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Die
Anmeldung betrifft eine Vereinzelungsvorrichtung zum Vereinzeln
von durch eine Fließstrecke
fließenden
Tabakfasern, mit mindestens einer drehbar angetriebenen Vereinzelungswalze.
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Aus
der
EP 0 895 721 B1 ist
eine Konditioniervorrichtung mit einer rotierenden, mit einem Konditioniermedium
beaufschlagten Winnoverwalze bekannt. Aus der
DE 100 08 961 A1 ist eine
Vereinzelungsvorrichtung mit einem Paar zusammenwirkender, gleichsinnig
rotierender Rechen bekannt, die mit Luft beaufschlagbar sind und
Luftdüsen
zum Erzeugen von Blasluftstrahlen aufweisen. Zum Lösen von verklumptem
oder verflochtenem Tabak ist eine weitere Verbesserung der Vereinzelungswirkung
erwünscht.
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Aus
der
EP 0 410 682 B1 und
der
US 4 867 180 ist
eine Tabak-Beschickungsvorrichtung für eine Zigarettenproduktionsmaschine
bekannt, bei der gestauter Tabak aus einem Stauschacht mittels zweier Dosierwalzen
entnommen und mittels einer Öffnungswalze
abgekämmt
und vereinzelt wird. Der Tabak wird zwischen den Dosierwalzen verdichtet,
wodurch die Faserstruktur des Tabaks durch mechanische Krafteinwirkung
zerstört
werden kann.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vereinzelungsvorrichtung
mit verbesserter Vereinzelungswirkung bereitzustellen.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe insbesondere dadurch, daß die Vereinzelungsvorrichtung
mindestens drei drehbar angetriebene, in Wirkzusammenhang stehende
Vereinzelungswalzen aufweist, die so ausgestaltet und angeordnet
sind, daß die
Tabakfasern die rotierenden Vereinzelungswalzen im wesentlichen
staufrei passieren. Die von den Vereinzelungswalzen auf den Tabak
ausgeübten
Kräfte sind
unterschiedlich gerichtet, wodurch die Tabakfasern mit Scherkräften beaufschlagt
werden, welche den Tabak einerseits festhalten und andererseits
abtransportieren und dadurch zu einer wirksamen Vereinzelung der
Tabakfasern führen.
Dabei passieren die Tabakfasern die Vereinzelungswalzen im wesentlichen
staufrei, werden also nicht aufgestaut und abgekämmt, um eine mechanische Beeinträchtigung der
Tabakfasern aufgrund einer Verdichtung des aufgestauten Tabaks zwischen
den Vereinzelungswalzen zu vermeiden. Dies kann insbesondere durch
einen geeigneten Abstand der Vereinzelungswalzen voneinander und/oder
durch eine geeignete Zahl, Anordnung und Länge von an den Vereinzelungswalzen
angebrachten Vereinzelungselementen, beispielsweise Stiften, erreicht
werden. Insbesondere wird die Durchtrittsgeschwindigkeit des Tabaks
durch die Vereinzelungsvorrichtung in erster Linie von der freien
Fließgeschwindigkeit
des Tabaks in der Fließstrecke
bestimmt, und weniger durch die Drehgeschwindigkeit der Vereinzelungswalzen.
Die Vereinzelungsvorrichtung kann insbesondere so gestaltet sein,
daß der
fließende
Tabak die Vereinzelungsvorrichtung auch bei stehenden Vereinzelungswalzen
im wesentlichen staufrei passieren kann, zumindest bei geringem
Tabakmassenstrom.
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Vorzugsweise
weist mindestens eine der Vereinzelungswalzen Austrittsöffnungen
für ein
Medium, insbesondere Luft, Dampf oder eine Mischung davon auf. Durch
Beaufschlagung der Vereinzelungswalzen mit dem Medium werden Gas-
oder Flüssigkeitsstrahlen
erzeugt, welche die zuvor beschriebenen Scherkräfte auf den Tabak zur Vereinzelung
der Tabakfasern ausüben.
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Vorzugsweise
sind die Vereinzelungswalzen einzeln angetrieben, um auf einfache
Weise die Drehgeschwindigkeit und/oder Drehrichtung der Vereinzelungswalzen
individuell einstellen zu können. Zur
effizienten Erzeugung der unterschiedlich gerichteten, auf den Tabak
wirkenden Kräfte
sind vorzugsweise folgende Merkmale alternativ oder in Kombination
verwirklicht: gegenläufige
Drehrichtungen der Vereinzelungswalzen; unterschiedlich ausgestaltete Düsen für das Medium;
unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheit
der Vereinzelungswalzen und/oder daran angebrachter Vereinzelungselemente,
beispielsweise Stifte. Die Drehgeschwindigkeiten der Vereinzelungswalzen können je
nach den Anforderungen oder der Tabaksorte individuell eingestellt werden.
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Vorzugsweise
sind die Vereinzelungswalzen auf einem gemeinsamen, verstellbaren
Träger
angeordnet, um durch Verstellung des Trägers relativ zu der Fließstrecke
eine Anpassung an die jeweiligen Anforderungen oder die jeweilige
Tabaksorte zu ermöglichen.
Insbesondere kann der Träger
drehbar gelagert sein. Es kann auch vorgesehen sein, daß der Träger mittels
eines Drehantriebs rotiert wird, um dadurch eine Verbesserung der
Vereinzelungswirkung zu erzielen.
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Wenn
als Medium Dampf, insbesondere Sattdampf verwendet wird, kann damit
zusätzlich eine
Konditionierung, insbesondere eine Expansion des Tabaks erreicht
werden.
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Weitere
vorteilhafte Merkmale gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung
vorteilhafter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen hervor. Es zeigen:
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1:
eine schematische Skizze einer Fließstrecke für die Tabakzuführung mit
einer Vereinzelungsvorrichtung;
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2 eine
perspektivische Ansicht einer Vereinzelungsvorrichtung;
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3:
eine weitere perspektivische Ansicht der Vereinzelungsvorrichtung
aus 2;
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4:
eine Draufsicht auf die Vereinzelungsvorrichtung aus 2 von
oben;
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5:
eine seitliche Ansicht der Vereinzelungsvorrichtung aus 2;
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6:
eine Vorderansicht der Vereinzelungsvorrichtung aus 2;
und
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7:
eine weitere seitliche Ansicht der Vereinzelungsvorrichtung entgegengesetzt
zu der Ansicht gemäß 6.
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In 1 ist
eine Anwendung einer Vereinzelungsvorrichtung vor einer Tabakeinlaßöffnung für einen
nachgeordneten pneumatischen Trockner bzw. Stromtrockner dargestellt.
Die Erfindung ist aber nicht auf diese bevorzugte Anwendung beschränkt. Die
Vereinzelungsvorrichtung kann beispielsweise auch für die Tabakzuführung in
ein pneumatischen Fördersystem,
eine pneumatische Förderung
bzw. Beschickung, einen Wirbelschichtförderer (Trockner, Kühler, Sichter)
oder einen Querstromsichter verwendet werden.
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In 1 umfaßt eine
Zuführanordnung 10 ein
rohr- bzw. schachtförmiges
Gehäuse 11,
durch das Tabakmaterial 12 in Pfeilrichtung gemäß 1 fließt. In dem
Gehäuse 11 ist
eine Vereinzelungsvorrichtung 16 angeordnet, die eine Mehrzahl
von Vereinzelungswalzen 13 bis 15 zum Vereinzeln
des durch die Kammer 11 fließenden Tabakmaterials 12 umfaßt. Der
Tabak wird durch einen Tabakeinlaß in Form einer Zellenradschleuse 20 in
den der Vereinzelungsvorrichtung 16 zugeordneten Teil des
Gehäuses 11 zugeführt. Die
Zuführung
kann im allgemeinen beispielsweise auch mittels einer Rinne, einem
Förderband
oder einem anderen Förderelement
erfolgen. Nach der Vereinzelungsvorrichtung 16 tritt das Tabakmaterial 12 durch
die Austrittsöffnung 17 in
ein von einem Heißgasstrom 19 durchflossenes
Trocknungsrohr 18 eines Stromtrockners ein. Der Heißgasstrom 19 nimmt
das eintretende Tabakmaterial 12 auf und transportiert
es in Pfeilrichtung durch das Trocknungsrohr 18.
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Die
Vereinzelungsvorrichtung 16 umfaßt im Ausführungsbeispiel der 2 bis 7 drei
Vereinzelungswalzen 13–15.
Die Vereinzelungswalzen 13–15 umfassen jeweils
einen Walzenkörper 23–25 und
daran angeordnete Vereinzelungselemente 33–35.
Die Vereinzelungselemente 33–35 erstrecken sich
vorzugsweise radial in Bezug auf den Walzenköper 23–25.
Im Ausführungsbeispiel
der 2 bis 7 ist eine Vereinzelungswalze 13 in
Form einer Rechenwalzen mit Stiften 33 und sind zwei Vereinzelungswalzen 14, 15 in
Form von Stachelwalzen mit Stacheln oder Pins 34, 35 vorgesehen.
Die Erfindung umfaßt
jedoch beliebige Kombinationen von Rechenwalzen und/oder Stachelwalzen
oder weitere Walzen mit anders geformten Vereinzelungselementen.
Die Vereinzelungselemente 33–35 können um
ihre eigene Längsachse
rotierbar sein, beispielsweise durch Verwendung rotierender Einbauten
bzw. einer dampf- oder luftangeströmten Flügelstruktur, und dadurch das
Medium pulsierend auf den Tabak blasen, um hierdurch unter Umständen eine
Verbesserung der Vereinzelungswirkung zu erzielen. An den Stiften 33 der
Rechenwalze 13 können
zusätzlich
Stacheln oder Pins angeordnet sein.
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Die
Vereinzelungswalzen 13–15 sind
mit einem ausreichenden Abstand voneinander angeordnet, um einen
im wesentlichen freien bzw. staufreien Fall des Tabaks durch die
Vereinzelungsvorrichtung 16 zu ermöglichen. Dies gilt bei rotierenden
Vereinzelungswalzen 13–15 und
vorzugsweise auch bei stehenden Vereinzelungswalzen 13–15 jedenfalls
bei nicht zu hohem Tabakmassenstrom. Um einen staufreien Fall zu
erzielen, sind die Vereinzelungselemente 33–35 unterschiedlicher
Vereinzelungswalzen 13–15 vorzugsweise überlappungsfrei
angeordnet. Der Abstand der Vereinzelungswalzen 13–15 ist
vorzugsweise verstellbar, beispielsweise mittels entsprechender
Führungen 48,
um eine Anpassung an wechselnde Gegebenheiten oder unterschiedliche Tabaksorten
zu ermöglichen.
Die Vereinzelungswalzen 13–15 sind vorzugsweise
nicht in einer Linie, sondern versetzt zueinander in mehreren Ebenen angeordnet,
um ein verbessertes Zusammenwirken zu erreichen. Die Längs- bzw.
Drehachsen der Vereinzelungswalzen 13–15 sind vorzugsweise
parallel zueinander angeordnet.
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Die
Vereinzelungswalzen 13–15 sind
mittels entsprechender Lager 26–28 um ihre Längsachse drehbar
gelagert und werden mittels entsprechender individueller Antriebe 43–45 beispielsweise über entsprechende
Zahnriemen 53–55 rotierend
angetrieben.
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Die
Walzenkörper 23–25 der
Vereinzelungswalzen 13-15 sind als Hohlkörper ausgebildet.
Dies gilt vorzugsweise für
die Rechenwalze 13 und vorzugsweise auch für eine oder
mehrere Stachelwalzen 14, 15. Zum Beaufschlagen
der Vereinzelungswalzen 13–15 mit einem Medium,
insbesondere Luft und/oder Dampf, sind entsprechende Anschlüsse 29–31 für das Medium
vorgesehen. Die Lager 26–28 sind zweckmäßigerweise
als Drehdurchführungen ausgebildet.
Der Walzenkörper 23 der
Rechenwalze 13 kann Düsenöffnungen 32 aufweisen.
Die Stifte 33 der Rechenwalze 13 können als
Hohlstifte ausgeführt
sein und Düsenöffnungen 36 aufweisen.
Die Stacheln 34, 35 der Stachelwalzen 14, 15 können insbesondere
an den Spitzen der Stacheln 34, 35 angeordnete
Düsenöffnungen 37 aufweisen.
Auch die Walzenkörper 24, 25 der
Stachelwalzen 14, 15 können Düsenöffnungen aufweisen. Durch die
Beaufschlagung der Vereinzelungswalzen 13–15 mit
Medium treten entsprechende Strahlen aus den Düsenöffnungen 32, 36, 37 aus.
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Infolge
der Drehung der Vereinzelungswalzen 13–15 werden durch die
Stifte 33 und die Stacheln 34, 35 mechanische
Scherkräfte
und gegebenenfalls durch die rotierenden Strahlen aus den Düsenöffnungen 32, 36, 37 entsprechende
Scherkräfte auf
den Tabak 12 erzeugt, die zu einer effektiven Vereinzelung
der Tabakfasern führen.
Die Vereinzelungswalzen 13–15 stehen in einem
Wirkzusammenhang, d.h. sie sind in der durch das Gehäuse 11 definierten
Fließstrecke
benachbart angeordnet und bilden eine funktionelle Einheit.
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Durch
Verwendung von Dampf als Medium kann eine Konditionierung des Tabaks
erreicht werden. Die Vereinzelungsvorrichtung
16 kann dann eine
am Tabakeinlaß in
1 vorgesehene
Winnoverwalze gemäß
EP 0 895 721 B1 ersetzen.
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Die
Vereinzelungswalzen 13–15 sind
im Ausführungsbeispiel
der 2 bis 7 an einer Scheibe 38 befestigt,
die mittels einer Welle 46 und Drehlagern 39, 40 relativ
zu dem Gehäuse 11 drehbar
gelagert ist. Das oder die Drehlager 39, 40 sind
an einem mit dem Gehäuse 11 verbundenen
Träger 42 befestigt,
können
jedoch auch direkt an dem Gehäuse 11 befestigt
sein. Es ist eine Feststelleinrichtung 41 vorgesehen, mittels
der die Scheibe 38 in einer gewünschten Drehposition festgestellt
werden kann. Auf diese Weise kann die Drehposition der Scheibe 38 bzw.
der Vereinzelungsvorrichtung 16 zur Anpassung an unterschiedliche
Gegebenheiten oder je nach Tabaksorte eingestellt werden. Zur Anpassung an
unterschiedliche Drehpositionen können Führungen 47 zum Versetzen
der Drehantriebe 43–45 vorgesehen
sein.
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Es
kann auch eine im Betrieb rotierbare Scheibe 38 vorgesehen
sein, um hierdurch unter Umständen
die Vereinzelungswirkung zu verbessern. In diesem Fall sind vorzugsweise
an der Scheibe 38 angebrachte Einzelantriebe für die Drehung
der Vereinzelungswalzen 13–15 vorgesehen.
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In
einer Fließstrecke
können
mehrere aufeinander folgende Vereinzelungsvorrichtungen 16 angeordnet
sein, um unter Umständen
eine gesteigerte Vereinzelungswirkung zu erzielen.