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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zigarettenherstellungsverfahren.
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STAND DER TECHNIK
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Bei Zigarettenherstellungsmaschinen wird normalerweise zerkleinerter Tabak mittels eines Eingabetrichters zu einem Schwerkraftkanal zugeführt, welcher über eine Kardiereinheit mit einem Becken verbunden ist, von welchem sich nach oben ein aufwärts durchströmter Kanal erstreckt, der am oberen Ende durch ein Förderband, das luftdurchlässig ist, verschlossen wird. Im aufwärts durchströmten Kanal zieht ein Aufwärtsluftstrom, welcher wenigstens teilweise durch Ansaugen durch das Förderband erzeugt wird, den leichten Teil des Tabaks, der Pulver und relativ kleine Stückchen umfasst, nach oben, während alle schwereren Teile, wie Klumpen, Holzteile oder Fremdkörper (Steine und Ähnliches) durch Schwerkraft in das Becken fallen und zurückgewiesen werden.
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Obwohl in weitverbreitetem Einsatz und relativ wirkungsvoll kann das obige Verfahren zu Problemen führen, die durch schwerere Teile, insbesondere Fremdkörper, verursacht werden, welche die Kardiereinheit beschädigen.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zigarettenherstellungsverfahren bereitzustellen, welche so konstruiert sind, um den zuvor erwähnten Nachteil auszuschalten und welche kostengünstig und leicht umzusetzen sind.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Zigarettenherstellungsverfahren gemäß Anspruch 1 und vorzugsweise gemäß jedem der folgenden Ansprüche, die direkt oder indirekt von Anspruch 1 abhängen, bereitgestellt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine Anzahl nicht einschränkender Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird als bloßes Beispiel mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
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1 eine Seitenansicht mit Teilen in Schnittdarstellung und mit Teilen, die zum Zwecke größerer Klarheit abgebaut sind, eines ersten Abschnitts einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 einen Schnitt mit Teilen, die zum Zwecke größerer Klarheit abgebaut sind, eines zweiten Abschnitts der Herstellungsmaschine aus 1 zeigt;
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3 eine Draufsicht des Abschnitts aus 2 zeigt;
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4 eine schematische Ansicht in Perspektive mit Teilen, die zum Zwecke größerer Klarheit abgebaut sind, einer alternativen nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform des zweiten Abschnitts der Herstellungsmaschine aus 1 zeigt.
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BESTE FORM DER UMSETZUNG DER ERFINDUNG
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Ziffer 1 in 1 und 2 bezeichnet als Ganzes eine Zigarettenherstellungsmaschine, welche einen Kanal 2, der sich durch eine Eingabeeinheit 3 (2) zum Zuführen eines zerkleinerten Tabakstroms 4 erstreckt; und eine Handhabungseinheit 5 (1) zum Empfangen des Stroms zerkleinerten Tabaks 4 von der Eingabeeinheit 3 und zum Ausbilden einer Matte 6 aus zerkleinertem Tabak auf der unteren Fläche eines Förderbands 7 umfasst, welches aus einem Material hergestellt ist, das luftdurchlässig ist und direkt unterhalb eines Saugkastens 8 zum Festhalten der Matte 6 auf dem Förderband 7 durch Ansaugen läuft.
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Wie in 2 und 3 gezeigt, umfasst der Kanal 2 in der Eingabeeinheit 3 einen Eingabekanal 9 mit im Wesentlichen konstantem Querschnitt zum Empfangen des Stroms zerkleinerten Tabaks 4 von einem Behälter (nicht gezeigt) und zum Zuführen des Stroms zu einem konisch erweiterten Kanal 10, welcher in der Flussrichtung 11 des Stroms zerkleinerten Tabaks 4 sich erweitert. Wie in 2 gezeigt, ist der konisch erweiterte Kanal 10 anschließend an den Eingabekanal 9 angeordnet und endet an einem Knoten 12, welcher das obere Ende eines Reinigungsturms 13 mit dem Eingabeende eines Ausgabekanals 14 der Eingabeeinheit 3 verbindet.
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Die Ausgabeeinheit 14 umfasst einen Eingabeabschnitt, welcher eine Verlängerung nach oben des Reinigungsturms 13 ausbildet und sich um einen Saugkäfig 15 windet, welcher sich um eine im Wesentlichen horizontale Achse 16 dreht und teilweise durch eine Bodenplatte 17 abgeschirmt ist. Der Saugkäfig 15 definiert mit seinem freien äußeren Abschnitt einen Teil der seitlichen Oberfläche des Ausgabekanals 14 und ist so angetrieben, dass der Teil seiner Oberfläche, welcher in Kontakt mit dem Strom zerkleinerten Tabaks 4, der entlang dem Ausgabekanal 14 fließt, tritt, sich um die Achse 16 in dieselbe Richtung wie Richtung 11 dreht. An seinem Ausgabeende ist der Ausgabekanal 14 durch einen Absperrschieber 18 verschlossen, welcher sich um eine Achse 19 parallel zur Achse 16 dreht.
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Wie in 3 gezeigt, bildet der Saugkäfig 15 einen der vielen Einlässe eines Primärluftsaugsystems 20, welches einen Verteilerkopf 21 und im Gegensatz zu ausbildenden Teilen der Herstellungsmaschine 1 Teil eines Saugsystems (nicht gezeigt) der Tabakanlage (nicht gezeigt) bildet, in welche die Herstellungsmaschine 1 eingebaut ist.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst der Reinigungsturm 13 einen im Wesentlichen sinusförmigen, aufwärts durchströmten Kanal 22, welcher sich nach unten im Querschnitt verjüngt, wobei dessen Bodenabschnitt ein Becken 23 ausbildet, das am Boden durch ein drehbares Schieberablassventil 23a geschlossen ist. Über dem Becken 23 ist der aufwärts durchströmte Kanal 22 seitlich durch zwei seitliche Wände 24 und 25 definiert, wobei Wand 25 fixiert ist, während Wand 24 hin zur Wand 25 und weg von dieser einstellbar ist, um den Querschnitt des aufwärts durchströmten Kanals 22 einzustellen. Zu diesem Zwecke ist in der gezeigten beispielhaften Ausführungsform die Wand 24 gelenkig an 26 angebracht, wird durch ein Betätigungsglied 27 um eine Achse parallel zur Achse 16 gedreht und ist oben mit einer Querplatte 28 ausgerüstet, welche in Querrichtung verschiebbar und auf fluiddichte Weise an einer Dichtung 29, die an einer Wand des sich konisch erweiternden Kanals 10 beim Knoten 12 angebracht ist, befestigt.
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Genau über dem Becken 23 steht der aufwärts durchströmte Kanal 22 mit einem Einlasskopf 30 für einen Sekundärluftstrom 30a in Verbindung, welcher entlang dem aufwärts durchströmten Kanal 22 ”blubbert” und vorzugsweise durch den Kopf 30 von außen bepumpt wird. Alternativ kann die Sekundärluft einfach von außen durch den Unterdruck, welcher im Reinigungsturm 13 durch die Primärluft, die durch das Ansaugsystem 20 angesaugt wird, erzeugt wird, eingesaugt werden.
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Wie in 3 gezeigt, kommuniziert entlang des Eingabekanals 9 der Kanal 2 über einen ringförmigen Verteilerkopf 31 mit zwei unterschiedlichen pneumatischen Hilfskreisläufen 32 und 33. Der pneumatische Hilfskreislauf 32 umfasst einen Kanal 34, welcher vom Verteilungskopf 21 abzweigt und mit dem ringförmigen Kopf 31 in Verbindung steht, um den sich konisch erweiternden Kanal 10 mit einem Hilfsluftstrom 35 zu versorgen, welcher mit einem Primärluftstrom 36 vermischt wird, der entlang dem Eingabekanal 9 durch Ansaugen durch das Ansaugsystem 20 durch den Saugkäfig 15 gezogen wird; und der pneumatische Kreislauf 33 umfasst zwei Kästen 37, welche auf gegenüberliegenden Seiten des sich konisch erweiternden Kanals 10 angeordnet sind und auf einer Seite mit dem sich konisch erweiternden Kanal 10 und auf der anderen Seite über die jeweiligen Kanäle 38 mit dem Einlass einer Pumpe 39 in Verbindung stehen, deren Auslass über einen Kanal 40 mit dem ringförmigen Kopf 31 kommuniziert, um den ringförmigen Kopf 31 mit einem rückgeführten Luftstrom 41 zu versorgen.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst der Kanal 2 in der Handhabungseinheit 5 einen Trichter 42, welcher mit dem Ausgabekanal 14 über das drehbare Schiebeventil 18 in Verbindung steht. Der Strom zerkleinerten Tabaks 4 wird durch den Trichter 42 in einen Kasten 43 und auf den Bandförderer 44 zum Beschicken des Stroms zerkleinerten Tabaks 4 in eine Kardiereinheit 45, welche in dem Kasten 43 untergebracht ist, zugeführt. Die Kardiereinheit 45 führt den Strom zerkleinerten Tabaks 4 einer Vibriertasse 46 – auch auf bekannte Weise durch einen externen Förderer 47 mit rückgeführtem Tabak, der in bekannter Weise, nicht gezeigt, durch Abziehen der Matte 6 erhalten wird – und einem Schwerkraftkanal 48 zu, dessen unteres Ende durch eine weitere Kardiereinheit 49 gesteuert wird, welche den Tabak vom Schwerkraftkanal 48 erhält und ihn gleichmäßig auf einem Förderer 50 verteilt, der leicht nach oben zum unteren Ende eines aufwärts durchströmten Kanals 51 ansteigt, der am oberen Ende durch das Förderband 7 verschlossen ist.
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Der Strom zerkleinerten Tabaks 4, welcher den Einlass des Eingabekanals 9 erreicht, wird daher im Wesentlichen zur Gänze durch den Primärluftstrom, welcher durch den Saugkäfig 15 angesaugt wird, auf die Unterseite des Förderbands 7, um die Matte 6 zu bilden, entlang dem Kanal 2 gesaugt, welcher, wie bereits festgestellt, in dieser Reihenfolge den Eingabekanal 9, den sich konisch erweiternden Kanal 10, den Ausgabekanal 14, den Trichter 42, den Kasten 43, den Förderer 44, die Tasse 46, den Schwerkraftkanal 48, den Förderer 50 und den aufwärts durchströmten Kanal 51 umfasst. Während er entlang von Kanal 2 fließt, dehnt sich der Strom zerkleinerten Tabaks 4 stark innerhalb des sich konisch erweiternden Kanals 10 aus, was das Aufbrechen von Klumpen im Tabak bewirkt und den Rest des Tabaks von sogenannten ”schweren” Teilen, welche durch noch verbleibende Klumpen und/oder holzige Tabakteile und/oder Fremdkörper definiert sind, befreit.
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Die Ausdehnung wird durch Zuführen von weiterer Luft mittels pneumatischer Hilfskreisläufe 32 und 33 verstärkt, von denen man auf mindestens den pneumatischen Hilfskreislauf 32 verzichten kann, wenn mit besonders leichtem zerkleinertem Tabak gearbeitet wird.
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Die schweren Teile werden am Knoten 12 durch den Sekundärluftstrom ausgeschieden, welcher vom Verteilerkopf 30 nach aufwärts, entlang dem aufwärts durchströmten Kanal 22 bläst, was es den ”leichten” Teilen im Strom zerkleinerten Tabaks 4 erlaubt, durch den Knoten 12 zum Ausgabekanal 14 und dem Trichter 42 zu ”schweben”, während die schwereren Teile in die entgegengesetzte Richtung nach unten im aufwärts durchströmten Kanal 22 in das Becken 23 fallen.
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Offensichtlich hängen das spezifische Gewicht und die Natur der Teile, die im Becken 23 abgelagert werden, von der Geschwindigkeit der Sekundärluft ab, die entlang dem aufwärts durchströmten Kanal 22 bläst; wobei diese Geschwindigkeit für eine gegebene Flussrate entlang dem Verteilerkopf 30 durch das Betätigungsglied 27 geregelt werden kann. In dieser Verbindung sollte herausgestrichen werden, dass die sinusförmige Gestalt der seitlichen Wände 24 und 25 durch das Erzeugen von deutlicher Verwirbelung innerhalb des aufwärts durchströmten Kanals 22 nicht nur beim Trennen der schweren von den leichten Teilen und beim Zuführen der leichten Teile nach oben entlang dem Reinigungsturm 13 unterstützend wirkt, sondern auch exponential die Wirkung des Betätigungsglieds 27, welches den Querschnitt des aufwärts durchströmten Kanals 22 verändert, verstärkt.
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4 zeigt eine alternative, außerhalb des Schutzbereichs liegende Ausführungsform der Eingabeeinheit 3, wobei alle ihre Teile, die gemeinsam mit der Eingabeeinheit 3 in 2 sind, durch Verwenden derselben Bezugsziffern gekennzeichnet sind. In der Eingabeeinheit 3 aus 4 umfasst der Kanal 2 einen Eingabekanal 9 mit im Wesentlichen konstantem Querschnitt für das Aufnehmen des Stroms zerkleinerten Tabaks 4 von einem Behälter (nicht gezeigt) und sein Zuführen zu einem vertikalen, konisch erweiterten Kanal 10, welcher sich im Querschnitt in der Flussrichtung 11 des Stroms zerkleinerten Tabaks 4 vergrößert.
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Wie in 4 gezeigt, ist der konisch erweiterte Kanal 10 anschließend an den Eingabekanal 9 angeordnet und mündet in einem vertikalen Reinigungsturm 13, welcher am oberen Ende durch den konisch erweiterten Kanal 10 auf der einen Seite und auf der anderen Seite durch einen Saugkäfig 52 definiert ist, welcher sich um eine horizontale Achse 53 dreht und mit dem Primärluftansaugsystem 20 verbunden ist. Der Saugkäfig 52 dreht sich im Uhrzeigersinn, um den Strom zerkleinerten Tabaks 4 vom Reinigungsturm 13 zum Trichter 42 zuzuführen, welcher unterhalb des Saugkäfigs 52 und neben dem Reinigungsturm 13 angeordnet ist. Um die Absonderung des zerkleinerten Tabaks 4 vom Saugkäfig 52 in den Einlass des Trichters 42 zu unterstützen, wird der Sog durch den Saugkäfig 52 auf bekannte Weise am Einlass des Trichters 42 abgeschnitten, welcher auch mit einer festen Platte, die am Saugkäfig 52 angebracht ist, und mit einer Luftdüse, welche so ausgerichtet ist, um den zerkleinerten Tabak 4 vom Saugkäfig 52 in den Einlass des Trichters 42 abzusondern, ausgestattet sein kann. In einer Ausführungsform, die nicht gezeigt ist, ist ein drehbares Schiebeventil am Einlass des Trichters 42 bereitgestellt.
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Der Reinigungsturm 13 verjüngt sich nach unten und ist am Boden durch ein Becken 54 definiert, welches am Boden durch ein drehbares Ablassventil 55 verschlossen ist. Über der Basis 54 ist der Reinigungsturm 13 seitlich durch eine Seitenwand 56 unterhalb des Saugkäfigs 52 und durch eine Seitenwand 57 unterhalb des konisch erweiterten Kanals 10 definiert. Die Seitenwand 57 weist eine Anzahl von Löchern 58 auf, durch welche ein Luftstrom 59 gelenkt wird, um den zerkleinerten Tabak 4 vom konisch erweiterten Kanal 10 zum Saugkäfig 52 zu blasen. In einer alternativen nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform, nicht gezeigt, weist die Seitenwand 56 ebenfalls Löcher für den Durchgang des Luftstroms 59 auf.
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Während er entlang dem Kanal 2 fließt, dehnt sich der Strom zerkleinerten Tabaks 4 stark innerhalb des sich konisch erweiternden Kanals 10 aus, was das Aufbrechen von allen Klumpen im Tabak und das Befreien des Rests des Tabaks von sogenannten ”schweren” Teilen, welche als alle verbleibenden Klumpen, hölzerne Tabakteile und/oder Fremdkörper definiert sind, bewirkt. Die schweren Teile werden im Reinigungsturm 13 durch die Schwerkraft ausgeschieden, so dass die ”leichten” Teile des Stroms zerkleinerten Tabaks 4 durch den Saugkäfig 52 eingefangen werden, während die schwereren Teile nach unten entlang dem Reinigungsturm 13 in das Becken 54 fallen. Offensichtlich hängen das spezifische Gewicht und die Natur der Teile, die im Becken 54 abgelagert werden, von der Flussrate und der Geschwindigkeit des Luftstroms 59 durch die Löcher 58 in der Seitenwand 57 ab.
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Mit anderen Worten ist in der beschriebenen Herstellungsmaschine 1 der Strom zerkleinerten Tabaks 4, welcher die Kardiereinheiten 45 und 49 – von denen auf die Kardiereinheit 45 verzichtet werden kann – erreicht, im Wesentlichen rein und stellt keine Gefahr für die Kardiereinheiten 45 und 49 dar.
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Darüber hinaus ist auf Grund der Ausdehnung innerhalb des konisch erweiterten Kanals 10 und der Menge an Luft, welche durch die Eingabeeinheit 3 und den Reinigungsturm 13 verfügbar ist, das Reinigen des Stroms zerkleinerten Tabaks 4 auf der Herstellungsmaschine 1 deutlich dem überlegen, was auf bekannten Reinigungsmaschinen, unmittelbar stromaufwärts vom aufwärts durchströmten Kanal 51, erzielbar ist; und der Strom zerkleinerten Tabaks 4, welcher die Kardiereinheiten 45 und 49 erreicht, ist gleichförmiger. Abschließend sollte betont werden, dass in der Herstellungsmaschine 1 der Strom zerkleinerten Tabaks 4, welcher entlang dem Kanal 2 fließt, im Wesentlichen auf Kosten der Primärluft, welche in jedem Fall in der Tabakanlage und welche normalerweise für andere Zwecke außerhalb der Herstellungsmaschine 1 erzeugt wird, gereinigt wird. Folglich erfordert das Reinigen des Stroms zerkleinerten Tabaks 4 auf der Herstellungsmaschine 1 keine zusätzliche Energieausrüstung, welche nicht bereits für andere Zwecke in der Tabakanlage vorgesehen ist.
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Das Obige ist auch auf jede Maschine anwendbar, die vielzählige Zigarettenstangen erzeugt, in welcher der Endabschnitt des Kanals 2 auf bekannte Weise durch eine Anzahl von parallelen, aufwärts durchströmten Kanälen 51 definiert ist, die am oberen Ende jeweils durch Förderbänder 7 abgeschlossen sind.
