DE60319268T2

DE60319268T2 - Gerät zum füllen einer zigarettenhülse mit einer abgemessenen menge tabak

Info

Publication number: DE60319268T2
Application number: DE60319268T
Authority: DE
Inventors: Larry E. Marysville MOSER; Robert J. New Albany DAILY
Original assignee: Cousins Distributing Inc Suisun; Cousins Distributing Inc
Current assignee: Cousins Distributing Inc Suisun; Cousins Distributing Inc
Priority date: 2002-11-21
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2023-11-15
Also published as: US6913022B2; DE60319268D1; HK1080691A1; EP1571932B1; WO2004047569B1; WO2004047569A2; JP4279783B2; EP1571932A2; US20040099277A1; US20040255962A1; WO2004047569A3; CA2506354A1; JP2006507001A; AU2003290962A1; ATE386447T1; EP1571932A4

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Vorrichtung zum Füllen von Zigarettenhülsen mit Tabak und insbesondere eine vollständig manuelle, teilweise automatisierte oder vollständig automatisierte Vorrichtung zum Füllen von Zigarettenhülsen mit dosierten Mengen an Tabak.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Zigarettenhülsen umfassen im Allgemeinen einen Papierzylinder mit einem offenen Ende und einem Filterende. Verschiedene Maschinen existieren auf dem Markt, um einem Benutzer zu ermöglichen, solche Hülsen mit loser Tabak zu füllen, um seine eigenen Zigaretten herzustellen.
Ein Beispiel einer Zigarettenhülsen-Füllmaschine des Standes der Technik umfasst die Vorrichtung Supermatic II, die von Jack Gee's Sales vertrieben wird (siehe http://www.jackgee.com/supermatic_ii.htm). Die Zusammensetzung der internen Teile dieser Vorrichtung ist auf den folgenden Websites zu finden:
http://www.jackgee.com/parts.htm und
http://www.ryomagazine.com/july2001/injectors.htm. Diese Tischgerät wird mit einer Handkurbel betätigt und umfasst eine offene rechteckige Presskammer an der Oberseite der Vorrichtung, in die ein Benutzer zu pressenden und zu einer Zigarette zu formenden Tabak gibt. Die Bedienperson dreht die Handkurbel im Uhrzeigersinn, um den Tabak zu pressen und schließlich den gepressten Tabak in eine Zigarettenhülse einzuführen, die an einer Düse am äußeren Gehäuse der Vorrichtung befestigt ist. Insbesondere wenn der Benutzer die Handkurbel aus ihrer Ruheposition um ungefähr 90 Grad dreht, wird ein Pressschlitten linear in Richtung der Presskammer bewegt und presst schließlich den Tabak in der Kammer in einen Zylinder, um einen Tabakstopfen zu bilden. Wenn die Handkurbel danach weiter um ungefähr zusätzliche sechzig Grad gedreht wird, berührt ein Mechanismus an der Handkurbel einen linearen Einführungsschlitten. Dieser Einführungsschlitten bewegt sich senkrecht zum nun stationären Pressschlitten und parallel zur befestigten Zigarettenhülse, um den gepressten Tabakstopfen durch die Presskammer und in die wartende Zigarettenhülse zu schieben.
Eine ähnliche, jedoch automatisierte Vorrichtung ist die MackRoller-Vorrichtung, die von CigFactory vertrieben wird (siehe http://www.webbspot.com/mackroller/). Diese Vorrichtung ist elektrisch automatisiert und ermöglicht dem Benutzer, die Zigarettenhülse nur an der Vorrichtung anzuordnen, einen Schalter einzuschalten, und das Pressen und Einführen werden automatisch durchgeführt. Die MackRoller-Vorrichtung scheint jedoch in ihrer Struktur und ihren inneren Mechanismen zu Supermatic II ähnlich, mit der Ausnahme, dass die Handkurbel gegen einen Motor ausgetauscht wurde, um die erforderliche Drehbewegung vorzusehen. Videos, die den Betrieb der MackRoller-Vorrichtung zeigen, sind auf http://webbspot.com/mackroller/cigarette_rolling_vide4.html zu finden.
Eine weitere automatisierte Vorrichtung zum Füllen einer Zigarettenhülse mit Tabak umfasst die EasyRoller-Vorrichtung die von CP Rollings ApS in Dänemark hergestellt wird. Diese Vorrichtung ist auch automatisiert und kann eine befestigte Zigarettenhülse durch lediglich Schieben einer Taste füllen. Die Vorrichtung umfasst im Wesentlichen einen Motor mit einem Schneckenmechanismus, der an seinem Rotor befestigt ist. Der Schneckenmechanismus ist an der Unterseite eines Tabaktrichters zum Halten von loser Tabak angeordnet und setzt sich durch eine Metallröhre fort, an der die Zigarettenhülse befestigt wird. Wenn sie betätigt wird, dreht sich der Schneckenmechanismus, um Tabak aus dem Trichter zu führen und ihn in die wartende Zigarettenhülse zu verdichten oder zu "schrauben".
Diese und weitere Zigarettenhülsen-Füllvorrichtungen sind in der Informationsoffenbarungserklärung offenbart, die die Erfinder mit dieser Patentanmeldung eingereicht haben. Keine von diesen Vorrichtungen werden jedoch als geeignet angenommen, um den Markt zum "Rollen der eigenen" Zigarette zu bedienen, da sie jeweils unter verschiedenen Nachteilen leiden: einige Maschinen sind gefährlich; andere füllen die Zigarettenhülsen nicht angemessen oder locker und unregelmäßig; einige füllen Hülsen nicht mit angemessener Geschwindigkeit usw.
Überdies besteht ein Problem, das auf dem Zigarettenhülsen-Füllfachgebiet überall vorhanden scheint, darin, dass solchen Maschinen die Fähigkeit fehlt, Hülsen mit einer genauen Menge an Tabak auf einer konsistenten Basis zu füllen. Die Vorrichtungen Supermatic II und MackRoller, die vorher erörtert wurden, sehen eine gute Erläuterung dieses Problems vor. Obwohl solche Vorrichtungen Tabak im Allgemeinen angemessen pressen und in wartende Hülsen einführen können, hängen sie vom Benutzer der Maschine ab, um die Presskammer mit einer ausreichenden Menge an Tabak zu füllen, indem im Wesentlichen eine gewisse Menge an Tabak mit der Hand in die Kammer gestopft wird. Die Maschine besitzt folglich kein Mittel zum Automatisieren oder Dosieren einer zweckmäßigen Menge an Tabak für die letztliche Einführung in die Hülsen. Überdies fehlen solchen Vorrichtungen im Allgemeinen Mittel zum Zurechtkommen mit verschiedenen Schnitten von Zigarettentabak, wie z. B. Shag-Cut oder Bulk-Cut, oder Tabaken mit verschiedenen Feuchtigkeitsgehalten usw. Das Ergebnis ist im Allgemeinen die Bildung von Zigaretten, die in ihrer Dichte ungleichmäßig oder unvollständig sind und/oder die nicht korrekt brennen können oder auseinander fallen, wenn sie angezündet werden, was Zigarettenraucher im Allgemeinen unerwünscht finden.
EP 0 144 060 A2 offenbart eine Vorrichtung zum Füllen einer Zigarettenhülse mit Tabak. Sie umfasst einen Tabaktrichter mit einer Dosiervorrichtung. Das Dosieren wird durch zwei sich gegenläufig drehende parallele Wellen ähnlich einem Spiralbohrer durchgeführt, wobei die Wellen mit einem Spalt dazwischen angeordnet sind. Diese Wellen drehen sich eine vorbestimmte Anzahl von Malen und transportieren folglich eine vorbestimmte Menge an Tabak zu einem Speicherraum. Dort wird der Tabak durch eine Platte mit einer zylindrisch geformten Seitenfläche in eine Presskammer gepresst. Dann wird der zylindrisch geformte Tabak in eine Zigarettenhülse eingeführt.
Die vorliegende Offenbarung stellt mehrere verschiedene Ausführungsbeispiele von Zigarettenhülsen-Füllmaschinen bereit, die solche Probleme des Standes der Technik beseitigen oder mildern. Insbesondere enthalten die offenbarten Maschinen unter anderen Vorteilen Mechanismen zum Dosieren einer zweckmäßigen Menge an zu pressendem und schließlich einzuführendem Tabak. Ob vollständig manuelle, teilweise automatische oder vollständig automatische Versionen der offenbarte Maschine verwendet werden, das Ergebnis ist die Bildung von Zigaretten, die konsistente und gleichmäßige Mengen an Tabak enthalten.
Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert. Spezielle Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Vorrichtungen zum Füllen einer Zigarettenhülse mit Tabak werden offenbart. Gemäß einem Aspekt enthalten die Vorrichtungen separate Dosier-, Press- und Einführungsmechanismen, die manuell, teilweise automatisch oder vollständig automatisch sein können. Die Dosiermechanismen bewegen eine zweckmäßige Menge an Tabak zu einer Presskammer, in der der Tabak anschließend zum letztlichen Einführen gepresst wird. Bei einigen Ausführungsbeispielen sind Mittel zum Feststellen, ob eine ausreichende Menge an Tabak in die Presskammer dosiert wurde, vorgesehen, und wenn nicht, wird weiteres Dosieren vor der Einführung durchgeführt. Gemäß einem weiteren Aspekt sind die Dosier- und Pressmechanismen zu einem einzelnen Mechanismus mit demselben Effekt kombiniert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorangehenden Ausführungsbeispiele der Erfindung werden mit Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung besser verstanden, wenn sie in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen gelesen wird, in denen gilt:
1A–1D stellen verschiedene Ansichten eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Füllen von Zigarettenhülsen mit dosierten Mengen an Tabak dar, wobei die offenbarte Vorrichtung eine automatisierte Dosiereinheit aufweist.
2A–2B stellen verschiedene Ansichten des ersten Ausführungsbeispiels in einer Betriebsstufe dar, in der eine Menge an Tabak dosiert wird.
3A–3B stellen verschiedene Ansichten des ersten Ausführungsbeispiels in einer weiteren Betriebsstufe dar, in der die dosierte Menge an Tabak gepresst wird.
4 stellt eine teilweise freigelegte Vorderansicht des ersten Ausführungsbeispiels in noch einer weiteren Betriebsstufe dar, in der der dosierte und gepresste Tabak in eine Zigarettenhülse eingeführt wird.
5A–5B stellen zweite Ausführungsbeispiele von manuell betätigten Vorrichtungen zum Füllen von Zigarettenhülsen mit dosierten Mengen an Tabak dar.
6A stellt ein drittes Ausführungsbeispiel einer automatisierten Vorrichtung zum Füllen von Zigarettenhülsen mit dosierten Mengen an Tabak dar.
6B stellt ein Diagramm einer Steuereinheit für die Vorrichtung von 6A dar.
7 stellt ein viertes Ausführungsbeispiel einer automatisierten Vorrichtung zum Füllen von Zigarettenhülsen mit dosierten Mengen an Tabak dar.
8 stellt ein fünftes Ausführungsbeispiel einer automatisierten Vorrichtung zum Füllen von Zigarettenhülsen mit dosierten Mengen an Tabak dar, die in der Lage ist, die Reichlichkeit der Menge an dosiertem Tabak zu erfassen und diese Menge einzustellen, falls erforderlich.
9A–9C stellen ein sechstes Ausführungsbeispiel einer automatisierten Vorrichtung zum Füllen von Zigarettenhülsen mit dosierten Mengen an Tabak mit einer verbesserten Fähigkeit zum Erfassen der Reichlichkeit der Menge an dosiertem Tabak und Einstellen dieser Menge, falls erforderlich, dar.
10A–10B stellen ein siebtes Ausführungsbeispiel einer automatisierten Vorrichtung zum Füllen von Zigarettenhülsen mit dosierten Mengen an Tabak dar, in der das Dosieren und Pressen integriert sind.
10C–10E stellen Details eines Dosier-/Presselements dar, das bei dem siebten Ausführungsbeispiel verwendbar ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
I. Erstes Ausführungsbeispiel
Mit Bezug auf 1A–1D wird ein erstes Ausführungsbeispiel einer teilweise automatisierten Vorrichtung 10 zum Füllen von Zigarettenhülsen 70 mit einer abgemessenen oder dosierten Menge an Tabak 76 dargestellt. Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel ist das Dosieren des Tabaks automatisiert, während das Pressen und Einführen manuell sind, wie später genauer erläutert wird.
Die offenbarte Vorrichtung 10 ist in einer Vorderseitenaufrissansicht in 1A und in einer Seitenaufrissansicht in 1B dargestellt. In 1C ist die offenbarte Vorrichtung in einer Seitenquerschnittsansicht dargestellt. In 1D ist die offenbarte Vorrichtung 10 in einer Draufsicht in einem gebrochenen Querschnitt dargestellt. Die offenbarte Vorrichtung 10 ist in einer Basisform dargestellt, um die grobe Anatomie der Vorrichtung zu zeigen. Sie kann jedoch von einem üblichen Fachmann ästhetisch konstruiert oder geändert werden.
Die offenbarte Vorrichtung 10 umfasst einen Körper 11, eine Trichtereinheit 20, eine Dosiereinheit 30, eine Presseinheit 80, ein Zigarettenhülsenmagazin 130, eine Einleitungseinheit 150 und eine Klemmeinheit 180. Die offenbarte Vorrichtung 10 ist vorzugsweise so bemessen, dass sie für die einfache Verwendung durch einen Raucher, der "selbst rollt", auf einem Tisch aufsitzt. Die offenbarte Vorrichtung 10 könnte jedoch größer oder kleiner gemacht werden, um sie an eine gewünschte Implementierung anzupassen, oder könnte in einer Fertigungs- oder Produktionsumgebung verwendet werden. Die verschiedenen Komponenten der offenbarten Vorrichtung 10 können aus geeigneten Metallen und/oder Kunststoffen bestehen. Vorzugsweise bestehen Komponenten mit hoher Beanspruchung oder verschleißanfällige Komponenten aus Metall. Ferner verwenden verschiebbare Komponenten vorzugsweise Metall-Kunststoff- oder Kunststoff-Kunststoff-Grenzflächen, die nicht das Hinzufügen von Öl oder Fett erfordern.
Die Trichtereinheit 20, wie am besten in 1C gezeigt, ist im Körper 11 ausgebildet und wird verwendet, um Tabak 76 zu speichern und zur Dosiereinheit 30 zu liefern. Die Dosiereinheit 30 wird wiederum verwendet, um Tabak 76 vom Trichter 20 in die Presseinheit 80 und Einführungseinheit 150 zu dosieren oder abzumessen. Die Presseinheit 80 wird verwendet, um den Tabak 76 zu pressen, und die Einführungseinheit 150 wird verwendet, um einen resultierenden gepressten Stopfen von Tabak 76 in eine Zigarettenhülse 70 einzuführen, die am Magazin 130 angeordnet ist (1D). Die Klemmeinheit 180 wird, wie am besten in 1B gezeigt, verwendet, um ein offenes Ende des Zigarettenpapierteils 72 (1A) der Zigarettenhülse 70 benachbart zur Einführungseinheit 150 während der Einführung des gepressten Stopfens von Tabak 76 fest zu halten. Solche Hülsen 70 enthalten auch gewöhnlich einen Filter 74.
Der Körper 11 (1B) besitzt eine erste und eine zweite Seitenwand 12 und 14 (1A), die verwendet werden, um die verschiedenen Komponenten der Vorrichtung 10 aufzunehmen und zu montieren. Der Trichter 20 ist im Körper 11 zwischen den Seitenwänden 12 und 14 ausgebildet. Wie am besten in 1C gezeigt, besitzt der Trichter 20 eine erste oder untere Oberfläche 21, eine erste Trichterwand 22 und eine Ablenkplatteneinheit 24. Die Ablenkplatteneinheit 24 besitzt eine zweite Trichterwand 26 und eine dritte Haltewand 28. Die Trichterwände 22, 26 und 28 sind vorzugsweise in ungefähr 45 Grad in Bezug auf die untere Oberfläche 21 des Trichters 20 abgewinkelt, wie gezeigt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel legen die erste Trichterwand 22 und die Haltewand 28 einen horizontalen Spalt G von ungefähr 2,54 cm (1 Inch) fest und die untere Oberfläche 21 des Trichters 20 legt einen Oberflächenbereich von ungefähr 25,8 cm² (4 Quadratinch) fest.
Loser Tabak 76 wird in den Trichter 20 gegeben und die Wände 22, 26 und 28 führen den losen Tabak 76 in Richtung der unteren Oberfläche 21 des Trichters 20, wo sich die Dosiervorrichtung 30 befindet. Da der lose Tabak 76 aus flachen Schnitzeln oder Schnitten von Tabak besteht, kann er sich gewöhnlich zusammenknüllen oder zusammenballen, was verhindern kann, dass die Dosierplatte 40 den losen Tabak angemessen zur Presskammer 90 leitet, wie nachstehend genauer beschrieben wird. Die Ablenkplatteneinheit 24 ist zum Verhindern eines solchen Vorkommnisses besonders geeignet. Die Trichterwände 22 und 26 begrenzen das Volumen von loser Tabak, das sich am Boden des Trichters 20 anordnen kann. Außerdem hält die Haltewand 28 den losen Tabak 76 benachbart zur unteren Oberfläche 21 des Trichters 20, wenn die Dosiereinheit 30 arbeitet. Die Ablenkplatteneinheit 24 ist vorzugsweise in der Lage, eine Tabakschicht von ungefähr 2,54 cm (1 Inch) benachbart zur unteren Oberfläche 21 des Trichters 20 zu halten.
Obwohl in den Figuren nicht gezeigt, können andere Schemen verwendet werden, um den losen Tabak 76 im Trichter 20 nach unten vorzubelasten. Ein schwebendes Gewicht kann beispielsweise auf den Tabak im Trichter 20 gelegt werden oder eine durch eine Feder vorgespannte Platte oder Setzlatte kann verwendet werden, um den Tabak nach unten zu schieben. Eine solche durch eine Feder vorgespannte Vorrichtung könnte auch in eine Abdeckung für die Oberseite des Trichters eingebaut sein oder könnte innerhalb des Trichters 20 befestigt sein. In jedem Fall gibt es viele verschiedene Arten und Weisen zum Vorbelasten des Tabaks nach unten, wie ein Fachmann erkennen wird, und in dieser Hinsicht ist die Ablenkplattenstruktur nicht streng erforderlich. Statt dessen kann der Trichter 20 im Wesentlichen als Kasten mit vertikalen oder im Wesentlichen vertikalen Seitenwänden gebaut sein und nicht einmal ein Abwärtsvorbelastungsschema erfordern, wenn das Gewicht des Tabaks im Trichter für einen korrekten Betrieb ausreicht.
Wie am besten in 1C gezeigt, umfasst die Dosiereinheit 30 ein äußeres Gehäuse 31, obere und untere Führungsflächen 32 und 34, eine Dosierplatte 40 und eine Scherplatte 46. Die Dosiereinheit 30 umfasst auch ein automatisiertes Dosierstellglied 50 mit einem Motor 52, einem Getriebe 54 und einer Gleitkurbel 56, die im Querschnitt in 1C der Deutlichkeit halber nicht gezeigt sind. Die Dosiereinheit 30 umfasst auch eine Steuereinheit 60, die in 1D gezeigt ist und an der zweiten Seitenwand 14 befestigt ist.
Wie am besten in 1C gezeigt, ist die Dosierplatte 40 zwischen der ersten und der zweiten Führungsfläche 32 und 34 angeordnet. Die erste Führungsfläche 32 endet an der unteren Trichterwand 22. Die zweite Führungsfläche 34 erstreckt sich in Richtung der Presseinheit 80. Ein Ende 42 (siehe 1D) der Dosierplatte 40 liegt benachbart zum Tabak 76 im Trichter 20 und ist relativ zur Scherplatte 46 beweglich. Die Scherplatte 46 ist im Wesentlichen senkrecht zur Dosierplatte 40 orientiert und ist benachbart zur Presseinheit 80 angeordnet, wie nachstehend beschrieben.
Wie am besten in der Draufsicht von 1D gezeigt, ist das eine Ende 42 der Platte vorzugsweise gezahnt und abgeschrägt. Das gezahnte Ende 42 wird zum Rühren und Schneiden des losen Tabaks verwendet. Das gezahnte Ende 42 ist beispielsweise in der Lage, die losen Tabakschnitzel 76 am Boden des Trichters 20 einzufangen und die Schnitzel gegen die Scherplatte 46 zu schneiden (siehe 1C). Die Dosierplatte 40 enthält einen seitlichen Schlitz 44 für einen exzentrisch angeordneten Stift 58 an der Gleitkurbel 56. Ein anderes Ende 48 der Dosierplatte 40 liegt an einem Zählschalter 64 an, wenn die Dosierplatte durch die Steuereinheit 60 in Bewegung gesetzt wird. Die Dosierplatte 40 weist vorzugsweise eine Dicke von ungefähr 0,152 cm (0,06 Inch) und eine Breite von ungefähr 6,86 cm (2,7 Inch) entlang ihres gezahnten Endes 42 auf.
Wie am besten in 1C gezeigt, sind der Motor 52 und das Getriebe 54 an einer Dosierhalterung 18 befestigt, die zwischen den Seitenwänden der Vorrichtung verbunden ist. Der Motor 52 und das Getriebe 54 sind mit der Gleitkurbel 56 verbunden. Der exzentrisch angeordnete Stift 58 an der Gleitkurbel 56 ist im seitlichen Schlitz 44 angeordnet, der in der Dosierplatte 40 festgelegt ist. Die Drehung des Motors 52 wird über das Getriebe 54 auf die Gleitkurbel 56 übertragen, so dass, wenn die Gleitkurbel 56 gedreht wird, der exzentrisch angeordnete Stift 58 im Schlitz 44 die Dosierplatte 40 wiederholt zwischen den Führungsflächen 32 und 34 hin und her bewegt. Wie vorstehend angegeben, ist der Schlitz 44, in den der exzentrische Stift 58 der Gleitkurbel 56 eingesetzt ist, seitlich in der Platte 40 festgelegt. Wenn der exzentrische Stift 58 mit der Gleitkurbel 56 gedreht wird, bewegt der Stift 58 folglich die Platte 40 der Länge nach hin und her (d. h. von links nach rechts in 1C und 1D), aber nicht seitlich.
Der Motor 52 kann ein herkömmlicher Gleichstrommotor sein, der in Haushaltsgeräten oder in einer Büroausrüstung verwendet wird. In einem Beispiel kann ein Gleichstrommotor mit 12 V mit der Modellnr. RS-385SH, der von Mabuchi Motors hergestellt wird, verwendet werden. Dieser Gleichstrommotor kann ein Drehmoment von ungefähr 72,9 g-cm bei maximalem Wirkungsgrad liefern. Die Verwendung des Getriebes 54 ist bei dem Motor 52 bevorzugt, obwohl dies in Abhängigkeit von dem tatsächlich verwendeten Motor oder Stellglied nicht streng erforderlich sein kann. Vorzugsweise sind der Motor 52 und das Getriebe 54 in der Lage ein Drehmoment von etwa 1,13 Nm (10 in-lbs) zu liefern. Ein üblicher Fachmann wird jedoch erkennen, dass eine Anzahl von Motoren und/oder Getrieben bei der offenbarten Vorrichtung 10 verwendet werden können und dass die Auswahl derselben durch die Funktionen vorgegeben wird, die die Motoren und/oder Getriebe erfüllen müssen.
Die Steuereinheit 60 steuert den Betrieb der Dosiereinheit 30. Die Steuereinheit 60 umfasst einen Zähler (nicht dargestellt), Eingabesteuerungen 61, einen ersten Grenz- oder Aktivierungsschalter 62 und einen zweiten Grenz- oder Zählschalter 64. Der Deutlichkeit halber ist die andere erforderliche Elektronik, die auf dem Fachgebiet bekannt ist, in den 1A–1D nicht gezeigt.
Der erste Aktivierungsschalter 62, der am besten in 1C gezeigt ist, befindet sich auf der Vorrichtung 10 und kann ein externes Gehäuse 63 aufweisen. Die Aktivierung des Schalters 62 wird durch die Presseinheit 80 gesteuert. Der Zählschalter 64 befindet sich benachbart zum Ende 48 der Dosierplatte 40. Die Steuereinheit 60 ist mit einer Leistungsversorgung (nicht dargestellt) verbunden und ist in der Lage, Leistung zum Motor 52 zu liefern, wenn der Aktivierungsschalter 62 durch de Presseinheit 80 aktiviert wird.
Wenn der Motor 52, das Getriebe 54 und die Gleitkurbel 56 bewirken, dass sich die Dosierplatte 40 hin und her bewegt, stellt das Ende 48 der Platte 40 einen wiederholten Kontakt mit dem Zählschalter 64 her. Der Zähler (nicht dargestellt) innerhalb der Steuereinheit 60 wird verwendet, um jeden wiederholten Kontakt zu verfolgen, um festzustellen, wenn eine geeignete Anzahl von Hüben der Dosierplatte 40 gemäß der Eingabe des Benutzers an den Eingabesteuerungen 61 stattgefunden haben. In dieser Hinsicht ermöglichen die Eingabesteuerungen 61 an der Steuereinheit 60 dem Benutzer, eine Menge an Tabak festzulegen, die vom Trichter 20 in die Presseinheit 80 dosiert werden soll, was sich wiederum. letztlich auf die Menge an Tabak 76 in der Zigarette und/oder seine Dichte auswirkt. Unter Verwendung der Eingabesteuerungen 61 kann der Benutzer eine Anzahl von Hüben der Dosierplatte 40 eingeben oder kann aus einer oder mehreren vorbestimmten Wahlmöglichkeiten auswählen (z. B. durch Drücken der Eingabesteuertasten 61, die als "leicht", "mittel" oder "stark" bezeichnet sind), die jeweils einer Anzahl von Hüben zugeordnet sind. Alternativ kann die Vorrichtung voreingestellt sein, um nur eine festgelegte Anzahl von Hüben der Dosierplatte 40 durchzuführen und dem Benutzer nicht zu ermöglichen, dieselbe festzulegen.
Wie am besten im Querschnitt von 1C gezeigt, umfasst die Presseinheit 80 eine Presskammer 90, ein Presselement 100 und eine Kurbeleinheit 110. Die Presskammer 90 ist durch eine erste und eine zweite Wand 92 und 94 festgelegt, die zwischen den Seitenwänden der Vorrichtung verbunden sind. Die erste Wand 92 legt einen Schlitz oder eine Öffnung 96 für den Durchgang von Tabak 76 vom Trichter 20 zur Presskammer 90 fest, wenn der Tabak 76 durch diese und an der Scherplatte 46 vorbei durch das gezahnte Ende 42 der Dosierplatte 40 bewegt wird. (Die Kante der ersten Wand 92 nahe der Öffnung 96 kann natürlich auch als Scherplatte 46 wirken, die ansonsten nicht erforderlich sein kann.) Vorzugsweise ist der Schlitz 96 benachbart zur Presskammer 90 abgeschrägt. Die zweite Wand 94 der Kammer 90 legt eine Öffnung 98 für Komponenten des Presselements 100 zur Verbindung mit Komponenten der Kurbeleinheit 110 fest.
Das Presselement 100 ist zwischen den Wänden 92 und 94 der Presskammer 90 vertikal beweglich. Das Presselement 100 besitzt ein erstes Ende 102, das in der Lage ist, den Aktivierungsschalter 62 zu aktivieren, wenn das Presselement 100 innerhalb der Kammer 90 in seine oberste Position bewegt wird. Das Presselement 100 besitzt auch ein zweites Ende 104, das eine zylindrische Oberfläche festlegt und das verwendet wird, um Tabak in der Presskammer 90 zur korrekten zylindrischen Form ("Stopfen") zu pressen und zu formen, bevor er in die Zigarettenhülse eingeführt wird, wenn das Element 100 innerhalb der Kammer 90 in seine unterste Position bewegt wird.
Wie am besten in 1B gezeigt, umfasst das Presselement 100 einen Klemmstift 106, der sich von einer Seite des Elements 100 erstreckt. Der Klemmstift 106 passt in einen Schlitz 186, der innerhalb eines Klemmstabes 182 der Klemmeinheit 180 enthalten ist. Der Klemmstab 182 ist zwischen Spuren 184 außerhalb der ersten Seitenwand 12 beweglich. Das Ende des Klemmstabes 182 weist ein Greifelement 188 auf, das vorzugsweise aus einem Elastomer besteht, das verwendet wird, um eine Zigarettenhülse an der Vorrichtung zu halten, wie später genauer beschrieben wird. Durch Eingriff des Klemmstifts 106 mit dem Schlitz 186 des Klemmstabes 182 ist das Greifelement 188 relativ zu einem Hülsenhalter oder einer Düse 178 (1A) an einem Endblock 176 der nachstehend zu beschreibenden Einführungseinheit 150 beweglich.
Obwohl das Greifelement 188 als gekoppelt oder in Verbindung mit dem Presselement 100 gezeigt ist, ist dies nicht streng erforderlich. Statt dessen kann das Greifelement 188 eine separate Vorrichtung bilden, die an der Außenseite des Gehäuses montiert ist und die einem Benutzer ermöglicht, die Zigarettenhülse 70 vor dem Betätigen der Vorrichtung an die Vorrichtung zu klemmen. (Siehe 10B, Element 790).
Wie am besten in 1C gezeigt, steht ein Nockenstift 108 von der Fläche des Presselements 100 durch die in der Wand 94 der Presskammer 90 festgelegte Öffnung 98 vor. Der Nockenstift 108 steht mit der Kurbeleinheit 110 zum Bewegen des Presselements 100 innerhalb der Kammer 90 in Eingriff.
Die Kurbeleinheit 110 umfasst einen Kurbelarm 112, eine Welle 114 und ein Nockenelement 116. Der Kurbelarm 112 ist an der Welle 114 befestigt, die an einer Lagerhalterung 16 des Körpers 11 drehbar ist. Das Nockenelement 116 ist auch an der Welle 114 befestigt und ist mit dem Arm 112 und der Welle 114 drehbar. Zusätzliche Lager und Zwischenlagscheiben (nicht dargestellt) können zwischen dem Nockenelement 116, der Halterung 16 und der Welle 114 verwendet werden.
Das Nockenelement 116 legt einen exzentrischen oder spiralförmigen Schlitz 118 fest (siehe 1A und 1C), in den der Nockenstift 108 des Presselements 100 eingesetzt ist. Ein Benutzer verwendet einen Griff 113 am Kurbelarm 112, um das Nockenelement 116 zu drehen. Mit der Drehung des Nockenelements 116 bewegt sich der Nockenstift 108 innerhalb des exzentrischen Schlitzes 118 und das Presselement 100 wird zwischen den Wänden 92 und 94 der Kammer 90 in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Kurbelarms 112 auf oder ab bewegt.
In 1A sind der Kurbelarm 112 und das Nockenelement 116 in einer äußersten Position gegen den Uhrzeigersinn dargestellt und das Presselement ist in seine oberste Position bewegt. Wenn sie so positioniert sind, steht das obere Ende 102 des Presselements 100 mit dem Aktivierungsschalter 62 (siehe 1C) in Eingriff, wie später genauer beschrieben wird. Wenn der Kurbelarm 112 beispielsweise von der in 1A gezeigten Position im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird das Presselement 100 nach unten bewegt, so dass sein unteres Ende 104 gegen irgendeinen losen Tabak am Boden der Presskammer 90 pressen kann.
Wie am besten in 1A gezeigt, umfasst die Einführungseinheit 150 einen Pendelwagen 160, einen Anschlag 170, eine Feder 172, einen Halter 174, einen Endblock 176 und einen Hülsenhalter 178. Wie am besten in 1C gezeigt, umfasst der Pendelwagen 160 einen Auslöser 162, ein Einführungselement 164 und Führungen 166 und 168. Der Pendelwagen 160 ist unter der Presskammer 90 angeordnet und ist entlang der Führungen 166 und 168 beweglich. Wie am besten in 1D gezeigt, erstreckt sich der Auslöser 162 von einer Seite des Pendelwagens 160 und soll mit dem Arm 112 (1C) der Kurbeleinheit 110 in Eingriff kommen, wie nachstehend beschrieben. Das Einführungselement 164 ist zwischen den Führungen 166 und 168 angeordnet und weist ein Ende 165 auf, das am Pendelwagen 160 befestigt ist. Das Einführungselement 164 legt vorzugsweise eine halbzylindrische Oberfläche fest, die sich in Richtung ihres fernen Endes verjüngt. Eine solche Form ist auf dem Fachgebiet zum Erleichtern der Einführung eines gepressten Tabakstopfens in eine Zigarettenhülse bekannt.
Die Führungen 166 und 168 passen in Schlitze, die im unteren Ende der Wände 92 und 94 (1C) festgelegt sind, und sind in diesen zum Führen der Bewegung des Pendelwagens 160 beweglich. Wie am besten in 1A gezeigt, ist der Anschlag 170 am Ende des Pendelwagens 160 mit einer Befestigungsvorrichtung 171 verbunden. Die Feder 172 ist zwischen dem Anschlag 170 und dem Halter 174 verbunden, der an der zweiten Seitenwand 14 des Körpers 11 befestigt ist. Wenn die Feder 172 nicht ausgedehnt ist, befindet sich der Pendelwagen 160 in einer äußersten seitlichen Position (d. h. der am weitesten rechts liegenden Position in 1A) und der Anschlag 170 steht mit dem Endblock 176 in Eingriff, was verhindert, dass sich der Pendelwagen 160 weiter in Richtung des Halters 174 bewegt.
Wenn er in der Richtung im Uhrzeigersinn gedreht wird, kommt der Kurbelarm 112 schließlich mit dem Auslöser 162 des Pendelwagens 160 in Eingriff, dehnt die Feder 172 und bewegt den Pendelwagen 160 in Richtung des Hülsenmagazins 130. Wenn er so bewegt wird, und wie am besten in 1D gezeigt, kann das ferne Ende des Einführungselements 164 dann durch die Düse 178 hindurch angeordnet werden, die an einer Öffnung des Endblocks 176 befestigt ist.
Wie am besten in 1A gezeigt, ist das Hülsenmagazin 130 an der ersten Seitenwand 12 befestigt und weist eine untere Oberfläche 132 und zwei Seiten 134 und 136 auf. Die untere Oberfläche 132 winkelt sich in Richtung der Einführungseinheit 150 ab. Eine Klappe 138 ist am offenen Ende der unteren Oberfläche 132 benachbart zur Einführungseinheit 150 ausgebildet, um Zigarettenhülsen 70 an der unteren Oberfläche 132 und benachbart zur Einführungseinheit 150 zu halten. Das Magazin 130 kann eine Vielzahl von Zigarettenhülsen 70 halten.
Mit dem Vorteil der obigen Beschreibung wird nun die Funktionsweise der offenbarten Vorrichtung 10 mit Bezug auf 2A–4 erörtert.
Mit Bezug auf 2A–B ist die Vorrichtung 10 in verschiedenen Stufen während des Dosierprozesses gezeigt, in dem eine Menge an Tabak 76 vom Trichter 20 zur Presskammer 90 dosiert wird. In 2A ist die offenbarte Vorrichtung 10 in einem Seitenquerschnitt gezeigt. In 2B ist die offenbarte Vorrichtung 10 in einer Vorderansicht gezeigt, wobei bestimmte Komponenten fehlen oder in gestrichelten Linien vorliegen, um die internen Komponenten der offenbarten Vorrichtung 10 aufzuzeigen. Die Wand 94 und die Führungen 168 sind beispielsweise entfernt, so dass die erste Wand 92, der Schlitz 96 und das Einführungselement 164 in 2B sichtbar sind. Die erste Seitenwand 12, das Klemmelement 182, der Endblock 176 und die Düse 178 sind auch im Querschnitt gezeigt.
Während des Betiebs füllt der Benutzer den Trichter 20 mit einer ausreichenden Menge an loser Tabak 76 und positioniert mehrere Zigarettenhülsen 70 im Magazin 130, wobei ihr offenes Papierende zur Seitenwand 12 benachbart ist. Der Benutzer führt manuell ein offenes Ende der ersten Hülse 70 über den Hülsenhalter oder die Düse 178 benachbart zur Presskammer 90 ein. Vorzugsweise legt der Hülsenhalter 178 eine abgewinkelte Öffnung fest, wie gezeigt, um das Einführen in den zylindrischen Papierteil 72 der Hülse 70 zu erleichtern.
Unter Verwendung der Eingabe 61 der Steuereinheit 60 wählt der Benutzer dann eine gewünschte Menge an Tabak zum Füllen der Hülse 70 aus, wie vorher erörtert. Dann dreht der Benutzer den Kurbelarm 112 in eine äußerste Position gegen den Uhrzeigersinn, wie in 2B gezeigt, was das obere Ende 102 des Presselements 100 mit dem Aktivierungsschalter 62 in Kontakt bringt, der wiederum die Steuereinheit 60 informiert, dass die Dosiereinheit 30 aktiviert werden kann.
Der Benutzer aktiviert dann eine entsprechende Eingabe 61 an der Steuereinheit 60, um das Dosieren zu starten und Leistung zum Motor 52 zu liefern. Die Drehung vom Motor 52 wird über das Getriebe 54 auf die Gleitkurbel 56 usw. übertragen, wie vorher beschrieben, was schließlich bewirkt, dass die Dosierplatte 40 zwischen den Führungsflächen 32 und 34 gleitet. Wenn das gezahnte Ende 42 wiederholt an der Scherplatte 46 vorbei bewegt wird, wird eine Menge an loser Tabak 76 vom Trichter 20, durch den Schlitz 96 in der Wand 92 und schließlich in die Presskammer 90 bewegt, wie in 2A gezeigt.
Wie vorstehend angegeben, begrenzt nicht nur die Haltewand 28 die Menge an Tabak 76 am Boden des Trichters 20, sondern sie hält auch die losen Tabakschnitzel 76 benachbart zur unteren Oberfläche 21 des Trichters 20, wenn das gezahnte Ende 42 der Platte 40 in Richtung der Presskammer 90 geschoben wird. Ohne dieses Merkmal könnte der Tabak 76 ansonsten lediglich im Trichter 20 herum geschoben werden, ohne durch den Schlitz 96 hindurchzutreten. Andere Mittel zum Vorbelasten des Tabaks 76 nach unten im Trichter 20, wie z. B. die vorher erörterten, können wieder verwendet werden.
Die Scherplatte 46 dient der doppelten Funktion des Schneidens von übermäßig langen Schnitzeln des Tabaks 76 und des Begrenzens der Menge an Tabak, die vom Trichter 20 zur Presskammer 90 durchgehen kann. In jedem Fall können sich die Dosierplatte 40 und die Scherplatte 46 auf verschiedene Stile von Schnitten von loser Tabak einstellen, wie z. B. Shag- oder Bulk-Cuts. Das Schneiden des Tabaks (falls erforderlich, in Abhängigkeit vom verwendeten Tabak) ist vorteilhaft, so dass der Tabak 76, der in die Zigarettenhülse 70 gepresst und eingeführt wird, eine vorhersagbare Konsistenz aufweist. Der Tabak 76 weist, wenn er schließlich in die Zigarettehülse 70 eingeführt wird, vorzugsweise eine feine Konsistenz auf, die hilft, die Integrität der Zigarette aufrechtzuerhalten und den Tabak 76 weniger wahrscheinlich während der Handhabung oder des Rauchens aus der Hülse 70 herausfallen zu lassen. Die Scherplatte 46 kann dauerhaft an der Wand 92 befestigt sein oder kann die Wand 92 vollständig bilden. Alternativ kann die Scherplatte 46 an der Wand 92 auf eine Weise befestigt sein, auf die ihre vertikale Position durch den Benutzer modifiziert werden kann, was die Einstellung der Menge an Tabak, die zur Presskammer 90 geleitet werden soll, oder des Grades, in dem er geschnitten wird, ermöglicht. Der Schlitz 96 müsste natürlich größer als gezeigt sein, wenn er mit einer einstellbaren Scherplatte verwendet wird.
Wenn das gezahnte Ende 42 der Dosierplatte 40 durch den Motor 52 von der Scherplatte 46 weggezogen wird, wird ermöglicht, dass sich mehr Tabak 76 zur unteren Oberfläche 21 des Trichters 20 bewegt. Mit jedem Rückwärtsziehen aktiviert das zweite Ende 48 der Dosierplatte 40 den Zählschalter 64. Der Zähler (nicht dargestellt) in der Steuereinheit 60 zählt jedes Rückwärtsziehen und unterbricht die Leistung für den Motor 52, wenn die vorgegebene Anzahl von wiederholten Zugvorgängen von der Dosierplatte 40 erreicht wurde. Folglich wird eine dosierte Menge an Tabak zur Presskammer 90 geliefert und sammelt sich auf der zylindrischen Oberfläche des Einführungselements 164 an, wie in 2B gezeigt. Die dosierte Menge an Tabak, die vom Trichter 20 zur Presskammer 90 bewegt wird, hängt von einer Anzahl von Variablen ab, wie z. B. den Abmessungen der Dosierplatte 40, des Trichters 20, der durch die Scherplatte 46 festgelegten Öffnung, der Anzahl von Zugvorgängen, die mit der Dosierplatte 40 durchgeführt werden, vom Schnitt des verwendeten Tabaks usw. Typischerweise kann eine Zigarettenhülse 70 etwa 0,8 Gramm Tabak aufnehmen. Die Dosierplatte 40 kann ungefähr 6 bis 20 wiederholte Zugvorgänge von loser Tabak 76 durchführen, um eine solche ausreichende Menge an Tabak zu dosieren, und der ganze Dosierprozess kann nur etwa 15 Sekunden dauern.
Mit Bezug auf 3A–3B ist die offenbarte Vorrichtung 10 in verschiedenen Stufen während des Pressvorgangs gezeigt, d. h. in dem der in die Presskammer 90 dosierte Tabak gepresst wird. Nachdem die Dosiereinheit 30 die gewünschte Menge an Tabak 76 in das Einführungselement 164 dosiert hat, sperrt die Steuereinheit 60, wie vorstehend angegeben, die Dosiereinheit 30 ab, an welchem Punkt der Benutzer dann den Nockenarm 112 in einer Position im Uhrzeigersinn dreht. Eine solche Drehung des Nockenarms 112 und des befestigten Nockenelements 116 bewegt das Presselement 100 innerhalb der Presskammer 90 durch die Wechselwirkung des Nockenstifts 108 und der exzentrischen Nut 118 des Nockenelements 116 nach unten. Das zylindrische Ende 104 des Presselements 100 presst gegen den losen Tabak 76, der im Einführungselement 164 gesammelt ist, was einen im Wesentlichen zylindrischen Tabakstopfen bildet.
Wenn der Nockenarm 112 gedreht und das Presselement 100 nach unten bewegt wird, kommt der Klemmstift 106 (3B) schließlich mit einem Ende des Schlitzes 186 in Eingriff, der im Klemmstab 182 festgelegt ist, was auch den Klemmstab 182 in Richtung der Zigarettenhülsen-Haltedüse 178 nach unten bewegt. Das Greifelement 188 am Ende des Stabes 182 wird folglich gegen den Papierteil 72 der Hülse 70 gehalten, die an der Düse 178 installiert ist. Wenn die Hülse 70 auf diese Weise fest an der Stelle gehalten wird, kann der Prozess zum Einführungsvorgang fortfahren, der mit Bezug auf 4 beschrieben wird.
Wenn der Benutzer den Arm 112 weiter im Uhrzeigersinn dreht, berührt der Arm 112 mit Bezug auf 4 schließlich den Auslöser 162 am Pendelwagen 160, um ihn seitlich (d. h. nach links in 4) zu bewegen. Eine noch weitere Drehung überwindet die Vorspannung der Feder 172 und bewegt das Einführungselement 164 und den gepressten Tabakstopfen 76, der durch das untere Ende 104 des Presselements 100 immer noch daran gepresst wird. Das ferne Ende des Einführungselements 164 verläuft durch die Düse 178 und in den zylindrischen Papierteil 72 der Zigarettenhülse 70. Wie vorher angegeben, hält das Greifelement 188 den Papierteil 72 während der Einführung an der Stelle.
Wenn der Arm 112 und der Pendelwagen 160 eine äußerste seitliche Position (in 4 nicht gezeigt) erreichen, kehrt der Benutzer die Drehung des Arms 112 um (d. h. gegen den Uhrzeigersinn). Der Pendelwagen 160 und das Einführungselement 164 ziehen sich aufgrund der Vorspannung der Feder 172 aus der Hülse 70 zurück, wobei der Tabakstopfen 76 im zylindrischen röhrenförmigen Teil 72 bleibt. Außerdem werden schließlich das Presselement 100 und die Klemmeinheit 180 nach oben bewegt. Die gefüllte Zigarettenhülse 70 kann dann von der Düse 178 entfernt werden und die nächste Hülse 70 kann zum Füllen vorbereitet werden, indem sie über die Düse 178 geschoben wird. Wenn der Benutzer den Arm 112 in eine äußerste Position gegen den Uhrzeigersinn (2B) dreht, kommt das Presselement 100 wieder mit dem Aktivierungsschalter 62 in Eingriff, so dass die ganze Prozedur zum Dosieren, Pressen und Einführen für die nächste Zigarettenhülse 70 im Magazin 130 wiederholt werden kann. Unter Verwendung der offenbarten Vorrichtung 10 kann ein Benutzer ungefähr vier Zigarettenhülsen 70 in ungefähr einer Minute füllen.
II. Zweites Ausführungsbeispiel
5A–5B stellen zweite Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung 200 zum Füllen von Zigarettenhülsen dar, die vollständig manuell sind. Insbesondere und im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel wird der Dosierprozess in diesen zweiten Ausführungsbeispielen manuell vom Benutzer durchgeführt. Der Bequemlichkeit halber stellen in diesem zweiten Ausführungsbeispiel dieselben Elementnummern im Wesentlichen ähnliche Komponenten dar, die in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel offenbart wurden, wobei auf die Erörterung solcher ähnlicher Komponenten der Kürze halber verzichtet wird.
In 5A ist die offenbarte Vorrichtung 200 in einer Seitenansicht teilweise freigelegt, um die inneren Details aufzuzeigen. Die offenbarte Vorrichtung 200 umfasst eine manuell betätigbare Dosiereinheit zum Dosieren von Mengen von Tabak 76. Die Dosiereinheit 230 umfasst Führungsflächen 232 und 234, eine Dosierplatte 240, einen Griff 246 und einen Anschlag 248. Wie vorher ist die Dosierplatte 240 zwischen den Führungsflächen 232 und 234 beweglich. Die Dosierplatte 240 weist ein gezahntes und abgeschrägtes Ende 242 auf, das in Bezug auf die Scherplatte 46 zum Dosieren von Mengen von Tabak 76 vom Trichter 20 in die Presskammer 90 beweglich ist.
Der Griff 246 ist an einem anderen Ende 244 der Platte 240 befestigt, das sich über den Körper 11 der Vorrichtung 200 hinaus erstreckt. Die zweite oder untere Führungsfläche 234 erstreckt sich zum Führen und Abstützen der Platte 240 auch über den Körper 11 hinaus. Die untere Führungsfläche 234 kann auch Seitenwände wie z. B. die gezeigte Rückwand 235 zum Führen der Platte 240 und zum Verhindern, dass sie sich von Seite zu Seite bewegt, wenn sie von links nach rechts bewegt wird, umfassen. Der Anschlag 248 ist an der Platte 240 angeordnet, um mit dem Körper 11 in Eingriff zu kommen und so eine übermäßige Einführung der Platte 240 zu verhindern.
Um die Dosiereinheit 230 zu betätigen, hält ein Benutzer den Griff 246 und zieht die Dosierplatte 240 hin und her, um Mengen an Tabak vom Trichter 20 in die Presskammer 90 zu dosieren. Die anderen Vorgänge der offenbarten Vorrichtung 200 sind zu den vorher beschriebenen ähnlich.
5B zeigt eine Alternative für die Verwendung des manuellen Griffs 246 von 5A. In 5B wird eine Kurbelarmanordnung 250 verwendet. Diese Anordnung ist in ihrer Basisstruktur etwas ähnlich zur Dosiereinheit 30, die im ersten Ausführungsbeispiel offenbart ist, wobei der signifikante Unterschied darin besteht, dass kein Motor verwendet wird; statt dessen dreht der Benutzer einen Kurbelarm 252, um zu bewirken, dass sich die Dosierplatte 240 hin und her bewegt. Die Dosierplatte 240 legt einen seitlichen Schlitz 248 fest, der einen exzentrischen Stift 258 enthält, der an einer Kurbel 256 befestigt ist, die am Kurbelarm 252 befestigt ist. Durch Drehen des manuellen Kurbelarms 252 kann der Benutzer die Dosierplatte 240 hin und her ziehen, um Tabak vom Trichter 20 in die Presskammer 90 zu dosieren.
Ein Fachmann wird erkennen, dass verschiedene Lager und Stützen für die Ausführungsbeispiele von 5A und 5B verwendet werden können.
III. Drittes Ausführungsbeispiel
6A–6B stellen ein drittes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 300 zum Füllen von Zigarettenhülsen dar, die vollständig automatisiert ist. Wiederum werden dieselben Elementnummern für im Wesentlichen ähnliche Strukturen, auf die vorher Bezug genommen wurde, verwendet, die hier nicht wiederholt werden.
Die Vorrichtung 300 umfasst einen Pressmotor 310, einen Dosiermotor 350, einen Einführungsmotor 370 und eine Steuereinheit 360. Das automatisierte Dosieren ist im Wesentlichen ähnlich zu dem in Bezug auf die automatisierte Dosiereinheit des ersten Ausführungsbeispiels beschriebenen, was hier nicht wiederholt wird.
Die Komponenten des Pressmechanismus sind auch weitgehend ähnlich zu jenen, die in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel offenbart wurden, außer dass der Kurbelarm 112 gegen einen Pressmotor 310 und ein Getriebe ausgetauscht wurde, die nicht gezeigt sind und die zu den vorher beschriebenen ähnlich sind, und die eine erste Zahnradwelle 312, einen Antriebsriemen 314 und eine zweite Zahnradwelle 316 umfassen. Der Motor und das Getriebe drehen die erste Zahnradwelle 312, die die zweite Zahnradwelle 316 mit dem Antriebsriemen 314 dreht. Da die zweite Zahnradwelle 316 mit dem Nockenelement 116 verbunden ist, bewegt eine solche Drehung das Presselement 100 und das Klemmelement 180 (1B), wie vorher beschrieben. Insbesondere bewirkt das Drehen der Zahnradwelle 312 in einer Richtung das Pressen von Tabak, der in die Presskammer dosiert ist, während die Drehung in der umgekehrten Richtung bewirkt, dass das Presselement 100 mit dem Aktivierungsschalter 62 (nicht dargestellt) im Gehäuse 63 in Eingriff kommt.
Wie ein Fachmann erkennen wird, sind, wenn die Welle des Motors direkt mit der zweiten Zahnradwelle 316 verbunden ist, die erste Zahnradwelle 312 und der Antriebsriemen 314 nicht erforderlich. Obwohl für die Vorrichtung 300 außerhalb des Gehäuses gezeigt, können überdies die Komponenten des Pressmechanismus so ausgelegt sein, dass sie sich innerhalb des Gehäuses befinden.
Der Einführungsmotor 370 umfasst ebenso ein Getriebe, das nicht gezeigt ist, aber das zu den vorher beschriebenen ähnlich ist. Der Einführungsmotor 370 umfasst ein Ritzel 372, das mit Zähnen in Eingriff steht, die an einer Zahnstange 374 ausgebildet sind, die am Pendelwagen 160 befestigt ist. Der Motor und das Getriebe drehen das Ritzel 372, das wiederum die Zahnstange 374 von links nach rechts, d. h. zum Zigarettenhülsenmagazin 130 hin oder von diesem weg, bewegt, wie vorher beschrieben. Insbesondere bewegt der Einführungsmotor 370 durch Drehen des Ritzels 372 in einer Richtung den Pendelwagen 160 zum Magazin 130 hin, um vorher gepressten Tabak in eine wartende Zigarettenhülse 70 einzuführen. Das Drehen des Ritzels 372 in einer umgekehrten Richtung bringt den Pendelwagen 160 in eine Position unter der Presskammer 90 zurück.
Mit Bezug auf 6B ist ein Ausführungsbeispiel der Steuereinheit 360 für die offenbarte Vorrichtung 300 schematisch gezeigt. Die Steuereinheit 360 ist zum sequentiellen Betrieb und zur sequentiellen Steuerung des Dosiermotors 350, des Pressmotors 310 und des Einführungsmotors 370 in der Lage. Eine Vielzahl von Grenz- oder Kontaktschaltern 361–365 werden von der Steuereinheit 360 verwendet, um den Ort der Dosierplatte 40, des Presselements 100 und des Pendelwagens 160 zu ermitteln und solche Position der Steuereinheit 360 zu melden. Obwohl Grenzschalter im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Steuereinheit 360 verwendet werden, wird ein üblicher Fachmann leicht erkennen, dass eine Anzahl von anderen Positionserfassungsvorrichtungen, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, verwendet werden können, um den Ort der Komponenten festzustellen oder zu erfassen. Hall-Effekt-Sensoren, Codierer, Näheschalter oder optische Schalter können beispielsweise verwendet werden.
Die Steuereinheit 360 ist mit einer Leistungsversorgung gekoppelt, die eine Batteriequelle oder eine herkömmliche kommerzielle Leistungsquelle sein kann, und ist mit den verschiedenen Schaltern und Motoren, auf die vorher Bezug genommen wurde, gekoppelt. Typischerweise ist in der Steuereinheit 360 auch eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine programmierbare Logikschaltung (PLC), ein Mikrocontroller oder eine andere ähnliche nicht-integrierte Schaltung zum Empfangen von Schaltereingangssignalen und Erzeugen von Motorausgangssignalen vorhanden, die ansonsten einen geeigneten Algorithmus zum Betreiben der Dosier-, Press- und Einführungsteile der Füllprozedur der Reihe nach enthält. Eine bevorzugte PLC, die in der Steuereinheit verwendet wird, ist die Teilenummer FP-e, die von Aromat Corporation in New Providence, New Jersey, vertrieben wird. Wie ein Fachmann erkennen wird, kann, sollte die integrierte Schaltung nicht einen geeigneten Stromantrieb zum Antreiben der Motoren liefern können, ein Relais als Schalter zwischen die Ausgänge der Steuereinheit 360 und die Motoren 310, 350 und 370 eingefügt sein, um eine geregelte Gleichstromleistung den Motoren zuzuführen. In jedem Fall kann ein Fachmann mit Verständnis der Grundfunktionen und -sequenzen von Ereignissen, wie hierin offenbart, natürlich eine solche Schaltung für die Steuereinheit 360 entwerfen.
Wie vorher kann die Steuereinheit 360 eine Benutzerschnittstelle 380 aufweisen oder mit einer gekoppelt sein, die verschiedene Eingänge 381, wie z. B. einen Ein/Aus-Schalter, oder verschiedene Eingänge, wie z. B. Tasten oder ein Tastenfeld umfasst, wie z. B. diejenigen, die verwendet werden, um die Menge an in die Zigarette zu gebendem Tabak auszuwählen, wie vorher erörtert. Die Benutzerschnittstelle kann auch eine LCD oder Punktmatrixanzeige 382 umfassen, um die Benutzeranweisungen zu liefern oder den Benutzer anderweitig über den Zustand der Vorrichtung oder des Füllvorgangs zu informieren. In ihrem einfachsten Ausführungsbeispiel muss die Benutzerschnittstelle 380 nur einen Ein/Aus-Schalter umfassen.
Nach dem Befestigen einer Hülse 70 an der Düse 178 wählt der Benutzer bei 381 den durchzuführenden Füllvorgang aus (z. B. zum Festlegen einer "leichten" oder "starken" Zigarette) oder drückt ansonsten lediglich eine Taste (z. B. einen Ein/Aus-Schalter), um einen vorgegebenen Füllalgorithmus durchzuführen. An diesem Punkt wird der Zähler in der Steuereinheit 360 aktualisiert, um die Anzahl von durchzuführenden Dosierhüben zu definieren. (Alternativ kann die Steuereinheit dazu ausgelegt sein, Dosierhübe für einen festgelegten Zeitraum anstatt eine festgelegte Anzahl von Hüben durchzuführen.) Der Dosiermotor 350 wird dann aktiviert, um die Dosierplatte 40 hin und her zu bewegen. Es ist vor dem Dosieren bevorzugt, dass die Steuereinheit 360 das Presselement 100 nach oben und den Pendelwagen 160 nach rechts (wie gezeigt) bewegt oder ansonsten überprüft, dass die Schalter 362 und 364 herabgedrückt sind, um sicherzustellen, dass sich diese Komponenten an der richtigen Stelle befinden und das Dosieren nicht stören.
Bei einem Ausführungsbeispiel stoppt die Steuereinheit 360, wenn der Zähler sieht, dass der Schalter 361 durch die festgelegte Anzahl von Hüben herabgedrückt wurde, den Dosiermotor 350 und aktiviert als nächstes den Pressmotor 310, um das Presselement 100 (und die Klemmeinheit 180) nach unten zu lenken. Wenn dies geschieht, wird der Schalter 363 herabgedrückt und, indem zuerst überprüft wird, dass der Schalter 364 herabgedrückt wurde, wird der Steuereinheit 360 vielleicht dann signalisiert, den Einführungsmotor 370 in Gang zu setzen. An diesem Punkt bewegt der Einführungsmotor 370 den Pendelwagen 160 nach links, um den gepressten Tabakstopfen in die wartende (und festgeklemmte) Zigarettenhülse 70 einzuführen. Die Steuereinheit weiß, dass die Einführung stattgefunden hat, wenn sie feststellt, dass der Schalter 365 herabgedrückt wurde. An diesem Punkt initialisiert die Steuereinheit 360 die Vorrichtung 300 für die nächste Füllprozedur durch Aktivieren der Motoren 310 und 370, um das Presselement 100 und den Pendelwagen 160 in ihre Ausgangspositionen zurück zu bewegen.
Ein üblicher Fachmann wird erkennen, dass die Motoren in der Lage sein müssen, genügend Kraft oder Drehmoment zu liefern, um die Komponenten 40, 100 und 160 der offenbarten Vorrichtung 300 zu bewegen und/oder den Tabak zu pressen und einzuführen. Die Bestimmung der ausreichenden Kapazitäten oder Nennwerte der Motoren, Getriebe usw. wäre eine Routineunternehmung für einen üblichen Fachmann.
Obwohl Grenzschalter 361–365 besonders nützlich sind, können sie nicht streng erforderlich sein, wenn die Motoren 350, 310 und 370 Schrittmotoren bilden oder Codierer aufweisen, die die Position angeben und die von der Steuereinheit 360 interpretiert werden können.
IV. Viertes Ausführungsbeispiel
Mit Bezug auf 7 wird ein viertes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 400 zum Füllen von Zigarettenhülsen mit dosierten Mengen an Tabak dargestellt. Wieder werden ähnliche Elementnummern für vorher dargestellte ähnliche Komponenten verwendet.
Wie beim dritten Ausführungsbeispiel ist dieses vierte Ausführungsbeispiel zu einer automatisierten Dosierung, automatisiertem Pressen und automatisierten Einführung von Tabak in der Lage. Diese Konfiguration stellt jedoch einen dualen Press- und Einführungsmotor 410 bereit, der beide von diesen Funktionen durchführt. Da das automatisierte Dosierschema und die Steuereinheit 360 ähnlich zu den in früheren Ausführungsbeispielen beschriebenen sind, werden sie hier nicht weiter erörtert.
Der duale Press- und Einführungsmotor 410 aktiviert sowohl die Presseinheit 80 als auch die Einführungseinheit 150 und umfasst vorzugsweise ein Getriebe, das nicht gezeigt ist, aber das ähnlich zu den vorher beschriebenen sein kann. Wie beim dritten Ausführungsbeispiel sind eine erste Zahnradwelle 412, ein Antriebsriemen 414 und eine zweite Zahnradwelle 416 gezeigt, die schließlich eine Drehbewegung für die zweite Zahnradwelle 416 vorsehen. Eine solche Drehung dreht das Nockenelement 116, um das Presselement 100 (und die Klemmeinheit 180) nach unten zu bewegen, wie vorher beschrieben.
Das Nockenelement 116 besitzt einen Arm 112, der an diesem befestigt ist, wie im ersten Ausführungsbeispiel, obwohl dieser Arm nicht manuell vom Benutzer aktiviert wird. Statt dessen dreht sich der Arm 112 durch die Motorisierung der zweiten Zahnradwelle 416 und kommt nach dem Pressen mit dem Auslöser 162 in Kontakt, um den Pendelwagen 160 zu bewegen, um den Tabak einzuführen, wie vorher beschrieben. Kurz gesagt führt der Motor 410 sowohl das Pressen als auch die Einführung auf eine automatisierte Weise durch. Dieses vierte Ausführungsbeispiel besitzt natürlich vorzugsweise auch eine Steuereinheit 360, die ähnlich zu der beim dritten Ausführungsbeispiel beschriebenen arbeitet, obwohl sie durch den zweistufigen Füllprozess (Dosieren und Pressen/Einführung) dieses vierten Ausführungsbeispiels vereinfacht ist. (Beispielsweise und mit kurzem Bezug auf 6B könnten die Grenzschalter 363 und 364 in diesem vierten Ausführungsbeispiel nicht erforderlich sein, da es nur erforderlich sein kann, dass die Steuereinheit 360 weiß, wann die Vorrichtung zum Dosieren bereit ist (Schalter 362) und wann die Einführung beendet ist (Schalter 365).) Da keine manuelle Aktivierung erforderlich ist, können ferner die beweglichen Komponenten für dieses Ausführungsbeispiel alle innerhalb des Gehäuses der Vorrichtung 400 vorgesehen werden.
V. Fünftes Ausführungsbeispiel
Anspruchsvollere vollständig automatisierte Methoden können auch verwendet werden. 8 zeigt beispielsweise ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 500 zum Füllen von Zigarettenhülsen mit dosierten Mengen an Tabak. Dieses Ausführungsbeispiel ist zum vorher dargestellten dritten Ausführungsbeispiel weitgehend ähnlich. Insbesondere sind die Dosier- und Einführungsgeräte und die Aspekte der Steuereinheit 360 in diesem Ausführungsbeispiel ähnlich und wiederum werden ähnliche Elementnummern verwendet, um vorher eingeführte Komponenten zu beschreiben. Bei diesem fünften Ausführungsbeispiel sind jedoch die Pressgeräte und der Pressalgorithmus modifiziert, um zu ermöglichen, dass die gepresste Menge an Tabak 76 erfasst wird, um festzustellen, ob sie angemessen ist. Wenn die erfasste Menge an Tabak unangemessen ist, werden weitere Dosierhübe durchgeführt und die Menge wird wieder über das Pressen festgestellt, wie später genauer beschrieben wird.
Bei diesem fünften Ausführungsbeispiel ist der Pressmotor 510 anders orientiert als beim dritten Ausführungsbeispiel: beim dritten Ausführungsbeispiel war die Zahnradwelle 312 des Motors horizontal, wohingegen die Zahnradwelle 512 bei diesem Ausführungsbeispiel vertikal ist. Ein geeigneter Motor 510 für dieses Ausführungsbeispiel umfasst die Teilenummer 8322S002, die von Pittman in Harleysville, Pennsylvania, hergestellt wird.
Die Zahnradwelle 512 ist mit einem Ritzel 514 gekoppelt, das in einer Zahneingriffsbeziehung auf ein Antriebszahnrad 516 trifft. Das Antriebszahnrad 516 ist wiederum mit einer Antriebsschnecke 518 gekoppelt. Die Zahnradwelle 512 und die Antriebsschnecke 518 sind mit dem Gehäuse 550 gekoppelt, enthalten jedoch Lager, um zu ermöglichen, dass sie sich drehen. (Das Gehäuse 550 ist lediglich erläuternd und kann in einem kommerziellen Ausführungsbeispiel aus mehreren verschiedenen Komponenten bestehen. Ein Fachmann wird erkennen, dass es viele Weisen zur Montage der verschiedenen Komponenten innerhalb des Gehäuses 550 geben kann und dass solche Komponenten verschiedene Durchgangslöcher enthalten, um die Bewegung der internen Komponenten zu ermöglichen.) Die Welle der Antriebsschnecke 518 ist mit einem Gewinde versehen, wie gezeigt, und weist eine bewegliche Mutter 520 mit Innengewinden auf, die auf die Gewinde an der Antriebsschnecke 518 geschraubt ist. Die bewegliche Mutter 520 ist starr am Presselement 100 befestigt und kann tatsächlich einteilig mit diesem hergestellt sein. Das Presselement 100 und die bewegliche Mutter 520 sind im Gehäuse 550 innerhalb Nuten (der Deutlichkeit halber nur teilweise gezeigt) befestigt, um ihre horizontalen Positionen konstant zu halten, ganz auf dieselbe Weise, wie mit Bezug auf 3A erörtert wurde. So konfiguriert wird beim Betrieb des Motors 510 die Zahnradwelle 512 gedreht, die wiederum die Antriebswelle 518 dreht, und was wiederum ermöglicht, dass sich die bewegliche Mutter 520 und das Presselement vertikal innerhalb des Gehäuses 550 der Vorrichtung 500 bewegen.
Wenn der Motor 510 betrieben wird, ist das Presselement in der Lage, sich um einen maximalen vertikalen Abstand von D + Δ zu bewegen, wobei der Abstand durch Steuern des Betriebs des Motors vorgegeben werden kann. Dieser Abstand ist auch durch einen mechanischen Anschlag begrenzt, wie z. B. dass das Presselement 100 die Presskammer 90 berührt oder wahrscheinlicher die Unterseite der beweglichen Mutter 520 das Gehäuse 550 berührt. Wenn die Unterseite der Mutter 520 am Gehäuse aufsitzt, besteht eine Möglichkeit, dass die Mutter 520 an mit dem Gehäuse "in Eingriff kommt" oder an diesem "festgeklemmt" wird, was insbesondere in Anbetracht dessen möglich ist, dass die Trägheit der Antriebswelle 518 ein weiteres Festziehen verursacht, selbst nachdem der Motor 510 abgeschaltet hat. Um dieses Problem zu mildern, ist eine Feder 530 über der Antriebswelle 518 angeordnet, die zwischen dem Gehäuse 550 und einem Wellenkranz 532 an der Stelle gehalten wird, der an der Antriebswelle 518 befestigt ist. Wenn die Mutter 520 am Gehäuse aufsitzt, zieht irgendeine weitere Drehung der Antriebswelle 518 den Wellenkranz 532 und daher die Antriebswelle 518 um ein kleines Ausmaß nach oben, was wiederum die Feder 530 zusammendrückt und das Ineingriffkommen der Mutter 520 verhindert.
In jedem Fall bildet Δ einen Überhubabstand, so dass, wenn der maximale Abstand von D + Δ vom Presselement 100 und/oder von der Mutter 520 durchlaufen ist, die Vorrichtung 500 versteht, dass nicht genügend Tabak 76 (nicht dargestellt) vom Dosiermotor 350 zur Presskammer 90 geleitet wurde. Dies ist für die Vorrichtung verständlich, da das Durchlaufen des maximalen Abstandes ein Stellglied 522 an der beweglichen Mutter 520 mit dem Schalter 363 in Kontakt bringt. Mit anderen Worten, wenn der Schalter 363 berührt wird, versteht die Steuereinheit 360, dass eine weitere Dosierung des Tabaks erforderlich ist, um mehr Tabak in die Presskammer 90 zu bringen. (Die Steuereinheit 360 muss natürlich wissen, wann der Status des Schalters 363 abzufragen ist; dies kann durchgeführt werden, indem die Zeit bekannt ist, die es dauert, bis das Presselement 100 vollständig nach unten läuft, und dann die Steuereinheit 360 programmiert wird, um den Schalter 363 nach dem Ablauf dieses Zeitraums abzufragen.) Folglich lenkt die Steuereinheit das Presselement 100 nach oben und der Dosiermotor 350 wird vorzugsweise für einen zusätzlichen Dosierhub aktiviert (obwohl mehr als ein Hub verwendet werden könnte). Danach wird das Pressen durch Aktivierung des Motors 510 wieder versucht. Sollte der Schalter 363 wieder berührt werden, wird ein zusätzliches Dosieren durchgeführt, und so weiter. Schließlich ist eine ausreichende Menge an Tabak in die Presskammer dosiert und diese zusätzliche Masse an Tabak verhindert, dass das Presseelement 100 den Überhubabstand Δ durchläuft. (Tatsächlich und unter der Annahme von geeigneten Grenzen für die Leistung des Motors 510 kann der Motor 510 stocken.) Mit anderen Worten, das Presselement 100 läuft schließlich nur einen Abstand von D, wie in 8 gezeigt, der kein ausreichender Abstand ist, um zu ermöglichen, dass das Stellglied 522 den Schalter 363 berührt. Wenn dieser fehlende Kontakt des Schalters 363 von der Steuereinheit 360 erfasst wird, versteht sie, dass eine geeignete Menge an Tabak dosiert wurde und folglich dass das Pressen nun beendet ist, und die Einführung kann durch Aktivierung des Einführungsmotors 370 beginnen, wie vorher beschrieben.
Folglich kann bei diesem fünften Ausführungsbeispiel die Vorrichtung 500 die Menge an dosiertem Tabak erfassen und kann die Menge an Tabak, die dosiert wird, einstellen, um eine geeignete fertig gestellte gefüllte Zigarette sicherzustellen. Eine solche zusätzliche Fähigkeit ist besonders günstig, wenn Tabak verschiedener Schnitte oder mit verschiedenen Konsistenzen behandelt wird, der nicht mit denselben Mengen pro Dosierhub dosiert werden kann und der daher eine Einstellung durch die Vorrichtung 500 erfordern kann. Unter Verwendung der Abmessungen für das vorher offenbarte Dosiersystem, und wie in der Steuereinheit 360 programmiert werden kann, ist es bevorzugt, anfänglich fünf Dosierhübe durchzuführen, gefolgt von Pressen und Erfassung, gefolgt von, falls erforderlich, einem zusätzlichen Dosierhub, wieder gefolgt von Pressen und Erfassung, und so weiter, bis die Erfassung darauf hindeutet, dass eine volle Presskammer 90 zur Einführung bereit ist. Dies ist jedoch nicht streng erforderlich und das Pressen und die Erfassung können nach jedem Dosierhub durchgeführt werden, um den Algorithmus zu vereinfachen, obwohl natürlich anfängliche Dosierhübe unwahrscheinlich eine geeignete Menge an Tabak bereitstellen würden.
VI. Sechstes Ausführungsbeispiel
9A stellt ein sechstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 600 zum Füllen von Zigarettenhülsen mit dosierten Mengen an Tabak dar, die in vielerlei Hinsicht zum vorstehend erörterten fünften Ausführungsbeispiel ähnlich ist. Dieses sechste Ausführungsbeispiel enthält jedoch eine zusätzliche Intelligenz zum Feststellen, ob eine angemessene Menge an Tabak in die Presskammer 90 dosiert wurde.
In 9A ist ein zusätzlicher Schalter 540 offenbart, der in Verbindung mit dem Schalter 363 die Feststellung, ob eine angemessene Menge an Tabak dosiert wurde, oder ob eine zusätzliche Dosierung erforderlich ist, wie vorstehend erörtert, unterstützt. bei diesem sechsten Ausführungsbeispiel ist die bewegliche Mutter 520 nicht starr mit dem Presselement 100 gekoppelt. Statt dessen ist sie durch federbelastete Tauchkolben 550 gekoppelt. Bei einem Ausführungsbeispiel ähneln die Tauchkolben 550 Stellschrauben mit Gewinden an ihren Außenseiten, die in die Mutter 520 geschraubt werden können, wie in 9B gezeigt. Die Tauchkolben 550 enthalten innere Federn, die mit Kugelnasen an ihren Unterseiten gekoppelt sind, die herabgedrückt werden können, um die inneren Federn zusammenzudrücken. Geeignete Tauchkolben 550 umfassen die Teilenummer LK-1A, die von Reid Tool Supply Company in Muskegon, MI, geliefert wird.
Die bewegliche Mutter 520, die mit den Tauchkolben 550 vervollständigt ist, ist innerhalb eines Schlitzes 570 angeordnet, der im Presselement 100 ausgebildet ist. Dies bewirkt, dass die Tauchkolben 550 pressen, was die Oberseite der Mutter 520 gegen die obere Kante des Schlitzes 570 vorspannt und was einen kleinen Spalt 580 zwischen der Unterseite der Mutter 520 und der unteren Kante des Schlitzes 570 freilegt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dieser Spalt 580 ungefähr 0,03 Inch, obwohl andere Abstände verwendet werden können. Obwohl nicht alle Details des Gehäuses 550 gezeigt sind, wie vorstehend in Verbindung mit dem fünften Ausführungsbeispiel erläutert, ist es selbstverständlich, dass Teile des Gehäuses 550 verwendet werden, um die seitliche Bewegung des Presselements 100 und der beweglichen Mutter 520 einzuschränken, was die beiden davon abhält, sich während des Betriebs zu trennen.
Die Tauchkolben 550 sind, sobald sie in der Mutter 520 montiert sind und sobald die Mutter innerhalb des Presselements 100 montiert ist, durch Löcher zugänglich, die in das Presselement 100 gefräst sind (nicht dargestellt), um zu ermöglichen, dass die Höhe der Tauchkolben 550 durch einen Schraubenzieher eingestellt werden kann, falls erforderlich. Ein solches Einstellmerkmal kann beim Festlegen der optimalen Position der Tauchkolben 550 in einer neuen Vorrichtung vorteilhaft sein, aber bei einem kommerziellen Ausführungsbeispiel wird in Erwägung gezogen, dass die zweckmäßigen Tiefen und Höhen für die Tauchkolben 550 festgelegt sind und daher dass die Federn sich lediglich in Vertiefungen innerhalb der Mutter 520 befinden können. Irgendein verformbares Material, das federartige Eigenschaften aufweist, könnte anstelle der Tauchkolben 550 auch verwendet werden, wie z. B. Elastomere, Gumminoppen usw. Wie in dieser Offenbarung verwendet, sollten "Federn" als einschließlich aller Materialien, die solche federartigen Eigenschaften aufweisen, verstanden werden.
Wie in 9B gezeigt, wird eine Vielzahl von Tauchkolben 550 verwendet, die sich entlang des mittleren Teils der Länge des Presselements 100 erstrecken, um eine gleichmäßige Rückkopplung vom Presselement 100 entlang seiner Länge vorzusehen, ein Merkmal, dessen Gründe kurz klar gemacht werden. Die tatsächliche Länge L der beweglichen Mutter 520 kann ungefähr 0,75 Inch im Vergleich zur Länge des Presselements 100 von ungefähr 2,7 Inch sein.
Wie beim fünften Ausführungsbeispiel ermöglicht die offenbarte Konfiguration, dass die bewegliche Mutter 520 das Presselement 100 nach unten treibt, um Tabak innerhalb der Presskammer 90 zu pressen, jedoch ermöglicht, dass sich das Presselement 100 um den Wert eines Spalts 580 relativ zur beweglichen Mutter 520 nach oben verschiebt, sollte die vom Tabak in der Presskammer 90 erzeugte Last nicht groß genug sein, um die Presskraft der Tauchkolben 550 zu überwinden. Ob die Tabaklast zur Einführung ausreicht, wird durch die Wechselwirkung eines zweiten Stellgliedes 590 und seines zugehörigen Schalters 540 festgestellt, wie in 9A gezeigt. Das Stellglied 590 ist in der Lage, den Schalter 540 zu berühren, wenn das Presselement 100 durch den Motor 510 vollständig nach unten ausgefahren wird, d. h. über den Überhubabstand D + Δ, wie vorher beschrieben. Gleichzeitig bewirkt das Antreiben des Presselements 100 über den Überhubabstand, dass das Stellglied 522 den Schalter 363 berührt, wie in Verbindung mit dem fünften Ausführungsbeispiel beschrieben, obwohl bei diesem sechsten Ausführungsbeispiel der Schalter 363 nicht verwendet wird, um eine Feststellung der ausreichenden Tabakmenge in der Presskammer 90 durchzuführen; dies ist der Zweck des Schalters 540. Statt dessen wird der Schalter 363 verwendet, um nur die Steuereinheit 360 zu informieren, dass das Presselement 100 vollständig ausgefahren ist und daher dass der Schalter 540 abgefragt werden kann, um die Tabakmenge festzustellen.
Wenn das Presselement 100 vollständig ausgefahren ist, legt folglich die Last des Tabaks in der Presskammer 90 am Presselement 100 fest, ob die Menge an dosiertem Tabak ausreichend war oder ob weitere Dosierhübe erforderlich sind. Wenn die Menge an Tabak unzureichend ist, bringt der Tabak keine ausreichende Aufwärtskraft auf das Presselement 100 auf, was wiederum keine genügende Kraft an den Federn in den Tauchkolben 550 erzeugt, um zu bewirken, dass sich das Presselement 100 um den Spalt 580 relativ zur Mutter 520 nach oben verschiebt. Statt dessen bleibt die Mutter 520 an der oberen Kante des Schlitzes 570 festgesteckt und das Stellglied 590 wird mit dem Schalter 540 in Kontakt gebracht. Der Zustand der Schalter (363 berührt, 540 berührt) wird somit von der Steuereinheit 360 als Zustand von unzureichendem Tabak interpretiert, und eine weitere Dosierung wird durchgeführt, wie vorstehend mit Bezug auf das fünfte Ausführungsbeispiel erörtert. Wenn die Menge des Tabaks innerhalb der Presskammer 90 ausreicht, ist schließlich die Kraft des Tabaks ausreichend, um ein Zusammendrücken der Federn in den Tauchkolben 550 zu verursachen, und bewirkt, dass sich das Presselement 100 um einen Spalt 580 relativ zur Mutter 520 nach oben verschiebt, was verhindert, dass das Stellglied 590 den Schalter 540 berührt. Der Zustand der Schalter (363 berührt, 540 nicht berührt) wird folglich von der Steuereinheit 360 als Zustand von ausreichend Tabak und daher, dass der Einführungsprozess nun beginnen kann, interpretiert.
Das sechste Ausführungsbeispiel wird, obwohl es komplizierter ist als das fünfte Ausführungsbeispiel, als bevorzugt angenommen, da es die Möglichkeit verringert, dass die Steuereinheit 360 eine falsche Feststellung der Tabakmenge durchführt. Beispielsweise soll angenommen werden, dass sich etwas in der Vorrichtung festgeklemmt hat und dass das Presselement 100 an einer vollständigen Abwärtsausdehnung gehindert wird. Wenn dies geschieht, würde das fünfte Ausführungsbeispiel, nachdem die Zeit für die Feststellung des Schalters 363 vergangen ist, sehen, dass der Schalter 363 nicht gepresst worden war, und würde daher irrtümlich feststellen, dass eine angemessene Menge an Tabak in der Presskammer 90 vorhanden wäre, dass das Pressen vollständig wäre und dass die Einführung beginnen könnte. Beim sechsten Ausführungsbeispiel würde das Festklemmen jedoch verhindern, dass der Schalter 363 jemals herabgedrückt wird, was die Steuereinheit 360 (nach einer gewissen Zeit) als Fehler interpretieren würde, und daher sich nicht bemühen würde, den Zustand des Schalters 540 abzufragen.
Ein Fachmann wird erkennen, dass es viele verschiedene Arten und Weisen zum mechanischen Konfigurieren der Komponenten der Vorrichtung 600 zum Erreichen der hierin beschriebenen Funktionalität gibt. Beispielsweise und wie in 9C gezeigt, die eine Draufsicht auf die Mutter 520 und die zugehörigen Geräte zeigt, wobei der Motor 510 entfernt ist, könnten die Schalter 363 und 540 an gegenüberliegenden Kanten und auf derselben Seite des Presselements 100 anstatt auf entgegengesetzten Seiten, wie in 9A gezeigt, angeordnet sein. Bei einer solchen Modifikation können die Stellglieder 522 und 590 senkrecht in Bezug aufeinander angeordnet werden. Überdies und wie in 9C gezeigt, kann das Stellglied 590 durch ein Loch 595 in einer der Wände 94 (siehe 1C), die das Presselement 100 verbinden, angeordnet werden. (Das Presselement 100, das sich in dieser Ansicht hinter der Wand 94 befindet, ist in gestrichelten Linien gezeigt.) In 9C ist auch eine Öffnung 98 in der Wand 94 gezeigt, durch die die Mutter 520 mit dem Presselement 100 in Verbindung steht und die zur Öffnung 98, die in 1A und 1C gezeigt ist, analog ist.
VII. Siebtes Ausführungsbeispiel
bei einem siebten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 700 zum Füllen von Zigarettenhülsen mit dosierten Mengen an Tabak sind das Dosieren und Pressen automatisiert und zu einem einzelnen Vorgang kombiniert und werden durch einen einzelnen Motor gesteuert. Dieses siebte Ausführungsbeispiel ist folglich, obwohl es in der Art zum fünften und sechsten Ausführungsbeispiel in seiner Fähigkeit zum Einstellen der Tabakmenge ähnlich ist, einfacher und vielleicht preiswerter zu implementieren, da es nicht die zusätzliche Komplexität von drei Motoren erfordert. Statt dessen sind nur zwei Motoren erforderlich: einer zum Dosieren und Pressen und einer zum Einführen.
Die Grundstruktur der Vorrichtung 700 ist in 10A–10B gezeigt, die eine Seiten- bzw. Stirnansicht der Vorrichtung zeigen. Bestimmte interne Strukturelemente wurden weggelassen, um wichtige Betriebskomponenten nicht zu verdecken, aber ein Fachmann wird verstehen, dass solche zusätzlichen Strukturen in einer kommerziellen Vorrichtung vorhanden sind. Geeignete Gehäusestrukturen 710 können aus beliebigen geeigneten Materialien wie z. B. Metall oder Kunststoff bestehen. Der Trichter 20 zum Halten des Tabaks 76 (nicht dargestellt) ist in der Mitte der Vorrichtung ausgebildet und kann ein geeignetes, den Tabak nach unten vorbelastendes Mittel aufweisen, wie vorher beschrieben. In 10A sind auch der Teil der Benutzerschnittstelle 380 der Steuereinheit 360, der vorher beschrieben wurde, ein Dosier-/Pressabschnitt 715 und ein Einführungsabschnitt 720 gezeigt. In 10B ist auch die Düse 178, an der eine zu füllende Zigarettenhülse 70 befestigt wird (das Hülsenmagazin 130 ist der Zweckmäßigkeit halber nicht gezeigt), und ein handbetätigtes Greifelement 790 mit Elastomerspitze auf Federbasis zum Festhalten der Zigarettenhülse an der Düse 178 gezeigt.
Obwohl das primäre interessierende Merkmal bei diesem siebten Ausführungsbeispiel im Dosier-/Pressabschnitt 715 liegt, wird der Einführungsabschnitt 720 zuerst erörtert. Der Einführungsabschnitt 720 umfasst einen Motor 722, dessen Rotor mit einem Getriebe 724 mit einer Antriebswelle 726 verbunden ist. Ein Motor/Getriebe-Kombinationsprodukt, das zur Verwendung in dieser Hinsicht geeignet ist, ist die Teilenummer CHM-2445-IM, die von Molon Motor and Coil Corporation in Rolling Meadows, Illinois, hergestellt wird. Die Antriebswelle 726 treibt ein Zahnrad 728 mit Zähnen an, die mit Zähnen an einer Zahnstange 730 an einem Einführungspendelwagen 732 in Eingriff stehen, der ähnlich zu den vorher offenbarten Einführungspendelwägen ist, obwohl bei diesem Ausführungsbeispiel der Pendelwagen 732 um 90 Grad gedreht ist. Um die Endpunktpositionen des Pendelwagens 732 zu verfolgen, werden wieder Schalter 364 und 365 wie in früheren Ausführungsbeispielen verwendet. Wie ein Fachmann verstehen wird, können verschiedene Adapter bei der Antriebswelle 726 verwendet werden, wenn es erforderlich ist, sie mit dem Zahnrad 728 zu koppeln, oder um zu ermöglichen, dass das Zahnrad 728 gleitet, sollte der Pendelwagen 732 festgeklemmt werden. Ansonsten sind der Einführungsabschnitt 720 und die zugehörigen Komponenten zu den in früheren Ausführungsbeispielen erörterten ähnlich.
Das Basisschema des Dosier-/Pressabschnitts 715 besteht darin, ein Dosier-/Presselement 735 über die Unterseite des Trichters 20 zu führen, um Tabak in eine Presskammer 740 zu dosieren, und dasselbe Element 735 zu verwenden, um den Tabak in der Kammer 740 am Ende seines Hubs zu pressen. In dieser Hinsicht umfasst der Dosier-/Pressabschnitt 715 wie der Einführungsabschnitt 720 einen Motor 740, ein Getriebe 742, eine Antriebswelle 744, ein Zahnrad 746 und kann auch die vorstehend offenbarte Molon-Teilenummer CHM-2445-IM bilden. Das Zahnrad 746 enthält Zähne, die mit Zähnen an einer Zahnstange 748 in Eingriff stehen, die starr mit einem laufenden Pendelwagen 750 gekoppelt ist. Der laufende Pendelwagen 750 ist insofern zur beweglichen Mutter 520, die im fünften und sechsten Ausführungsbeispiel offenbart wurde, ähnlich, als er letztlich das Dosier-/Presselement 735 antreibt und dies durch eine starre Kopplung zwischen den beiden (wie im fünften Ausführungsbeispiel) oder mit einer durch eine Feder vorgespannten Kopplung (wie im sechsten Ausführungsbeispiel) durchführen kann. Hierin ist eine durch eine Feder vorgespannte Kopplungsanordnung dargestellt, die, wie vorher in Bezug auf das sechste Ausführungsbeispiel angegeben, eine bessere Intelligenz für die Steuereinheit 360 hinsichtlich dessen vorsieht, ob angemessene Mengen an Tabak dosiert wurden und ob die Einführung beginnen kann.
Das Dosier-/Presselement 735 und sein zugehöriger laufender Pendelwagen 750 sind in den 10C–10E genauer gezeigt. Das Dosier-/Presselement 735 ist vorzugsweise aus Metall gebildet und besitzt eine rechteckige Öffnung 755, die durch dieses hindurch ausgebildet ist, um den laufenden Pendelwagen 750 zu begleiten. Der laufende Pendelwagen 750 ist vorzugsweise aus oberen 760 und unteren 761 Stücken (10E) gebildet, die durch Schrauben 762 (10C) oder durch andere geeignete Befestigungsmittel aneinander befestigt sind. Das obere 760 und das untere 761 Stück können selbst aus anderen aneinander befestigten Stücken gebildet sein oder können geschmiedet oder gefräst sein, wie gezeigt; sie sind der Einfachheit halber als massive einteilige Stücke gezeigt. Das obere Stück 760 umfasst die vorher eingeführte Zahnstange 748. Wie am besten in 10D zu sehen ist, begleitet das untere Stück 761 Federn 764, die in der Funktion zu den Tauchkolben 550, die in Bezug auf das sechste Ausführungsbeispiel offenbart und erörtert wurden, ähnlich sind. Obwohl nur eine Feder 764 gezeigt ist, werden vorzugsweise drei Federn verwendet, die sich teilweise über die Breite des Dosier-/Presselements 735 erstrecken. Die Federn 764 erscheinen in Vertiefungen 765, die im unteren Stück 761 ausgebildet sind und die durch Fräsen von Löchern in das Stück 761 und dann Befestigen eines massiven Unterstücks 766 an der Rückseite der Löcher, wie gezeigt, ausgebildet werden können. Wie am besten in 10E gezeigt, ist die Breite des oberen 760 und unteren 761 Stücks breiter als die Öffnung 755, die im Dosier-/Presselement 735 ausgebildet ist, so dass, wenn die zwei miteinander verschraubt werden (762), das Element 735 dazwischen eingeschränkt wird. Da sich jedoch das Element 735 zwischen den zwei Stücken 760, 761 des laufenden Pendelwagens 750 hin und her bewegen können muss, wie nachstehend beschrieben, werden die Dicken der verschiedenen Stücke so eingestellt, dass eine solche Bewegungsfreiheit ermöglicht wird.
Wie am besten in 10D gezeigt, ist das Dosier-/Presselement 735 mit einer Leiste 770 entlang seiner unteren Oberfläche ausgebildet. Die Federn 764 sind gegen diese Leiste 770 vorgespannt. Da das Dosier-/Presselement 735 innerhalb des laufenden Pendelwagens 750 beweglich ist, besteht die Wirkung dieser Federvorspannung darin, den Pendelwagen 750 in Richtung der linken Kante der Öffnung 755, die im Element 735 ausgebildet ist, wie gezeigt, zu schieben. Da die Länge des laufenden Pendelwagens 750 geringfügig kleiner ist als die Länge der Öffnung 755, verursacht eine solche Vorspannung, dass sich ein Spalt 772 zwischen der rechten Kante der Öffnung 755 und dem laufenden Pendelwagen 750 bildet, der ungefähr 0,07 Inch ist. Da jedoch der laufende Pendelwagen 750 in Bezug auf das Gehäuse 710 durch seine Verbindung mit dem Zahnrad 746 (10A) fest gehalten wird, kann, wenn eine Kraft an der rechten Kante des Elements 735 erfahren wird, die Vorspannung der Federn 764 überwunden werden und das Element 735 verschiebt sich nach links, was den Spalt 772 auf der rechten Seite der Öffnung 755 schließt und ihn auf der linken Seite der Öffnung 755 wieder herstellt. Mit anderen Worten und in Abhängigkeit von der vom Element 735 erfahrenen Last kann sich das Element 735 von links nach rechts relativ zum laufenden Pendelwagen 750 durch die Länge eines Spalts 772 hin und her bewegen, eine Eigenschaft, die nützlich ist, um festzustellen, ob eine geeignete Menge an Tabak in der Presskammer 740 gepresst wurde, wie nachstehend erläutert wird.
Die Presskammer 740, die am besten in 10D gezeigt ist, besitzt bei diesem siebten Ausführungsbeispiel eine im Allgemeinen zylindrische Form. Wenn das Dosier-/Presselement 735 durch das Zahnrad 746 in Bewegung gesetzt wird, wird eine halbzylindrische Vorderkante 774 des Elements 735 durch die Unterseite des Trichters 20 von links nach rechts gezogen, wobei somit Tabak gesammelt und dieser zur Presskammer 740 bewegt wird. Sobald das Element 735 seinen Überhub- oder vollständig ausgefahrenen Zustand erreicht (wie vorher beschrieben), wird diese Vorderkante 774 zu einem Spalt 776 gebracht (oder beim Überhub vorzugsweise geringfügig an diesem vorbei), welcher in der oberen zylindrischen Oberfläche der Presskammer 740 ausgebildet ist, um die zylindrische Oberfläche der Kammer 740 im Wesentlichen zu vollenden und einen zylindrischen gepressten Tabakstopfen festzulegen, der zur Einführung geeignet ist. Obwohl es nicht streng erforderlich ist, ist es bevorzugt, den Spalt 776 in einem oberen Teil der Kammer 740 und am meisten bevorzugt von 270 bis 360 Grad zu bilden. Auf diese Weise wird, wenn der Tabak in die Kammer 740 bewegt wird, keine Tabaklücke in der Oberseite der Kammer 740 gebildet und statt dessen wird der Tabak allmählich dazu veranlasst, sich im Uhrzeigersinn innerhalb der Kammer zu bewegen, wie durch den Pfeil in 10D dargestellt. Kurz gesagt stellt die Bildung des Spalts 776 und der Vorderkante 774 auf diese Weise sicher, dass ein vollständiger und zylindrischer Tabakstopfen gebildet wird. Überdies unterstützt die Schärfe der Oberseite der Vorderkante 774 auch beim Abstoßen oder Schneiden des Tabaks vor dem Eintritt in die Kammer 740 und folglich ist die Verwendung einer ausgeschnittenen Kante (vorher erörtert) nicht erforderlich. Um weiter das korrekte Schneiden von Tabak sicherzustellen, wenn er vom Trichter 20 zur Presskammer 740 übergeht, kann die Vorderwand 791 des Trichters 20 mit einer Klingenform (nicht dargestellt) ausgebildet sein.
Wie am besten in 10A und 10D gezeigt, sieht eine Walze 778, die drehbar am Gehäuse 710 befestigt ist, eine Abstützung für den laufenden Pendelwagen 750 und schließlich das Dosier-/Presselement 735 vor, während dennoch ermöglicht wird, dass sich diese Komponenten innerhalb der Vorrichtung 700 horizontal bewegen können.
Der Dosier-/Pressprozess bei diesem siebten Ausführungsbeispiel ist in der Art zu dem beim sechsten Ausführungsbeispiel verwendeten ähnlich und verwendet eine ähnliche Schalteranordnung, um die Eignung der Menge an Tabak in der Presskammer 740 festzustellen; daher sind die verwendeten Schalter mit denselben Elementnummern bezeichnet. Insbesondere und mit Bezug auf 10A werden drei Schalter für das Dosieren/Pressen verwendet: der Schalter 362 informiert die Steuereinheit 360, wenn sich der laufende Pendelwagen 750 in seiner Ruhe- oder vollständig zurückgezogenen Position (nach links in 10A) befindet; der Schalter 363 informiert die Steuereinheit, wenn der Pendelwagen 750 vollständig ausgefahren ist (nach rechts in 10A); und der Schalter 540 stellt die Tabaklast fest, um entweder die Steuereinheit zu informieren, dass eine weitere Dosierung erforderlich ist oder dass die Einführung beginnen kann. Die Schalter 362 und 363 werden durch ein Stellglied 780 aktiviert, das am leichtesten in 10C zu erkennen ist. Wie in den 10A und 10B zu sehen ist, wirkt dieses Stellglied 780 mit den Kontakten an diesen Schaltern zusammen, wenn der Pendelwagen 750 zwischen seiner vollständig zurückgezogenen und vollständig ausgefahrenen Position gleitet, wobei somit die Steuereinheit 360 informiert wird, wenn diese Endpunkte erreicht wurden.
Der Kontakt am Schalter 540 wird dagegen durch das Dosier-/Presselement 735 selbst aktiviert, wie am besten in den 10A und 10B zu sehen. Insbesondere und unter der Annahme einer vernachlässigbaren Tabaklast in der Presskammer 740 ist der Schalter 540 innerhalb des Gehäuses so angeordnet, dass sein Kontakt durch das Element 735, das darüber läuft, immer herabgedrückt wird, außer wenn sich das Element 735 in seiner vollständig ausgefahrenen (am weitesten rechts liegenden) Position befindet. Noch spezieller liegt, wenn es vollständig ausgefahren ist, der Kontakt am Schalter 540 höchstens um die Länge eines Spalts 772 von der linken Kante des Elements 735 weg. So angeordnet kann der Schalter 540 feststellen, ob die Menge an Tabak in der Presskammer 740 ausreicht. Wenn die Menge nicht ausreicht, wird durch den Tabak keine oder eine geringe Last auf das Element 735 aufgebracht und die Federn 764 (10D) zwischen dem Element 735 und dem laufenden Pendelwagen 750 drücken sich nicht merklich zusammen. Folglich verschiebt sich das Element 735 nicht nach links relativ zum Pendelwagen 750 und der Kontakt am Schalter 540 wird nicht herabgedrückt. Wenn die Menge ausreicht, wird auf das Element 735 durch den Tabak eine ausreichende Last aufgebracht, um die Federn 764 zwischen dem Element 735 und dem laufenden Pendelwagen 750 zusammenzudrücken. Folglich verschiebt sich das Element 735 nach links relativ zum Pendelwagen 750, was ermöglicht, dass die linke Kante des Elements 735 mit dem Kontakt am Schalter 540 in Eingriff bleibt. Folglich interpretiert die Steuereinheit 360 die Schalter wie folgt: wenn der Schalter 363 herabgedrückt wird, weiß die Steuereinheit, dass der laufende Pendelwagen 750 vollständig ausgefahren ist und dass es geeignet ist, den Zustand des Schalters 540 abzufragen; wenn der Schalter 540 nicht herabgedrückt ist, ist eine weitere Dosierung erforderlich und das Element wird für (mindestens) einen zusätzlichen Dosierhub zurückgezogen; wenn der Schalter 540 herabgedrückt ist, ist eine weitere Dosierung nicht erforderlich und die Einführung kann beginnen.
Da die Dosierung und das Pressen durch dasselbe Element 735 in diesem Ausführungsbeispiel durchgeführt werden, ist der von der Steuereinheit 360 verwendete Algorithmus vereinfacht. Es besteht beispielsweise kein Grund dafür, dass die Steuereinheit 360 anfänglich eine gewisse vorgegebene Menge an Dosierhüben durchführt und erst später das Feststellen der angemessenen Tabakmenge beginnt, wie vorstehend mit Bezug auf das fünfte und sechste Ausführungsbeispiel erörtert. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann jeder Hub des Elements 735 die Mengenfeststellung durch Abfragen des Zustandes des Schalters 540 durchführen, selbst wenn offensichtlich die ersten Hübe unwahrscheinlich eine ausreichende Tabakmenge bewegt haben.
VIII. Abschluss
Die vorangehenden Ausführungsbeispiele zeigen mehrere verschiedene Konfigurationen von Vorrichtungen zum Füllen von Zigarettenhülsen mit dosierten Tabakmengen, die entweder vollständig manuell, teilweise automatisch oder vollständig automatisch sind. Bestimmte Merkmale, Details und Konfigurationen wurden in Verbindung mit jedem Ausführungsbeispiel offenbart. Ein Fachmann wird jedoch verstehen, dass solche Merkmale, Details und Konfigurationen bei den verschiedenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen verwendet werden können, selbst wenn solche Merkmale, Details und Konfigurationen nicht speziell in Verbindung mit einem speziellen Ausführungsbeispiel erwähnt wurden, und dass diese Offenbarung verschiedene Kombinationen der hierin offenbarten Merkmale, Details und Konfigurationen in Erwägung zieht. Insbesondere ist vorgesehen, dass solche Merkmale, Details und Konfigurationen von diesem Patent in dem Umfang abgedeckt sind, dass sie in den Schutzbereich der folgenden Ansprüche oder von deren Äquivalenten fallen.

Claims

Vorrichtung zum Füllen einer Zigarettenhülse mit Tabak, welche aufweist: einen Trichter (20) zum Halten von loser Tabak (76); ein bewegliches Dosierelement (40, 240) zum Bewegen von loser Tabak vom Trichter (20) in eine Presskammer (90); ein bewegliches Presselement (100) zum Pressen des losen Tabaks (20) in der Presskammer (90); und ein bewegliches Einführelement (164) zum Einführen des gepressten Tabaks von der Presskammer (90) in eine mit der Presskammer in Verbindung stehende Zigarettenhülse (70) (90); dadurch gekennzeichnet, dass das Dosierelement dazu ausgelegt ist, sich durch eine Vielzahl von linearen Hüben hin und her zu bewegen, um losen Tabak vom Trichter (20) zur Presskammer (90) zu bewegen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Dosierelement (40, 240), das Presselement (100) und das Einführelement (164) jeweils in ihrer Bewegung durch einen Dosiermotor (350), einen Pressmotor (310) und einen Einführungsmotor (370) automatisiert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner einen ersten Schalter (540) aufweist, der durch das Presselement (100) betätigbar ist, um festzustellen, ob eine ausreichende Menge an Tabak in der Presskammer (90) gepresst wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 3, welche ferner einen zweiten Schalter (363) zum Feststellen, ob sich das Presselement (100) in eine Pressposition bewegt hat, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, welche ferner eine Steuereinheit (360) aufweist, die den ersten Schalter (540) erst abfragt, nachdem der zweite Schalter (363) eingeschaltet wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Presselement (100) entlang einer ersten Achse in eine Pressposition beweglich ist, und wobei das Presselement (100) mit dem Pressmotor (510) durch eine Feder (550) gekoppelt ist, die ermöglicht, dass die Pressposition entlang der ersten Achse in Reaktion auf eine Last, die vom Tabak in der Presskammer (90) vorgesehen wird, verändert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Veränderung der Pressposition in Reaktion auf die Last selektiv den Zustand eines ersten Schalters (540) ändert.
Vorrichtung nach Anspruch 7, welche ferner einen zweiten Schalter zum Feststellen, ob sich das Presselement in eine Pressposition (363) bewegt hat, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, welche ferner eine Steuereinheit (360) aufweist, die den ersten Schalter (540) erst abfragt, nachdem der zweite Schalter (363) eingeschaltet wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner ein Mittel zum Feststellen, ob eine ausreichende Menge an Tabak in der Presskammer gepresst wurde, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei sich das Dosierelement (40, 240) durch eine Vielzahl von Hüben linear hin und her bewegt, um den losen Tabak (76) vom Trichter (20) zur Presskammer (90) zu bewegen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner eine Steuereinheit (360) zum Automatisieren der Bewegung des Dosierelements (40), der Presskammer (100) und des Einführelements (164) der Reihe nach gemäß einem Algorithmus aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Algorithmus ferner in der Lage ist, festzustellen, ob eine ausreichende Menge an Tabak in der Presskammer (90) gepresst wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Algorithmus eine zusätzliche Dosierung durch das Dosierelement (40) vorsieht, wenn eine unzureichende Menge an Tabak festgestellt wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Dosierelement (40) in seiner Bewegung durch einen ersten Motor (350) automatisiert ist und wobei das Press- und das Einführelement (100, 164) in ihrer Bewegung durch einen zweiten Motor (410) automatisiert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei der zweite Motor (410) einen Arm (112) antreibt, der das Einführelement (164) nach dem Bewegen des Presselements (100) bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Dosierelement (40) in seiner Bewegung durch einen Dosiermotor (350) automatisiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei das Presselement (100) und das Einführelement (164) manuell beweglich sind.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei das Presselement (100) und das Einführelement (164) durch einen drehbaren Kurbelarm (112) manuell beweglich sind.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Drehung des Kurbelarms (112) das Einführelement (164) nach dem Bewegen des Presselements (100) bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Dosierelement (40, 240), das Presselement (100) und das Einführelement (164) manuell beweglich sind.
Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei das Presselement (100) und das Einführelement (164) durch einen drehbaren Kurbelarm (112) manuell beweglich sind.
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Drehung des Kurbelarms (112) das Einführelement (164) nach dem Bewegen des Presselements (100) bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Dosierelement (40, 240) eine Platte aufweist, die sich durch eine Vielzahl von linearen Hüben hin und her bewegt, um den losen Tabak (76) vom Trichter (20) zur Presskammer (90) zu bewegen.
Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei das Dosierelement (40) durch einen Motor (350) beweglich ist.
Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei das Dosierelement (240) durch einen sich drehenden Kurbelarm (250) beweglich ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Dosierelement (40, 240), das Presselement (100) und das Einführelement (164) entlang Achsen beweglich sind, die alle zueinander senkrecht sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Presselement (100) mit einem Greifelement (180) zum festen Halten der mit der Presskammer (90) in Verbindung stehenden Zigarettenhülse (70) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner ein Greifelement (180) zum festen Halten der mit der Presskammer (90) in Verbindung stehenden Zigarettenhülse (70) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 30, wobei das Einführelement (164) mit einem Pendelwagen (160) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Pendelwagen (160) durch eine Feder vorgespannt ist und das Einführen des gepressten Tabaks von der Presskammer (90) in eine Zigarettenhülse (70) das Dehnen der Feder (172) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 30, wobei der Pendelwagen (160) mit einem Motor (370) gekoppelt ist, um das Einführelement (164) zu bewegen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner ein Mittel zum Vorspannen des losen Tabaks (76) nach unten in den Trichter (20) aufweist.