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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung an einem
tangentialen Abscheider.
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Zigaretten-Fabrikationsmaschinen werden im allgemeinen durch ein
Leitungssystem mit Tabak gespiesen, dessen eines Ende sich direkt unter
einem in einem Lagerbehälter angeordneten Tabakvorrat befindet, und dessen
anderes Ende zu einem Eintrittsbereich der Maschine führt. Der Tabak wird
durch Ansaugen eines Luftstromes transportiert, der von einem Sauggebläse
erzeugt wird und durch den Eintrittsbereich der Maschine in das oben erwähnte
Leitungssystem wirkt. Der Eintrittsbereich der Maschine enthält im allgemeinen
einen Abscheider.
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Die dem Transport dienende Luft muss vom Strom von Tabakfasern
getrennt werden, bevor dieser in die Zigarretten-Fabrikationsmaschine eintritt.
Dieser Vorgang ist heikel, weil dabei die Tabakfasern nicht beschädigt werden
dürfen und wird im weiter oben erwähnten Abscheider ausgeführt. Nach dem
Durchgang durch den Abscheider gelangt der Tabak befreit von der Luft, die zu
seinem Transport gedient hatte, in einen Plattenverteiler, welcher die
atmosphärische Dichtheit zwischen dem Abscheider und den übrigen Teilen der
Maschine gewährleistet. Die Regelung der zur Zigarettenmaschine gelieferten
Tabakmenge wird durch Steuerung einer im Rohrstutzen zwischen dem
Sauggebläse und dem Luftaustritt des Abscheiders angeordneten Klappe realisiert,
indem die dem Transport des Tabaks dienende Luftmenge geregelt wird.
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Wenn auch das Prinzip des tangentialen Abscheiders bereits
bekannt ist, welches ausgezeichnete Resultate mit sich bringt, indem es die
Risiken einer Beschädigung der Tabakfasern erheblich vermindert, so haben die
existierenden tangentialen Abscheider nichtsdestoweniger den Nachteil, eine
Luftabsaugung zu haben, die in einer bevorzugten Richtung wirkt, das heisst in
einer Richtung, in welcher die Luft aus dem Abscheider abgezogen wird, was
eine ungleichmässige Verteilung des Tabaks im Inneren des Abscheiders
provoziert und folglich eine ungleiche Verteilung im Verteiler, der ihm unmittelbar
folgt. In der Tat haben die Tabakfasern die Tendenz, sich gegen das sich nahe
der Absaugung befindende Ende des Abscheiders zusammenzuballen und das
andere Ende relativ weniger mit Tabak zu beladen. Weil der Durchgang des
Tabaks zwischen dem Abscheider und dem Verteiler durch Schwerkraft erfolgt,
bleibt folglich die Verteilung im Verteiler ungleich. Diese Ungleichheit der
Verteilung provoziert eine Degradation des Tabaks sowie eine unregelmässige
Speisung der Zigarettenmaschine.
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Die Anmeldung EP-A-0.501.910 beschreibt einen tangentialen
Abscheider enthaltend zwei gegenüberliegende Luft-Absaugleitungen, bei
welchem die Absaugtrommel in einer solchen Art angeordnet ist, dass die
Absaugwirkung entlang von Erzeugenden eines zylindrischen Elementes
innerhalb der besagten Trommel variiert, durch eine Anordnung von Ansauglöchern,
deren Querschnitt sich von der Mitte gegen die Enden jeder Erzeugenden
vermindert. Ein solcher Abscheider erfüllt das gestellte Problem gut, wenn
seine Breite relativ gering ist oder aber wenn er mehr als eine
Tabak-Speiseleitung enthält, welche Seite an Seite angeordnet sind. Im Fall eines Abscheiders
mit grösserer Breite passt die in dieser Anmeldung erwähnte Art, die
Absaugung von Tabak zu variieren, absolut nicht.
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Das Ziel der Erfindung ist folglich, einen Abscheider vorzuschlagen,
der mit Mitteln ausgestattet ist, welche eine variable Absaugung von Tabak im
Inneren der Trommel erlauben und dessen günstige Wirkung sich nicht nur auf
Abscheider mit geringer Breite oder auf solche mit grösserer Breite aber
gespiesen durch mehrere parallele Leitungen beschränkt.
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Zum erreichen dieses Ziels besitzt der vorgeschlagene tangentiale
Abscheider die in den Ansprüchen erwähnten Eigenschaften.
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Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung und unter
Berücksichtigung der angefügten Zeichnungen besser verstanden.
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Figur 1 stellt eine teilweise geschnittene Seitenansicht des oberen
Bereichs der Zigarettenmaschine mit dem tangentialen Abscheider dar,
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Figur 2A stellt eine entlang der Linie II-II in der vorangehenden Figur
geschnittene Ansicht dar, während die Figuren 2B, 2C und 2D drei andere
Ausführungsformen zeigen und
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Figur 3 ist eine Teilansicht von oben auf die Zigarettenmaschine.
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In Figur 1 ist einzig der obere Bereich der Zigarettenmaschine 1
dargestellt, welcher insbesondere den erfindungsgemässen tangentialen
Abscheider enthält, welcher eine Trommel 2, einen Verteiler 3 sowie Leitungsteile 4
zum Zuführen von Tabak 40 und zum Abführen von Luft 41 enthält. Die
Zigarettenmaschine 1 ist von bekannten Bauart und wird hier nicht näher beschrieben.
Der tangentiale Abscheider enthält eine Trommel 2 bestehend aus einem
äusseren, hohlen Zylinder 20 mit kreisrundem Querschnitt und bestehend aus
einem feinen metallenen Gitter; in Inneren des Zylinders 20 befindet sich ein
hohler, innerer Zylinder 21 mit kreisrunden Querschnitt, der koaxial zum
äusseren Zylinder 20 angeordnet ist. Eine Mehrzahl von dünnen, metallenen Wänden
22, beispielsweise sechs, verbindet wie in der Figur dargestellt die zwei
Zylinder zu einer starren Trommel 2. Dadurch sind Ansaugkammern 23 gebildet,
sechs in der Figur, deren Querschnittsform die eines Kreisringsegments ist und
von denen jede durch eine dünne Wand 22, einen Bereich des äusseren
Zylinders 20 und einen Teil des inneren Zylinders 21 begrenzt ist. Radiale Löcher 24
im inneren Zylinder 21 bilden eine Verbindung zwischen jeder der
Ansaugkammern und dem inneren Hohlraum 25 des inneren Zylinders 21. Die
Anordnung der Löcher 24 wird später genauer beschrieben. Der innere Hohlraum 25
ist wie weiter unten beschrieben mit der Austrittsöffnung 41 verbunden, welche
mit einem Sauggebläse (nicht dargestellt) verbunden ist. Während das
Sauggebläse in Betrieb ist, saugt das Leitungssystem 40, dessen nicht dargestelltes
Ende in der Nähe eines Tabakvorrats ist, die Tabakfasern 50 an und
transportiert sie, gemischt in einem Luftstrom, um sie in eine Eintrittsleitung 10 am
Eintritt des Abscheiders zu führen. Diese Eintrittsöffnung 10 mündet in einer
halbkreisförmigen Kammer 11 des Abscheiders, der Tabak wird durch seine
Trägheit gegen die halbkreisförmige Aussenwand 12 geschleudert und gleitet
entlang
dieser Wand. Die dem Transport des Tabaks dienende Luft wird durch das
vorerwähnte Gebläse angesaugt und strömt durch die Maschen des den
äusseren Zylinder 20 bildenden metallenen Gitters. Gleichzeitig mit den
Tabakfasern 50 wird Tabakstaub 51 durch das Leitungssystem 40 transportiert, der
durch die verschiedenen Manipulationen entstanden ist, die der Tabak bis
hierhin erfahren hat; eine gewisse Menge dieses Staubes 51 wird mit der
Transportluft durch die Maschen des Gitters des äusseren Zylinders 20
angesaugt. Die Transportluft sowie eine gewisse Menge von Tabakstaub 51 werden
folglich vom Tabak 50 getrennt und durchqueren die Ansaugkammern 23 und
gelangen dann durch die Löcher 24 in den Hohlraum des inneren Zylinders 21,
von wo sie durch das Sauggebläse durch die Leitung 41 abgesaugt werden.
Die Absauggeschwindigkeit der Luft, das Volumen der halbkreisförmigen
Kammer 11 sowie die Form der Aussenwand 12 sind durch die physikalischen
Eigenschaften des Tabaks 50 bestimmt, damit dieser relativ sanft gegen die
Wand 12 geschleudert wird und dieser entlang gleitet, ohne beschädigt zu
werden, dann in eine der Kammern 30 des Verteilers 3 gelangt, welcher, wenn die
besagte Kammer voll ist, sich in der angegebenen Richtung ein Stück um seine
Achse dreht, um den Tabak 50 in eine Arbeitsreserve (nicht dargestellt) in der
Zigarettenmaschine 1 fallen zu lassen. Die Abmessungen und Formen der
halbkreisförmigen Kammer 11 sind auch derart, dass der Tabak 50 an der
Aussenwand 12 bleibt und nicht durch das Gitter des Zylinders 20 angesaugt wird
und einzig die Transportluft und ein Teil des Tabakstaubes 50 angesaugt
werden. Um zu dieser Wirkung des Trennens von Tabak 50 und Luft beizutragen,
ohne Turbulenzen zu erzeugen, ist die Trommel 2 langsam im durch den Pfeil
angegebenen Sinn um ihre Längsachse drehend angetrieben. Auf diese Art
wird der Anfangsfluss, der die Transportluft, den Tabak 50 sowie den Staub 51
enthält getrennt, der Tabak 50 und ein Teil des Staubes 51 gelangen unter
Gewährleistung der atmosphärischen Dichtheit mit dem Innenbereich der
Zigarettenmaschine 1 in den Verteiler 3, während die Luft und der Rest des
Staubes 51 durch die Trommel 2 gegen die Austrittsöffnung 41 strömen, wie
vorhergehend beschrieben.
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Figur 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 11-11 der vorangehenden
Figur. Man sieht die Trommel 2, enthaltend den äusseren, aus Gitter
bestehenden Zylinder 20, den inneren, koaxial angeordneten Zylinder 21 sowie die
Trennwände 22, von denen zwei dargestellt sind. Von zwei anderen
Trennwänden sind deren Ansätze 22A auf dem Zylinder 21 sichtbar. Die
Eintrittsleitung 10 mündet in die halbkreisförmige Kammer 11, von der einzig ein hinterer
Bereich dargestellt ist, da sich der Rest der Kammer vor der Figur befindet. Wie
vorher angegeben, ist die Trommel 2 zu einer Drehbewegung um ihre
Längsachse angetrieben; hierfür ist der Zylinder 21 auf beiden Seiten der Trommel
verlängert, um eine Rotationsachse zu bilden, die Enden des besagten
Zylinders bzw. der besagten Achse sind am inneren Ring eines Kugellagers 13
befestigt, welches am Gestell der Zigarettenmaschine 1 befestigt ist. Der
Drehantrieb der Trommel 2 ist beispielsweise durch ein Zahnrad 14 ermöglicht,
welches durch ein nicht dargestelltes Ritzel angetrieben wird. So kann die
Trommel angetrieben um ihre Achse drehen. Die hier beschriebenen
Befestigungs- und Antriebsmittel der Trommel stellen nur eine bevorzugte Ausführungsform
dar, jede andere geeignete Ausführungsform ist möglich. Jedes hohle Ende 25
der Achse bzw. des inneren Zylinders 21 mündet vorzugsweise über einen
dazwischenliegenden gebogenen Ansatz 41A in eine mit dem Sauggebläse
verbundene Abzugleitung 41.
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Die Rückwand jeder Ansaugkammer 23, bestehend aus einem
Bereich des inneren Zylinders 21 ist von Löchern 24 durchbrochen, die längs einer
Erzeugenden des besagten Zylinders angeordnet sind, wodurch die Kammer
mit dem hohlen Inneren 25 des besagten Zylinders in Verbindung steht. Wie
man in der Figur sieht, ist die Verteilung des Querschnitts der Löcher
unregelmässig mit, im vorliegenden Fall, einem minimalen Querschnitt im Zentrum
jeder Erzeugenden und einem maximalen Querschnitt gegen die beiden Enden.
Diese Anordnung der Löcher 24 ist genau das Gegenteil von der in der
entsprechenden Figur der eingangs zitierten Anmeldung dargestellten; um bei
einem Abscheider grosser Breite den Tabak besser über die Länge des inneren
Zylinders 21 zu verteilen, geht es darum, das Absaugvolumen respektive die
Absaugmenge gegen den mittleren Bereich des inneren Zylinders zu
vermindern und infolgedessen gegen seine beiden Enden hin zu erhöhen. Dieser
Effekt wird wie angegeben durch eine Verteilung der Querschnitte der Löcher 24
erreicht, indem der Querschnitt für den Durchgang der Luft gegen die Enden
hin entsprechend erhöht wird. In der dargestellten Ausführungsform wird die
Veränderung des Querschnitts der Löcher 24 durch eine Veränderung ihres
Durchmessers erzielt.
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Nach einer anderen Ausführungsform, dargestellt in Figur 2B,
können die Löcher alle den gleichen Durchmesser haben, aber der Abstand
zwischen ihnen kann vom Zentrum gegen die Enden hin abnehmen. Noch eine
andere, in Figur 2C dargestellte Art, das Problem zu lösen, besteht im
Anordnen von Langlöchern, deren Länge gegen die Enden des Zylinders zunimmt.
Eine in Figur 2D dargestellte Extremlösung besteht darin, nur einen zentralen
Anteil 21A und zwei Anteile 21B an den Enden des inneren Zylinders zu
erhalten und auf beiden Seiten des zentralen Anteils grosse Öffnungen 24A für den
Durchgang der Luft und des Tabakstaubes anzuordnen.
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Jede andere Ausführungsform dieser Löcher, welche eine
differenzierte Absaugung erlaubt, bei der die Absaug menge vom Zentrum gegen die
Enden einer Erzeugenden des inneren Zylinders entsprechend erhöht wird,
kann in Betracht gezogen werden.
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Indem eine Veränderung der Absaugleistung entlang der Achse der
Trommel 2 geschaffen wird, ist es möglich, eine angemessene Verteilung des
Tabaks 50 in der halbkreisförmigen Kammer des Abscheiders zu erhalten; die
Veränderung des Durchmessers respektive des Querschnitts der Löcher oder
der Breite des zentralen Anteils 21A wird in Funktion der physikalischen
Eigenschaften der Tabakfasern bestimmt.
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Um die Absaugkräfte der Luft und des Tabakstaubes besser
auszugleichen, welche auf die beiden Enden des Zylinders ausgeübt werden, ist es
möglich, diese Enden oder die Absaugleitung 41 mit Mitteln 43 zum Regulieren
der Absaugmenge auszustatten, wie man es in Figur 3 sieht. Diese
Reguliermittel 43 können zum Beispiel Ventile sein, die individuell manuell, durch
motorisierte Mittel 44 oder auf differentielle Art durch das Steuergerät 45 gesteuert
werden, um die Luftaustrittsmengen des Abscheiders so auszubalanderen,
dass der Tabak entlang des inneren Zylinders 21 gleichmässig verteilt ist.
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So ist es durch eine sinnvolle Gestaltung der Luftabsaugung durch
den erfindungsgemässen tangentialen Abscheider möglich, die beste
Verteilung des Tabaks im Inneren der halbkreisförmigen Kammer respektive im
Verteiler zu erhalten. Diese Wirkung ist somit nicht mehr auf Abscheider geringer
Breite oder solche, die durch mehr als eine Speiseleitung gespiesen werden,
beschränkt. Die Tabakfasern werden weniger belastet und weniger beschädigt
und die Tabakspeisung der Zigarettenmaschine wird regelmässiger. Durch eine
geeignete Regelung der Transportluftmenge ist es möglich, ein kontinuierliches
Funktionieren der Speisung zu erreichen, ohne die Absaugung periodisch un
terbrechen zu müssen. Dieser letzte Faktor hilft auch, die Degradation der
Tabakfasern zu vermindern.