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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Überführen stabförmiger Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie, umfassend eine Sendereinheit mit einer Steuer- und Regeleinrichtung und mindestens einem Sendemodul zum Senden der Artikel an eine Empfängereinheit, mindestens eine Empfängereinheit mit einer Steuer- und Regeleinrichtung und mindestens einem Empfängermodul zum Empfangen der in Transportrichtung T gesendeten Artikel, mindestens eine jeweils ein Sendemodul mit einem Empfängermodul verbindende Rohrleitung zum Überführen der stabförmigen Artikel von der Sendereinheit an die Empfängereinheit, wobei jedes Sendemodul zumindest im Bereich einer als Druckkammer ausgebildeten Hauptkammer druckdicht ausgebildet ist und als einzige freie Öffnung den Ausgang zu der sich an die Druckkammer anschließenden Rohrleitung aufweist, und weiter umfassend eine der Druckkammer zugeordnete Drucklufteinheit zum Erzeugen der für den Abschuss der Artikel von der Sendereinheit in die Rohrleitung sowie zum Transport der Artikel innerhalb der Rohrleitung zur Empfängereinheit erforderlichen Druckluftströmung, wobei der Drucklufteinheit mindestens ein Proportionalventil zugeordnet ist, das mittels der Steuer- und Regeleinrichtung der Sendereinheit zur Anpassung an verschiedene Betriebszustände der Druckluftströmung steuer- und regelbar ist.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Überführen stabförmiger Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie, umfassend die Schritte: Senden der stabförmigen Artikel in Transportrichtung T mittels mindestens eines Sendemoduls einer Sendereinheit über mindestens eine Rohrleitung an mindestens ein Empfängermodul mindestens einer Empfängereinheit, wobei die Artikel mittels einer durch eine Drucklufteinheit erzeugten Druckluftströmung von der Sendereinheit in die Rohrleitung geschossen sowie innerhalb der Rohrleitung zur Empfängereinheit transportiert werden, wobei die Druckluftströmung für verschiedene Betriebszustände mittels eines Proportionalventils über eine Steuer- und Regeleinrichtung der Sendereinheit gesteuert und geregelt wird.
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Solche Anordnungen und Verfahren kommen in der Tabak verarbeitenden Industrie zum Einsatz. Stabförmige Artikel, wie z.B. Zigaretten, Filter, Filterstäbe, Filtersegmente und dergleichen, werden aus unterschiedlichen Gründen in Behältern, die als Schragen bezeichnet werden, zwischengespeichert. Zur Weiterverarbeitung müssen diese Artikel aus den Behältern, Magazinen oder Speichereinrichtungen wieder in den Produktionsprozess eingeschleust bzw. an weiterverarbeitende Maschinen und Vorrichtungen gesendet werden. Ein Einsatzgebiet solcher Anordnungen und Verfahren stellt das Senden von Filterstäben an Zigarettenherstellungsmaschinen, die so genannten Maker, dar. Bei dieser beispielhaft genannten Anwendung sowie allen anderen Anwendungen ist jedes Sendemodul über eine Rohrleitung mit einem Empfängermodul verbunden. Zum axialen Transportieren in der Rohrleitung werden die Artikel zunächst über eine rotierende Trommel des Sendemoduls der Sendereinheit, die in der als Druckkammer ausgebildeten Hauptkammer des Sendemoduls angeordnet ist, einer Ausblaszone des Sendemoduls zugeführt. An den druckdichten Raum der Druckkammer schließt sich als einzige Öffnung die Rohrleitung an, über die die Artikel an die Empfängereinheit gesendet werden. Die Rohrleitung ist üblicherweise eine pneumatische Rohrleitung, in der die Artikel mit Druckluft, die von der Drucklufteinheit erzeugt und über das Proportionalventil in die Druckkammer und genauer in die Ausblaszone eingebracht wird, transportiert werden. Die Artikel werden dazu zunächst aus dem Sendemodul in die Rohrleitung abgeschossen und innerhalb der Rohrleitung zum Empfängermodul transportiert.
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Beim Senden der Artikel spielt die Länge der Rohrleitungen eine relevante Rolle. Einfach ausgedrückt werden für eine lange Rohrleitung ein höherer Druck und/oder eine längere Zeit der Druckbeaufschlagung benötigt als für eine kurze Rohrleitung. Mit anderen Worten ändert sich in Abhängigkeit der Länge der Rohrleitung der so genannte erforderliche Schießdruck. Ein nicht auf die Länge der Rohrleitung angepasster Schießdruck führt wahlweise zu einer nicht ausreichenden Senderleistung oder zu einem erhöhten Luftverbrauch, einhergehend mit einer hohen Belastung auf die Artikel. Die Länge der Rohrleitung spielt auch für das so genannte Nachblasen, also das Einblasen von Druckluft in die Rohrleitung bei abgeschaltetem Sendemodul, z.B. aufgrund einer fehlenden Artikelanforderung durch die Empfängereinheit, eine wichtige Rolle. Anders ausgedrückt werden beim Nachblasen bereits verschossene und in der Rohrleitung befindliche Artikel durch Druckluft in Richtung der Empfängereinheit geblasen, ohne dass zusätzliche Artikel in die Rohrleitung geschossen werden. Wird eine zu große Nachblaszeit ausgewählt, kommen die noch in der Rohrleitung befindlichen Artikel mit einer zu großen Geschwindigkeit im Empfängermodul an und sind dadurch hohen Belastungen ausgesetzt. Wird eine zu kurze Nachblaszeit ausgewählt, bleiben die Artikel in der Rohrleitung stecken und verstopfen die Rohrleitung.
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Aus der
DE 10 2013 104 057 A1 ist eine solche Anordnung bekannt. Diese Anordnung weist die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruches 1 auf. Die erwähnte DE-Schrift beschreibt des Weiteren ein Verfahren mit den Schritten des Oberbegriffes des Anspruches 12. Entsprechend besteht die genannte Problematik zur Steuerung der optimalen Druckluft zum Schießen und/oder Nachblasen der Artikel mangels Kenntnis der Länge der Rohrleitungen. Um die genannte Problematik zu überwinden, wird die Länge jeder Rohrleitung angenommen bzw. abgeschätzt. Durch bauliche Veränderungen im Netz der Rohrleitungen, das Hinzufügen oder Reduzieren einzelner Rohrleitungen zum Leitungsnetz sowie das Vorsehen so genannter Rohrbahnhöfe, mittels denen einzelne Stationen, z.B. die Sendereinheiten mit mehreren Makern, miteinander verknüpft werden, führen jedoch zu ungenauen Angaben bzw. Einstellungen der Druckluft beim Schießen und/oder Nachblasen, so dass ein erhöhter Luftverbrauch sowie eine unnötige Belastung auf die Artikel zu beklagen sind.
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Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, die ein schonendes und energieeffizientes Senden der Artikel gewährleistet. Des Weiteren liegt die Aufgabe darin, ein entsprechendes Verfahren vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den eingangs genannten Merkmalen dadurch gelöst, dass die Sendereinheit zur automatischen Ermittlung der Länge wenigstens einer Rohrleitung ein Auswertemodul zur Ermittlung der Länge der wenigstens einen Rohrleitung umfasst, wobei die Länge der Rohrleitung aus einer Druckgröße innerhalb des aus Druckkammer und angeschlossener Rohrleitung gebildeten Systems ermittelbar ist. In Kenntnis der genauen Länge jeder Rohrleitung kann die Druckluft individuell und auf die Länge der Rohrleitung abstimmt gesteuert und geregelt werden, so dass einerseits der Schießdruck variiert und insbesondere minimiert werden kann. Durch den minimierten Schießdruck wird auch die Belastung auf die Artikel reduziert. Andererseits kann die Druckluft bezüglich der Druckhöhe und der Dauer der Nachblaszeit variiert und insbesondere optimiert werden, derart, dass nur so viel und so lange Druckluft zugeführt wird, um sicherzustellen, dass alle in der Rohrleitung befindlichen Artikel die Empfängereinheit erreichen. Dadurch wird der Luftverbrauch optimiert und die Belastung auf die Artikel wird reduziert. Des Weiteren bewirkt eine optimierte/verkürzte Nachblaszeit, dass andere Prozesse, wie z.B. eine von der Sendereinheit ausgelöste Selbstreinigung, früher beginnen können und sich dadurch die Verfügbarkeit der Anordnung erhöht. Als Druckgröße können maximale oder minimale oder andere vorgegebene Druckwerte eingesetzt werden. Die Auswerteeinheit ermöglicht auf besonders schnelle und einfache Weise eine automatische Ermittlung der Länge jeder Rohrleitung unabhängig von einer Bedienperson, die lediglich die Ermittlung auslösen muss. Das führt zu einer exakten und reproduzierbaren Steuerung und Regelung der Druckluftströmung in unterschiedlichen Betriebszuständen.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Auswertemodul als separate Auswerteeinrichtung ausgebildet, welche mit der Steuer- und Regeleinrichtung mittels einer elektrischen und/oder optischen Datenverbindung verbunden ist. Damit werden die zuvor beschriebenen Vorteile weiter unterstützt und verstärkt.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinrichtung der Sendereinheit einen integrierten Programmbaustein als Auswertemodul zum automatischen Ermitteln der Länge jeder Rohrleitung umfasst. Damit werden die zuvor beschriebenen Vorteile weiter unterstützt und verstärkt.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkammer jedes Sendemoduls ein Detektionsmittel zum Feststellen des jeweiligen Druckzustandes innerhalb der Druckkammer zugeordnet ist, wobei das Detektionsmittel mit der Steuer- und Regeleinrichtung oder der Auswerteeinrichtung der Sendereinheit verbunden ist. Die beanspruchte Lösung schafft eine besonders exakte und zügige Ermittlung der Länge der Rohrleitung, indem einerseits Druckverläufe über die Zeit, also das Aufpumpen des aus Druckkammer und Rohrleitung gebildeten Systems und/oder das Entspannen des genannten Systems auswertbar sind, und andererseits der Druckverlauf über die Rohrlänge abbildbar ist.
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Vorteilhafterweise ist das Auswertemodul oder die Auswerteeinrichtung der Sendereinheit ausgebildet und eingerichtet, die Länge jeder Rohrleitung aus einer ermittelten Beziehung des Druckverlaufes in der Druckkammer über die Zeit t zu ermitteln. Diese optionale Weiterbildung führt zu einer exakten Ermittlung der Länge der Rohrleitung unabhängig von der Länge der Rohrleitungen.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist am Ende einer Rohrleitung im Bereich des Übergangs der Rohrleitung in die Empfängereinheit ein Schließelement zur Erzeugung eines aus Druckkammer und Rohrleitung gebildeten druckdichten Raumes angeordnet, wobei das Schließelement steuerbar ausgebildet und eingerichtet ist, derart, dass es aus einer Freigabestellung, in der der Durchgang von der Rohrleitung in die Empfängereinheit geöffnet ist, in eine Schließstellung, in der der Durchgang von der Rohrleitung in die Empfängereinheit dicht verschlossen ist, und umgekehrt bringbar ist. Mit dieser Ausbildung kann ein aus Druckkammer des Sendemoduls und Rohrleitung gebildetes geschlossenes System geschaffen werden, das die Ermittlung der Länge der Rohrleitung optimiert, da dieses geschlossene System ein definiertes Volumen und einen definierten spezifischen Widerstand aufweist, die zu besonders exakten Ergebnissen bei der Ermittlung der Länge der Rohrleitungen führen. Damit kann des Weiteren auf einfache Weise und automatisch ein optimierter Zustand für die Ermittlung der Länge der Rohrleitung, nämlich ein geschlossenen System, erzeugt werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Empfängereinheit eine Rückblaseinheit zugeordnet, die ein Mehrstellungsventil aufweist, wobei das Mehrstellungsventil mittels der Steuer- und Regeleinrichtung der Sendereinheit in eine Freigabestellung oder eine Schließstellung oder eine Rückblasstellung schaltbar ausgebildet und eingerichtet ist. Durch diese Ausbildung kann schnell und automatisch in die jeweils gewünschten Betriebszustände geschaltet werden, wodurch in kompakter Weise und mit geringem Aufwand während der Produktion quasi online die Ermittlung der Länge der Rohrleitung ausgeführt werden kann.
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Vorzugsweise umfasst die Steuer- und Regeleinrichtung und/oder Auswerteeinrichtung der Sendereinheit einen Speicher zum Speichern der ermittelten Daten für jede der an die Sendereinheit angeschlossenen Rohrleitungen. Dadurch kann eine einmal ermittelte Länge einer Rohrleitung schnell und einfach im Bedarfsfall abgerufen werden, wodurch die Verfügbarkeit der Anordnung verbessert wird.
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Besonders vorteilhaft ist das Ermitteln der Länge einer Rohrleitung über ein Bedienfeld der Anordnung auslösbar ausgebildet und eingerichtet und die gespeicherten Daten zur Länge der Rohrleitung sind mittels eines Verwaltungsprogrammbausteins der Steuer- und Regeleinrichtung über das Bedienfeld abrufbar ausgebildet und eingerichtet. Durch diese beispielsweise mittels eines Touch-Screens auslösbaren und abrufbaren Funktionalitäten wird die exakte und schnelle Steuerung und Regelung der optimierten Druckluftströmung unterstützt.
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In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umfasst die Steuer- und Regeleinrichtung der Sendereinheit einen integrierten Programmbaustein zum Überprüfen der Druckdichtigkeit des druckdichten Raumes. Damit kann das für die Ermittlung der Länge der Rohrleitung gebildete geschlossene System in einer Zusatzfunktion die Dichtigkeit der Anordnung bzw. des Systems ermöglichen, wodurch die Prozesssicherheit erhöht und die Verfügbarkeit der Anordnung verbessert wird.
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Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den eingangs genannten Schritten dadurch gelöst, dass die Länge der Rohrleitung automatisch von der Sendereinheit ermittelt wird, so dass die Druckluftströmung in Abhängigkeit der Länge der Rohrleitung mittels der Steuer- und Regeleinrichtung der Sendereinheit gesteuert und geregelt werden kann, wobei die Ermittlung der Länge einer oder jeder Rohrleitung durch einen Tastendruck auf einem der Steuer- und Regeleinrichtung der Sendereinheit zugeordneten Bedienfeld ausgelöst und automatisch ausgeführt wird und die ermittelten Daten zur Länge einer oder jeder Rohrleitung gespeichert und über das Bedienfeld abgerufen werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das aus einer als Druckkammer ausgebildeten Hauptkammer jedes Sendemoduls und der an die Druckkammer angeschlossenen Rohrleitung gebildete System druckdicht geschlossen, wobei anschließend das geschlossene System mittels des Proportionalventils auf eine vorgegebene maximale Druckgröße, die mittels eines Detektionsmittels überwacht wird, gebracht wird.
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Besonders vorteilhaft wird die Zeit bis zum Erreichen der maximalen Druckgröße gemessen und daraus die Länge der Rohrleitung ermittelt. Dadurch, dass es sich um ein geschlossenes System handelt, das ein definiertes Volumen und einen definierten spezifischen Widerstand aufweist, kann exakt die Länge der Rohrleitung ermittelt werden, da das Volumen in Abhängigkeit der Länge der Rohrleitung und des Innendurchmessers variiert. Wird das Volumen auf einen definierten Druck „aufgepumpt“, erhält man über die Zeit bis zum Erreichen des vorgegebenen maximalen Druckwertes eine Aussage über das Gesamtvolumen und damit über die Länge der Rohrleitung.
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In einer optionalen Ausführungsform wird nach dem Erreichen der maximalen Druckgröße das Proportionalventil zum Entlüften des Systems geöffnet, wobei die Zeit bis zum Erreichen einer vorgegebenen minimalen Druckgröße, die mittels des Detektionsmittels überwacht wird, gemessen und daraus die Länge der Rohrleitung ermittelt wird. Damit lassen sich besonders exakte Ergebnisse erzielen. Dieses Verfahren kann im Übrigen auch bei geöffneter Rohrleitung ausgeführt werden.
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Eine weitere Variante der Ermittlung der Länge der Rohrleitung ist dadurch gekennzeichnet, dass das aus einer als Druckkammer ausgebildeten Hauptkammer jedes Sendemoduls und der an die Druckkammer angeschlossenen Rohrleitung gebildete System bei geöffneter Rohrleitung mittels des Proportionalventils auf eine vorgegebene maximale Druckgröße, die mittels eines Detektionselementes überwacht wird, belüftet wird. Durch das Ermitteln der Länge der Rohrleitung mit einem offenen System, also einer geöffneten bzw. offenen Rohrleitung, kann mit geringem Aufwand eine präzise Ermittlung ausgeführt werden.
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Bevorzugt wird der Druck bis zum Erreichen der maximalen Druckgröße überwacht und daraus die Länge der Rohrleitung ermittelt. Bei dieser Ermittlung wird der Widerstand der Rohrleitung verwendet. Mit der Rohrlänge nimmt der maximal erreichbare Druck zu. Bei einer sehr kurzen Rohrleitung wird ein vorgegebener Druck von z.B. 2bar nicht erreicht. Mit steigender Länge der Rohrleitung steigt der Widerstand in der Rohrleitung und somit der Druck im System, der durch das Detektionselement in der Druckkammer überwacht wird. Somit kann aus dem jeweiligen Druckwert auf die Länge der Rohrleitung geschlossen werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird nach dem Erreichen der maximalen Druckgröße das Proportionalventil zum Entlüften des Systems geöffnet, wobei die Zeit bis zum Erreichen einer vorgegebenen minimalen Druckgröße, die mittels des Detektionsmittels überwacht wird, gemessen und daraus die Länge der Rohrleitung ermittelt wird.
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Die sich aus den einzelnen Verfahrensschritten ergebenden Vorteile wurden bereits im Zusammenhang mit der Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die sich besonders 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 und Weiterbildungen der Erfindung sowie bevorzugte Verfahrensschritte ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Anordnung sowie das Verfahren werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung,
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2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung,
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3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung,
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4 ein Schaubild zur Darstellung des Druckverlaufs für die Belüftungsdauer über die Länge der Rohrleitung (Zeit-Längen-Diagramm),
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5 ein Schaubild zur Darstellung des Druckverlaufs für den Druck über die Zeit (Druck-Längen-Diagramm),
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6 ein Schaubild zur Darstellung des Druckverlaufs für den Druck über die Länge der Rohrleitung (Druck-Zeit-Diagramm), und
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7a + b schematische Darstellungen von zwei Bedienfeldansichten zur Steuerung und Regelung der Anordnung.
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Die in der Zeichnung dargestellte Anordnung ist zum Senden von Filterstäben an einen Maker mit einer Filteransetzmaschine ausgebildet und eingerichtet. Die Erfindung bezieht sich aber in gleicher Weise auf Anordnungen zum Senden von anderen stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie von einer Sendereinheit an eine Empfängereinheit, wobei der Empfängereinheit unterschiedliche einzelne oder mehrere Maschine zur Weiterverarbeitung der gesendeten Artikel zugeordnet sein können.
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Die in der Zeichnung dargestellte Anordnung 10 zum Überführen stabförmiger Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie umfasst eine Sendereinheit 11 mit einer Steuer- und Regeleinrichtung 12 und mindestens einem Sendemodul 13 zum Senden der Artikel an eine Empfängereinheit 14, mindestens eine Empfängereinheit 14 mit einer Steuer- und Regeleinrichtung 15 und mindestens einem Empfängermodul 16 zum Empfangen der in Transportrichtung T gesendeten Artikel, mindestens eine jeweils eines der Sendemodule 13 mit einem der Empfängermodule 16 verbindende Rohrleitung 17 zum Überführen der stabförmigen Artikel von der Sendereinheit 11 an die Empfängereinheit 14, wobei jedes Sendemodul 13 zumindest im Bereich einer als Druckkammer 18 ausgebildeten Hauptkammer 19 druckdicht ausgebildet ist und als einzige freie Öffnung den Ausgang 20 zu der sich an die Druckkammer 18 anschließenden Rohrleitung 17 aufweist, und umfasst weiter eine der Druckkammer 18 zugeordnete Drucklufteinheit 21 zum Erzeugen der für den Abschuss der Artikel von der Sendereinheit 11 in die Rohrleitung 17 sowie zum Transport der Artikel innerhalb der Rohrleitung 17 zur Empfängereinheit 14 erforderlichen Druckluftströmung, wobei der Drucklufteinheit 21 mindestens ein Proportionalventil 22 zugeordnet ist, das mittels der Steuer- und Regeleinrichtung 12 der Sendereinheit 11 zur Anpassung an verschiedene Betriebszustände der Druckluftströmung steuer- und regelbar ist.
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Der konstruktive Aufbau solcher Anordnungen 10 und insbesondere der Sendereinheit 11 mit der Einlege- und Sendetrommel und der Ausblaszone sowie der Empfängereinheit 14 ist in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, weshalb insbesondere auf die detaillierte Beschreibung zum konstruktiven Aufbau der Sendereinheit 11 und Empfängereinheit 14 verzichtet wird. Entscheidend ist, dass auf der Seite der Sendereinheit 11 ein geschlossenes System, nämlich in Form der Druckkammer 18, realisierbar ist, das zusammen mit der Rohrleitung 17 ein erweitertes System bildet.
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Diese Anordnung 10 zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Sendereinheit 11 zur automatischen Ermittlung der Länge wenigstens einer Rohrleitung 17 ein Auswertemodul 23 zur Ermittlung der Länge der wenigstens einen Rohrleitung 17 umfasst, wobei die Länge der Rohrleitung 17 aus einer Druckgröße innerhalb der aus Druckkammer 18 und angeschlossener Rohrleitung 17 gebildeten Systems ermittelbar ist. Das bedeutet, dass die Anordnung 10 durch Starten eines Programmlaufs z.B. durch eine Bedienperson selbsttätig in der Lage ist, die Länge jeder Rohrleitung 17 zu ermitteln und diese Information der Steuer- und Regeleinrichtung 12 der Sendereinheit 11 zur Steuerung und Regelung des Proportionalventils 22 zur Verfügung zu stellen.
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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 und/oder der Zeichnung zusammengefasst oder in einer gemeinsamen Ausführungsform beschrieben sind, auch funktional eigenständig die weiter oben beschriebene Anordnung 10 weiterbilden können.
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Eine solche Anordnung 10 ist beispielsweise der 1 zu entnehmen, wobei die Anordnung 10 gemäß 1 zusätzliche optionale Merkmale aufweist, wie z.B. Entlüftungselemente und Detektionselemente. In der 2 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, die sich von der Anordnung 10 gemäß 1 durch ein Schnittstellenmodul 29 unterscheidet. Das Schnittstellenmodul 29 steht in beiderseitiger Kommunikationsverbindung mit der Sendereinheit 11, der Empfängereinheit 14 sowie den zugeordneten Steuer- und Regeleinrichtungen 12, 15. Insbesondere ist das Schnittstellenmodul 29 zur Übertragung von Signalen und/oder Daten einschließlich Zahlenwerten sowie Status- und Steuerbits auf der Basis eines Kommunikationsprotokolls ausgebildet und eingerichtet.
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Wie erwähnt, umfasst die Sendereinheit 11 ein Auswertemodul 23 zur Ermittlung der Länge der Rohrleitung 17, wobei die Länge der oder jeder Rohrleitung 17 aus einer Druckgröße innerhalb des aus Druckkammer 18 und angeschlossener Rohrleitung 17 gebildeten Systems ermittelbar ist. Das Auswertemodul 23 kann als separate Auswerteeinrichtung ausgebildet sein, welche mit der Steuer- und Regeleinrichtung 12 mittels einer elektrischen und/oder optischen Datenverbindung verbunden ist. Das Auswertemodul 23 ist vorzugsweise der Steuer- und Regeleinrichtung 12 der Sendereinheit 11 zugeordnet und besonders bevorzugt Bestandteil dieser. Besonders bevorzugt umfasst die Steuer- und Regeleinrichtung 12 der Sendereinheit 11 einen integrierten Programmbaustein als Auswertemodul 23 zum automatischen Ermitteln der Länge jeder Rohrleitung 17. Der Programmbaustein ist in die Steuer- und Regeleinrichtung 12 der Sendereinheit 11 integriert oder eingebettet. Der Programmbaustein ist vorzugsweise ein Software-Modul. Alternativ kann jedoch auch ein Hardware-Modul oder ein kombiniertes Software-/Hardware-Modul vorgesehen sein. Als Programmbaustein wird eine Programmsteuereinheit beschrieben, die Mittel zum Abarbeiten eines Steuerprogramms umfasst. Die Steuer- und Regeleinrichtung 12 der Sendereinheit 11 kann analoge Komponenten zur Ermittlung der Länge der Rohrleitung 17 umfassen. Alternativ kann die Steuer- und Regeleinrichtung 12 auch Mikroprozessor gesteuert ausgebildet sein.
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Der Druckkammer 18 jedes Sendemoduls 13 ist ein Detektionsmittel 24 zum Feststellen des jeweiligen Druckzustandes innerhalb der Druckkammer 18 zugeordnet, wobei das Detektionsmittel 24 mit der Steuer- und Regeleinrichtung 12 oder der Auswerteeinrichtung der Sendereinheit 11 verbunden ist. Das Detektionsmittel 24 kann ein Druckwächter, ein Druckwandler oder ein den Druckverlauf überwachendes Element, beispielsweise ein Drucksensor, sein. Mit dem Detektionsmittel 24 kann auch der Druckverlauf innerhalb des aus Druckkammer 18 und angeschlossener Rohrleitung 17 gebildeten Systems überwacht werden. In anderen Ausführungsformen kann das Detektionsmittel 24 alternativ oder kumulativ auch im Bereich der zum System gehörenden Rohrleitung 17 angeordnet sein. Mithilfe des Detektionsmittels 24 ist das Auswertemodul 23 oder die Auswerteeinrichtung der Sendereinheit 11 ausgebildet und eingerichtet, die Länge jeder Rohrleitung 17 aus einer ermittelten Beziehung des Druckverlaufes in der Druckkammer 19 über die Zeit t zu ermitteln.
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Besonders bevorzugt ist eine Anordnung 10, bei der am Ende einer Rohrleitung 17 im Bereich des Übergangs der Rohrleitung 17 in die Empfängereinheit 14 ein Schließelement 25 zur Erzeugung eines aus Druckkammer 18 und Rohrleitung 17 gebildeten druckdichten Raumes angeordnet ist. Das Schließelement 25 kann ein Stopfen oder Pfropfen sein, der manuell in die Rohrleitung eingeführt sein kann. Die Platzierung des Schließelementes 25 sollte für eine präzise Ermittlung der Länge der Rohrleitung 17 am äußersten, nämlich am von der Sendereinheit 11 entferntesten Ende erfolgen. Besonders bevorzugt ist das Schließelement 25 steuerbar ausgebildet und eingerichtet, derart, dass es aus einer Freigabestellung, in der der Durchgang für die Artikel von der Rohrleitung 17 in die Empfängereinheit 14 geöffnet ist, in eine Schließstellung, in der der Durchgang für die Artikel von der Rohrleitung 17 in die Empfängereinheit 14 dicht verschlossen ist, und umgekehrt bringbar ist. Das Schalten des steuerbaren Schließelementes 25 kann mittels der Steuer- und Regeleinrichtung 12 der Sendereinheit 11, zu der eine direkt oder indirekte (Signal-/Kommunikations-)Verbindung besteht, erfolgen. In der Freigabestellung bilden die Rohrleitung 17 und die Druckkammer 18 ein offenes System. In der Schließstellung bilden die Rohrleitung 17 und die Druckkammer 18 ein geschlossenes System. Jedes System weist ein definiertes Volumen sowie einen spezifischen Widerstand auf.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform (siehe z.B. 3), die ebenfalls das Schnittstellenmodul 29 umfassen kann, ist der Empfängereinheit 14 eine Rückblaseinheit 26 zugeordnet, die ein Mehrstellungsventil 27 aufweist, wobei das Mehrstellungsventil 27 mittels der Steuer- und Regeleinrichtung 12 der Sendereinheit 11 in eine Freigabestellung oder eine Schließstellung oder eine Rückblasstellung schaltbar ausgebildet und eingerichtet ist. Das Mehrstellungsventil 27 ist bevorzugt ein Dreistellungsventil, um zwischen den unterschiedlichen Betriebszuständen hin und her geschaltet werden zu können. Die Rückblaseinheit 26 dient zum Ausblasen der Artikel entgegen der Transportrichtung T und ist in Transportrichtung T der Artikel am Ende jeder Rohrleitung 17 und vor der Empfängereinheit 14 angeordnet. Die Rückblaseinheit 26 ist über (Signal-/Kommunikations-)Verbindungen direkt oder indirekt mit der Steuer- und Regeleinrichtung 12 der Sendereinheit 11 verbunden. Als (Signal-/Kommunikations-)Verbindungen, die auch als Steuerleitungen bezeichnet werden können, kommen drahtgebundene oder drahtlose Daten-, Signal- oder andere geeignete Verbindungsleitungen zum Einsatz.
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Vorzugsweise umfasst die Steuer- und Regeleinrichtung 12 und/oder Auswerteeinrichtung der Sendereinheit 11 einen Speicher zum Speichern der ermittelten Daten für jede der an die Sendereinheit 11 angeschlossenen Rohrleitungen 17. Das Ermitteln der Länge einer Rohrleitung 17 ist über ein Bedienfeld 28 der Anordnung 10 auslösbar ausgebildet und eingerichtet (siehe z.B. 7a) und die gespeicherten Daten zur Länge der Rohrleitung 17 sind mittels eines Verwaltungsprogrammbausteins der Steuer- und Regeleinrichtung 12 über das Bedienfeld 28 abrufbar ausgebildet und eingerichtet (siehe z.B. 7b).
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Des Weiteren kann die Steuer- und Regeleinrichtung 12 der Sendereinheit 11 einen integrierten Programmbaustein, der vom Aufbau weiter oben bereits in anderem Zusammenhang beschrieben wurde, zum Überprüfen der Druckdichtigkeit des druckdichten Raumes umfassen. In Verbindung mit dem Schließelement 25 lässt sich separat oder parallel zur Ermittlung der Länge der Rohrleitungen 17 das System auf Dichtigkeit prüfen.
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In weiteren nicht explizit dargestellten Ausführungsformen der Anordnung 10 kann die Empfängereinheit 14 druckdicht ausgebildet sein, derart, dass die Druckkammer 18 des Sendemoduls 13, die Rohrleitung 17 und das Empfängermodul 16 der Empfängereinheit 14 ein geschlossenes, druckdichtes System bilden. Wie erwähnt, erfolgt die Druckluftsteuerung über mindestens ein Proportionalventil 22. Dieses ist mittels der Steuer- und Regeleinrichtung 12 der Sendereinheit 11 zur Anpassung an verschiedene Betriebszustände und insbesondere auch an die unterschiedlichen Längen der Rohrleitungen 17 steuer- und regelbar. Die Zuordnung des Proportionalventils 22 zur Drucklufteinheit 21 bedeutet, dass die eingangsseitig in die Rohrleitung 17 einströmende Druckluft bezüglich der Druckhöhe variabel einstellbar ist. Durch die Druckluftregelung über das Proportionalventil 22 können der Schießdruck und der Transportdruck individuell angepasst werden. Optional können auch mehrere Proportionalventile 22 vorgesehen sein, um für jede Rohrleitung 17 eine individuelle und separate Anpassung vornehmen zu können.
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in einer einfachen Anordnung 10 ist eine Sendereinheit 11 über eine einzige Rohrleitung 17 mit einer Empfängereinheit 14 verbunden. In anderen Ausführungsformen umfasst eine Sendereinheit 11 bis zu zwölf Sendemodule 13, so dass ausgehend von den zwölf Sendemodulen 13 zwölf Rohrleitungen 17 zu korrespondierenden Empfängermodulen 16 führen. Im Bereich der Empfängermodule 16 kann z.B. ein so genannter Maker stehen, der die gesendeten und empfangenen Artikel verarbeitet. In einem solchen Fall ist eine Sendereinheit 11 mit mehreren und vorzugsweise bis zu zwölf Sendemodulen 13 einer Empfängereinheit 14 und damit dem Maker zugeordnet. Durch die zunehmende Flexibilisierung in den Produktionsbetrieben kann jede Sendereinheit 11 über so genannte Rohrbahnhöfe einer beliebigen Empfängereinheit 14 und damit einem beliebigen Maker oder anderen die Artikel abnehmenden bzw. weiterverarbeitenden Maschinen zugeordnet sein, womit andere Rohrlängen erforderlich sein können.
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Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Zeichnung näher erläutert:
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Überführen stabförmiger Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie. Die stabförmigen Artikel werden in Transportrichtung T mittels mindestens eines Sendemoduls 13 einer Sendereinheit 11 über mindestens eine Rohrleitung 17 an mindestens ein Empfängermodul 16 mindestens einer Empfängereinheit 14 gesendet. Dazu werden die Artikel mittels einer durch eine Drucklufteinheit 21 erzeugten Druckluftströmung von der Sendereinheit 11 in die Rohrleitung 17 geschossen sowie innerhalb der Rohrleitung 17 zur Empfängereinheit 14 transportiert. Die Druckluftströmung für verschiedene Betriebszustände wird mittels eines Proportionalventils 22 über eine Steuer- und Regeleinrichtung 12 der Sendereinheit 11 gesteuert und geregelt.
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Erfindungsgemäß wird die Länge der Rohrleitung 17 automatisch von der Sendereinheit 11 ermittelt, so dass die Druckluftströmung in Abhängigkeit der Länge der Rohrleitung 17 mittels der Steuer- und Regeleinrichtung 12 der Sendereinheit 11 gesteuert und geregelt werden kann, wobei das Ermitteln der Länge einer oder jeder Rohrleitung 17 durch einen Tastendruck auf einem der Steuer- und Regeleinrichtung 12 der Sendereinheit 11 zugeordneten Bedienfeld 28 ausgelöst und automatisch ausgeführt wird und die ermittelten Daten zur Länge einer oder jeder Rohrleitung 17 gespeichert und über das Bedienfeld 28 abgerufen werden.
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Dieses erfindungsgemäße Verfahren wird optional durch die folgenden Schritte, die einzeln oder in Kombination miteinander ausgeführt werden können, weitergebildet.
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Vorzugsweise ist das Bedienfeld ein Touch-Screen, der von einer Bedienperson bedient wird. Wie erwähnt, werden die einmal ermittelten Daten zur Länge jeder Rohrleitung 17 gespeichert und über das Bedienfeld 28 abgerufen. Das bedeutet, dass die Länge jeder Rohrleitung 17 ermittelt und in einer Datenbank hinterlegt wird, wobei die hinterlegten Daten durch ein Verwaltungsprogramm, das die oder jede Anordnung 10 sowie die oder jeder Anordnung 10 zugeordnete Maschine, beispielsweise einen Maker oder mehrere Maker, abgerufen und eingespielt werden können. Alternativ kann vor jeder Inbetriebnahme die aktuelle Länge jeder Rohrleitung 17 ermittelt werden.
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Vorzugsweise wird das aus einer als Druckkammer 18 ausgebildeten Hauptkammer 19 jedes Sendemoduls 13 und der an die Druckkammer 18 angeschlossenen Rohrleitung 17 gebildete System druckdicht geschlossen, wobei anschließend das geschlossene System mittels des Proportionalventils 22 auf eine vorgegebene maximale Druckgröße, die mittels eines Detektionsmittels 24 überwacht wird, gebracht wird. Mit anderen Worten wird beispielsweise die Rohrleitung 17 an dem der Sendereinheit 11 abgewandten Ende manuell oder automatisch druckdicht geschlossen, so dass ein aus Druckkammer 18 und Rohrleitung 17 gebildetes geschlossenes System entsteht. Das geschlossene System weist ein Volumen auf, das in Abhängigkeit der Länge der Rohrleitung 17 und des Innendurchmessers der Rohrleitung 17 variiert. Mittels der Drucklufteinheit 21 wird dann das geschlossene System über das Proportionalventil 22 mit einem definierten Druck aufgepumpt.
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In einer ersten Ausführungsform wird dann die Zeit t bis zum Erreichen der maximalen und vordefinierten Druckgröße gemessen. Über die Zeit t bis zum Erreichen des Enddruckes wird die Länge der Rohrleitung 17 ermittelt. Es hat sich gezeigt, dass das Verhältnis von Zeit zur Länge der Rohrleitung 17 linear verläuft, wie dies dem Zeit-Längen-Diagramm gemäß der 4 zu entnehmen ist.
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In einer weiteren Ausführungsform wird nach dem Erreichen der maximalen Druckgröße das Proportionalventil 22 zum Entlüften des Systems geöffnet, wobei die Zeit t bis zum Erreichen einer vorgegebenen minimalen Druckgröße, die mittels des Detektionsmittels 24 überwacht wird, gemessen und daraus die Länge der Rohrleitung 17 ermittelt wird. Diese Variante wird anhand eines konkreten Beispiels näher erläutert. Zunächst wird das System aus Druckkammer 18 und Rohrleitung 17 geschlossen. Über das Proportionalventil 22 wird dieses System mit einem Druck von 2 bar belüftet. Wenn sich das vorgegebene Druckniveau stabilisiert hat, wird das Proportionalventil auf 0 bar eingestellt, so dass das System über das Proportionalventil 22 entlüftet wird. Die Zeit t des Entlüftens wird gemessen, bis das Druckniveau auf 0,2 bar abgesunken ist. Die Zeitmessung wird gestoppt und für die Ermittlung der Länge der Rohrleitung 17 verwendet. Der Druckverlauf zu diesem Beispiel ist dem Druck-Zeit-Diagramm gemäß 6 zu entnehmen. Diese Ausführungsform lässt sich auch mit geöffneter Rohrleitung 17 ausführen. Die angegebenen Druckwerte für den maximalen und den minimalen Druckwert sind nur beispielhaft und können variieren.
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In einer weiteren Ausführungsform wird das aus einer als Druckkammer 18 ausgebildeten Hauptkammer 19 jedes Sendemoduls 13 und der an die Druckkammer 18 angeschlossenen Rohrleitung 17 gebildete System bei geöffneter Rohrleitung 17 mittels des Proportionalventils 22 auf eine vorgegebene maximale Druckgröße, die mittels eines Detektionselementes 24 überwacht wird, belüftet. Da die Rohrleitung 17 einen Widerstand darstellt, nimmt der maximal erreichbare Druck im System mit der Länge der Rohrleitung 17 zu. Bei einer sehr kurzen Länge der Rohrleitung 17 wird der vorgegebene Druck kaum erreicht. Mit steigender Länge der Rohrleitung 17 steigt der Widerstand und somit der Druck. Aus dem Druck-Längen-Diagramm gemäß 5 ist dieser Effekt, der zur Ermittlung der Länge der Rohrleitung 17 führt ersichtlich. Optional kann der Druck bis zum Erreichen der maximalen Druckgröße überwacht und daraus die Länge der Rohrleitung 17 ermittelt werden. In einer weiteren Option kann nach dem Erreichen der maximalen Druckgröße das Proportionalventil 22 zum Entlüften des Systems geöffnet werden, wobei die Zeit t bis zum Erreichen einer vorgegebenen minimalen Druckgröße, die mittels des Detektionsmittels 24 überwacht wird, gemessen und daraus die Länge der Rohrleitung 17 ermittelt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich besonders dadurch aus, dass es mit einer Anordnung 10 nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 ausgeführt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013104057 A1 [0005]
