DE2413480A1 - Vorrichtung zum foerdern von streubarem material, insbesondere von tabakblaettern - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. R¥kickmanw,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A-Veickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN SAHA POSTFACH 860 S20

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

AMF INCORPORATED, 777 Westchester Avenue, White Plains,

New York, 10604, V.St.Ae

Vorrichtung zum Fördern von streubarem Material, insbesondere von Tabakblättern.

Die Erfindung betrifft die Bearbeitung eines streubaren Materials, wie etwa Pflanzenblätter o.dgl.. Insbesondere handelt es sich um eine Vorrichtung, mit der ein fließender Strom einer großen Menge von Pflanzenblättern zum Zwecke der Klassierung oder Sortierung auf einem Bandförderer in geeigneter Weise ausgebreitet werden kann.

Die Erfindung ist insbesondere für die Bearbeitung von Tabakblättern vorgesehen und soll daher in diesem Zusammenhang beschrieben werden, ohne daß damit eine Beschränkung auf eine solche Anwendung verbunden wäre»

Tabakblätter werden in einem gewünschten Reifegrad geerntet und danach behandelt, gewöhnlich in einem umlaufenden Luftstrom und/oder unter Anwendung von Wärme und Feuchtigkeit. Dieser Behandlungsprozeß verändert die Farbe der Blätter gewöhnlich von einer Grünschattierung in eine Gelb- oder Hellbraunschattierung, je nach der Sorte des Tabaks. Wegen der Unterschiedlichkeit der Rohpflanzen und infolge der Unbestimmtheit des genauen Reifegrades der Blätter bei ihrer Ernte ergibt die Behandlung einer willkürlichen Gruppe von Blät-

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tern jedoch, daß nicht alle Blätter die gewünschte Farbe annehmen. Jene Blätter aber, die nicht die gewünschte Farbe annehmen, sind teilweise wegen ihres Aussehens oder Geschmakkes für die nachfolgende Herstellung von Tabakwaren ungeeignet. Deshalb möchte der Bearbeiter von Tabakblättern normalerweise die auf dem Harkt erhältlichen Blätter sortieren, um Blätter mit unbrauchbarer Farbe zu entfernen, damit der grössere Teil der übrigen Blätter eine umso höhere Qualität erreicht.

Bei den gegenwärtig üblichen Verfahren des Klassierens oder Sortierens werden die Tabakblätter mittels zugeführter Feuchtigkeit konditioniert, um sie biegsam und für die mechanische Behandlung bruchfest zu machen. Dann fördert man sie zu einer Einrichtung, die den gesamten Blattfluß in Ströme geringerer Menge pro Zeiteinheit teilt, damit man eine Qualitätsüberwachung vornehmen kann. Bis jetzt hat man die reduzierten Ströme jeweils auf einen Bandförderer gebracht, der den Strom der Tabakblätter in geeigneter Geschwindigkeit und Menge an menschlichen Arbeitskräften vorbeigeführt hat, die die Blätter visuell beobachtet und ungeeignete Blätter sowie Fremdkörper aus dem Strom herausgeholt haben. Es ist klar, daß diese Sortiermethode einen beträchtlichen Anteil an Handarbeit enthält, die nicht nur langsam und teuer, sondern in gewissem Sinne auch ungenau und unsicher ist.

Mit der Entwicklung von optisch-elektronischen Anlagen zum automatischen Abtasten und Klassieren von Tabakblättern konnte die Menge pro Zeiteinheit an Tabakblättern zunehmen, die von den Abtastern bewältigt werden kann. In der US-PS 3 750 882 vom 7.8.1973 ist eine Vorrichtung beschrieben, die einen heranströmenden Haufen von Tabakblättern aufnimmt, die auf einem Bandförderer ausgebreitet sind, und hieraus einen Strom von Tabakblättern herstellt, der von einer optischelektronischen Anlage zur automatischen Klassierung abgetastet werden kann.

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Übliche Klassiervorrichtungen sind mit mehrfachen Abtasteinrichtungen versehen, die in beabstandeten Reihen seitlich in Bezug auf die Strömungsrichtung der zu klassierenden Tabakblätter angeordnet sind. Dementsprechend müssen die dem Bandförderer zugeführten Blätter seitlich gusgebreitet v/erden, damit jede der Abtasteinrichtungen mit einem im wesentlichen kontinuierlichen Strom von Blättern versorgt wird.

Zusätzlich zu der seitlichen Ausbreitung der Blätter muß die Menge der pro Zeiteinheit dem Bandförderer zugeführten Blätter in richtiger Beziehung zu der Geschwindigkeit des Förderers stehen, damit die zu klassierenden Blätter sich nicht gegenseitig überdecken. Die Vorrichtungsteile zur richtigen Verteilung der Blätter müssen in der Lage sein, Knäuel und Klumpen aufzulösen, die dadurch entstehen, daß die Blätter dazu neigen, aneinander zu kleben. Entsprechend müssen diese Vorrichtungsteile für einen wirksamen Betrieb der Klassiereinrichtung eine Blätterdecke ausbreiten, die vorzugsweise den Förderer so mit Blättern bedeckt, daß jedes der Blätter einer der Abtastvorrichtungen ausgesetzt wird.

Tabak wird auf vielen unterschiedlichen Bodenarten gezogen und auch in verschiedenen Sorten. Dazu kommt, daß die auf einer bestimmten Bodenart gewachsenen Blätter einer bestimmten Sorte, obwohl im allgemeinen zur Erntezeit entsprechend der relativen Lage des Stengels einer Pflanze klassiert, häufig eine zusätzliche Klassierung bezüglich der Farbqualität des Blattes erfordern. Verschiedenheiten, sowohl in der Aberntung als auch in der Qualität, wie sie von dem Hersteller von Tabakwaren festgelegt werden, bestimmen den erforderlichen Perfektionsgrad der Sortierung innerhalb der Blattbearbeitungsanlage. Als Folge davon kann die Dichte der Blätter auf dem Bandförderer entsprechend der Art der zu klassierenden Blätter und der erforderlichen Blattqualität verändert werden. Man muß sich aber darüber klar sein, daß die gewünschte Geschwin-

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digkeit des Bandförderers auch in Abhängigkeit von den physikalischen Eigenschaften der besonderen zu klassierenden Blätter auch im Hinblick darauf zu variieren ist, daß ein Wegfliegen der Blätter verhindert werden muß.

Mit der vorliegenden Erfindung soll ein Bandförderer mit einer gut verteilten Decke von Blättern versehen werden, die mit einem Minimum an gegenseitiger Überlappung auf dem Band willkürlich verteilt sind.

Weiterhin soll gemäß der Erfindung ein Blattzuführ- und -verteilermechanismus für den genannten Zweck geschaffen werden, der Vorrichtungsteile zur zwangsläufigen Zuführung umfaßt, die verändert oder eingestellt werden können, um Blätter in einer vorbestimmten Menge pro Zeiteinheit anzuliefern, die durch die Eigenschaften der angelieferten Blätter und/oder die Geschwindigkeit des Förderers bestimmt wird.

Schließlich geht es bei der Erfindung auch darum, den Blattzufuhr- und -verteilungsmechanismus mit einer Einrichtung zum Abscheiden von Blättern, die der Zuführmechanismus heranbringt, und Ausschütten der abgetrennten Blätter auf den Förderer zu versehen. Diese Einrichtung soll die Blätter in Bezug auf den Förderer seitlich verteilen, während der unter dem Blattzuführ- und -verteilungsmechanismus laufende Förderer eine Längsverteilung der Blätter vornimmt.

Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnungen hervor. Es zeigen:

Fig.1 eine seitliche Aufsicht auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig.2 eine vergrößerte Seitenansicht des Verteilermechanismus und des Förderers gemäß Fig.1, wobei zum besseren Verständnis der inneren Funktionsteile der Vorrichtung einige Teile weggebrochen sind j und

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Pig«3 eine Aufsicht von hinten auf die Vorrichtung nach Mg.2.

Wie die Pig.1 und 2 zeigen, erzeugt ein Eingabeförderer C einen Hauptstrom von Tabakblättern in einen Behälter 12, der sich am oberen Ende eines erfindungsgemäßen Blattzumeß- und -verteilermechanisiüus 10 befindet. Der Eingabeförderer C, der keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet, ist mit üblichen Gatter- oder Ablenkeinrichtungen versehen, um in normaler Weise den Zufluß von Tabakblättern zu dem Behälter 12 in Abhängigkeit von Signalen einer nicht dargestellten, bekannten Abtastvorrichtung zu steuern, damit der Behälter vollständig mit Blättern versorgt wird.

Die Tabakblätter werden aus dem Behälter 12 in einer vorbestimmten Menge pro Zeiteinheit einer Verteilerkammer 24 zugemessen, in der die Blätter voneinander getrennt und auf einen Bandförderer 56 herabgeschüttet werden, wobei sie eine gut ausgebreitete oder verteilte Blätterdecke bilden, wie später im einzelnen noch zu erläutern sein wird. Der Bandförderer 56 ist auf beabstandeten Rollen 52 und 54 in einem Grundrahmen 50 gelagert, der den Blattzumeß- und -verbeilermechanismus 10 trägt. Er wird angetrieben durch einen nicht dargestellten Motor mit Drehzahlregelung mit einer jeweils bestimmten Geschwindigkeit, um die Tabakblätter auf einer Plugbahn vorwärtszutreiben, die anfänglich in einer im wesentlichen horizontaleben Ebene verläuft. Der Bandförderer 56 ist von einem Typ, der eine verhältnismäßig hohe Geschwindigkeit entwickelt, so daß eine Anordnung mit einer Unterdruckkammer 58 notwendig sein kann, um zu verhindern, daß Tabakblätter vorzeitig vom Förderer wegfliegen.

An der Vorderseite des Grundrahmens 50 und unterhalb der Plugbahn ist eine Hintergrundplatte 62 befestigt, während ebenfalls an der Vorderseite des Grundrahmens 50, jedoch oberhalb der Plugbahn, eine optisch-elektronische Vorrichtung 60 angeordnet ist. Die Hintergrundplatte 62, die sich mindestens

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über die gesamte Breite des Bandförderers 56 erstreckt, bildet einen Farbvergleich für die Blätter und liegt sehr dicht an deren Bewegungsbahn, um irgendwelche Fehler durch Abschattungen, optische Maßstabsänderungen o.dgl. auszuschalten. Die optisch-elektronische Einrichtung 60 kann von irgendeiner geeigneten Art sein, etwa wie sie im einzelnen in der schwebenden US-Patentanmeldung 277 499 vom 3.8.1972 als Fortsetzung der Anmeldung 145 444 beschrieben ist. Bei dieser Vorrichtung wird die Farbe eines jeden Blattes geprüft, wenn das Blatt über die Hintergrundplatte 62 läuft, und es wird die wahrgenommene Farbe mit dem gebildeten Farbnormal verglichen.

An der Flugbahn ist auch eine Rückweisevorrichtung 64 angebracht, die von der optisch-elektronischen Vorrichtung 60 gesteuert wird und solche Blätter, die sich nicht in Übereinstimmung mit dem festgelegten Farbnormal befinden, in einen zweiten Sammelraum (nicht dargestellt) befördert, während Blätter annehmbarer Farbe sich auf der Flugbahn weiter zu einem ersten Sammelraum (nicht dargestellt) bewegen.

Die optisch-elektronische Vorrichtung 60 ist mit mehreren optischen Abtastern versehen, die nebeneinander liegende, sich überlappende Gebiete der Hintergrundplatte 62 abtasten. Somit müssen die auf den Förderer 56 gestreuten Blätter auf diesem keine ausgerichteten Reihen bilden. Vielmehr sollen die Tabakblätter in geeigneter Weise beabstandet oder in zufälliger Weise verteilt sein. Die Rückweisevorrichtung 64 ist mit mehreren Düsen ausgestattet, die durch Ventile mit einer Preßluftquelle verbunden sind, wobei mindestens eine Düse für jeden Abtaster der optisch-elektronischen Vorrichtung 60 vorgesehen ist. Wenn ein Tabakblatt durch das von einem bestimmten Abtaster abgetastete Gebiet wandert, das nicht mit dem errichteten Farbnormal in Übereinstimmung ist, dann erzeugt die optisch-elektronische Einrichtung 60 ein Signal, das ein Ventil öffnet und die zugehörige Düse mit einem Preßluftstoß

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vorsieht, der das abzulehnende Blatt aus seiner Flugbahn bläst.

Der erfindungsgemäße Blattzumeß- und Verteilermechanismus TO, der die Form eines Turmes aufweist, ist im einzelnen mit einer Rückwand und mit Seitenwänden, wie dargestellt, versehen. Der Behälter 12 am oberen Ende des Turmes hat eine Vorderwand 14, während seine Unterseite durch zwei Rollen 16 und 18 gebildet ist,"die an ihren Enden durch übliche Lager mit den Seitenwänden des Turmes verbunden sind. Die hintere Rolle 16 liegt drehbar auf einer festen Achse neben der Rückwand des Behälters 12. Die vordere Rolle ist drehbar auf einer verstellbaren Achse gelagert, so daß die Rolle 18 an die Rolle 16 angenähert und von dieser entfernt werden kann, um den Abstand zwischen beiden Rollen zu verändern. Die Yorderwand 14 des Behälters 12 läßt sich in Richtung auf die Rückwand zu und von dieser wegbewegen, so daß sie immer neben der vorderen Rolle 18 angebracht werden kann.

Ein Motor 20, vorzugsweise ein Motor mit Drehzahlregelung, dreht die Rollen 16 und 18 gegensinnig über übliche Antriebsmittel 22, etwa, wie dargestellt, über Riemen und Riemenscheiben. Die Rollen 16 und 18, die vorzugsweise, wie dargestellt, mit vorstehenden Nasen oder anderen bekannten Oberflächenverformungen versehen sind, bilden zwangsläufige Blattförder- oder -zumeßeinrichtungen, die eine geeignete Menge von gut aufgelockerten Tabakblättern an den Bandförderer 56 liefern, durch die die optisch-elektronische Vorrichtung 60, was ihre maximale Klassierfähigkeit betrifft, weder überladen noch unterversorgt wird.

Die vom Behälter 12 zu der Verteilerkammer 24 geförderte Tabakblattmenge kann durch Veränderung der Geschwindigkeit der Rollen 16 und 18, durch Veränderung des Abstandes zwischen diesen Rollen oder durch eine Kombination von beiden variiert werden. Wenn die Tabakblätter, die durch den Eingabeförderer C in den Behälter gebracht werden, verhältnismäßig gut auf-

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gelockert sind und der Abstand zwischen den Rollen 16 und 18 den physikalischen Eigenschaften der zu klassierenden Tabakblätter entspricht, kann man die Geschwindigkeit der Rollen 16 und 18 im Verhältnis zu der Geschwindigkeit des Bandförderers 56 justieren. Der Abstand zwischen den Rollen 16 und muß genügend groß sein, damit die gewünschte Blattmenge hindurchgeht, aber auch Knäuel und Klumpen ohne Zerstörung der Blätter.

An der Hinterwand der Verteilerkammer 24 sind drei horizontale Stangen 26, 28, 32 in vertikalen Abständen voneinander gleitbar in Lagern angebracht. Mehrere horizontal beabstandete vertikale Zugstangen 38 verbinden die horizontalen Stangen 26, 28 und 30 in geeigneter Weise miteinander, so daß ein Rahmen gebildet wird. Durch einen Motor 40, vorzugsweise mit Drehzahlregelung, wird der durch die Stangen 26, 28, 32 und 38 gebildete Rahmen in seitliche Schwingungen versetzt, und zwar über übliche Antriebsmittel, die eine Einstellung des Hubes gestatten, etwa, wie dargestellt, durch eine Mechanik 42 mit Nocken oder Exzentrizitäten.

Die oberen beiden Stangen 26 und 28 sind Jeweils mit gleichmäßig beabstandeten Serien von parallelen Stäben 30 versehen, die sich nach vorne zur Vorderseite der Verteilerkammer 24 erstrecken. Die unterste Stange 32 ist in gleichmäßigen Abständen abwechselnd mit einem Stab 34 und einem Stab 36 versehen, wobei die Stäbe 34 langer sind als die Stäbe 30 und die Stäbe 36 kürzer als jene. Die zwei Serien von Stäben 30 sind vorzugsweise in ihrer Anzahl gleich und unmittelbar untereinander angeordnet, während die Serien der Stäbe 34 und 36 eine größere Stabzahl aufweisen als die Serien von Stäben 30. Es hat sich herausgestellt, daß ein Kippen der Stäbe 30, 34 und 36 um etwa 5° aus der Horizontalen, so daß die freien Vorderenden der Stäbe tiefer liegen als die an den Stangen 26, 28 und 30 befestigten Hinterenden, es verhindert, daß Blätter hängenbleiben und nach einer genügenden Ansammlung

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solcher hängengebliebener Blätter die Verteilerkammer 24 verstopft wird.

Zwischen den Seiten des gebildeten schwingenden Rahmens und den Seiten des Zumeß- und Verteilermechanismus 10 sind zwei Blattfedern 44 angebracht, um Stoßkräfte zu absorbieren und die durch den schwingenden Rahmen erzeugte Schwingung zu dämpfen.

Es ist nunmehr klar, daß die Rollen 16 und 18, deren Abstand justierbar ist, und die mit unterschiedlicher Geschwindigkeit angetrieben, einen zwangsläufigen Zumeß- oder Zuführmechanismus für die Blätter bilden, der keinerlei beschädigende Wirkung auf die Tabakblätter ausübt und dessen einstellbare Geschwindigkeit der Geschwindigkeit des Bandförderers 56 angepaßt werden kann, damit gerade so viel Tabakblätter angeliefert v/erden als zur Bildung einer Decke von wohlausgebreiteten Blättern zwecks Klassierung auf dem Förderer benötigt werden.

Die längsausbreitung der Tabakblätter auf dem Förderer 56 rührt von der Vorwärtsbewegung des oberen Bandlaufes des Förderers unter dem Zumeß- und Verteilermechanismus 10 her. Die aus dem Behälter 12 in die Verteilerkammer 24 eingeführten Tabakblätter werden von den seitlich schwingenden Stäben 30, 34 und 36 erfaßt, die bewirken, daß die Blätter, welche in Knäueln oder Klumpen zusammenhängen, getrennt werden und die gewünschte seitliche Verteilung der Tabakblätter erfolgt, wenn diese auf den Bandförderer 56 herabfallen. Die Stäbe 30, 34 und 36 bilden zusammen mit dem schwingenden Rahmen und seinen Antriebsmitteln somit einen Blattrenn- und -verteilermechanismus mit mehreren Stufen.

Als Beispiel für die Wirksamkeit des neuen Zumeß- und Verteilermechanismus 10 sei erwähnt, daß eine Ausführungsform des*^ selben in der lage ist, 750 kg pro Stunde wohl ausgebreiteter, heller Tabakblätter zu liefern, so daß diese mittels

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eines 120 cm (48 Zoll) breiten Bandförderers 56 klassiert werden können, der mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 150 m/min {450 engl. Fuß/min) läuft.

Ein verhältnismäßig geringer Anteil, ungefähr 10$, der gesamten, vom Eingabeförderer C in den Behälter 12 gelieferten Tabakblätter hingen in Klumpen mittlerer Größe zusammen. Me beiden Rollen 16 und· 18, von denen jede einen Durchmesser von 10 cm (4 Zoll) aufweist, wurden mit 4 U/min angetrieben, wobei ihre Symmetrieachsen 15 cm (6 Zoll) voneinander beabstandet waren, d.h. es bestand ein Zwischenraum von 5 cm (2 Zoll) zwischen den Oberflächen der beiden Rollen, durch den die Tabakblätter in die Verteilerkammer 24 eingeführt wurden. Die Stäbe 30, 34 und 36 führten seitliche Schwingungen, und zwar 350 Schwingungen pro Minute, mit einem Hub von 5 cm (2 Zoll) aus, um die auf den Bandförderer 56 hinabgeschütteten Tabakblätter seitlich zu verteilen.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.

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Claims (6)

1. Ansprüche

   Vorrichtung zum Fördern von streubarem Material, insbesondere von Tabakblättern, gekennzeichnet durch einen Förderer (56), der das Material längs eines bestimmten Weges befördert, durch erste Yorrichtungsteile (10, 12, 16, 18) zur zwangsläufigen Bemessung einer bestimmten Menge pro Zeiteinheit des zu fördernden Materials und durch zweite Vorrichtungsteile (26, 28, 32, 30, 34, 36) zum Empfang der abgemessenen Materialmenge und zu deren Verteilung in seitlicher Richtung des Weges, auf dem das Material angeliefert wird, wobei die zweiten Vorrichtungsteile das Material derart auf den Förderer (56) schlitten, daß die Relativbewegung des Förderers das aufgeschüttete Material auf dem Förderer in Längsrichtung des Weges, auf dem das Material befördert wird, verteilt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Vorrichtungsteile einen Behälter (12) zum Aufnehmen eines Vorrates des zu fördernden Materiales aufweisen, sowie zwei beabstandete Drehteile (16, 18), die die Unterseite des Behälters bilden und auf im wesentlichen parallelen, quer zum Förderweg des Materiales angeordneten Achsen in jeweils entgegengesetztem Sinne drehbar sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Drehteile (18) gegenüber dem anderen zur Änderung des Abstandes zwischen beiden hin- und herbewegbar ist, wodurch sich die pro Zeiteinheit zugemessene Materialmenge ändert.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit der Drehteile (16, 18) veränderbar ist, wodurch sich die pro Zeiteinheit zugemessene Materialmenge ändert·

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5. 5* Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Vorrichtungsteile Stangen (26, 28, 32) umfassen, die seitlich des Förderweges des Materiales schwingen, sowie mehrere beabstandete parallele Stäbe (30, 34, 36), die mit den Stangen verbunden sind und sich von diesen längs des Förderweges des Materiales erstrecken, wobei die Stäbe von den schwingenden Stangen seitlich bewegt werden und dabei das zugemessene Material erfassen und verteilen.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (30, 34, 36) in mehreren beabstandeten Serien angeordnet sind und je eine Serie vertikal von der anderen beabstandet ist.

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