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Die Erfindung betrifft eine Dosiereinrichtung, ausgebildet und eingerichtet zum Dosieren von Tabak, umfassend einen Stauschacht zum Aufnehmen und Leiten des Tabaks in Richtung einer Dosierwalze, die Dosierwalze zum Abnehmen und Weiterleiten des Tabaks aus dem Stauschacht und eine Schlägerwalze zum Ausschlagen des Tabaks aus der Dosierwalze.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Dosieren von Tabak, umfassend die Schritte: Befüllen eines Stauschachts mit Tabak, Leiten des Tabaks in den Bereich einer Dosierwalze, Abnehmen und Weiterleiten des Tabaks aus dem Stauschacht mittels der Dosierwalze, und Ausschlagen des Tabaks aus der Dosierwalze mittels einer Schlägerwalze.
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Solche Dosiereinrichtungen und Verfahren kommen in der Tabak verarbeitenden Industrie zum Einsatz. Die Dosiereinrichtungen sind bevorzugt Bestandteil einer Verteilereinrichtung, können jedoch auch als eigenständige Einheit oder in anderen Maschinen der Tabak verarbeitenden Industrie zum Einsatz kommen. Bei der Herstellung von Zigaretten wird Tabak, vorzugsweise gesichteter Tabak, beispielsweise innerhalb der Verteilervorrichtung über einen Steilförderer dem Stauschacht der Dosiereinrichtung zugeführt. Hinter dem Stauschacht kann der Tabak mittels eines Rüttelschachts optional noch aufgelockert werden. Hinter dem Stauschacht bzw. dem Rüttelschacht wird der Tabak dann quasi abgezogen und beispielsweise über einen Wälzraum einem Strangförderer oder dergleichen zugeführt. Zum Abziehen des Tabaks aus dem Stauschacht bzw. Rüttelschacht wird üblicherweise ein Walzenpaar eingesetzt. In Transportrichtung T des Tabaks trifft dieser hinter dem Stauschacht/Rüttelschacht zunächst auf die Dosierwalz, die den Tabak aus dem Stauschacht/Rüttelschacht löst/abnimmt und weiterleitet. Mittels der Schlägerwalze wird der Tabak dann aus der Dosierwalze herausgeschlagen und einer nachgeordneten Weiterverarbeitung zugeführt. Üblicherweise wird als Dosierwalze eine Nadel- oder Stachelwalze eingesetzt, mittels der der Tabak aus dem Stauschacht/Rüttelschacht abgenommen wird. Durch die Nadel/Stachelkonstruktion der Dosierwalze verfangen sich die Tabakfasern in der Dosierwalze und müssen dann von der Schlägerwalze im wahrsten Sinne des Wortes aus der Dosierwalze geschlagen werden.
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Bei den bekannten Dosiereinrichtungen und Verfahren kann das Dosieren des Tabaks für eine Tabaksorte aufgrund auf diese angepasster konstanter Drehzahlen der Dosierwalze produktbelastend erfolgen. Das bedeutet, dass das Dosieren unabhängig von der Menge des Tabaks und/oder von der Dichte des Tabaks innerhalb des Stauschachts/Rüttelschachts und anderen Parametern für eine Tabaksorte stets in gleicher Weise erfolgt. Die Drehzahl bzw. Rotationsgeschwindigkeit der Dosierwalze ist nämlich nicht direkt auf die jeweiligen Produktionsbedingungen und die individuellen Parameter des Tabaks einer Tabaksorte angepasst, was zu einer Belastung der Tabakfasern und damit zu deren Beschädigung führen kann. Auch kann das Herausschlagen des Tabaks aus der Dosierwalze zu einer Beschädigung der Tabakfasern führen.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine einfache und die Tabakfasern schonende Dosiereinrichtung zu schaffen. Des Weiteren besteht die Aufgabe darin, ein entsprechendes Verfahren vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Dosiereinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass im Austrittsbereich des Tabaks aus dem Stauschacht ein Auslenkelement derart angeordnet ist, dass es durch den aus dem Stauschacht kommenden Tabak auslenkbar ist, wobei das Auslenkelement an eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit für die Dosierwalze angeschlossen ist. Mit anderen Worten erzeugt das Auslenkelement in Abhängigkeit der Größe der Auslenkung ein individuelles Eingangssignal, das an die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit weitergeleitet wird. Dadurch, dass sowohl das Auslenkelement als auch die Dosierwalze an die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit angeschlossen sind, kann eine gesteuerte und/oder geregelte Abnahme des Tabaks aus dem Stauschacht durch die Dosierwalze durch die Steuerung und/oder Regelung der Rotationsgeschwindigkeit sichergestellt werden. Anders ausgedrückt gewährleistet die erfindungsgemäße Ausbildung eine kontrollierte und produktschonende Dosierung des Tabaks.
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Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass dem Stauschacht eine Vibrationseinrichtung zum Verdichten des Tabaks im Stauschacht zu einem Tabakkuchen zugeordnet ist, und dass die Vibrationseinrichtung über das Auslenkelement mittels der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit steuer- und/oder regelbar ist. Dadurch, dass auch die Vibrationseinrichtung an die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit angeschlossen ist, kann eine gesteuerte und/oder geregelte Verdichtung des Tabaks im Stauschacht durch das Steuern und/oder Regeln der Frequenz sichergestellt werden.
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Vorzugsweise ist das Auslenkelement im Übergangsbereich zwischen der Dosierwalze und der Schlägerwalze angeordnet. Durch die Positionierung des Auslenkelementes im Übergangsbereich der beiden Walzen kann eine gezielte und präzise Steuerung und/oder Regelung erreicht werden.
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Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierwalze und/oder die Vibrationseinrichtung in Abhängigkeit der Größe der Auslenkung des Auslenkelementes steuer- und/oder regelbar sind. Dadurch, dass die Größe der Auslenkung des Auslenkelementes durch den Tabak bzw. Tabakkuchen bestimmt wird, nämlich insbesondere durch dessen Größe und/oder Dichte, kann eine individuelle und produktschonende Steuerung und/oder Regelung der an der Dosierung beteiligten Komponenten erreicht werden.
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Vorteilhafterweise ist die Drehzahl der Dosierwalze in Abhängigkeit der Größe der Auslenkung steuer- und/oder regelbar. Bei einer großen Auslenkung, gleichbedeutend mit einer hohen Dichte des Tabaks bzw. Tabakkuchens, kann die Rotationsgeschwindigkeit der Dosierwalze gesteuert und/oder geregelt werden, vorzugsweise heruntergeregelt werden, um eine produktschonende Abnahme und Weiterleitung des Tabaks aus dem Stauschacht sicherzustellen. Bei einer kleinen Auslenkung des Auslenkelementes kann die Steuerung und/oder Regelung in umgekehrter Weise erfolgen. Diese Steuerung und/oder Regelung kann quasi online erfolgen, um gleichbleibende Produktionsbedingungen sowie individuell an das jeweils zu verarbeitende Material angepasste Bedingungen zu schaffen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Frequenz der Vibrationseinrichtung in Abhängigkeit der Größe der Auslenkung steuer- und/oder regelbar. Bei einer großen Auslenkung, gleichbedeutend mit einer hohen Dichte des Tabakkuchens, kann die Frequenz der Vibration gesteuert und/oder geregelt werden, vorzugsweise heruntergeregelt werden, um die Dichte des Tabakkuchens auf einem konstanten Wert zu halten. Bei einer kleinen Auslenkung des Auslenkelementes kann die Steuerung und/oder Regelung in umgekehrter Weise erfolgen. Diese Steuerung und/oder Regelung kann quasi online erfolgen, um gleichbleibende Produktionsbedingungen sowie individuell an das jeweils zu verarbeitende Material angepasste Bedingungen zu schaffen.
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Zweckmäßigerweise ist das Auslenkelement ein Andruckblech, wobei das Maß der Auslenkung durch die Dichte des Tabakkuchens bestimmt wird. Damit ist eine besonders einfache und zuverlässige Ausführung eines Auslenkelementes zur Regelung der Produktionsbedingungen, nämlich Steuerung und/oder Regelung der Drehzahl der Dosierwalze und der Frequenz der Vibrationseinrichtung, zur Verfügung gestellt.
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Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Dosierwalze als nadel- und stachelfreie Profilwalze und die Schlägerwalze als eine mit Nadeln und/oder Stacheln versehene Ausstreichwalze ausgebildet ist. Dadurch, dass die Dosierwalze eine Profilwalze ist, kann der Tabak zunächst schonend aus dem Stauschacht abgenommen und weitergeleitet werden. Des Weiteren legt sich der abgenommene Tabak wie eine Art Vlies auf die Mantelfläche. Dies ermöglicht es der Ausstreichwalze, den Tabak von der Oberfläche heraus- bzw. abzustreichen, was eine Zerstörung der Tabakfasern bei der Dosierung vermeidet.
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Vorteilhafterweise ist die Dosierwalze an ihrer Umfangsfläche mit einem Sägezahnprofil versehen, dessen Profil derart gerichtet ist, dass der Tabak beim Abnehmen aus dem Stauschacht über den schrägen Rücken des jeweiligen Sägezahns gleitet. Mit dieser Ausführungsform ist ein besonders geeignetes Profil beschrieben, das einerseits das zuverlässige Abnehmen des Tabaks aus dem Stauschacht ermöglicht und andererseits das produktschonende Abstreichen des abgenommenen Tabaks von der Dosierwalze erleichtert.
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Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den eingangs genannten Schritten dadurch gelöst, dass der Tabak beim Austreten aus dem Stauschacht ein Auslenkelement auslenkt, wobei die Auslenkung des Auslenkelementes ein Eingangssignal an eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit liefert, mittels der die Dosierwalze gesteuert und/oder geregelt werden.
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Vorteilhafterweise wird der Tabak in dem Stauschacht mittels einer Vibrationseinrichtung zu einem Tabakkuchen verdichtet, wobei die Vibrationseinrichtung über das Auslenkelement durch die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit gesteuert und/oder geregelt wird.
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Bevorzugt werden die Drehzahl der Dosierwalze und/oder die Frequenz der Vibrationseinrichtung in Abhängigkeit der Größe der Auslenkung des Auslenkelementes gesteuert und/oder geregelt. Vorteilhafterweise wird das Maß der Auslenkung durch die Menge des Tabaks bzw. die Dichte des Tabakkuchens bestimmt. Je mehr Tabak fließt bzw. je dichter der Tabaks bzw. Tabakkuchen ist, desto größer ist die Auslenkung. Die Dichte des Tabaks bzw. Tabakkuchens wird wiederum durch die Frequenz der Vibrationseinrichtung bestimmt. Je größer die Auslenkung ist, also mit steigender Dichte des Tabakkuchens, desto langsamer dreht sich die Dosierwalze. Damit ist eine Material schonende Dosierung des Tabaks gewährleistet.
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Eine besonders bevorzugte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der Tabak vom Tabakkuchen hinter dem Stauschacht mittels einer nadel- und stachelfreien Profilwalze abgenommen wird, wobei der Tabak über das Profil der Profilwalze gleitet, und der Tabak dann mittels einer mit Nadeln und/oder Stacheln versehenen Ausstreichwalze von der Mantelfläche der Profilwalze abgestrichen wird. Mit diesem Verfahren wird erreicht, dass die Tabakfasern vorsichtig vom Tabakkuchen gelöst werden, indem das sich auf der Oberfläche der Profilwalze bildende Tabakvlies von der Ausstreichwalze schonend abgestrichen wird.
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Die sich daraus ergebenden Vorteile wurden bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung, die sich insbesondere zur Durchführung des Verfahrens eignet, beschrieben, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Passagen verwiesen wird.
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Weitere zweckmäßige und/oder vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung mit einem minimal ausgelenkten Auslenkelement,
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2 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung mit einem weiter ausgelenkten Auslenkelement, und
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3 die Dosiereinrichtung gemäß 2 mit einem maximal ausgelenkten Auslenkelement.
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Die in der Zeichnung dargestellte Dosiereinrichtung dient zum Dosieren von Tabak in einer Verteilervorrichtung für die Herstellung von Zigaretten.
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In der 1 ist eine Dosiereinrichtung 10 dargestellt, die zum Dosieren von Tabak ausgebildet und eingerichtet ist und einen Stauschacht 11 zum Aufnehmen und Leiten des Tabaks in Richtung einer Dosierwalze 12, die Dosierwalze 12 zum Abnehmen und Weiterleiten des Tabaks aus dem Stauschacht 11 und eine Schlägerwalze 13 zum Ausschlagen des Tabaks aus der Dosierwalze 12 umfasst. Durch die Rotation der Dosierwalze 12 mittels eines nicht dargestellten Antriebs greift die Dosierwalze 12 am aus dem Stauschacht 11 nachrückenden Tabak an und nimmt dabei den Tabak von diesem ab und leitet ihn weiter an die Schlägerwalze 13, die ihrerseits mittels eines nicht dargestellten Antriebs rotierend antreibbar ist. Dadurch, dass die Schlägerwalze 13 mit der Dosierwalze 12 zumindest im Betrieb der Dosiereinrichtung 10 in Wirkverbindung, also in Wirkeingriff gelangt, steht, wird der Tabak von der Dosierwalze 12 gelöst und durch die Schlägerwalze 13 zu einer nachgeordneten Weiterverarbeitung weitergeleitet.
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Diese Dosiereinrichtung 10 zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass im Austrittsbereich des Tabaks aus dem Stauschacht 11 ein Auslenkelement 15 derart angeordnet ist, dass es durch den aus dem Stauschacht 11 kommenden Tabak auslenkbar ist, wobei das Auslenkelement 15 an eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 16 für die Dosierwalze 12 angeschlossen ist. Das Auslenkelement 15 bildet somit zusammen mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 16 und der Dosierwalze 12 einen Steuer- und/oder Regelkreis, der durch kabelgebundene und/oder kabellose Verbindungen geschlossen ist.
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Die im Folgenden beschriebenen Merkmale und Weiterbildungen stellen für sich betrachtet oder in Kombination miteinander bevorzugte Ausführungsformen dar. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass Merkmale, die in den Ansprüchen und/oder der Beschreibung zusammengefasst oder in einer gemeinsamen Ausführungsform beschrieben sind, auch funktional eigenständig die weiter oben beschrieben Dosiereinrichtung 10 weiterbilden können.
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Bevorzugt ist dem Stauschacht 11 eine Vibrationseinrichtung 14 zum Verdichten des Tabaks im Stauschacht 11 zu einem Tabakkuchen zugeordnet, wie aus den 2 und 3 hervorgeht. Dadurch, dass die Vibrationseinrichtung 14 den Stauschacht 11 mit einer Frequenz f beaufschlagt, verdichtet sich der an den bzw. in den Stauschacht 11 gelieferte Tabak zu einer im wesentlichen homogenen Dichte. In der dargestellten Ausführungsform ist die Vibrationseinrichtung 14 z. B. als ein am Stauschacht 11 anliegender Vibrationsrahmen 17 ausgebildet. Andere geeignete Vibrationseinrichtungen 14, beispielsweise Rüttelelemente oder dergleichen sind aber ebenfalls einsetzbar, solange die Frequenz auf den Stauschacht 11 und damit auf den darin befindlichen Tabak zu dessen Verdichtung übertragbar ist. Die Vibrationseinrichtung 14 ist ebenfalls mittels der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 16 steuer- und/oder regelbar. Mit anderen Worten ist die Vibrationseinrichtung 14 in den Steuer- und/oder Regelkreis eingebunden.
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Das Auslenkelement 15 ist im Übergangsbereich zwischen der Dosierwalze 12 und der Schlägerwalze 13 angeordnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Dosierwalze 12 einen kleineren Durchmesser auf als die Schlägerwalze 13. Der Drehpunkt I der Dosierwalze 12 liegt oberhalb und seitlich versetzt zum Drehpunkt II der Schlägerwalze 13. Dadurch ist eine Art Einzugskeil K zwischen den beiden Walzen gebildet, in den der Stauschacht 11 mündet. In den Bereich dieses Einzugskeils K ragt das Auslenkelement 15 hinein, so dass das Austreten des Tabaks bzw. Tabakkuchens aus dem Stauschacht 11 zwangsläufig zu einer Auslenkung des Auslenkelementes 15 führt.
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Die Dosierwalze 12 und/oder die Vibrationseinrichtung 14 sind in Abhängigkeit der Größe der Auslenkung des Auslenkelementes 15 steuer- und/oder regelbar. Genauer ist die Drehzahl der Dosierwalze 12 in Abhängigkeit der Größe der Auslenkung steuer- und/oder regelbar. Entsprechend ist die Frequenz der Vibrationseinrichtung 14 in Abhängigkeit der Größe der Auslenkung steuer- und/oder regelbar. Dazu sind die Dosierwalze 12 und die Vibrationseinrichtung 14 ebenso wie das Auslenkelement 15 über Signalleitungen 18 mit der Steuerungs- und Regelungseinheit 16 verbunden.
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In der Zeichnung ist das Auslenkelement 15 ein einfaches Andruckblech 19. Das Maß der Auslenkung des Andruckblechs 19 wird durch die Dichte des Tabaks bzw. Tabakkuchens bestimmt. Neben dieser mechanischen Ausführung des Auslenkelementes 15 können auch elektronische Auslenkkomponenten, wie z. B. Sensoren oder dergleichen als Auslenkelement 15 eingesetzt werden.
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Die Dosierwalze 12 ist vorzugsweise als nadel- und stachelfreie Profilwalze 20 und die Schlägerwalze 13 als eine mit Nadeln und/oder Stacheln versehene Ausstreichwalze 21 ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Dosierwalze 12 bzw. Profilwalze 20 an ihrer Umfangsfläche mit einem Sägezahnprofil 22 versehen, dessen Profil derart gerichtet ist, dass der Tabak beim Abnehmen aus dem Stauschacht über den schrägen Rücken des jeweiligen Sägezahns gleitet. Anstelle des Sägezahnprofils 22 kann die Profilwalze 20 auch eine wellige, riffelige oder anderweitig das Abnehmen des Tabaks vom Tabakkuchen und Weiterleiten des Tabaks ermöglichende Struktur aufweisen.
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Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Zeichnung näher erläutert:
Das Verfahren dient zum Dosieren von Tabak. Dazu wird der Stauschacht 11 der Dosiereinrichtung 10 mit Tabak befüllt. Vorzugsweise fallen die gesichteten oder ungesichteten Tabakfasern von oben in den Stauschacht 11. Das Befüllen des Stauschachtes 11 kann aktiv z. B. durch eine eingangsseitig am Stauschacht 11 angeordnete Zellradschleuse oder dergleichen unterstützt werden. Der Tabak wird innerhalb des Stauschachtes 11 in den Bereich der Dosierwalze 12 geleitet und dann mittels der Dosierwalze 12 aus dem Stauschacht 11 abgenommen und weitergeleitet. Der von der Dosierwalze 12 aus dem Stauschacht gelöste und durch die Drehung der Dosierwalze 12 weitergeleitete Tabak wird anschließend durch die ebenfalls drehende Schlägerwalze 13 aus der Dosierwalze 12 ausgeschlagen, nämlich entfernt.
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Erfindungsgemäß lenkt der Tabak beim Austreten aus dem Stauschacht 11 ein Auslenkelement 15 aus, wobei die Auslenkung des Auslenkelementes 15 ein Eingangssignal an eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 16 liefert, mittels der die Dosierwalze 12 gesteuert und/oder geregelt wird. Anders ausgedrückt erkennt das Auslenkelement 15 die Veränderung des Tabaks, nämlich insbesondere die Menge und/oder Dichte des Tabaks anhand der Größe der Auslenkung, und gibt diese Information an die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 16 weiter. Die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 16 kann diese Information verarbeiten und entsprechend regelnd in den Prozess eingreifen. Dabei wird die Drehzahl der Dosierwalze 12 in Abhängigkeit der Größe der Auslenkung des Auslenkelementes 15 gesteuert und/oder geregelt. Wie erwähnt, wird das Maß der Auslenkung durch die Tabakmenge und/oder Dichte des Tabaks bestimmt. Ein hochverdichteter Tabak bzw. eine große Tabakmenge lenkt stärker aus als ein niedrig verdichteter Tabak bzw. eine kleine Tabakmenge.
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Vorzugsweise wird in dem Stauschacht 11 der Tabak zu einem Tabakkuchen verdichtet, indem der Stauschacht 11 durch eine Vibrationseinrichtung 14 mit einer Frequenz beaufschlagt wird. Durch das Vibrieren verdichten sich die Tabakfasern zu dem Tabakkuchen. Die Auslenkung des Auslenkelementes 15 liefert das Eingangssignal an die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 16, mittels der dann nicht nur die Dosierwalze 12 sondern auch die Vibrationseinrichtung 14, nämlich die Frequenz der Vibrationseinrichtung 14 gesteuert und/oder geregelt wird.
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Der Tabak wird vom Tabakkuchen hinter dem Stauschacht 11 mittels einer nadel- und stachelfreien Profilwalze 20 abgenommen. Durch die Drehung der Profilwalze 20 werden die Tabakfasern wieder aus dem Tabakkuchen gelöst. Dabei gleitet der Tabak über das Profil der Profilwalze 20. Für den Fall, dass ein Sägezahnprofil 22 auf der Mantelfläche der Profilwalze 20 ausgebildet ist, gleitet der abgenommene Tabak über den schrägen Rücken jedes Sägezahns. Durch die Drehung der Profilwalze 20 gelangt der Tabak in den Wirkungsbereich der mit Nadeln und/oder Stacheln versehenen Ausstreichwalze 21, die den Tabak dann schonend von der Mantelfläche der Profilwalze 20 streicht.
