DE2621410A1

DE2621410A1 - Vorrichtung zum bilden eines fortlaufenden tabakvlieses zwecks herstellung stabfoermiger artikel der tabakverarbeitenden industrie

Info

Publication number: DE2621410A1
Application number: DE19762621410
Authority: DE
Inventors: Heinz-Christen Dipl I Lorenzen
Original assignee: Hauni Werke Koerber and Co KG
Current assignee: Koerber AG
Priority date: 1976-05-14
Filing date: 1976-05-14
Publication date: 1977-12-01
Also published as: DE2621410C2; FR2350799A1; GB1518488A; US4220164A; IT1125780B; FR2350799B3

Description

hauni-werke KORBER & co. kg. Bergedorf, den 13. Mai 1976

Patent Hf./Mo.-

Stw.: ZM-Verteiler-Dosierbandwaage-Stauschacht - A 1427

Vorrichtung zum Bilden eines fortlaufenden Tabakvlieses zwecks Herstellung stabförmiger Artikel der tabakverarbeitenden Industrie

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bilden eines fortlaufenden Tabakvlieses zwecks Herstellung stabförmiger Artikel der tabakverarbeitenden Industrie, bestehend aus einem definierten, in seiner Höhe zumindest annähernd konstantgehaltenen Tabakvorrat, einem Zuförderer zum Auffüllen des Tabakvorrates sowie einem Entnahmemittel zum Entnehmen des Tabaks aus dem Tabakvorrat.

Vorrichtungen der oben bezeichneten Gattung bilden bekanntlich den sogenannten ^M Verteiler " einer Tabak bzw. rauchbare Tabakersatzstoffe verarbeitenden Strangmaschine, insbesondere Zigarettenstrangmaschine.

Aus einem im Verteiler durch Vereinzelung und Ausbreitung der Tabakfasern gebildeten Tabakvlies wird schließlich ein sogenannter Tabakstrom bzw. Tabakstrang geformt. Zur Herstellung gewichtskonstanter Zigaretten, Zigarren oder. dergleichen muß die Tabakzufuhr zum Bilden des Tabakstranges möglichst gleichmäßig erfolgen. Um nun mit Sicherheit immer eine ausreichende Füllung des Tabakstranges zu gewährleisten, wird bekanntlich mit einem Überschuß an Tabak gearbeitet, und bei Schwankungen in der Tabakzufuhr durch entsprechende lokale Abnahme dieses Überschusses sowohl im Verteiler als auch letzten Endes vom Tabakstrang der Mengengehalt in der Längen-

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einheit des Tabakstranges vergleichmäßigt. Der abgenommene Tabaküberschuß führt allerdings zu einem gewissen Kurzgutanteil des verarbeiteten Tabaks, was dadurch bedingt ist, daß der Überschuß durch Zurückkämmen mittels Walzen und Bürsten bzw. durch Abschneiden mittels Egalisatormessern zerkleinert wird. Dieser Kurzgutanteil wird dem Haupttabakstrom üblicherweise wieder zugegeben.

Trotz aller bekannten Maßnahmen ist es bisher noch nicht gelungen, ZufuhrSchwankungen des Tabaks und damit auch des gefahrenen Tabaküberschusses ganz zu verhindern. Die daraus Zwangsläufig resultierende schwankende Überschuß— abnähme bzw. schwankenden Kurzgutmengen werfen Probleme bei deren Rückführung und Wiederverwendung auf. Vermehrte Kurzgutanteile in den Zigaretten können deren Qualität mindern, so unter anderem zu erhöhtem Kopfausfall oder zu unzulässigen Dichte- bzw. FüllkraftSchwankungen führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Vorrichtungen so weiterzubilden, daß die diirch tabakspezifische Eigenschaften und Unterschiede bedingten Überschußschwankungen der kontinuierlich verarbeiteten Tabakmenge ausgeglichen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zuförderer als einen konstanten Gewichtsstrom zuführende Dosiervorrichtung ausgebildet ist, und daß dem Stauvorrat ein Überwachungsmittel zugeordnet ist, welches zwecks Erhöhung oder Verringerung des aus dem Tabakvorrat entnommenen Tabakvolumens mit dem Entnahmemittel in Uirkverbindung steht. Ein definierter Tabakvorrat wird gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung am einfachsten und sichersten dadurch erreicht, daß der Tabakvorrat in einem Stauschacht gebildet wird. Weiterhin ist vorgesehen, daß das Entnahmemittel als Stachelförderwalze ausgebildet ist.

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Eine auf einfache Weise unter geringem baulichen Aufwand zu realisierende Dosierung des Volumenstromes des Tabaks ist gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung dadurch gewährleistet, daß dem Stauschacht ein eine obere und eine untere Stauhöhe markierendes Überwachungsmittel zugeordnet ist, welches mit dem Antrieb der Stachelförderwalze in Wirkverbindung steht.

Vorteilhafterweise besteht das Überwachungsmittel aus zwei Fotozellen, welche über ein dreistufiges Drehzahl-Stellglied einer Drehzahl-Steuereinrichtung mit dem Antrieb der Stachelförderwalze in Wirkverbindung stehen.

Als Dosiervorrichtung wäre eine Vorrichtung bestehend aus einer Bandwaage und einem in Abhängigkeit von der jeweiligen Belegung der Bandwaage gesteuerten Zusetzer denkbar. Eine baulich besonders günstige Anox-dnung besteht erfindungsgemäß hingegen darin, daß die Dosiervorrichtung als den Wiegemeßwert an ihrem Abgabeende bildende und in Abhängigkeit von diesem Wert selbststeuernde Dosierbandwaage ausgebildet ist· Um möglichst frühzeitig Voraussetzungen zum Bilden eines gleichmäßigen Tabakstromes zu schaffen, wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgeschlagen, daß der Dosierbandwaage ein Beschickungsschacht zugeordnet ist und durch Austragwalzen des Beschickungsschachtes mit einem gleichmäßigen Tabakvlies .belegbar ist.

Darüber hinaus ist der Dosierbandwaage eine Rückführschleuse für Kurztabak zugeordnet, welcher auf diese Weise in feinverteilter Form dem auf der Dosierbandwaage gebildeten Tabakvlies zugemischt wird.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbexspiels näher erläutert.

Es zeigen :

Figur 1 schematisch den Verteiler einer Zigarettenstrangmaschiiie im Längsschnitt und

Figur 2 ein Blockschaltbild für die Regelung des Tabakniveaus im Stauschacht.

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Der in Figur 1 dargestellte Verteiler wird aus dem Reservoir eines Beschickungsschachtes 1 mit Tabak versorgt, dessen Niveau durch eine Fotozelle 2 überwacht und bei Bedarf durch eine nicht weiter dargestellte pneumatische Beschickungsanlage aufgefüllt wird. Am unteren Ausgang des Beschickungsschachtes 2 befinden sich zwei rotierend antreibbare, mit Stacheln besetzte Entnahmewalzen 3 und 4 zum kontinuierlichen Austragen des Tabaks aus dem Beschickungsschacht 1, aus denen der Tabak mittels zweier Schlägerwalzen 6 bzw. 7 nach unten ausgeschlagen wird. Neben dem Beschickungsschacht 1 ist eine Rückführschleuse 8 zum Zurückführen von Kurztabak in den Verteiler angeordnet. Unterhalb des BeschiclcungsSchachtes 1 und der Rückführschleuse 8 befindet sich eine Dosiervorrichtung in Form einer Dosierbandwaage 9 mit einem um zwei Rollen 11 und 12 geführten Förderband 13. Das Förderband 13 ist durch einen Elektromotor 14 antreibbar, dessen Drehzahl in Abhängigkeit von einem Wiegesignal, welches an einer der Rolle 12 zugeordneten Wiegevorrichtung 16 gebildet wird, durch ein Steuermittel 17 veränderbar ist. Das Steuermittel 17 besteht aus einem Meßwertumformer 18, in dem der Ausschlag der Wiegevorrichtung 16 in einen elektrischen Wert umgesetzt wird, einem dem Meßwertumformer 18 nachgeschalteten Vorverstärker 19, einem nacligeschalteten Leistungsverstärker 21 und dem von dem Leistungsverstärker 21 gesteuerten Elektromotor 14. Der Leistungsverstärker 21 ist zweckmäßigerweise als Thyristor-Verstärker mit Gleichstromausgang ausgebildet, wie ihn beispielsweise die Firma AEG unter dem Namen " Minisemi " vertreibt.

Der Dosierbandwaage 9 ist ein Stauschacht 22 nachgeordnet, in welchem ein Tabakvorrat 23 gebildet wird, dessen Niveau durch eine noch zu erläuternde Einrichtung weitgehend konstantgehalten wird.

Der Ausgang des Stauschachtes 22 ist durch ein Entnahmemittel in Form einer durch einen Motor 24 antreibbaren Stachelförder-

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walze 26 begrenzt.

Innerhalb des Stauschachtes 22 ist eine Überwachungseinrichtung für die Stauhöhe des Tabakvorrates 23 in Form von zwei als Fotozellen 27 und 28 ausgebildeten Überwachungsmitteln vorgesehen, die übereinanderliegend angeordnet sind und mit einer Drehzahl-Steuereinrichtung 29 zusammenwirken, welche im Sinne einer Erhöhung oder Verminderung der Entnahmegeschwindigkeit auf den Motor 2^j zum Antrieb der Stachelförderwalze 26 einwirkt, was durch eine strichpunktierte Wirkungslinie 31 angedeutet ist.

Der Aufbau der Drehzahl-Steuereinrichtung 29 wird anhand der Figur 2 erläutert. Die Drehzahl-Steuereinrichtung 29 weist drei UND-Glieder 32, 33 und 34 auf, von denen das UND-Glied mit seinen Eingängen a und b jeweils über ein NICHT-Glied 36 bzw. 37 mit den beiden Fotozellen 27 und 28, das UND-Glied 33 mit seinem Eingang a direkt mit der Fotozelle 27 und mit seinem Eingang b wiederum über ein NICHT-Glied 38 mit der Fotozelle 28 sowie das UND-Glied 34 mit seinen Eingängen a und b direkt mit den beiden Fotozellen 27 und 28 in Verbindung stehen. Die Ausgänge c der UND-Glieder 32 bis 34 sind mit Sollwertgebern 39, 41 und 42 in Form von Potentiometern verbunden, von denen der Sollwertgeber 41 auf einen mittleren Drehzahl-Sollwert, der Solwertgeber 39 auf einen höheren Drehzahl-Sollwert und der Sollwertgeber 42 auf einen niedrigeren Drehzahl-Sollwert eingestellt sind. Den Sollwertgebern 39 bis 42 sind darüber hinaus Vergleichsstellen 43» 44 und 46 zugeordnet, denen ein Drehzahl-Istwert von einem Drehzahlgeber 47 des Motors 24 zuführbar ist. Die Vergleichsstellen 43 bis 46 sind an ein Stellglied 48 zum Verändern der Drehzahl des Elektromotors 24 angeschlossen. Das Stellglied 48 ist zweckmäßigerweise als Thyristor-Verstärker mit Gleichstromausgang ausgebildet, wie ihn beispielsweise die Firma AEG unter dem Namen " Minisemi " vertreibt.

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Der Stachelförderwalze 26 ist darüber hinaus im Bereich des Ausgangs des Stauschachtes 22 eine sich senkrecht zur Zeichenebene über die ganze Stachelförderwalze 26 erstreckende und ebenfalls in dieser Richtung oszillierend antreibbare Einstreichleiste 49 zugeordnet, welche für eine gleichmäßige Verteilung bzw. gleichmäßiges Einstreichen des aus dem Stauschacht 22 entnommenen Tabaks zwischen die Stacheln der Stachelförderv/alze 26 sorgt.

In Förderrichtung schließt sich an die Einstreichleiste 49 ein V/annenboden 51 an, welcher die Stachelförderwalze 26 in einem bestimmten Abstand etwa über ihren halben Umfang umschließt. Am Ende des Wannenbodens 51 ist der StacheIförderv/alze 26 eine Schlägerwalze 52 augeordnet, welche den Tabak aus den Stacheln der Stachelförderwalze 26 heraus auf einen darunter angeordneten Vliesförderer 53 schlägt. Der um Rollen 54 und 56 gelenkte Vliesförderer 53 fördert das auf ihm gebildete Tabakvlie··- 57 in Richtung des Pfeils in einen Tabakkanal 58, in welchem ein luftdurchlässiges Förderband über einen an eine Saugkammer 61 angeschlossenen, gelochten Kanalboden 62 gleitet.

Die schwereren, im Tabak enthaltenen Bestandteile in Form von größeren Tabakrippen werden durch die Schlägerwalze 52 in einen höher angeordneten Auffangkasten 63 geschleudert und durch einen Schneckenförderer 64 senkrecht zur Zeichenebene abgefördert·

Nachfolgend sei die Wirkungsweise des vorbeschriebenen Verteilers näher erläutert ;

Von den Entnahmewalzen 3 und A wird in Zusammenwirkung mit den Schlägerwalzen 6 und 7 kontinuierlich in feinverteilter Form aus dem Besenickungsschacht 1 auf das Förderband 13 der Dosierbandwaage 9 zu einem gleichmäßigen Vlies aufgeschauert. Gleichzeitig wird diesem Tabakvlies durch die RückfiTnrschleuse 8 der an verschiedenen Stellen der Zigarettenmaschine anfallende

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Kurztabak zugeführt. Die Dosierbandwaage 9 mißt fortlaufend das Gewicht des das Abgabeende im Bereich der Rolle 12 passierenden Tabalcvlieses und steuert die Geschwindigkeit des eigenen Antriebsmotors 14 im Sinne einer Konstanthaltung eines mittleren, vorgegebenen Sollwertes der pro Zeiteinheit in den Stauschacht 22 abgegebenen Tabakmenge. Um sicherzustellen, daß die in den Stauschacht 22 eingegebene konstante Tabakmenge auch jederzeit von der nachgeordneten Stachelförderwalze 26 volumenmäßig verarbeitet, d.h. aus dem Stauschacht 22 entnommen werden kann, wirken die Fotozellen 27 und 25 in der nachfolgend anhand der Figur 2 beschriebenen Weise mit der Drehzahl-Steuereinrichtung 29 zusammen.

Solange sich die Stauhöhe des T&bakvorrates 23 bzw. das Tabakniveau sich zwischen den beiden Fotozellen 2? und 28 bewegt, wird die Stachelförderwalze 26 mit einer normalen, mittleren Drehzahl des Motors 24 angetrieben, was dadurch erreicht wird, daß die nicht bedeckte Fotozelle 27 ein Signal auf den Eingang b des UND-Gliedes 33 abgibt und die bedeckte Fotozelle 28 kein Signal abgibt, wodurch infolge Verneinung durch das IfICHT-Glied 38 ebenfalls am Eingang a des UND-Gliedes 33 ein Signal ansteht.

Das UND-Glied 33 gibt demzufolge ein. Ausgangssignal auf den Sollwertgeber 41» welcher über die Vergleichsstelle 44 ein entsprechendes Sollwertsignal auf das Stellglied 48 abgibt, so daß der Elektromotor 24 und damit die Stachelförderwalze 26 mit einer mittleren Drehzahl betrieben wird. Die gleichzeitige Aktivierung der beiden anderen Sollwertgeber 39 und 42 wird dadurch verhindert, daß die ihnen zugeordneten UND-Glieder 32 und kein Ausgangssignal abgeben, da das von der Fotozelle 27 abgegebene Signal für den Eingang b des UtJD-Gliedes 32 verneint wird und lediglich dessen Eingang a durch das verneinte, nicht existierende Signal der Fotozelle 28 ein Eingangssignal erhält«

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Desgleichen erhält das UND-Glied 34 nur ein Signal am Eingang b von der Fotozelle 27 -und sein Eingang a Icein Signal von der Fotozelle 28.

Wenn die Stauhöhe des Tabakvorrates 23 im Stauschacht 22 wächst, d.h. das Tabakniveau die Fotozelle 27 erreicht oder gar überschreitet, dann sind beide Fotozellen 27 und 28 bedeckt und geben keine Signale mehr ab. Dies hat zur Folge, daß das UND-Glied 34 weiterhin kein Ausgangssignal abgibt, da seine beiden Eingänge a und b keine Signale von den Fotozellen 27 und 28 erhalten, während das UND-Glied 33 ebenfalls kein Ausgangssignal auf den Sollwertgeber 41 mehr abgibt, da der Eingang b des UND-Gliedes 33 kein Signal mehr von der Fotozelle 27 erhält. Nunmehr stehen hingegen an den Eingängen a und b des UND-Gliedes

32 Eingangssignale an infolge Verneinung durch die NICHT-Glieder 36 und 37 der nicht existierenden Signale der Fotozellen 27 und 28. Das UND-Glied 32 gibt somit ein Ausgangssignal auf den zugeordneten Sollwertgeber 39, welcher über die Vergleichsstelle 43 das Stellglied 48 im Sinne einer Drehzahl-Steigerung beeinflußt und somit die Drehzahl des Elektromotors 24 erhöht. Auf diese V/eise ist die Stachelförderwalze 26 in der Lage, durch ihre höhere Geschwindigkeit die volumenmäßig angestiegene Tabalcmenge im Stauschacht 22 zu entnehmen, so daß das Tabakniveau wieder absinkt.

Unterschreitet das Tabakniveau die untere Fotozelle 28, dann geben beide Fotozellen 27 und 28 Signal ab, welche vor den Eingängen a und b des UND-Gliedes 32 verneint werden, so daß des'sen Aus gangs signal verschwindet". Darüber hinaus erhält das UND-Glied

33 nur noch ein Eingangssignal von der Fotozelle 27, während sein Eingang b infolge Verneinung des Signals der Fotozelle 28 kein Signal erhält, das UND-Glied 33 somit auch kein Ausgangssignal abgibt. Nunmehr erhält das UND-Glied 34 Eingangssignale von den Fotozellen 27 und 28 und gibt somit ein Ausgangssignal auf den zugeordneten Sollwertgeber 42 ab, welcher über die Ver-

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gleichsstelle 46 im Sinne einer Herabsetzung der Drehzahl das Stellglied 48 aktiviert, wodurch der Elektromotor 24 auf eine kleinere Drehzahl heruntergesteuert wird, wodurch ein weiteres Absinken des Tabakniveaus im Stauschacht 22 verhindert wird,
das Tabakniveau somit wieder ansteigen kann.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß die in den Verteiler eingegebene gewichtskonstante Tabak- bzw.
Tabaküberschußmenge auch tatsächlich verarbeitet wird. D.h.
eine sich beispielsweise infolge eines sich ändernden Schüttgewichtes des Tabaks einstellende Diskrepanz zwischen Gewicht und Volumenstrom wird mit Sicherheit ausgeglichen, so daß
keine Langzeitschwankungen mehr auftreten können.

- Patentansprüche -

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Claims

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Patentansprüche

(i_y Vorrichtung zum Bilden eines fortlaufenden Tabakvlieses zwecks Herstellung stabförmiger Artikel der tabakverarbeitenden Industrie, bestehend aus einem definierten, in seiner Höhe zumindest annähernd konstantgehaltenen Tabakvorrat, einem Zuförderer zum Auffüllen des Tabakvorrates sowie einem Entnahmemittel zum Entnehmen des Tabaks aus dem Tabakvorrat, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuförderer als einen konstanten Gewichtsstrom führende Dosiervorrichtung (9) ausgebildet ist, und daß dem Tabakvorrat (23) ein Überwachungsmittel (27, 28) zugeordnet ist, welches zwecks Erhöhung oder Verringerung des aus dem Tabakvorrat entnommenen Tabalcvolumens mit dem Ent— nahmemittel (26) in Wirlcverbindung steht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabakvorrat (23) in einem Stauschacht (22) gebildet wird.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Entnahmemittel als Stachelförderwalze (26) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stauschacht (22) ein eine obere und eine untere Stauhöhe markierendes Überwachungsmittel (27, 28) zugeordnet ist, welches mit dem Antrieb (24) der Stachelfor— derwalze (26) in Wirkverbindung steht.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Überwachungsmittel aus zwei Fotozellen (27, 28) besteht, welche über ein drei-

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ORIGINAL INSPECTED

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stufiges Drehzahl-Stellglied (48) einer Drehzahl-Steuereinrichtung (29) mit dem Antrieb (24) der Stachelförderwalze (26) in Wirkverbindung stehen.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiervorrichtung als den Wiegemeßwert an ihrem Abgabeende (12) bildende und in Abhängigkeit von diesem Wert selbststeuernde Dosierbandwaage (9) ausgebildet ist.
7· Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierbandwaage (9) ein Beschickungsscliacht (1) zugeordnet ist und durch Austragwalsen (3, 4) des BeschickungsSchachtes mit einem gleichmäßigen Tabakvlies belegbar ist.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierbandwaage (9) eine Rückführschleuse (8) für Kurztabak zugeordnet ist.

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