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Die Erfindung betrifft eine Maschinenanordnung der Tabak verarbeitenden Industrie mit mindestens einer Maschine und einer Vorrichtung zum Zuführen von Fasermaterial zu der Maschine, wobei die Vorrichtung ein geschlossenes Rohrgehäuse mit einem Förderrohr umfasst, das einerseits mit einer Aufgabestation und andererseits mit einem Materialeinlass der Maschine verbunden ist, und ein Fördermittel zum Fördern des Fasermaterials durch das Förderrohr von der Aufgabestation zu dem Materialeinlass.
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Die Förderung von Tabak von einer Aufgabestation in der Tabakvorbereitung zu dem Verteiler einer Zigarettenherstellungsmaschine erfolgt seit langer Zeit pneumatisch, siehe beispielsweise
DE-PS 575 305 .
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Eine pneumatische Beschickungsvorrichtung für Tabak der Anmelderin ist in der
DE 40 27 409 A1 beschrieben. Die Beschickungsvorrichtung weist eine Schleusenkammer auf, in der der Tabak mittels Siebflächen von dem Förderluftstrom getrennt wird.
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Eine weitere pneumatische Vorrichtung zum Zuführen von Tabak zu einer Zigarettenherstellungsmaschine ist aus der
DE 693 07 898 T2 bekannt. Die Vorrichtung weist einen tangentialen Abscheider zum Trennen des Tabaks von dem Förderluftstrom auf.
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Die pneumatische Förderung von Tabak mittels eines Förderluftstroms durch ein Förderrohr erfordert ein großes Gebläse, was laut ist, einen großen Bauraum beansprucht und insbesondere bei Verwendung klimatisierter Förderluft energie- und kostenintensiv ist, sowie einen Staubfilter bzw. ein Reinigungssystem, womit ein Leistungsverlust verbunden ist. Die Förderleistung ist bei der pneumatischen Förderung auch abhängig von der geographischen Höhe. Zudem kann aufgrund der sehr hohen Fördergeschwindigkeiten eine unerwünschte Einwirkung auf die Tabakfasern stattfinden, welche zu einem Verlust an Füllkraft, De-Flavouring und allgemein zu Qualitätseinbußen führen kann. Des Weiteren können die unterschiedlichen Fluggeschwindigkeiten der Fasern zu einer unerwünschten Entmischung führen. Schließlich entstehen nach einem Stillstand Totzeiten, bis die Förderluft den angeforderten Tabak liefert.
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Aus der
DE 10 2004 008 116 A1 ist eine nicht-pneumatische Vorrichtung zum Zuführen von Schnitttabak in eine Verteilereinheit einer Zigarettenherstellungsmaschine bekannt. Dabei wird Schnitttabak über einen austauschbaren Behälter einem Einführtrichter in der Verteilereinheit zugeführt. Wenn der Behälter leer ist, kann er entnommen und ein neuer voller Behälter auf den Trichter aufgesetzt werden. Diese Art der Beschickung erfordert während des Betriebes fortlaufend einen Transport von vollen Behältern von der Tabakvorbereitung zu der Zigarettenherstellungsmaschine und Abtransport der leeren Behälter zurück zu der Tabakvorbereitung.
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Prinzipiell sind andere Förderungseinrichtungen bekannt. So offenbart die
WO 2005/054093 A1 ein Rohrförderer, bei dem magnetisch angetriebene Elemente in einem Rohr die Förderung von Flüssigkeiten, Gasen oder Stückgut, beispielsweise Granulaten, ermöglicht.
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Aus der
WO 2005/035404 A1 ist Rohrförderer zur Förderung von Stückgut wie beispielsweise Granulat bekannt, bei dem Förderelemente in einem gleichen Abstand auf einem Endlosband angeordnet sind.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Maschinenanordnung der Tabak verarbeitenden Industrie bereitzustellen, die mit verringertem Aufwand eine zuverlässige, effiziente und produktschonende Förderung von Fasermaterial von der Aufgabestation zu der Maschine ermöglicht.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Erfindungsgemäß wird das Fördermittel von einem durch die Rohrleitung verlaufenden Endloszugmittel mit voneinander beanstandet angebrachten Mitnehmerscheiben gebildet, wobei jeweils zwischen zwei benachbarten Mitnehmerscheiben eine Förderkammer gebildet ist. Diese mechanische Förderung kann mit vergleichsweise sehr kleinen Fördergeschwindigkeiten und somit schonender, homogener, mit Geschmacks- und Feuchtigkeitserhalt sowie ohne Verlust an Füllkraft erfolgen. Die bei pneumatischer Förderung üblicherweise vorgesehene Schleuse am Materialeinlass der Maschine kann erfindungsgemäß entfallen. Die Entmischung ist gering, da die Förderung in den Transportkammern portioniert im Verbund erfolgt. Nach einem Stillstand ist sofortige Förderung ohne Totzeit mit gleichbleibender Förderleistung möglich. Weitere Vorteile sind leiser Betrieb, kompakte Bauweise, geringerer Energieverbrauch, erheblich verringerter Staubanfall und somit geringere Luft- und Umweltbelastung. Zudem bestehen umfassende Mischungsmöglichkeiten für Tabakmischungen, wobei einzelne Komponenten jeweils in verschiedenen Förderkammern gefördert werden können. Die Erfindung kann als Verwendung eines Rohrkettenförderers zum Zuführen von Tabak oder eines Fasermaterials von einer Aufgabestation zu einem Materialeinlass einer Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie aufgefasst werden.
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In einer Ausführungsform ist das Förderrohr zur Bildung der Abgabeöffnung vorteilhaft nach unten geöffnet. Das Förderrohr bzw. die Abgabeöffnung sind vorzugsweise oberhalb des Materialeinlasses angeordnet. Das aus dem Förderrohr durch die Abgabeöffnung herausfallende Fasermaterial kann daher schwerkraftbedingt ohne weitere Hilfsmittel in den Materialeinlass der Maschine fallen.
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Vorzugsweise ist die Zuggeschwindigkeit des Zugmittels in Abhängigkeit von einer Verarbeitungsgeschwindigkeit der Maschine steuer- und/oder regelbar, um die passende Fasermaterialmenge bereitzustellen und das Fasermaterial möglichst schonend mit minimaler Geschwindigkeit zu transportieren.
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Vorzugsweise entsprechen die Abmessungen der Abgabeöffnung des Förderrohrs den Abmessungen einer Aufschüttfläche für das Fasermaterial in der Maschine. Des Weiteren ist die Abgabeöffnung vorzugsweise parallel zu einer Strangrichtung in der Maschine angeordnet. Die Abgabeöffnung ist vorzugsweise mittels einer gesteuerten Klappe öffen- und verschließbar.
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An Zigarettenherstellungsmaschinen fällt üblicherweise ein gewisser Anteil Schusszigaretten an. Diese werden üblicherweise in einen Schusswagen gefördert. Ist der Schusswagen voll, muss er mit Flurförderfahrzeugen abgeholt und in die Tabakvorbereitung zur Wiederaufarbeitung zurücktransportiert werden. Nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ist in einem Rückführrohr am maschinenseitigen Ende eine Zuführöffnung zum Zuführen von Schusszigaretten aus der Maschine in das Rückführrohr und am maschinenfernen Ende eine Abführöffnung zum Abführen der Schusszigaretten aus dem Rückführrohr vorgesehen. Das ohnehin vorhandene Rückführrohr zum Rückführen des Leertrums wird daher genutzt, um die anfallenden Schusszigaretten in die Tabakvorbereitung zurück zu transportieren.
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In einer Ausführungsform ist in den Mitnehmerscheiben ein berührungsfrei auslesbares Identifikationselement vorgesehen. Diese Ausführung gestattet die getrennte Behandlung von zwei oder mehr Tabaksorten oder Mischungskomponenten in dem Förderrohr, beispielsweise bei einem Markenwechsel an der Zigarettenherstellungsmaschine. Außerhalb des Förderrohres ist eine Lese-/Schreibstation zum berührungslosen Auslesen und/oder Beschreiben der Identifikationselemente, insbesondere per Funk, mit Information über den Inhalt der in der folgenden Förderkammer enthaltenen Tabaksorte/-komponente vorgesehen.
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An beliebiger Stelle des Förderrohres können vorteilhaft durch Dosiereinrichtungen feste oder flüssige Beigaben, Zusatzstoffe sowie Mischungsbestandteile dem geförderten Fasermaterial zugeführt werden. Die Zugabe kann dabei kontinuierlich oder gezielt diskontinuierlich zwischen den Mitnehmerscheiben (beispielsweise einmal pro Transportkammer) erfolgen. Vorzugsweise erfolgt die Zugabe dosiert in Abhängigkeit von der Zuggeschwindigkeit der Förderkette.
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Bei dem Fasermaterial handelt es sich insbesondere um Tabak, vorzugsweise Schnitttabak. Es kann sich aber beispielsweise auch um ein Halbfabrikat, d. h. ein tabakähnliches, synthetisch hergestelltes Fasermaterial, oder eine Mischung aus Tabak mit einem tabakähnlichen Fasermaterial, handeln.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt:
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1 eine schematische Draufsicht auf eine Maschinenanordnung der Tabak verarbeitenden Industrie;
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2 eine schematische Seitenansicht auf die Maschine aus 1;
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3 eine schematische Seitenansicht auf die Maschine in einer anderen Ausführungsform;
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4 eine schematische Draufsicht auf eine Maschinenanordnung mit einer Mehrzahl von Maschinen;
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5 eine schematische Draufsicht auf eine Maschinenanordnung in einer weiteren Ausführungsform; und
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6 eine schematische Seitenansicht auf die Maschine aus 5.
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Die Maschinenanordnung 10 gemäß 1 umfasst eine Zigarettenherstellungsmaschine 11 mit einer Verteilereinheit 12, einer Strangeinheit 13 und einer Filteransetzmaschine 14. Die Maschinenanordnung 10 umfasst des Weiteren eine Vorrichtung 15 zum Zuführen von Fasermaterial zu der Verteilereinheit 12 der Zigarettenherstellungsmaschine 11.
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Die Vorrichtung 15 umfasst ein geschlossenes Rohrgehäuse 34 mit einem Förderrohr 17 und einem Rückführrohr 19, eine insbesondere in dem Förderrohr 17 angeordnete Aufgabestation 16, ein in dem Rohrgehäuse 34 verlaufendes Endloszugmittel 21, eine Umlenkstation 18, die beispielsweise als Antriebsstation für die Vorrichtung 15 dient, und eine weitere Umlenkstation 20, die beispielsweise als Spannstation für das Zugmittel 21 dient. Das durch das Rohrgehäuse 34 und die Umlenkstationen 18, 20 umlaufende Zugmittel 21 kann insbesondere eine Kette, aber beispielsweise auch ein Kabel oder ein Seil sein. Der durch das Förderrohr 17 laufende Teil des Zugmittels 21 bildet das Fördertrum, der durch das Rückführrohr laufende Teil des Zugmittels 21 das Leertrum.
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In den Umlenkstationen 18, 20 sind Umlenkräder 22, 24 zum Umlenken des Zugmittels 21 vorgesehen. Das Umlenkrad 22 ist mittels eines Motors 25, insbesondere eines Elektromotors, antreibbar, um das Zugmittel 21 zu ziehen. Das Umlenkrad 24 und somit Zugmittel 21 ist mittels einer nur schematisch gezeigten Spanneinrichtung 31 spannbar. Alternativ kann die Umlenkstation 18 als Spannstation und die Umlenkstation 20 als Antriebsstation ausgeführt sein.
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An dem Endloszugmittel 21 sind vorzugsweise in regelmäßigen Abständen voneinander Mitnehmerscheiben 26 angeordnet, die den Rohrquerschnitt des Rohrgehäuses 34 vollständig ausfüllen, um eine möglichst vollständige Mitnahme des Fasermaterials zu erreichen. Die Mitnehmerscheiben 26 sind dabei vorteilhaft starr an dem Zugmittel 21 angebracht, um ein Verkippen der Mitnehmerscheiben 26 im Betrieb zu verhindern. Mit einer Förderkette 21 lässt sich eine starre Verbindung realisieren. Zwischen jeweils zwei benachbarten Mitnehmerscheiben 26 sind jeweils Transportkammern 27 gebildet, in denen durch die Aufgabestation 16 in das Förderrohr 17 eingebrachtes Fasermaterial portionsweise transportiert bzw. gefördert wird.
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Die Aufgabestation 16 umfasst beispielsweise einen auf das Förderrohr 17 aufgesetzten Trichter 28, dessen Auslauf mit einer oben in einer Rohrwand des Förderrohrs 17 vorgesehenen Einlassöffnung 29 verbunden ist, wie in 1 gezeigt. Der in den Trichter 28 eingefüllte Tabak kann somit schwerkraftbedingt ohne weitere Hilfsmittel durch die Einlassöffnung 29 in das Förderrohr 17 fallen, wo er durch die Mitnehmer 27 in Pfeilrichtung zu der Verteilereinheit 12 hin gefördert wird.
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Die Abgabe des Fasermaterials aus dem Förderrohr 17 in die Verteilereinheit 12 erfolgt im Ausführungsbeispiel der 1 und 2 über eine Abgabeöffnung 35, die unten in der Rohrwand des Förderrohrs 17 vorgesehen ist; das Förderrohr 17 ist somit nach unten geöffnet. Die Abgabeöffnung 35 ist mit einem Fallschacht 36 verbunden, dessen unteres Ende mit dem Materialeinlass 32 der Verteilereinheit 12 verbunden ist. Die Abgabeöffnung 35 ist somit oberhalb des Materialeinlasses 32 angeordnet. Der durch die Abgabeöffnung 35 aus dem Förderrohr 17 herausfallende Tabak kann daher schwerkraftbedingt ohne weitere Hilfsmittel durch den Fallschacht 36 und den Materialeinlass 32 in die Verteilereinheit 12 fallen.
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Eine elektronische Steuerungseinrichtung 33, die in 1 nur schematisch gezeigt ist und die beispielsweise von einer Maschinensteuerung der Zigarettenherstellungsmaschine 11 gebildet sein kann, steuert den Motor 25 vorteilhaft so an, dass die Menge des durch die Förderleitung 17 zugeförderten Tabaks an die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Zigarettenherstellungsmaschine 11 angepasst ist. Die Fördergeschwindigkeit wird somit in Abhängigkeit des Bedarfs der Zigarettenherstellungsmaschine 11 gesteuert und/oder geregelt. Zusätzlich oder alternativ kann eine Steuerung oder Regelung auf der Grundlage eines Signals von einem nicht gezeigten, beispielsweise in dem Fallschacht 36 oder dem Trichter 30 (siehe 6) angeordneten Füllstandsensor erfolgen.
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In einer Ausführungsform gelangt das über die Einfüllöffnung 32 in die Verteilereinheit 12 einlaufende Fasermaterial zunächst in ein Reservoir und wird von dort beispielsweise über eine Zugabewalze oder ein Steilförderband einem Sichter zugeführt, wobei die gesichteten Tabakfasern über einen Stauschacht in die Strangeinheit 13 gelangen.
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In einer anderen Ausführungsform wird das Fasermaterial unter Umgehung oder Vermeidung eines Sichters direkt von der Einfüllöffnung 32 in die Strangeinheit 13 zugeführt. Dies kann insbesondere für tabakähnliches, synthetisch hergestelltes, besonders empfindliches Fasermaterial vorteilhaft sein, das beim Durchlaufen des Sichters beeinträchtigt werden kann. Insbesondere in dieser Ausführungsform ist die Abgabeöffnung 35 vorteilhaft parallel zu der Strangrichtung in der Strangeinheit 13 angeordnet. Des Weiteren entsprechen die Abmessungen der Abgabeöffnung 35 vorzugsweise den Abmessungen einer Aufschüttfläche für das Fasermaterial in der Strangeinheit 13.
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Beide zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind kombinierbar, d. h. Zuführung von Tabakfasern über eine erste Einfüllöffnung 35, die zum Sichter führt, und Zuführung von tabakähnlichem, synthetisch hergestelltem Fasermaterial zu einer zweiten Einfüllöffnung 35, die unter Umgehung des Sichters direkt zu der Strangeinheit 13 führt.
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In der Ausführungsform gemäß 3 kann die Abgabeöffnung 35 vorteilhaft mittels einer insbesondere von der elektronischen Steuerungseinrichtung 33 gesteuerten Klappe 37 geöffnet und verschlossen werden. Der Abwurf des Fasermaterials aus dem Förderrohr 17 in die Verteilereinheit 12 erfolgt durch die sich öffnende Klappe 37 auf der Unterseite des Förderrohrs 17, sobald eine volle Materialladung die Länge der Klappe 37 passiert hat.
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Die Ausführungsform gemäß 3 ist besonders vorteilhaft, wenn die Fördervorrichtung 15 aus wirtschaftlichen Gründen zur seriellen Beschickung einer Mehrzahl von Zigarettenherstellungsmaschinen 11 in der Maschinenanordnung 10, welche beispielsweise die gleiche Tabakmischung verarbeiten, verwendet wird. Dies ist in 4 schematisch anhand einer Maschinenanlage 10 mit zwei in Serie an dieselbe Fördervorrichtung 15 angeschlossenen Zigarettenherstellungsmaschinen 11A, 11B gezeigt. In dem Förderrohr 17 ist eine entsprechende Mehrzahl von Abgabeöffnungen 35A, 35B vorgesehen, wobei jede Abgabeöffnung 35A, 35B mittels einer gesteuerten Klappe 37A, 37B öffen- und verschließbar ist. Die Steuerungseinrichtung 33 steuert die Klappen 37A, 37B und/oder die Zuggeschwindigkeit des Endloszugmittels 21 individuell je nach Fasermaterialbedarf der einzelnen Maschinen 11A, 11B.
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Im Detail ermittelt die Beschickungssteuerung 33 den aktuellen Tabakbedarf jeder einzelnen Zigarettenherstellungsmaschine 11A, 11B aufgrund ihrer aktuellen Produktionsgeschwindigkeit, des Tabakeinsatzgewichtes der aktuellen Zigarettenmarke und des Füllstandes ihres internen Tabakreservoirs. Die Beschickungssteuerung 33 steuert aufgrund dieser Daten das Öffnen/Schließen der Klappen 37A, 37B bzw. der entsprechenden Fallschächte und die Fördergeschwindigkeit des Zugmittels 21. Falls sich am Ende des Förderrohrs 17, also nach der letzten Zigarettenherstellungsmaschine 11B, noch Tabak im Förderrohr 17 befinden sollte, wird der Resttabak vorteilhaft vor dem folgenden Umlenkrad 22 ausgeschleust und wieder in die Aufgabestation 16 zugeführt.
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In der Ausführungsform gemäß 5 und 6 ist eine Abgabestation 38 vorgesehen, die hier die Umlenkstation 18 umfasst, jedoch auch unabhängig von der Umlenkstation 18 ausgeführt sein kann. Die Abgabestation 38 umfasst einen Trichter 30, der beispielsweise unterhalb eines Kastens, hier der Umlenkstation 18, angeordnet ist und dessen Ausgang 39 mit dem Materialeinlass 32 der Maschine 10 verbunden ist. Das Förderrohr 17 mündet in den Kasten bzw. die Umlenkstation 18, so dass in diesem Fall die Mündung des Förderrohrs 17 in die Abgabestation 38 die Abgabeöffnung 35 bildet. Die Abgabeöffnung 35 ist vorteilhaft oberhalb des Trichterauslasses 39 und somit oberhalb des Materialeinlasses 32 angeordnet, wie am besten in 6 erkennbar ist. Der aus dem Förderrohr 17 austretende Tabak kann somit schwerkraftbedingt ohne weitere Hilfsmittel in den Trichter 30 und durch den Trichterausgang 39 und den Materialeinlass 32 in die Verteilereinheit 12 fallen.
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In der Abgabestation 38 können eine oder mehrere auf das Zugmittel 21 gerichtete Luftdüsen 41 zum Abblasen von Resttabak vorgesehen sein. Allgemein kann vorteilhaft mindestens eine auf das Zugmittel 21 gerichtete Luftdüse 41 zum Abblasen von Resttabak in Förderrichtung hinter der Abgabeöffnung 35 angeordnet sein, in 1 beispielsweise in der Umlenkstation 18.
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An dem Förderrohr 17 kann zwischen der Aufgabestation 16 und der Abgabeöffnung 35 mindestens eine Zuführeinrichtung 40 zum Zuführen von Zusatzstoffen und/oder Mischungsbestandteilen in das Innere des Förderrohrs 17 angeordnet sein. Die Zuführung kann vorteilhaft dosiert in Abhängigkeit von der Zuggeschwindigkeit der Förderkette erfolgen.
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Andere Ausführungsformen der Aufgabestation 16 als die in den Figuren gezeigte sind möglich. Beispielsweise kann die Aufgabestation 16 eine T-förmige Rohrverzweigung umfassen, wobei der Tabak durch eine mit der dritten Öffnung der Rohrverzweigung verbundene Zuführleitung zugeführt wird. Die Aufgabestation 16 muss des Weiteren nicht unbedingt eigenständig ausgeführt sein, beispielsweise kann die Aufgabestation 16 in der Umlenkstation 20 realisiert sein.
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In einer nicht gezeigten Ausführungsform ist in jede Mitnehmerscheibe 26 ein berührungsfrei auslesbares Identifikationselement, beispielsweise ein Transponder, eingesetzt bzw. eingegossen. Diese Ausführung gestattet die getrennte Behandlung von zwei oder mehr Tabaksorten oder Mischungskomponenten in dem Förderrohr 17, beispielsweise bei einem Markenwechsel an der Zigarettenherstellungsmaschine 11. Außerhalb des Förderrohres 17 ist eine Lese-/Schreibstation zum berührungslosen Auslesen und/oder Beschreiben der Identifikationselemente mit Information über den Inhalt der in der folgenden Förderkammer 27 enthaltenen Tabaksorte/-komponente vorgesehen.
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An der Zigarettenherstellungsmaschine 11 fällt üblicherweise ein gewisser Anteil Schusszigaretten an. In einer weiteren nicht gezeigten Ausführungsform ist daher in dem Rückführrohr 19 am maschinenseitigen Ende (hinter der Umlenkstation 18) eine Zuführöffnung, beispielsweise ein auf dem Rückführrohr 19 angebrachter Trichter oder eine T-Verzweigung, zum Zuführen von Schusszigaretten aus der Maschine 11 in das Rückführrohr 19, und an dem maschinenfernen Ende (vor der Umlenkstation 20) eine Abführöffnung, beispielsweise ein Fallschacht, zum Abführen der Schusszigaretten aus dem Rückführrohr vorgesehen. Die abgeführten Schusszigaretten können vorteilhaft einer nahestehenden Wiederaufbereitungsanlage zur Trennung von Tabak und Papier/Filter zugeführt werden.
