用于制造烟草加工业的大体柱形制品的机器和方法与流程

本发明涉及一种用于制造烟草加工业的大体柱形制品的机器和方法。

背景技术：

在烟草加工业中，制造具有不同材料的多段过滤嘴是已知的。

申请号为us2014/2061470的专利申请描述了一种柱形制品的制造，该柱形制品包括过滤段、颗粒材料段和烟草段。为了获得这种柱形制品，将柔性材料带围绕过滤段缠绕，以便获得填充有颗粒材料的杯状形式。这时，将烟草段放置在顶部，并且随后仅通过将纸材料片材围绕烟草段和过滤材料段卷绕来连接到制品的其余部分。在保持一切都竖直的同时执行上述操作。

专利申请us2014/2061470提出的柱形制品的制造具有若干缺点，从所述缺点中我们发现这样的事实：制造相对较慢并且质量差。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够至少部分地克服已知技术的缺点并且同时易于实施且以低成本实施的机器和方法。

根据本发明，提供了一种用于根据所附独立权利要求中以及优选地直接或间接从属于上述独立权利要求的从属权利要求中的任何一个中阐述的内容来制造烟草加工业的大体柱形制品的方法。

根据本发明的另外方面，提供了一种用于制造烟草加工业的大体柱形制品的机器，如下所述。具体地，该机器被设计为实施上述方法。

附图说明

现在将参考附图描述本发明，附图示出了非限制性实施例，其中：

·图1是用于实施根据本发明的方法的机器的示意性侧视图，其中为了清楚起见，省略了一些细节；

·图2是图1中的机器的一部分的放大的侧视图；

·图3是图1中的机器的另一部分的放大的侧视图；

·图4是图1中的机器的另一部分的放大的侧视图；

·图5是图1中的机器的示意性顶视图，其中为了清楚起见，省略了一些细节；

·图6至图15示意性地示出了根据本发明的方法；

·图16以放大的比例示出了图2的细节；以及

·图17以放大的比例示出了图3的细节。

具体实施方式

根据本发明的第一方面，在图1中，附图标记1总体上表示用于制造烟草加工业的大体柱形制品2(图15)的机器。每个大体柱形制品2包括相应的部分3，其具有烟草加工业的第一材料(例如，烟草和/或诸如醋酸纤维素的过滤材料)(具体地，由烟草加工业的第一材料(例如，烟草和/或诸如醋酸纤维素的过滤材料组成)；至少一个相应的部分4，其具有烟草加工业的第二材料(例如，烟草和/或诸如醋酸纤维素的过滤材料)(具体地，由烟草加工业的第二材料(例如，烟草和/或诸如醋酸纤维素的过滤材料组成)；至少一个相应的部分5，其具有与第一材料和第二材料不同的松散的第三材料(具体地，由与第一材料和第二材料不同的松散的第三材料组成)；以及相应的覆盖件6，其具有围绕部分3、4和5(具体地，以大体管状的方式)缠绕的至少一个相关联的片材7。

具体地，片材7包括纸(更具体地，由纸组成)。然而，一般地说，片材7可以由柔韧(pliable，易弯曲的)材料制成，并且因此除了纸之外，片材7还可以由金属箔或塑料制成。因此，制造片材7的材料不限于所描述的实施例。相反，如这里所使用的，术语“柔韧材料”通常是指具有一定抗弯曲性或具有一定程度的塑性变形的带状材料，例如金属箔或纸层压金属箔。

除了上述实例之外，其他实施例可以包括但不限于本领域中已知的塑料、聚合物、复合材料、橡胶或其他材料的薄片材。

根据一些实施例，除了片材7之外，覆盖件6还具有其他元件，诸如为(例如，纸和/或锡箔的)一个或多个其他片材和/或带，这些元件也以管状的方式围绕部分3、4和5缠绕。

根据相互可替代的实施例，第一材料和第二材料是相同的或不同的。

有利地，可以注意到的是，覆盖件与部分3和4有效地接触。

大体柱形制品2通常具有大体圆形的横截面。

根据一些实施例，松散材料是粉末状材料或颗粒状材料(具体地为颗粒状材料)。例如，松散材料可以包括活性炭(微粒)(更确切地说，由活性炭(微粒)组成)。

根据具体实施例，制品2是过滤嘴，并且部分3和4由过滤材料制成。

机器1包括加工组件8，用于将片材7围绕部分3缠绕(图1、图4和图5)，以便获得带有开口端10的具有大体管状形状的中间元件9(图11和图12)；插入装置11(图1、图2和图5)，用于将第三材料通过开口端10插入中间元件9中(与部分3接触)，以便获得中间元件12(图13)；以及插入装置13，用于将第二材料通过开口端10插入中间元件12中，使得第三材料位于(包封在)部分3和4之间。

插入装置11和13被设计为保持开口端10面向上。

根据一些实施例，加工组件8包括成形装置14(图4)，该成形装置14被设计为将条带15(在使用时，在大体水平方向上连续地进给；具体参见图4、图6、图7和图8)围绕一系列段16缠绕，每个段16均包括第一材料(具体地，由第一材料组成)，并且大体上是部分3的两倍长，以便获得杆17。

传送装置18(本身是已知的，具体地为所谓的星形轮——图8)被设计为运送条带15上的段16(图7)，使得在段16之间留有间隙18。

在一些情况下，成形装置14是已知类型的，并且包括成形梁19(也是已知类型的；参见图4和图5)。

具体地，加工组件8还包括切割装置20(图4)，(当纵向供给杆17时，并且具体为水平供给杆17时)用于在段16处横穿地切割(图8)杆17，以便获得中间元件9的对21(连接在一起；图10)。

根据具体实施例，加工组件8包括(图1)传送装置22(其又包括星形轮23和输送轮24)，用于单独并连续地将所述对21运送到切割台25，在切割台处切割装置26被定位成在相关联的间隙18处切割(图10)每对21，以便获得两个部分3。

有利地，切割装置26(图1和图5)包括输送轮27和沿输送轮27的周缘布置的(可旋转的)刀片28。

根据一些实施例，机器1还包括旋转装置29，该旋转装置29位于切割装置26的下游，以使切割的对21的中间元件9旋转(约180°)，使得中间元件9分开，并且具有在互相相背对的方向上定向的开口端10(图11)。

具体地，旋转装置29包括轮30，该轮被设计为围绕其轴线31旋转，并且例如如美国专利us4676360所述那样构造。

根据一些实施例，机器1还包括旋转组件32(图1和图5)，该旋转组件使中间元件9以这样的方式旋转：使开口端10面向上(图12；具体地，以便使中间元件9具有大体竖直的取向)。

在本文中(除非另有明确说明)，“竖直”或“大体竖直”取向是指这样的取向，即根据该取向，长度比宽度(或在任何情况下为直径)大的部件取向成使得长度具有竖直或大体竖直的取向。

旋转组件32包括截头锥形滚筒33(本身为已知的类型；在该具体情况下，有两个滚筒33，每个滚筒均用于旋转相应的中间元件9)，滚筒具有相对于竖直线倾斜45°的旋转轴线34，并且具有底座(本身为已知的类型且未被示出，相对于旋转轴线34以45°定向)。

根据所示的实施例(图1和图5)，两个传送轮35放置在旋转装置29和旋转组件32之间，以将中间元件9从旋转装置29运送到旋转组件32。

具体地，参考图2，插入装置11位于插入台36处，并且包括设置有多个底座的输送机37(更确切地说为输送轮；在该具体情况下为两个输送轮，每个输送轮均用于输送相应的中间元件9)，所述底座中的每一个被设计为由相关联的中间元件9接合，以沿插入路径p1通过插入台36将每个中间元件9从入口台a运送到出口台b。此外，插入装置11通常包括多个插入单元38，插入单元中的每一个被设计为能够通过开口端10将松散材料传送到相应的中间元件9中。具体地，插入装置11包括输送机39(更确切地说为输送轮；在该具体情况下为两个输送轮)，以使每个插入单元38沿路径p1与相应的中间元件9同步地进给，以便使(每个单元38的)相关联的插入喷嘴40面向相应的开口端10。

有利地，输送机37和39大体彼此成一体(以这种方式，容易确保单元38的移动与中间元件9同步)，并且因此限定单个输送机。

有利地，插入装置11包括处理系统(本身为已知的类型且未被示出；例如包括凸轮系统和/或线性马达系统)，以使喷嘴40通过开口端10在中间元件9内移动(更确切地说，以通过开口端10使喷嘴40在中间元件9内降低并随后升高)。由于上述处理系统，当每个喷嘴40被(至少部分地)放置在开口端内时，所述每个喷嘴40均被打开。

具体地，通过(每个插入单元38的)喷嘴40与位于松散材料的(每个插入单元38的)进给通道42内的相应的阻塞元件41之间的相对分离移动来实现打开每个喷嘴40(图16)。更确切地说，处理系统被设计为使每个喷嘴40朝向中间元件2(具体地向下)，以便使喷嘴40远离相应的阻塞元件移动，并且因此打开喷嘴40并允许松散材料通过喷嘴40。实践中，插入装置11设计为保持阻塞元件41竖直固定。

作为在每个中间元件9中插入松散材料的结果，获得相应的中间元件12。

上述处理系统被设计为在出口台b处使每个喷嘴40远离相应的中间元件12移动。喷嘴40的向上移动使得阻塞元件41再次接合喷嘴40，并因此关闭喷嘴40。

通常，被设计为容纳松散材料并向每个进给通道42进给的料斗43位于插入单元38的上方。

根据具体实施例(诸如所示的实施例)，提供了输送滚筒(在该具体情况下为两个输送滚筒)33'，以将中间元件9从滚筒33运送到插入装置11。

根据未示出的实施例，机器1有利地包括抽吸装置，该抽吸装置在与开口端10相对的侧面上(即，在喷嘴40所在处)连接到中间元件9，使得在使用时在填充步骤期间和/或在随后的运输步骤期间通过抽吸将松散材料保持在中间元件9内。

有利地，机器1还具有施加单元44(图1和图5)，以将粘合物质施加在开口端10内。具体地，施加单元44被设计为将粘合物质施加在开口端10的内表面上。以这种方式，实现了部分4在大体柱形制品2内的更加牢固的定位。

根据所示的实施例，施加单元44包括用于将中间元件12运送到插入装置11(更确切地说，从出口台b运送到入口台c)的输送辊45。根据一些实施例，施加单元44包括多个喷洒喷嘴(未示出)，多个喷洒喷嘴被设计为一旦各自布置成面向相应的开口端10(更确切地说，布置在相应的开口端10内)时就喷洒粘合物质。可替代地，施加单元44包括多个涂布器(spreader)(未示出)。

具体地，参考图1、图3和图17，插入装置13位于插入台46处，并且包括设置有多个底座的输送机47(更确切地说为输送轮；在该具体情况下为两个输送轮，每个输送轮均用于输送相应的中间元件12)，所述底座中的每一个被设计为由相关联的中间元件12接合，以沿插入路径p2通过插入台46将每个中间元件12从入口台c运送到出口台d。通常，插入装置11还包括多个插入单元48，插入单元48中的每一个被设计为能够通过开口端10将第二材料传送到相应的中间元件12中。具体地，插入装置13包括输送机49(更确切地说为输送轮；在该具体情况下为两个输送轮)，以与相应的中间元件12同步沿路径p2向每个插入单元48进给，以便使(每个插入单元48的)相关联的插入出口50面向相应的开口端10。

有利地，输送机47和49大体彼此成一体(以这种方式，容易确保插入单元48的移动与中间元件12同步)，并且因此限定单个输送机。

有利地，插入装置13包括处理系统(本身为已知的类型且未被示出；例如包括凸轮系统和/或线性马达系统)，以在(每个插入单元48的)插入出口50与中间元件12之间产生相对(具体地为纵向，并且更确切地说为竖直)移动，以便使开口端10在插入出口50内。

更确切地说，上述处理系统被设计为使其中容纳有中间元件12的底座竖直(纵向)移动。

根据一些实施例，每个插入单元48包括插入通道51，该插入通道的最后部分限定插入出口50，并且通过该插入通道进给部分4。

有利地，插入装置13还包括用于将部分4推动到开口端10内的推动单元52。具体地，推动单元设计为将部分4推靠在部分5上，以便压缩部分5中的松散材料。以这种方式，部分5中的颗粒位置得以稳定，并且在使用时限制颗粒周围的优先气体路径。

根据一些实施例，对于每个插入单元48，推动单元52包括可沿插入通道51移动的推动头53。更确切地说，上述处理系统设计为当开口端10在插入出口50内时向下移动每个推动头53。

作为将松散材料插入每个中间元件12中的结果，获得相应的大体柱形制品2。

上述处理系统被设计为使每个插入出口50在出口台d处远离相应的大体柱形制品2而移动。

有利地，每个插入单元48包括开口组件54，以在开口端10上施加力(具体为径向和离心力)，以保持该开口端10打开。根据一些实施例，开口组件54包括在每个插入出口50处(以环)布置的多个抽吸开口55。以这种方式，减少了损坏片材7的风险。

有利地，每个插入单元48包括变形装置，以在将部分4插入开口端10中期间减小所述部分4的尺寸(具体为侧向)。根据一些实施例，上述变形装置包括插入通道51的部分56，该部分具有小于部分4的宽度(具体为横截面)的宽度(具体为横截面)。具体地，部分56朝向插入出口50渐缩。有利地，部分56被布置在紧邻(即，不插入另外的部分)插入出口50的上游(具体为上方)。

根据所示的实施例，通过连接到料斗(本身为已知的类型且未被示出)的管道49'将部分4进给到插入装置13。

通常，输送系统57布置在插入装置11的下游，用于将所获得的大体柱形制品2传送到另外的加工单元(已知类型且未被示出)。根据所示的实施例，输送系统57被设计为大体水平地运送大体柱形制品。更确切地说(为此目的)，输送系统57包括截头锥形滚筒58。

根据可替代的实施例，加工组件8包括(代替成形装置14，传送装置22、旋转装置29、星形轮23和输送轮24)简单的卷绕装置(具体为卷绕轮——本身为从例如wo2014/064655公开中已知的类型且这里未被示出)，用于将片材7围绕(已经为单个的)部分3卷绕，以便(直接)获得中间元件9。可替代地，两倍长度的片材7可以围绕一对部分3缠绕，以便形成图9中的对21。这使得能够获得片材7围绕部分3的优异的结合和卷绕质量。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于制造烟草加工业的大体柱形制品2的方法。每个柱形制品2是如上根据本发明的第一方面所限定的那样。

根据具体且非限制性的实施例，该方法由根据本发明的第一方面的机器1实施。

该方法包括缠绕步骤，在该缠绕步骤期间，将片材7围绕部分3缠绕，以便获得中间元件9，该中间元件具有开口端10(中间元件具有大体管状形状且带有该开口端)(图6至图8)。具体地，中间元件9具有大体柱形的形状和大体圆形的横截面(图12)。

有利地，部分3被放置在与开口端10相对的端部。换句话说，与开口端10相对的端部由部分3封闭。

该方法还包括第一插入步骤(图13)，在该第一插入步骤期间，将松散的第三材料插入穿过开口端10并插入中间元件9中，以便获得中间元件12；以及第二插入步骤(图14)，在该第二插入步骤期间，将第二材料通过开口端10插入中间元件12中，使得第三材料位于(包封在)部分9和12之间，并且获得大体柱形制品2。

有利地，在开口端10面向上时，执行第一插入步骤和第二插入步骤(图12和13)。具体地，在第一插入步骤和第二插入步骤期间，中间元件9和中间元件12竖直定向。

有利地，在缠绕步骤期间，片材7大体水平布置(图6至图8)。另外或可替代地，在缠绕步骤之前，片材7大体水平(和纵向)布置(更确切地说是进给)。

有利地，在缠绕步骤之后，获得中间元件9，其中开口端10面向侧面(图11)。具体地，在缠绕步骤之后，中间元件9大体水平布置。

更具体地，该方法还包括旋转步骤，旋转步骤在缠绕步骤之后，并且在该旋转步骤期间，旋转中间元件9，以便使所述开口端面向上(图11和图12)。具体地，在第一插入步骤和第二插入步骤期间，中间元件9和中间元件12分别大体竖直地定向。

根据一些实施例，包括第一材料(并且具体地，大体上是第一部分3的长度的两倍的)多个段16沿条带15的纵向延伸部连续布置，条带包括彼此连接并连续布置的多个所述片材7(更确切地说，由彼此连接并连续布置的多个所述片材7组成)，使得在两个连续的段16之间存在相应的间隙18。

具体地，在缠绕步骤期间，将条带15围绕包括第一材料(具体地，由第一材料组成)的段16缠绕，使得在两个连续的段16之间存在相应的间隙18，并且以便获得具有多个连续连接的中间元件9的杆17(管状，具有大体柱形的形状和大体圆形的横截面)(图6至图8)。

根据一些实施例，该方法包括第一切割步骤，在该第一切割步骤期间，杆17被横穿地切割(图8)(具体地，以便获得连接的中间元件9对)。更确切地说，杆17在段16处(具体地，大体沿段16的中间)切割。具体地，在切割步骤期间，杆17被水平(和纵向)输送。

有利地，该方法包括第二切割步骤，在该第二切割步骤中，切割第一中间元件9的对21，以便获得中间元件9。更确切地说，在间隙18处(具体地，大体沿间隙18的中间)切割第一中间元件9的对21。具体地，在第二切割步骤期间，横穿地切割第一中间元件9的对21。

根据可替代的实施例，该方法包括第一切割步骤，在该第一切割步骤中，在间隙18处(具体地，大体沿间隙18的中间)横穿地切割杆17，以便获得连接的第一中间元件9的对。具体地，在切割步骤中，杆17被纵向输送。另外或者可替代地，在第二切割步骤中，在第一段16处(具体地，大体沿第一段16的中间)切割中间元件9的对，以便获得中间元件9。具体地，在第二切割步骤期间，所述中间元件9的对被横向输送。

根据一些实施例，在第一插入步骤期间，中间元件9被横向地(具体为大体水平地)输送通过插入台36。

有利地，在第一插入步骤期间，将插入喷嘴40通过开口端10置入中间元件9内。具体地，松散的第三材料经过喷嘴40，以插入第一中间元件中。

有利地，在第二插入步骤期间，中间元件12被横向地(具体为大体水平地)输送通过插入台46。

有利地，该方法包括施加粘合物质的步骤，该步骤在第二插入步骤之前并在第一插入步骤之后，并且在施加粘合物质的步骤期间，将粘合物质施加在开口端10内。

有利地，该方法包括定位步骤，该定位步骤在第二插入步骤之前并在第一插入步骤之后，并且在定位步骤中，通过插入出口50与中间元件12之间的相对(具体为纵向，并且更确切地说为竖直)移动将开口端10置入插入出口50内。具体地，第二材料经过插入出口50，以插入中间元件12中。

有利地，在第二插入步骤中，在开口端10处将力(具体为径向和离心力)施加在片材7上，以便保持该开口端打开。

具体地，经由抽吸器施加力。更确切地说，抽吸器包括在插入出口50中形成的抽吸开口55，使得在定位步骤结束时所述抽吸开口围绕开口端10定位。

有利地，第二材料至少部分地可弹性变形。在第二插入步骤期间，第二材料弹性变形，以便减小其侧向尺寸，并且随后被插入中间元件12中，以便在中间元件12内膨胀(并且具体地，关闭开口端10)。

有利地，在第二插入步骤期间，将第二材料(具体为部分4)推入中间元件12内(具体地通过推动头53)。更确切地说，推动第二材料(具体为部分4)以压缩部分3。

除非另有明确说明，否则为了说明的完整性，在本文中整体参考本文引用的参考文献(文章、文本、专利申请等)的内容。具体地，上述参考文献并入本文中以供参考。