiger Bereiche (einschließlich beispielsweise der Bandkanten) zu verschweißen oder zu schmelzen, und zwar vor, während oder nach dem Perforationsschritt.
In dem Fall einer Laser-Perforationseinrichtung kann das Muster und/oder die Größe der Perforationen leicht verändert werden, um beispielsweise an die Anforderungen angepaßt zu werden, die aus der Verwendung verschiedener Tabak-Arten oder verschiedener Zigarettenmaschinen resultieren.
Das äußere Ende des Riemes liegt vorzugsweise nachlaufend bezüglich der Richtung der Bewegung des Bandes. Es kann durch zusätzlichen Verschweißen entlang der Endkante (zum Beispiel durch eine heiße Klinge oder einen Laser) befestigt werden oder ausschließlich oder hauptsächlich durch benachbarte Perforationen in seiner Position gehalten werden.
Zur wirtschaftlichen Herstellung kann anfänglich ein Mehrfachbreiten-Band gebildet werden, mit in Längsrichtung verlaufenden perforierten Bereichen, die durch nicht-perforierte Bereiche getrennt sind, die die Kanten der einzelnen Bänder bilden. Ein nachfolgendes Schneiden des Mehrfachbreiten-Bandes zur Herstellung einzelner Bänder kann mit Hilfe eines heißen Scheibenmessers, eines Lasers oder einer Ultraschalleinrichtung erreicht werden, um die Kanten der Bänder zu verschweißen.
Beispiele solcher Vakuumbänder gemäß dieser Erfindung und mögliche Verfahren zur Herstellung werden nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist:
Fig. 1 eine schematische Darstellung von einer typischen Zigarettenmaschine;
Fig. 2 ein Längsschnitt durch eine der Perforationen in dem Vakuumband; und
Fig. 3 eine mögliche Vorrichtung zur Herstellung von Vakuumbändern gemäß dieser Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine Zigarettenmaschine, die einen Füllstoff- Strom bildet, indem Tabak pneumatisch durch einen Schacht 10 und auf ein Vakuumband 12 geschüttet wird. Der Unterdruck, der durch das Band von einer Vakuumkammer 14 aufgebracht wird, hält den Füllstoff-Strom auf dem Band, während dieses durch eine Schneidvorrichtung 16 geschnitten und weiter in Richtung auf eine Garnitur-Vorrichtung (nicht gezeigt) in einen Bereich 18 gefördert wird, in dem der Füllstoff-Strom in eine Papierbahn 20 eingehüllt wird. Diese Bahn wird mittels eines Garnitur-Riemens 22 durch die Garnitur getragen.
Fig. 2 ist ein vergrößerter Längsschnitt durch eine der Perforationen nahe dem äußeren Ende 24 des Riemens, durch den das Band gebildet wird. Fig. 2 zeigt außerdem das innere Ende 26 des Riemens, obwohl sich dieses nicht unbedingt in der gezeigten Position befinden muß. Das Band ist (in dem gezeigten Beispiel) durch drei Lagen 12A des Riemens gebildet, der durch drei Wicklungen des Riemens während der Herstellung des Bandes hergestellt wird.
Eine von vielen Perforationen in dem Band ist in Fig. 2 gezeigt. Sie wurde durch einen geneigten Stift (d. h. ein Stift, der in das Band eindringt, wobei dessen Achse bezüglich der Normalen des Bandes geneigt ist). Dadurch wird in dem Material, das durch den heißen Stift geschmolzen wird, ein Vorsprung 28 gebildet, der in dem gezeigten Beispiel an der stromabwärts gelegenen Seite der Perforationen eine volle Höhe erreicht und an der stromaufwärts gelegenen Seite keine Höhe hat. Das heißt, der höchste Punkt der Kante des Vorsprungs befindet sich in Position 28A, und der Rest der Kante senkt sich von dem höchsten Punkt an beiden Seiten nach unten, wie durch die Linie 28B gezeigt. Die "Rauhigkeit", die durch solche Perforationen erreicht wird, ist praktisch, um die ersten Tabakpartikel, die auf dem Band landen, nach vorne zu transportieren. Außerdem, wie bereits erläutert, ist die Tatsache, daß die äußere Öffnung der Perforation (dargestellt durch Linie 28B) geneigt oder etwa quer zu der allgemeinen Fläche des Bandes verläuft, praktisch bei der Minimierung der Wahrscheinlichkeit, daß ein Tabakstrang den Luftstrom durch die Perforation blockiert.
Wie in Fig. 2 gezeigt, haben die Perforationen einen sich verjüngenden Querschnitt und sind daher selbstreinigend. Tabakpartikel, die eintreten, werden leicht herausgesaugt.
Das Material des Bandes ist vorzugsweise Polypropylen. Jedoch können auch andere Kunststoffmaterialien, die in der Lage sind, sich auf ähnliche Weise zu verhalten, während sie perforiert werden, im Prinzip verwendet werden, die für eine geeignete Verwendung in einer Zigarettenmaschine praktisch sind. Beispielsweise können einige Typen von Nylon verwendet werden, wobei eine sorgfältige Auswahl erforderlich ist, um sicherzustellen, daß die Perforationsstifte bei einer Temperatur, die geeignet ist, um das Material zu schmelzen, wodurch die Perforationen gebildet werden, eine Temperatur sein muß, die keine beträchtliche Umwandlung des Materials in seine Gasform bewirkt.
Polypropylen ist besonders geeignet. Es kann und es wird vorzugsweise in Längsrichtung gestreckt, bevor es verwendet wird, um die Moleküle in Längsrichtung auszurichten und um dadurch die Längsstabilität zu erhöhen. Das Streckverhältnis kann beispielsweise etwa 5 : 1 und vorzugsweise zwischen 4 : 1 und 10 : 1 betragen. Ein Vorteil eines gestreckten Polypropylen- Bandes, das auf diese Weise hergestellt wird, besteht darin, daß es dazu neigt, zu schrumpfen statt sich zu dehnen, wenn es während der Benutzung warm wird. Dadurch werden Komplikationen vermieden, die mit Nylon-Bändern entstehen (die sich dehnen), da eine geeignete Zugspannung beibehalten werden muß, wenn sich das Band erwärmt.
Fig. 3 zeigt eine mögliche Form von Vorrichtungen zur Herstellung von Bändern gemäß dieser Erfindung.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird eine Rolle 30 aus Polypropylen-Riemen (bereits gestreckt) beispielsweise durch einen Gurt oder eine Kette entlang einer Spur 32 angetrieben, die sich um eine halbzylindrische feststehende Führung 34 und eine Antriebswalze (nicht gezeigt) erstreckt, die die Enden von einer Schlaufenstelle des Bandes 36 definieren. Das gezeigte Beispiel dient der Herstellung eines relativ langen Bandes; im Fall eines kürzeren Bandes kann sich die Antriebsrolle in der Position befinden, die durch die gepunktete Außenlinie 38 gezeigt ist.
Es soll verstanden werden, daß die Rolle 30 entlang des Weges 32 in der Richtung des benachbarten Pfeils angetrieben wird, um so das Band um die Führung 34 zu wickeln und die Walze anzutreiben. Sie kann beispielsweise verwendet werden, um ein dreilagiges Band herzustellen, wie in Fig. 2 gezeigt. Nachdem eine erste Lage in eine Position gebracht wurde (möglicherweise manuell) kann das innere Ende des Riemens mit dem Anfang der zweiten Windung punktverschweißt werden, und das äußere Ende des Riemens kann auf ähnliche Weise punktverschweißt werden, bevor das Band um die Führung 34 angetrieben wird, damit die Perforationen an einer mit Stiften versehenen Rolle 40 ausgebildet werden. Während des Perforationsschrittes wird das Band in Richtung der Walze 40 durch eine Bürstenwalze 42 abgelenkt, die sich in einer Position befindet, hinter der das Band vollständig gewickelt wird, um das Band herzustellen. Das Band wird während dieses Perforationsschrittes angetrieben, und zwar sowohl durch die Antriebswalze 38 als auch durch die mit Stiften versehene Walze 40.
Die Stifte an der Walze 40 können beispielsweise jeweils eine geneigte Achse haben, mit einem Winkel von bis zu 60º, um Perforationen zu bilden, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Stifte sind vorzugsweise aus Stahl und werden durch heiße Luft erhitzt, die durch einen Durchgang 44 strömt, der in der Führung 34 ausgebildet ist, um so entlang der Walze 40 einzutreten.
Die Querschnittsform der Stifte kann beispielsweise kreisförmig oder rechteckig sein.

Claims

1. Vakuumband (12) zur Verwendung in einer Zigarettenmaschine zum Fördern von einem Zigaretten-Füllstoff-Strom, das einen Riemen aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, daß der Riemen, der aus einem bei Hitze erweichenden Kunststoffmaterial besteht, so gewunden ist, um ein mehrlagiges Endlos-Band zu erzeugen, und Perforationen hat, wobei die Kanten von den benachbarten Perforationen in benachbarten Riemen-Lagen miteinander verschweißt oder verschmolzen sind, um so die Riemen-Lagen (12A) miteinander zu verbinden, um ein zusammenhaltendes perforiertes Band zu bilden.

2. Vakuumband nach Anspruch 1, bei dem eine Oberfläche des Bandes aufgerauht ist.

3. Vakuumband nach Anspruch 2, bei dem die Aufrauhung die Perforationen beinhaltet, die an einer Seite des Bandes hochstehende ringförmige Lippen (28) haben.

4. Vakuumband nach Anspruch 3, bei dem die Kante der Lippe (28) von jeder Perforation in einer Lippenebene (28B) liegt, die bezüglich der Ebene des Bandes geneigt ist.

5. Vakuumband nach Anspruch 4, bei dem die Lippenebenen von allen Perforationen in der gleichen Beziehung geneigt sind und wobei vorzugsweise die Linie der Überkreuzung zwischen der Lippenebene und der Ebene des Bandes in jedem Fall schräg zu dem Band verläuft.

6. Vakuumband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Lagen entlang zumindest eines Streifens entlang der Länge des Bandes (12) miteinander verschweißt oder verschmolzen sind und vorzugsweise der verschweißte Streifen entlang jeder Kante des Bandes (12) verläuft.

7. Verfahren zur Herstellung von einem Vakuumband zur Verwendung in einer Zigarettenmaschine zum Fördern von einem Zigaretten-Füllstoff-Strom, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die Schritte umfaßt:

Wickeln eines Riemens aus bei Hitze erweichendem Kunststoffmaterial, um so ein mehrlagiges Endlos-Band zu erzeugen;

Perforieren des Bandes; und

miteinander Verschweißen oder Verschmelzen der Kanten von benachbarten Perforationen in benachbarten Riemen- Lagen (12A), um so die Riemen-Lagen zu verbinden und ein zusammenhaltendes perforiertes Band (12) zu bilden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, außerdem mit dem Schritt des Aufrauhens von einer Seite des Bandes (12).

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem die Perforationen durch Durchdringen des Bandes mit Stiften gebildet werden, die erhitzt sind, um so die benachbarte Riemen-Lagen (12A) zu schmelzen und miteinander zu verschweißen, während die Perforationen ausgebildet werden.

10. Verfahren nach Ansprüchen 8 und 9, bei dem das Band durch die Stifte aufgerauht wird, durch die das Material des Bandes bezüglich der Ebene des Bandes während des Durchdringens verformt wird, und wobei vorzugsweise zumindest einige Stifte bezüglich des Bandes so geneigt sind, um an den Perforationen ringförmige Lippen zu bilden, wobei die Kanten dieser Lippen in einer Lippenebene liegen, die bezüglich der Ebene des Bandes geneigt ist.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die Stifte in Ultraschall-Vibrationen versetzt werden, um so die Kanten der Perforationen zu erweichen oder zu schmelzen, mit oder ohne zusätzliche Erhitzung davon.

12. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem die Perforationen durch einen Laser erzeugt werden.

13. Verfahren nach Ansprüchen 9 und 12, bei dem das Aufrauhen durchgeführt wird, indem das Band zwischen Klemm-Walzen angetrieben wird, um eine geprägte, gerändelte oder wellige Oberfläche des Bandes zu erzeugen, wobei die Walzen erhitzt oder in Ultraschall-Vibrationen versetzt werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, außerdem mit dem Schritt des miteinander Verschweißens oder Verschmelzens der Lagen des Bandes entlang zumindest eines Streifens entlang der Länge des Bandes, wobei der Streifen vorzugsweise die gesamte Breite des Bandes ausmacht oder ein solcher Streifen entlang jeder Bandkante verläuft.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 14, bei dem zumindest ein Ende des Riemens entlang der Breite des Bandes mit zumindest der benachbarten Lage verschweißt oder verschmolzen wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 15, bei dem der Riemen eine Breite von mehr als einem Band hat, so daß ein Mehrfachbreiten-Band gebildet wird, und wobei das Verfahren außerdem den Schritt des Schneidens des Mehrfachbreiten- Bandes umfaßt, um einzelne Bänder herzustellen.

17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem das Mehrfachbreiten- Band mit in Längsrichtung verlaufenden perforierten Bereichen ausgebildet ist, die durch nicht-perforierte Bereiche getrennt sind, wobei das Schneiden entlang der nicht- perforierten Bereiche erfolgt.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, bei dem das Schneiden das Verschweißen der Kanten der Bänder beinhaltet.