-
Die Erfindung betrifft eine Tabakschneidevorrichtung zum Schneiden von Tabakfasern von einem kontinuierlich zugeführten verdichteten Tabakkuchen mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
-
Der Tabak wird der Tabakschneidevorrichtung durch eine Fördereinrichtung in Form eines verdichteten, bedarfsweise mit Tabaksoße vermischten Tabakkuchens aus Tabakmaterial mit und ohne Rippen mit einer unterschiedlichen Faserlänge zugeführt. Dabei kann das Tabakmaterial bis zu einem gewissen Grad vorverarbeitet sein, so dass die gröbsten Rippen und härtesten Bestandteile der Tabakblätter bereits entfernt oder zerkleinert worden sind. Die Tabakschneidevorrichtung umfasst unter anderem eine angetriebene Messertrommel, an der ein oder mehrere Trennmesser angeordnet sind, welche während der Bewegung der Messertrommel periodisch an der Stirnseite des zugeführten Tabakkuchens vorbeigeführt werden und dabei das Tabakmaterial in dünnen Streifen von dem Tabakkuchen abtrennen.
-
Die Trennmesser der Tabakschneidevorrichtung unterliegen dabei einem nicht zu vermeidenden Verschleiß und einer nicht zu vermeidenden Verschmutzung während des Schnittvorganges durch den zugeführten Tabakkuchen. Ursächlich für den Verschleiß und die Verschmutzung der Trennmesser sind dabei im Wesentlichen harte Partikel in dem Tabakkuchen und die in dem Tabakkuchen vorhandene Tabaksoße, abrasive Partikel und das zu schneidende Produkt als solches bzw. der beim Schneiden des Tabakkuchens erzeugte Tabakstaub.
-
Die Fördereinrichtung umfasst einen Schüttbehälter in Form einer Schwingrinne, eines Förderbandes oder einer Kombination aus den beiden, auf welche die Tabakfasern aufgegeben werden und eine Transportvorrichtung in Form zweier gegenüberliegenden Endlosfördermitteln mit zwei Transportbändern, welche aufeinander zulaufen. Die Tabakfasern werden nach dem Aufgeben auf den Schüttbehälter von den Transportbändern abtransportiert und dabei gleichzeitig zwischen den Transportbändern zu dem Tabakkuchen verdichtet.
-
Damit der Verschleiß bzw. die Verschmutzung der Trennmesser die Schnittqualität grundsätzlich nicht nachteilig beeinflusst, müssen die Trennmesser regelmäßig nachgeschliffen und nachgeführt werden. Zum Schleifen der Trennmesser sind entsprechende Einrichtungen mit einem Schleifkörper aus z.B. kubischem Bornitrit (CBN) oder Korund vorgesehen, welcher seinerseits während des Schleifvorganges der Trennmesser zwangsläufig verschlissen und/oder durch die Verschmutzung des Trennmessers verunreinigt wird. Damit dieser Verschleiß und/oder diese Verunreinigung des Schleifkörpers wiederum das Schleifen der Trennmesser nicht nachteilig beeinflusst, muss der Schleifkörper selbst in regelmäßigen Abständen abgerichtet und/oder gereinigt werden, wobei das Abrichten und Reinigen auch in einem einzigen Bearbeitungsvorgang des Schleifkörpers erfolgen kann. Zum Abrichten des Schleifkörpers wird die Schleiffläche des Schleifkörpers z.B. mittels eines Diamanten abgezogen oder mittels eines hochenergetischen Laserstrahls abgefahren bzw. bearbeitet. Ein solches Abrichten kann bei der Verwendung von Schleifkörpern aus kubischem Bornitrit entfallen, sofern der Verschleiß dieses Werkstoffes so gering ist, dass dieser die Schleifqualität nicht nennenswert verschlechtert. Das Reinigen des Schleifkörpers ist aufgrund der anhaftenden Tabaksoße und des anhaftenden Tabakstaubes jedoch unabhängig von dem Grundwerkstoff des Schleifkörpers für einen qualitativ hochwertigen Schleifvorgang der Trennmesser zur Erhaltung der Schnittqualität zwingend erforderlich.
-
Beim Schleifen der Trennmesser werden von dem Trennmesser Schleifpartikel abgetrennt, welche die Anlage im Allgemeinen und insbesondere die abgeschnittenen Tabakfasern verunreinigen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine hinsichtlich der oben beschriebenen Problematik verbesserte Tabakschneidevorrichtung zu schaffen.
-
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Tabakschneidevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
-
Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Trennmesser aus einem magnetischen Werkstoff gebildet ist, und wenigstens ein erster Magnet vorgesehen ist, an dem das Trennmesser vorbeigeführt wird.
-
Der Vorteil der vorgeschlagenen Lösung ist darin zu sehen, dass die von dem Trennmesser gelösten Schleifpartikel aufgrund der magnetischen Ausbildung des Trennmessers beim Vorbeiführen an dem Magneten automatisch von diesem angezogen werden, so dass das Trennmesser gereinigt wird. Dadurch kann die Menge der Schleifpartikel, welche in die abgeschnittenen Tabakfasern eingebracht wird oder die Tabakschneidevorrichtung im Allgemeinen verunreinigen, erheblich verringert werden. Dabei ist es von besonderem Vorteil, dass die Reinigung des Trennmessers praktisch berührungslos erfolgt, so dass die Reinigung auch während des Betriebes der Tabakschneidevorrichtung vorgenommen werden kann. Ferner wird das Trennmesser dadurch mit einer geringstmöglichen Belastung und insbesondere ohne einen Abrieb der Oberfläche bzw. der Schnittkante gereinigt.
-
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung ist der erste Magnet in einem in Bezug zu der Drehrichtung der Messertrommel stromabwärts nach der Schleifeinrichtung und vor dem Tabakkuchen angeordneten Abschnitt angeordnet, so dass das Trennmesser nach dem Schleifen und vor dem Schneiden der Tabakfasern von dem Tabakkuchen gereinigt wird. Dadurch kann die in die Tabakfasern noch eingebrachte Menge an Schleifpartikeln auf ein Minimum reduziert werden.
-
Weiter wird vorgeschlagen, dass ein zweiter Magnet vorgesehen ist, welcher in einem in Bezug zu der Drehrichtung der Messertrommel stromabwärts nach dem Tabakkuchen und vor der Schleifeinrichtung angeordneten Abschnitt angeordnet ist. Dadurch sind in Bezug zu der Drehrichtung an beiden Seiten der Schleifeinrichtung Magnete angeordnet, so dass die beim Schleifen des Trennmessers entstehenden Schleifpartikel zu beiden Seiten der Schleifeinrichtung von den Magneten angezogen werden. Dadurch kann die Verschmutzung der Tabakschneidevorrichtung im Allgemeinen weiter verringert werden.
-
Als Magneten eigenen sich dabei bevorzugt Permanent- oder Elektromagneten, wobei Elektromagneten zudem den Vorteil der Steuerbarkeit aufweisen.
-
Ferner wird vorgeschlagen, dass der erste und/oder der zweite Magnet durch eine Jochanordnung verstärkt sind. Durch die Jochanordnung kann die Magnetfeldstärke und damit die von den Magneten ausgeübte Anziehungskraft und damit wiederum die Reinigungswirkung weiter gesteigert werden.
-
Die Reinigungswirkung kann ferner weiter gesteigert werden, indem mehrere jeweils zu einem Magnetstab zusammengefasste erste Magneten und/oder zweite Magneten vorgesehen sind. Durch den Magnetstab kann das Magnetfeld und die zur Verfügung stehende Haftfläche des Magneten weiter gesteigert werden, wobei durch die Verwendung von mehreren Einzelmagneten ein homogeneres Magnetfeld um den Magnetstab erzeugt werden kann. Dabei sind die Einzelmagneten identisch ausgerichtet, damit sich deren Magnetfelder ergänzen. Ferner können die Einzelmagneten auch fest miteinander verbunden sein.
-
Dabei kann die Reinigungswirkung in der Effizienz weiter gesteigert werden, wenn das Trennmesser eine gerade Schnittkante aufweist, und der Magnetstab parallel zu der Schnittkante ausgerichtet ist.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung ist der Magnetstab mit seinen Endabschnitten an einem Rahmen der Tabakschneidevorrichtung gehalten. Dadurch ist der Magnetstab erstens sehr stabil befestigt und zweitens steht dadurch eine sehr große Länge zwischen den Endabschnitten zur Erzeugung des Magnetfeldes und als Haftfläche für die Schleifpartikel zur Verfügung. Sofern der Magnetstab eine Mehrzahl von Einzelmagneten aufweist, sind diese bevorzugt zwischen den zur Befestigung vorgesehenen Endabschnitten angeordnet.
-
Dabei kann die Effizienz der Reinigungswirkung weiter gesteigert und der konstruktive Aufbau weiter vereinfacht werden, indem der Magnetstab parallel zu der Rotationsachse der Messertrommel ausgerichtet ist.
-
Ferner kann der Magnet mittels einer Antriebseinrichtung in Bezug zu der Messertrommel verfahrbar sein, wodurch der Magnet z.B. aus einer Reinigungsposition an der Messertrommel in eine entferntere Parkposition verfahren werden kann. Ferner kann der Magnet dadurch auch eine den Verschleiß der Trennmesser kompensierende Bewegung in Bezug zu der Messertrommel ausführen, so dass der Abstand zwischen dem Trennmesser und dem Magneten möglichst konstant ist bzw. möglichst nur zwischen gewissen Grenzen variiert. Dies ist insbesondere deshalb von Vorteil, da die Reinigungswirkung von der auf die Schleifpartikel ausgeübten Magnetkraft abhängig ist, welche wiederum von dem Abstand des Magneten zu dem Trennmesser während des Vorbeibewegens abhängig ist.
-
Dabei kann der Magnet bevorzugt an einer Schutzvorrichtung der Schleifeinrichtung angeordnet sein. Die Schutzvorrichtung dient der Abdeckung der Schleifeinrichtung zur Außenseite hin und ist dazu so geformt, dass sie die Schleifeinrichtung umfasst bzw. abdeckt. Durch die vorgeschlagene Lösung kann die Reinigungswirkung des Magneten besonders gut ausgenutzt werden, da die durch die Schutzvorrichtung aufgefangenen Schleifpartikel dadurch gleichzeitig an dem Magneten anhaften und damit festgehalten werden. Im einfachsten Fall kann die Schutzvorrichtung selbst zumindest teilweise durch einen Magneten gebildet sein.
-
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Magnet einen lösbaren Schutzüberzug aufweist. Durch die vorgeschlagene Lösung kann der Magnet besonders einfach durch den Abzug des Schutzüberzuges gereinigt werden. Anschließend kann der Schutzüberzug separat gereinigt und wieder auf dem Magneten angebracht werden. Alternativ kann der Schutzüberzug auch nur zum einmaligen Gebrauch vorgesehen sein, so dass der Schutzüberzug nach dem Abziehen weggeworfen und durch einen neuen Schutzüberzug ausgetauscht wird.
-
Ferner kann auch eine Reinigungseinrichtung zur Reinigung des Magneten vorgesehen sein, mittels derer die an dem Magneten anhaftenden Schleifpartikel entfernt werden können. Die Reinigungseinrichtung kann dabei sowohl manuell als auch automatisiert in Abhängigkeit von der Aktivierung der Schleifeinrichtung betätigt werden.
-
Weiter wird vorgeschlagen, dass an dem Umfang der Messertrommel eine magnetoresistive Sensoreinrichtung vorgesehen ist. Eine solche magnetoresistive Sensoreinrichtung kann z.B. zur Detektierung des Schärfegrades oder zur Detektierung des Werkstoffes der Trennmesser vorgesehen sein. Die vorgeschlagene Lösung weist mehrere Vorteile auf. Erstens kann die magnetoresistive Sensoreinrichtung, welche selbst einen Magneten aufweist, durch den Magneten vor den Schleifpartikeln geschützt werden, indem die Schleifpartikel an dem Magneten anhaften statt an der Sensoreinrichtung. Zweitens weist die Lösung einen Vorteil für den Fall auf, dass die Sensoreinrichtung zur Detektierung des Schärfegrades des Trennmessers vorgesehen ist, da das Trennmesser in diesem Fall durch den Magneten vormagnetisiert werden kann, wodurch wiederum das von der Sensoreinrichtung erzeugte Signal verstärkt werden kann.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt:
-
1: Tabakschneidevorrichtung mit einer Messertrommel und zwei Magnetstäben in einer Schrägansicht; und
-
2: Ausschnitt einer Tabakschneidevorrichtung mit einer Schleifeinrichtung in Schnittdarstellung.
-
In der 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Tabakschneidevorrichtung mit einer in einem Rahmen 1 drehbar um eine Drehachse B in Drehrichtung A antreibbaren Messertrommel 2 zu erkennen. Die Messertrommel 2 weist eine zylindrische Formgebung mit einer Mantelfläche mit einem im Wesentlichen konstanten Durchmesser auf, an der acht radial nach außen vorstehende Trennmesser 3 vorgesehen sind, wovon nur eines zu erkennen ist. Die Trennmesser 3 weisen eine gerade Schnittkante auf, welche parallel zu der Längsrichtung der Mantelfläche der Messertrommel 2 und parallel zu der Drehachse B der Messertrommel 2 ausgerichtet ist. Der nicht dargestellte Tabakkuchen wird der Messertrommel 2 in der Darstellung der 1 von der Hinterseite zugeführt und zwar senkrecht zu der Drehachse B, so dass die Trennmesser 3 während der Drehbewegung der Messertrommel periodisch an der Stirnseite des Tabakkuchens kurze Tabakfasern abschneiden.
-
Ferner ist an der Tabakschneidevorrichtung eine schematisch dargestellte Schleifeinrichtung 6 mit einer rotatorisch antreibbaren Schleifscheibe zu erkennen, an der die Trennmesser 3 während des Umlaufens der Messertrommel 2 vorbeigeführt werden, welche zudem in Längsrichtung der Schnittkante das daran vorbeigeführten Trennmessers 3 verfahrbar sein kann. Während des Nachschleifens werden Schleifpartikel von dem Trennmesser 3 gelöst, welche die Tabakschneidevorrichtung verschmutzen. In Drehrichtung A stromabwärts zu der Schleifeinrichtung 6 ist ferner ein erster Magnet 4 vorgesehen, an dem die Trennmesser 3 nach dem Schleifen vorbeigeführt werden, bevor sie durch die Stirnseite des Tabakkuchens schneiden. Dabei werden die noch an den Trennmessern 3 anhaftenden Schleifpartikel von dem ersten Magneten 4 angezogen, also praktisch von dem ersten Magneten 4 nach Art eines Magnetabscheiders gereinigt. Dabei ist es wichtig, dass die Trennmesser 3 und damit auch die beim Schleifen entstehenden Schleifpartikel magnetisch sind, so dass sie von dem ersten Magneten 4 angezogen werden. Ferner ist stromabwärts der Drehrichtung A zu dem nicht dargestellten Schnittbereich des Tabakkuchens vor der Schleifeinrichtung 6 ein zweiter Magnet 5 vorgesehen, die Schleifeinrichtung 6 ist damit praktisch zwischen dem ersten Magneten 4 und dem zweiten Magneten 5 angeordnet. Ferner ist zwischen dem ersten Magneten 4 und dem Schnittbereich des Tabakkuchens eine magnetoresistive Sensoreinrichtung 8 mit einer oder mehreren Sensorzellen vorgesehen, welche mit ihren Sensorflächen radial nach innen in Richtung der Mantelfläche der Messertrommel 2 gerichtet sind. Die magnetoresistive, vorzugsweise anisotrope magnetoresistive Sensoreinrichtung 8 weist einen Permanentmagneten und eine Sensorfläche mit vier in einer Wheatstoneschen Brückenschaltung angeordneten Widerständen auf, deren Widerstand sich abhängig von dem Einfluss eines externen Magnetfeldes ändert. Da die Trennmesser 3 magnetisch sind, erzeugen sie beim Passieren der Sensoreinrichtung 8 ein eigenes Magnetfeld, welches in der Form von der Geometrie der Schnittkante bzw. von dem Verschleiß des Trennmessers 3 abhängig ist. Damit ändert sich das Signal der Sensoreinrichtung 8 mit zunehmendem Verschleiß der Schnittkante, wodurch ein unmittelbarer Rückschluss auf den Schärfegrad der Schnittkante möglich ist.
-
Der erste Magnet 4 dient in erster Linie dazu, die erzeugten Schleifpartikel zu sammeln und dadurch die in die Tabakfasern eingebrachte Menge an Schleifpartikeln zu verringern. Da der erste Magnet in Drehrichtung A der Messertrommel 2 stromabwärts zu der Schleifeinrichtung 6 und vor der Sensoreinrichtung 8 angeordnet ist, kann außerdem die Menge der an der Sensoreinrichtung 8 anhaftenden Schleifpartikel verringert werden. Die Sensoreinrichtung 8 wird durch die Anordnung des ersten Magneten 4 praktisch vor den Schleifpartikeln geschützt. Außerdem werden die Trennmesser 3 beim Passieren des ersten Magneten 4 vormagnetisiert, wodurch das Signal der Sensoreinrichtung 8 verstärkt wird.
-
Die Sensoreinrichtung 8 ist als eine Leiste mit mehreren daran angeordneten Sensorzellen ausgebildet, welche mit ihren Enden an dem Rahmen 1 befestigt ist. Die Leiste ist dabei parallel zu der Drehachse und parallel zu der Mantelfläche der Messertrommel 2 ausgerichtet, wobei die Sensorzellen wiederum so angeordnet sind, dass sie einen möglichst identischen Abstand zu der Mantelfläche und damit auch zu den Schnittkanten der vorbeigeführten Trennmesser 3 aufweisen. Damit sind die Signale der Sensorzellen bei neuen bzw. frisch geschliffenen Trennmessern 3 identisch, sofern die Geometrien der Abschnitte der Schnittkanten, auf welche die Sensorzellen gerichtet sind, identisch sind.
-
Der erste Magnet 4 und der zweite Magnet 5 sind jeweils durch einen Magnetstab oder eine Magnetleiste gebildet und mit ihren Endabschnitten an dem Rahmen 1 der Tabakschneidevorrichtung befestigt. Die Magnetstäbe weisen jeweils eine Mehrzahl von identisch ausgerichteten Einzelmagneten auf, so dass sich um die Magnetstäbe in Richtung der Längsachsen der Magnetstäbe ein möglichst homogenes Magnetfeld ergibt. Die Magnetstäbe sind jeweils parallel zu der Drehachse B und zu der Mantelfläche der Messertrommel 2 ausgerichtet, so dass sie in Längsrichtung in etwa einen konstanten Abstand zu der Mantelfläche der Messertrommel 2 aufweisen.
-
Da die Trennmesser 3 ihrerseits eine zu der Mantelfläche und der Drehachse B der Messertrommel 2 parallele gerade Schnittkante aufweisen, sind die Magnetstäbe und die Sensorzellen der Sensoreinrichtung 8 ebenfalls in einem konstanten Abstand zu den vorbeigeführten Schnittkanten der Trennmesser 3 angeordnet.
-
Es sind grundsätzlich auch Messertrommeln anderer Formgebung bekannt und verwendbar, wie z.B. eine Messertrommel in Form einer rotierenden Scheibe, an deren Stirnseite das oder die Trennmesser in Axialrichtung vorstehen. Einer solchen Messertrommel wird der Tabakkuchen auf die Stirnseite zugeführt, so dass das oder die Trennmesser die Tabakfasern nach dem im Hause der Anmelderin als „Gurkenschneiderprinzip“ bezeichneten Schnittvorganges abschneiden. Bei einer derartigen Messertrommel müssten die Magnetstäbe und/oder die Sensoreinrichtung dann in Anpassung an die Geometrie und die Bewegung der Trennmesser ebenfalls parallel zu den Schnittkanten der Trennmesser senkrecht zu der Drehachse angeordnet werden.
