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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von kleinteiligem Tabakgut sowie eine Einrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum Herstellen von kleinteiligem Tabakgut. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer solchen Einrichtung.
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Tabakblätter bestehen aus Blatttabak, der Lamina, und Tabakrippen bzw. -stängeln. Zur weiteren Verarbeitung wird die Lamina von den Tabakrippen getrennt. Während der Tabakvorbereitung werden die Tabakrippen und der Blatttabak getrennt voneinander behandelt. Üblicherweise wird die Lamina konditioniert, d.h. einer Feuchte- und Wärmebehandlung unterworfen, sowie anschließend geschnitten und getrocknet. In weiteren Verfahrensschritten werden die Tabakrippen und das geschnittene Blattmaterial wieder miteinander gemischt, zur weiteren Verarbeitung z.B. aromatisiert und schließlich zu einem Tabakstrang weiterverarbeitet.
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Ein Verfahren, um die Lamina des Tabakblatts von den Rippen und Stängeln zu trennen, ist das Dreschen der Tabakblätter. Die Lamina wird hierbei von den Stängeln und Rippen abgeschlagen. Es entsteht bei diesem Verfahren jedoch ein nicht zu vernachlässigender Anteil sehr kleiner Tabakkleinteile und Tabakstaub, deren Präsenz im Tabakmaterial unerwünscht ist bzw. gewisse Grenzen nicht überschreiten sollte. Dieses Tabakmaterial wird also aus dem Prozess entfernt und in einem aufwändigen Verfahren rekonstituiert. Die so hergestellte Tabakfolie kann der Tabakproduktion wieder hinzugefügt werden, denn bei den meisten Produktionsverfahren der Tabak verarbeitenden Industrie wird eine vollständige Verwertung des Rohmaterials angestrebt, vor allem im Hinblick auf dessen hohe Kosten.
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Ferner ist es bekannt, die Tabakblätter zu schneiden, um gleich große Stücke zu erhalten. Ein Verfahren, bei dem Tabakblätter in Längs- und Querrichtung mithilfe zweier separater Schneidvorrichtungen, nämlich eines Längs- und eines Querschneiders, geschnitten werden, ist beispielsweise aus
US 3,128,775 bekannt. Bei den in zwei separaten Arbeitsschritten hergestellten Tabakstückchen, welche bevorzugt quadratisch sind, entstehen sowohl Stückchen, welche ausschließlich aus Lamina bestehen, und auch solche, welche einen mehr oder weniger großen Anteil eines Tabakblattstängels oder eines Rippenstücks enthalten. Gemäß
US 3,128,775 werden diese beiden Fraktionen separiert. Die rippenhaltigen Stücke werden gedroschen, um das Lamina von den Rippen zu lösen.
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Ein ähnliches Verfahren ist auch aus
DE 2 921 025 bekannt. Zum Verarbeiten von Tabakblättern zu Zigarettentabak wird das Tabakblatt zunächst geschnitten. Die entstehenden Tabakteilchen werden durch Luft gesichtet, um Lamina-Teilchen von rippenhaltigen Teilchen zu trennen. Die rippenhaltigen Tabakteilchen werden anschließend ebenfalls gedroschen, um das Lamina zu gewinnen. Die rippenfreien Tabakstückchen können dem Strangprozess zur Zigarettenherstellung zugeführt werden, ggf. nach vorheriger Konditionierung und/oder Lagerung.
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Um die bereits erwähnte Tabakfolie aus rekonstituiertem Tabak der Zigarettenherstellung zuzuführen, ist es erforderlich, diese zu zerkleinern. Hierzu schlägt
EP 0 150 473 eine Vorrichtung vor, welche eine Messerwalze umfasst, die mit einem feststehenden Gegenmesser zusammenwirkt. Die Tabakfolie wird dieser Anordnung in einer Förderrichtung zugeführt und in einem ersten Schneidvorgang zwischen dem rotierenden Messer und dem feststehenden Gegenmesser quer zur Förderrichtung geschnitten. Anschließend erfolgt der Vorschub der Tabakfolie in Förderrichtung, so dass ein späterer zweiter Schnitt der Tabakfolie, bei der die rotierende Messeranordnung erneut mit dem feststehenden Gegenmesser zusammenwirkt, zu einem Abtrennen einer Vielzahl einzelner Stückchen der Tabakfolie führt. Mit anderen Worten werden die Tabakstückchen im ersten Schneidvorgang auf ihrer einen Seite und im zweiten Schneidvorgang an ihrer gegenüberliegenden Seite geschnitten. An ihren seitlichen Kanten erfolgt mit jedem Schneidvorgang ein Schnitt entsprechend ihrer halben Länge.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen von kleinteiligem Tabakgut sowie eine Einrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum Herstellen von kleinteiligem Tabakgut sowie die Verwendung einer solchen Einrichtung anzugeben, wobei eine Verbesserung im Hinblick auf die Flexibilität und die Effizienz der Herstellung des kleinteiligen Tabakguts erreicht werden soll.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen von kleinteiligem Tabakgut, welches die folgenden Schritte umfasst:
- – Fördern eines bereitgestellten flachen Ausgangsmaterials aus Tabak in einer Bearbeitungsebene zu einer Stanzstation,
- – Ausstanzen zumindest eines Tabakteilchens aus dem Ausgangsmaterial mit einem Stanzwerkzeug der Stanzstation,
- – Bereitstellen einer Vielzahl ausgestanzter Tabakteilchen als kleinteiliges Tabakgut.
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Im Kontext der vorliegenden Beschreibung wird unter „Ausstanzen“ verstanden, dass ein Flachteil, in diesem Fall das Tabakteilchen, aus einem Ausgangsmaterial mithilfe eines Stanzwerkzeuges durch Pressen oder auf Schlag gefertigt wird. Dabei wird das Ausgangsmaterial zwischen das Stanzwerkzeug und ein Gegenstück gebracht und der zur Bearbeitung notwendige Druck auf das zwischen dem Stanzwerkzeug und dem Gegenstück befindliche Ausgangsmaterial ausgeübt. Das Gegenstück ist nicht Teil des Stanzwerkzeugs. Das Stanzwerkzeug umfasst ein Stanzmesser, beispielsweise ein Band aus Kohlenstoffstahl. Entlang einer Schneidlinie des Stanzmessers, wird das Flachteil durch Scherschneiden aus dem Ausgangsmaterial herausgetrennt. Das Flachteil wird durch einen oder mehrere Stanzvorgänge aus dem Ausgangsmaterial herausgetrennt. Pro Stanzvorgang werden ein, bevorzug jedoch eine Vielzahl von Flachteilen, hergestellt. Das hergestellte Produkt, wird sofern notwendig, aus dem Stanzwerkzeug ausgeworfen, beispielsweise mittels Druckluft, einer federgelagerten Auswurfplatte oder mittels einer elastischen Masse. Beispielsweise ist ein Gummimaterial in den Zwischenräumen des Stanzmessers vorgesehen, welches beim Stanzvorgang komprimiert wird. Nach Beendigung des Stanzvorgangs relaxiert das elastische Material und das Flachteil wird ausgeworfen.
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Vorteilhaft bietet das Verfahren zum Herstellen von kleinteiligem Tabakgut gemäß Aspekten der Erfindung die folgenden Vorteile. Beim Ausstanzen der Tabakteilchen entstehen weder Tabakstaub noch andere kleine Tabakteilchen als Nebenprodukte, welche entweder für den Prozess verloren sind oder aufwendig rekonstituiert werden müssen. Der Tabak wird weniger durch Tabakstaub belastet, beim Herstellungsprozess treten weniger unerwünschte Nebenprodukte auf. Somit ist das Ausstanzen der Tabakteilchen hocheffizient und sehr ökonomisch.
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Außerdem ist das Ausstanzen der Tabakteilchen für das Tabakmaterial sehr schonend. Die Tabakblätter werden nur geringen mechanischen Belastungen ausgesetzt.
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Ein weiterer wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass das Stanzwerkzeug die Form und Größe der ausgestanzten Tabakteilchen definiert. So wird einerseits die Möglichkeit geschaffen, Tabakteilchen in praktisch beliebiger Form und Größe herzustellen. Andererseits ist es möglich, durch einen entsprechenden Aufbau des Stanzwerkzeugs eine Form- und Größenverteilung der Tabakteilchen einzustellen.
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Indem Form und Größe der Tabakteilchen maßgeschneidert eingestellt werden, wird die Möglichkeit geschaffen, diese direkt dem Strangprozess bei der Zigarettenherstellung zuzuführen. Es sind weitere Konditionierungs- und Aufbereitungsschritte möglich, auf das Schneiden des Tabakguts kann jedoch verzichtet werden. Die Form der hergestellten Tabakteilchen kann außerdem im Hinblick auf ihre Eigenschaften in den sich anschließenden Prozessschritten optimiert werden. Beispielsweise wird eine Form gewählt, die beim Trocknen und Expandieren eine gewünschte Volumenvergrößerung ergibt. Diese ist durch die dreidimensionale Mikrostruktur des einzelnen Tabakteilchens bestimmt, welches sich beispielsweise verdrillt oder krümmt. Ferner können Formen von Tabakteilchen hergestellt werden, welche sich ineinander verhaken, so dass auf diese Weise das gewünschte Volumen erzeugt wird.
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Im Hinblick auf die Form- und Größenverteilung ist es beispielsweise möglich, ausschließlich Tabakteilchen herzustellen, die ihrer Größe und Form nach identisch sind. Das hergestellte Tabakgut ist also sehr homogen. Es ist möglich, einen Tabakstrang höchster Homogenität mit besten Qualitätswerten und hoher Laufsicherheit bereitzustellen. Die Homogenität ist auch für die Konditionierung des Tabakguts vorteilhaft, da bei einem homogenen Ausgangsmaterial sehr zuverlässig die erwarteten Ergebnisse erzielt werden.
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Ebenso ist es möglich, dass das Stanzwerkzeug so gestaltet wird, dass verschiedene Formen und/oder Größen von Tabakteilchen hergestellt werden. Die Form- und Größenverteilung kann wiederum im Hinblick auf die Volumeneigenschaften des hergestellten Tabakguts eingestellt werden. Ferner ist es möglich, zum Einstellen einer bestimmten Rezeptur, kleinteiliges Tabakgut verschiedener Tabaksorten und/oder verschiedener Formen und/oder Größen von Tabakteilchen miteinander zu vermischen. Auch hier wird wiederum eine sehr homogene qualitativ hochwertige Mischung zur Herstellung eines Tabakstrangs bereitgestellt.
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Schließlich ist das Stanzverfahren gemäß Aspekten der Erfindung mit geringem konstruktivem Aufwand zu realisieren. Dies betrifft insbesondere den Wechsel der ausgestanzten Formate und Größen der Tabakteilchen. Es ist lediglich notwendig, das Stanzwerkzeug, also ein Bauteil, zu wechseln, um unterschiedliche Größen und/oder Formen oder unterschiedliche Verteilungen von Größe und Form der Tabakteilchen zu realisieren.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist schließlich vorteilhaft für praktisch alle Tabaksorten geeignet und wird ferner bevorzugt für Tabakfolie, also rekonstituiertes Tabakmaterial, eingesetzt. Rekonstituierter Tabak, also Tabakfolie, ist vorteilhaft ohne weiteres in dem Stanzprozess verarbeitbar, obwohl seine mechanischen Eigenschaften sich von denen der Tabakblätter deutlich unterscheiden. Wird das aus Tabakfolie hergestellte Tabakgut anschließend mit dem Tabakgut vermischt, welches aus Tabakblättern hergestellt ist, so kann eine sehr homogene Mischung erzielt werden, da Größe und Form übereinstimmen oder zumindest sehr ähnlich sind. Mit anderen Worten wird die Möglichkeit geschaffen, das rekonstituierte Tabakmaterial im Tabakstrang sehr homogen zu verteilen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Verfahren dadurch fortgebildet, dass das Stanzwerkzeug ein Stanzmesser mit einer geschlossenen Schneidlinie umfasst, wobei eine Form des ausgestanzten Tabakteilchens durch die geschlossene Form der Schneidlinie festgelegt wird. Vorteilhaft wir durch den Einsatz eines solchen Stanzmessers die Möglichkeit geschaffen, die Form der ausgestanzten Tabakteilchen genau zu definieren. Dies betrifft nicht nur ihre Form, sondern auch ihre Größe. Es ist bevorzugt vorgesehen, dass das Stanzmesser derart ausgestaltet ist, dass in einem einzigen Stanzprozess oder -vorgang bevorzugt eine Vielzahl von Tabakteilchen herstellbar ist. Bei dem Stanzwerkzeug handelt es sich beispielsweise um eine Rollenstanze oder um eine Stanzplatte. Indem auf einer solchen Stanze verschiedene Stanzformen oder verschiedene Größen ein und derselben Stanzform vorgesehen werden, wird die erzeugte Mischung der Tabakteilchen eingestellt.
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Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass das zumindest eine Tabakteilchen in einem einzigen ununterbrochenen Arbeitsschritt aus dem Ausgangsmaterial ausgestanzt wird. Mit anderen Worten wird also das zumindest eine Tabakteilchen, bevorzugt mehrere Tabakteilchen, in einem einzigen Arbeitsschritt, d.h. in einem einzigen Stanz- oder Pressvorgang, ausgestanzt. Dies betrifft sowohl das Ausstanzen mithilfe einer Rollenstanze, als auch das Ausstanzen mithilfe eines Stempels. Während bei einem Ausstanzen mithilfe des Stempels die Schneidlinie entlang des Umfangs des Tabakteilchens praktisch zeitgleich an allen Punkten das Flachteil aus dem Ausgangsmaterial heraustrennt, verläuft bei einer Rollenstanze die Schneidlinie entlang einer Kontaktlinie zwischen der Rollenstanze und dem Gegenlager. Das Flachteil wird also gleichzeitig entlang eines oder mehrerer Punkte an seinem Umfang herausgetrennt. In beiden Fällen ist es ein einziger und ununterbrochener Prozess bzw. Schneidvorgang, in dem das Tabakteilchen aus dem Ausgangsmaterial herausgestanzt wird.
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Bevorzugt ist das Verfahren zum Herstellen von kleinteiligem Tabakgut dadurch fortgebildet, dass das Tabakteilchen durch kontinuierliches Scherschneiden entlang der geschlossenen Schneidlinie des Stanzwerkzeugs in dem einen Arbeitsschritt vollständig aus dem Ausgangsmaterial ausgestanzt wird. Gemäß der vorstehenden Ausführungsform wird das Tabakteilchen mit einem einzigen Stanzwerkzeug aus dem Ausgangsmaterial herausgetrennt. Es ist gemäß weiteren Ausführungsformen vorgesehen, dass in zwei aufeinanderfolgenden Stanzvorgängen das Tabakteilchen aus dem Ausgangsmaterial herausgetrennt wird. Bei einer solchen Ausführungsform würde das Ausstanzen nicht in einem einzigen ununterbrochenen Arbeitsschritt, sondern in zwei voneinander getrennten und separaten Arbeitsschritten, erfolgen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Ausgangsmaterial in mehreren einzelnen übereinandergelegten Lagen der Stanzstation zugeführt wird und bei jedem Ausstanzvorgang gleichzeitig mehrere deckungsgleich übereinanderliegende Tabakteilchen ausgestanzt werden. Vorteilhaft werden also mehrere Tabakteilchen gleichzeitig in einer einzigen Stanzform ausgestanzt. Dies erhöht den Durchsatz des Stanzverfahrens und somit die Effizienz. Die übereinandergelegten Lagen des Ausgangsmaterials, bei dem es sich beispielsweise um Tabakblätter oder um Tabakfolie handelt, sind nicht miteinander verpresst. So ist sichergestellt, dass sich die ausgestanzten Tabakteilchen nach dem Stanzvorganz problemlos voneinander lösen lassen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Verfahren dadurch fortgebildet, dass das Stanzmesser des Stanzwerkzeugs eine Vielzahl geschlossener Schneidlinien bereitstellt, die in einer gemeinsamen Stanzfläche des Stanzwerkzeugs angeordnet sind, wobei jede Schneidlinie eine abgeschlossene Tabakteilchen-Stanzfläche begrenzt und die Tabakteilchen-Stanzflächen die Stanzfläche des Stanzwerkzeugs lückenlos füllen.
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Mit anderen Worten ist die einzelne geometrische Form der Tabakteilchen-Stanzflächen so gewählt, dass diese Form geeignet ist, eine ebene Fläche lückenlos zu füllen. Geeignet sind beispielsweise Quadrate, Rechtecke oder auch eine L-förmige Geometrie. Ebenso geeignet sind Dreiecke oder Sechsecke. Vorteilhaft wird durch die Wahl einer solchen Geometrie der Tabakteilchen-Stanzflächen vermieden, dass Ausgangsmaterial bei der Herstellung der Tabakteilchen ungenutzt zurückbleibt.
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Es ist ferner bevorzugt vorgesehen, dass verschiedene geometrische Formen der Tabakteilchen miteinander gemischt werden, so dass sich im Ergebnis wiederum eine lückenlose Füllung der gesamten Stanzfläche ergibt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Verfahren dadurch fortgebildet, dass als Ausgangsmaterial Tabakfolie bereitgestellt wird und/oder als Ausgangmaterial nicht gepresste Tabakblätter bereitgestellt werden. Bevorzugt ist auch eine gemischte Verarbeitung von Tabakblättern und Tabakfolien, entsprechend dem gewünschten Mischungsverhältnis, möglich.
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Ferner ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das Ausgangsmaterial Tabakblätter umfasst und die Vielzahl ausgestanzter Tabakteilchen zumindest zwei Gewichts-Fraktionen umfasst, wobei Tabakteilchen einer ersten Gewichts-Fraktion durchschnittlich ein geringeres Gewicht haben als Tabakteilchen einer zweiten Gewichts-Fraktion, und wobei die Tabakteilchen der ersten Fraktion zum weit überwiegenden Teil ausschließlich aus Tabakblatt-Lamina bestehen und die Tabakteilchen der zweiten Fraktion einen Rippen- und/oder Stängelabschnitt eines Tabakblatts umfassen, wobei die erste und die zweite Gewichts-Fraktion nach dem Ausstanzen getrennt und separat bereitgestellt werden.
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Vorteilhaft werden die Lamina- oder rippenhaltigen Tabakteilchen direkt nach ihrer Herstellung voneinander getrennt. So ist es möglich, diese einer gezielten Behandlung, welche insbesondere unterschiedlich ist, zuzuführen. Die beiden Fraktionen der Tabakteilchen werden beispielsweise einer unterschiedlichen Konditionierung, Expansion, 3D-Formung oder Saucierung zugeführt. Anschließend können diese in der gewünschten Zusammensetzung miteinander vermischt werden, so dass sie in einem aus den Tabakteilchen bereitgestellten Tabakgut und im daraus hergestellten Zigarettenstrang homogen vorliegen. Es ist ebenso möglich, die rippen- bzw. stängelhaltigen Tabakteilchen auszusortieren und auf diese Weise eine Entrippung der Tabakblätter vorzunehmen. Hierzu wird die Größe der Tabakteilchen so gewählt, dass diese einen Stängel oder eine Rippe umfassen können, beispielsweise sind sie im Durchmesser zwischen 5 mm und 15 mm groß. Ferner ist es möglich, die Größe der Tabakteilchen auf die Rippenstruktur bzw. Blattgröße der verwendeten Tabaksorten abzustimmen.
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Die Mischung unterschiedlicher Fraktionen von Tabakteilchen erfolgt nach Mischung und Rezeptur beispielsweise in einer Trommel oder einem Mischsilo.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Verfahren dadurch fortgebildet, dass das Stanzwerkzeug ein Stanzmesser umfasst, dessen Schneidlinie in einer Stanzfläche angeordnet ist, wobei
- – die Stanzfläche eine Ebene ist und insbesondere das Ausstanzen mit einer Karrenbalkenstanze als Stanzwerkzeug erfolgt oder
- – die Stanzfläche eine Zylindermantelfläche ist und insbesondere das Ausstanzen mit einer Stanzwalze als Stanzwerkzeug erfolgt.
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Bei der Stanzvorrichtung mit einer ebenen Stanzfläche handelt es sich beispielsweise um eine Karrenbalkenstanze. Bei der Stanzvorrichtung mit einer gekrümmten Stanzfläche handelt es sich beispielsweise um eine Walzen- oder Zylinderstanze. Bei beiden Typen kann es vorgesehen sein, dass die hergestellten Tabakteilchen mittels Druckluft aus dem Stanzwerkzeug ausgeblasen und so entfernt werden.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Einrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum Herstellen von kleinteiligem Tabakgut, umfassend eine Fördervorrichtung, eine Stanzstation und eine Bereitstellungsvorrichtung, wobei
- – die Fördervorrichtung dazu eingerichtet ist, ein bereitgestelltes flaches Ausgangsmaterial aus Tabak in einer Bearbeitungsebene zu der Stanzstation zu fördern,
- – die Stanzstation ein Stanzwerkzeug umfasst und dazu eingerichtet ist, zumindest ein Tabakteilchen aus dem Ausgangsmaterial mit dem Stanzwerkzeug auszustanzen,
- – die Bereitstellungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, eine Vielzahl ausgestanzter Tabakteilchen als kleinteiliges Tabakgut bereitzustellen.
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Auf die Einrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie gemäß Aspekten der Erfindung treffen gleiche oder ähnliche Vorteile zu, wie sie bereits im Hinblick auf das Verfahren zum Herstellen von kleinteiligem Tabakgut gemäß Aspekten der Erfindung erwähnt wurden, so dass auf eine erneute Vorstellung verzichtet werden soll.
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Die Einrichtung ist bevorzugt dadurch fortgebildet, dass das Stanzwerkzeug ein Stanzmesser mit einer geschlossenen Schneidlinie umfasst, wobei eine Form des ausgestanzten Tabakteilchens durch die geschlossene Form der Schneidlinie festlegbar ist oder festgelegt wird.
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Bei dem Stanzmesser handelt es sich beispielsweise um ein Band aus Kohlenstoffstahl oder aus Federstahl, welches von einer Trägerplatte aufgenommen ist und einseitig geschärft ist. In den Zwischenräumen zwischen den einzelnen Stanzmessern befindet sich bevorzugt ein elastisches Material, beispielsweise Gummi. Dieses wird während des Stanzvorgangs komprimiert und expandiert (relaxiert) anschließend, sobald der Stanzvorgang abgeschlossen ist. So werden die ausgestanzten Tabakteilchen aus dem Stanzwerkzeug ausgeworfen. Es ist ebenso möglich, einen pneumatischen Auswurf durch eine entsprechende Druckluftbeaufschlagung der Zwischenräume des Stanzmessers und/oder eine federgelagerte Metallplatte vorzusehen.
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Die Einrichtung ist ferner dadurch fortgebildet, dass das Stanzmesser des Stanzwerkzeugs eine Vielzahl geschlossener Schneidlinien bereitstellt, die in einer gemeinsamen Stanzfläche des Stanzwerkzeugs angeordnet sind, wobei jede Schneidlinie eine abgeschlossene Tabakteilchen-Stanzfläche begrenzt und die Tabakteilchen-Stanzflächen die Stanzfläche des Stanzwerkzeugs lückenlos füllen.
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Ferner ist die Einrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dadurch fortgebildet, dass das Ausgangsmaterial Tabakblätter umfasst und die Vielzahl ausgestanzter Tabakteilchen zumindest zwei Gewichts-Fraktionen umfasst, wobei Tabakteilchen einer ersten Gewichts-Fraktion durchschnittlich ein geringeres Gewicht haben als Tabakteilchen einer zweiten Gewichts-Fraktion, wobei die Tabakteilchen der ersten Fraktion zum weit überwiegenden Teil ausschließlich aus Tabakblatt-Lamina bestehen und die Tabakteilchen der zweiten Fraktion einen Rippen- und/ oder Stängelabschnitt eines Tabakblatts umfassen, und wobei die Einrichtung eine Trennvorrichtung, insbesondere eine Sichtvorrichtung, umfasst, die dazu eingerichtet ist, die erste und die zweite Gewichts-Fraktion nach dem Ausstanzen zu trennen und die Bereitstellungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, die beiden Gewichts-Fraktionen separat bereitzustellen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ferner vorgesehen, dass das Stanzwerkzeug, insbesondere ausschließlich und vollständig, auf einer ersten Seite der Bearbeitungsebene angeordnet ist und mit einem Gegenstück zusammenwirkt, welches auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite der Bearbeitungsebene angeordnet ist.
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Das Gegenstück oder Widerlager ist bevorzugt nicht Teil des Stanzwerkzeugs. Mit anderen Worten ist also die Einrichtung gemäß Aspekten der Erfindung derart ausgestaltet, dass das Stanzwerkzeug vollständig auf einer Seite der Bearbeitungsebene angeordnet ist.
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Schließlich wird die Aufgabe gelöst durch die Verwendung einer Einrichtung nach einem oder mehreren der genannten erfindungsgemäßen Aspekte zum Durchführen eines Verfahrens nach einer oder mehreren der genannten Ausführungsformen.
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Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.
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In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.
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Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:
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1 und 2 je eine Einrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum Herstellen von kleinteiligem Tabakgut in schematisch vereinfachter Ansicht,
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3 bis 6 jeweils abschnittsweise eine Draufsicht auf verschiedene Stanzwerkzeuge und
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7 eine schematische Darstellung der aus einem Tabakblatt ausgestanzten verschiedenen Tabakteilchen.
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1 zeigt in schematisch vereinfachter Ansicht eine Einrichtung
2 der Tabak verarbeitenden Industrie zum Herstellen von ausgestanztem kleinteiligem Tabakgut
4,
4‘. Die Einrichtung
2 umfasst eine Fördervorrichtung
6, beispielsweise ein Förderband, eine Rollen- bzw. Walzenstanze
8 als Stanzstation, eine weitere Fördervorrichtung
10, bei dem es sich ebenfalls um ein Förderband handeln kann, und eine optionale Trennvorrichtung
12, beispielsweise einen pneumatischen Sichter. Pneumatische Sichtvorrichtungen, kurz auch als Sichter bezeichnet, sind allgemein bekannt. Ein Sichter ist beispielsweise in
DE 10 2005 062 090 B4 der Anmelderin Hauni Maschinenbau AG beschrieben. Außerdem umfasst die Einrichtung
2 Bereitstellungsvorrichtungen
14,
14‘, bei denen es sich beispielsweise um Behälter zur Aufnahme von Schüttgut handelt.
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Der Einrichtung 2 zum Herstellen von kleinteiligem Tabakgut 4 werden als Ausgangsmaterial Tabakblätter, bevorzugt ganze Tabakblätter gleich welcher Sorte, zugeführt. Bevorzugt werden die Tabakblätter in mehreren übereinanderliegenden Lagen der Einrichtung 2 zugeführt.
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Es ist ebenso vorgesehen, dass der Einrichtung 2 über die Fördervorrichtung 6 Tabakfolie (einlagig oder bevorzugt mehrlagig) aus rekonstituiertem Tabakmaterial als Ausgangsmaterial zugeführt wird. Das Ausgangsmaterial aus Tabak wird in einer von der Fördervorrichtung 6 definierten Bearbeitungsebene E, die in strichpunktierter Linie angedeutet ist, der Rollen- bzw. Walzenstanze 8 zugeführt.
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Die Rollen- bzw. Walzenstanze 8 umfasst eine Stanzrolle 16 als Stanzwerkzeug, die vollständig oberhalb der Bearbeitungsebene E angeordnet ist. Die Stanzrolle 16 wirkt mit einer Gegenrolle 18 zusammen, die unterhalb der Bearbeitungsebene E angeordnet ist. Die Gegenrolle 18 ist nicht Teil des Stanzwerkzeugs. Das Ausgangsmaterial, beispielsweise die Tabakblätter oder die Tabakfolie, werden in dem Bearbeitungsspalt zwischen der Stanzrolle 16 und der Gegenrolle 18 einem Druck ausgesetzt, so dass der Ausstanzvorgang der Tabakteilchen aus dem Ausgangsmaterial stattfindet. Die ausgestanzten Tabakteilchen gelangen über die weitere Fördervorrichtung 10 entweder direkt zu der Bereitstellungsvorrichtung 14 oder, wie im Ausführungsbeispiel der 1 dargestellt, zu der optional vorgesehenen Trennvorrichtung 12. In der Trennvorrichtung werden die ausgestanzten Tabakteilchen in zumindest zwei Gewichtsfraktionen getrennt. Diese werden in den beiden Bereitstellungsvorrichtungen 14, 14‘ getrennt bereitgestellt.
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2 zeigt eine weitere Einrichtung 2 der Tabak verarbeitenden Industrie, welche ähnlich zu der in 1 dargestellten Einrichtung 2 aufgebaut ist. Anstatt der Rollen- bzw. Walzenstanze 8, die 1 zeigt, ist in 2 eine Karrenbalkenstanze 20 als Stanzstation vorgesehen. Die Karrenbalkenstanze 20 umfasst einen oberhalb der Bearbeitungsebene E angeordneten Stempel 22, der mit einem unterhalb der Bearbeitungsebene E angeordneten Gegenlager 24 zusammenwirkt. Der Stempel wird über einen beispielsweise hydraulischen oder pneumatischen Zylinder 26 betätigt, d.h. in Pfeilrichtung senkrecht zu der Bearbeitungsebene E, periodisch auf und ab bewegt. Die Karrenbalkenstanze 20 umfasst den Stempel 22 als Stanzwerkzeug.
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Die Stanzwerkzeuge der in den 1 und 2 dargestellten Einrichtungen 2, d.h. die Stanzrolle 16 bzw. der Stempel 22, umfassen auf ihren der Bearbeitungsebene E zugewandten Außenseiten jeweils ein nicht dargestelltes Stanzmesser, mit dem die Tabakteilchen aus dem Ausgangsmaterial ausgestanzt werden.
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Die 3 bis 6 zeigen in abschnittsweiser schematischer und vereinfachter Darstellung je eine Draufsicht auf verschiedene Stanzmesser, wie sie gemäß Aspekten der Erfindung in einer Einrichtung 2 zum Herstellen von kleinteiligem Tabakgut 4 zum Einsatz kommen bzw. verwendet werden.
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In 3 ist abschnittsweise ein aus regelmäßigen und identisch großen Sechsecken zusammengesetztes Wabenmuster eines beispielhaften Stanzmessers dargestellt. Eine Schneidlinie 28 des Stanzmessers, die von dessen Schneide gebildet wird, umschließt jede der dargestellten Waben und definiert so die Form des ausgestanzten Tabakteilchens. Ein Durchmesser d einer solchen Tabakteilchen-Stanzfläche 30 ist so gewählt, dass dieser in etwa einer Breite eines Stängels oder der Rippe der als Ausgangsmaterial verarbeiteten Tabakblätter liegt. Beispielsweise liegt der Wert des Durchmessers d zwischen 2 mm und 20 mm, beispielsweise beträgt er in etwa 12 mm oder 15 mm, ferner bevorzugt liegt der Wert zwischen 5 mm und 15 mm.
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In 4 ist ein weiteres Stanzmesser abschnittsweise schematisch und vereinfacht in einer Draufsicht auf seine Stanzfläche dargestellt. Die einzelnen Tabakteilchen-Stanzflächen 30 sind im Gegensatz zu dem in 3 dargestellten Stanzmesser nicht sechseckig, sondern L-förmig. Die Tabakteilchen-Stanzflächen 30 sind wiederum jeweils vollständig von der Schneidlinie 28 des Stanzmessers umgeben. Dieses gibt also die Form der Tabakteilchen vor. Die L-förmigen Tabakteilchen-Stanzflächen 30 haben beispielsweise Schenkellängen, die in der Größenordnung des im Zusammenhang mit 3 erwähnten Durchmessers d liegen. Sie betragen also bevorzugt zwischen 2 mm und 20 mm. Beispielsweise ist die Länge des kleinen Schenkels in etwa 8 mm, die des großen Schenkels in etwa 16 mm. Die L-förmigen Flächen benachbarter Tabakteilchen-Stanzflächen 30 sind um 180° gegeneinander verdreht, so dass sich jeweils zwei L-förmige Flächen zu einem Rechteck ergänzen.
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Die L-förmigen Tabakteilchen sind im Hinblick auf die Volumenentwicklung des hergestellten Tabakguts vorteilhaft, da sich solche Tabakteilchen bei einer anschließenden Behandlung krümmen, verdrehen und verbiegen und ggf. ineinander verhaken. Eine gute Volumenentwicklung kann so erreicht werden. Gleiches gilt auch für Tabakteilchen, die mit den in den 5 und 6 dargestellten Stanzmessern hergestellt werden.
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Bei einem Stanzwerkzeug, welches ein Stanzmesser mit einer Geometrie umfasst, wie sie in den 3 oder 4 dargestellt ist, sind die hergestellten Tabakteilchen alle von identischer Form und Größe. So ist ein sehr homogenes kleinteiliges Tabakgut 4 bereitstellbar.
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5 zeigt eine weitere schematische vereinfachte Draufsicht auf ein Stanzmesser in abschnittsweiser Darstellung. Die Tabakteilchen-Stanzflächen 30 sind im dargestellten Fall rechteckig. Jede der Tabakteilchen-Stanzflächen 30 ist wiederum vollständig von einer Schneidlinie 28 des Stanzmessers umgeben. Die rechteckigen Tabakteilchen haben alle eine identische Höhe h, jedoch drei unterschiedliche Breiten b1, b2 und b3. Die Größe dieser Dimensionen h, b1, b2, b3 liegt wiederum in der Größenordnung der Breite eines Stängels bzw. Stegs der Tabakblätter, also bevorzugt im Bereich zwischen 2 mm und 20 mm. Beispielsweise beträgt die Breite b1 b2 bzw. b3 der Tabakteilchen 2 mm, 3 mm bzw. 4 mm. Die Höhe h der Tabakteilchen beträgt beispielsweise 12 mm.
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Mit dem in 5 abschnittsweise dargestellten Stanzmesser werden Tabakteilchen unterschiedlicher Größe in einem einzigen Stanzvorgang hergestellt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Tabakteilchen mit den Breiten b1, b2 bzw. b3 jeweils in gleicher Anzahl vertreten. Über eine Variation der Anzahl der jeweiligen Tabakteilchen-Stanzflächen 30 im Hinblick auf deren Größe und Form kann gewünschte Verteilung der hergestellten Tabakteilchen eingestellt werden. Sind beispielsweise vermehrt schmale Tabakteilchen der Breite b1 gewünscht, so würde die Anzahl dieser Tabakteilchen-Stanzflächen 30 gegenüber den anderen Stanzflächen 30 mit den Breiten b2 und b3 vergrößert.
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Den in den 3 bis 5 gezeigten Geometrien ist gemeinsam, dass die Tabakteilchen-Stanzflächen 30 die gesamte Stanzfläche des Stanzwerkzeugs lückenlos füllen. Mit anderen Worten geht beim Ausstanzvorgang kein Ausgangsmaterial verloren; dieses wird vollständig in ausgestanzte Tabakteilchen umgesetzt.
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6 zeigt in einer weiteren abschnittsweisen Darstellung eine Draufsicht auf die Stanzfläche eines weiteren Stanzwerkzeugs, wobei die Tabakteilchen-Stanzfläche 30 nun W-Förmig gestaltet ist. Wiederum sind die einzelnen Tabakteilchen-Stanzflächen 30 vollständig von der Schneidlinie 28 umgeben. Eine Breite b der W-förmigen Struktur ist wiederum so gewählt, dass sie in der gleichen Größenordnung liegt, wie die zuvor genannten Dimensionen d, h, b1, b2 und b3, also im Bereich zwischen 2 mm und 20 mm. 6 zeigt ein Beispiel, bei dem die Tabakteilchen-Stanzfläche 30 so geformt ist, dass diese die Stanzfläche des Stanzwerkzeugs nicht vollständig füllt. Es verbleiben geringe Bereiche des Ausgangsmaterials, welche nicht in ausgestanzte Tabakteilchen umgesetzt werden.
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7 zeigt in schematischer Darstellung eine Vielzahl von aus einem Tabakblatt ausgestanzten Tabakteilchen 32, wobei beispielhaft ein Raster aus regelmäßigen Sechsecken zum Ausstanzen verwendet wurde. Lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nur einige der Tabakteilchen 32 mit Bezugszeichen versehen. In 7 sind schematisch ein Stängel 34 sowie Rippen 36 eines Tabakblatts mit gestrichelter Linie angedeutet. Die übrigen Bereiche sollen Tabakblatt-Lamina sein. Wird ein solches Tabakblatt nun in einem Stanzvorgang in die dargestellten Tabakteilchen 32 zerteilt, so entstehen Tabakteilchen 32, welche ausschließlich aus Lamina bestehen und solche, welche Teile des Stängels 34 bzw. Teile der Rippen 36 umfassen. Diejenigen Tabakteilchen 32, welche ausschließlich aus Lamina bestehen, sind in 7 mit einem zentralen Punkt gekennzeichnet. Die übrigen Tabakteilchen 32, welche nicht mit einem Punkt versehen sind, umfassen einen Teil des Stängels 34 bzw. der Rippen 36.
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So entstehen Tabakteilchen 32 in zwei unterschiedlichen Gewichts-Fraktionen. Die Tabakteilchen 32 der ersten Gewichts-Fraktion haben durchschnittlich ein geringeres Gewicht als die Tabakteilchen 32 der zweiten Gewichts-Fraktion. Dies liegt daran, dass die Tabakteilchen 32 der ersten Gewichts-Fraktion zum weit überwiegenden Teil, also praktisch ausschließlich, aus Tabakblatt-Lamia bestehen. Es handelt sich um die mit einem Punkt markierten Tabakteilchen 32.
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Die Tabakteilchen 32 der zweiten Fraktion, die nicht mit einem Punkt versehen sind, hingegen umfassen einen Rippen- und/oder Stängelabschnitt des Tabakblatts. Am Ausgang der Stanzstation liegen beide Fraktionen von Tabakteilchen 32 vor. Diese werden der optionalen Trennvorrichtung 12, bei der es sich insbesondere um eine pneumatische Sichtvorrichtung handelt, zugeführt. Dort werden die erste und die zweite Gewichts-Fraktion voneinander getrennt und separat für die Weiterverarbeitungsschritte bereitgestellt.
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Beispielsweise werden die Tabakteilchen 32 der ersten Gewichts-Fraktion als Tabakgut 4 in der Bereitstellungsvorrichtung 14 bereitgestellt. Die Tabakteilchen 32 umfassend Stängel- und/oder Rippenbestandteile werden als Tabakgut 4‘ in der Bereitstellungsvorrichtung 14‘ bereitgestellt. Die beiden Fraktionen werden anschließend in allgemein bekannter und üblicher Weise getrennt voneinander behandelt und zum Herstellen des Tabakstrangs in der Strangbildung ggf. wieder miteinander vermischt.
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Bei einem Verfahren zum Herstellen von kleinteiligem Tabakgut 4, 4‘ wird zunächst bereitgestelltes flaches Ausgangsmaterial aus Tabak, also beispielsweise Tabakblätter oder Tabakfolie, in der Bearbeitungsebene E zu einer Stanzstation gefördert. In der Stanzstation werden die Tabakteilchen 32 aus dem Ausgangsmaterial mit dem Stanzwerkzeug ausgestanzt. Anschließend wird eine Vielzahl ausgestanzter Tabakteilchen 32 als kleinteiliges Tabakgut bereitgestellt. Ein Stanzmesser des Stanzwerkzeugs, also der Stanzrolle 16 oder des Stempels 22, weist bevorzugt eine geschlossene Schneidlinie 28 auf, die die Form der ausgestanzten Tabakteilchen 32 festlegt, wie es beispielhaft die 3 bis 6 zeigen.
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Ferner bevorzugt ist das Verfahren zum Herstellen des kleinteiligen Tabakguts 4, 4‘ so ausgestaltet, dass die Tabakteilchen 32 in einem einzigen ununterbrochenen Arbeitsschritt aus dem Ausgangsmaterial hergestellt werden. Dies bedeutet im Fall einer Rollenstanze, dass Tabakteilchen 32 ausgestanzt werden, indem das Ausgangsmaterial in den Walzspalt zwischen die Stanzrolle und die Gegenrolle 18 verbracht und dort die Tabakteilchen 32 in einem kontinuierlichen, d.h. ununterbrochenen, Prozess ausgestanzt werden. Im Fall einer Karrenbalkenstanze, wie sie beispielhaft in 2 gezeigt ist, erfolgt der kontinuierliche Ausstanzprozess, indem der Stempel 22 in Richtung des Gegenlagers 24 gesenkt und so gleichzeitig eine Vielzahl von Tabakteilchen 32 ausgestanzt werden.
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Es erfolgt bevorzugt ein kontinuierliches Scherschneiden entlang der geschlossenen Schneidlinie 28 des jeweiligen Stanzwerkzeugs. In einem einzigen Arbeitsschritt wird also gemäß dieser Ausführungsform das Tabakteilchen 32 vollständig aus dem Ausgangsmaterial ausgestanzt.
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Zur Beschleunigung des Herstellungsprozesses ist außerdem vorgesehen, dass das Ausgangsmaterial in mehreren einzeln übereinandergelegten Lagen der Stanzstation zugeführt wird. Dies betrifft sowohl die Verwendung von Tabakblättern als Ausgangsmaterial als auch Tabakfolie als Ausgangsmaterial. So werden bei jedem Ausstanzvorgang gleichzeitig mehrere deckungsgleich übereinanderliegende Tabakteilchen 32 ausgestanzt.
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Die Stanzmesser der Stanzwerkzeuge 16, 22 sind so ausgestaltet, dass diese jeweils geschlossene Schneidlinien 28 bereitstellen, die die Form der Tabakteilchen definieren. Die Tabakteilchen-Stanzflächen 30, die durch die geschlossenen Schneidlinien 28 definiert sind, sind bevorzugt geometrisch so gewählt, dass diese die Stanzfläche des Stanzwerkzeugs 16, 22 lückenlos füllen. Beispiele hierfür sind die Geometrien, wie sie die 3 bis 5 zeigen.
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Werden als Ausgangsmaterial Tabakblätter verwendet, so sind in den ausgestanzten Tabakteilchen 32 zumindest zwei Gewichts-Fraktionen vorhanden. Beispielsweise haben Tabakteilchen 32 der ersten Gewichts-Fraktion durchschnittlich ein geringeres Gewicht als die Tabakteilchen 32 der zweiten Gewichts-Fraktion, da die Tabakteilchen 32 der ersten Fraktion zum weit überwiegenden Teil ausschließlich aus Tabakblatt-Lamina bestehen, während die Tabakteilchen 32 der zweiten Fraktion einen Rippen- und/oder Stängelabschnitt des Tabakblatts umfassen.
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Wird als Stanzwerkzeug eine Stanzrolle 16 verwendet, so ist die Stanzfläche eine Zylindermantelfläche (1). Wird hingegen, wie in 2 gezeigt, eine Karrenbalkenstanze als Stanzwerkzeug verwendet, so ist die Stanzfläche eine Ebene, da sich das Stanzmesser an dem flachen Stempel 22 befindet.
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Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein. Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Einrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie
- 4, 4‘
- Tabakgut
- 6
- Fördervorrichtung
- 8
- Rollen- bzw. Walzenstanze
- 10
- weitere Fördervorrichtung
- 12
- Trennvorrichtung
- 14, 14‘
- Bereitstellungsvorrichtung
- 16
- Stanzrolle
- 18
- Gegenrolle
- 20
- Karrenbalkenstanze
- 22
- Stempel
- 24
- Gegenlager
- 26
- Zylinder
- 28
- Schneidlinie
- 30
- Tabakteilchen-Stanzfläche
- 32
- Tabakteilchen
- 34
- Stängel
- 36
- Rippen
- E
- Bearbeitungsebene
- d
- Durchmesser
- h
- Höhe
- b, b1, b2, b3
- Breite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 3128775 [0005, 0005]
- DE 2921025 [0006]
- EP 0150473 [0007]
- DE 102005062090 B4 [0047]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- „Tobacco Encyclopedia“, Hrsg. von Ernst Voges, 1984, in dem Beitrag „Manufacture“, Seiten 408 ff., insbesondere unter der Überschrift „The production of cut tobacco“ [0003]
