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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Vorrichtungen und
Prozesse zum Behandeln von Tabak und im Besonderen drehbare Zylinder
mit inneren Anordnungen zum Fördern
einer einheitlichen Behandlung von Tabak.
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Hintergrund
der Erfindung
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Die
Vorbereitung von Tabak zur Verwendung in der Herstellung von Zigaretten
weist typischerweise die Anwendung von Soßen (Casings), Aromen (Flavours),
Feuchtigkeit und dergleichen auf. Eine eingeführte Vorgehensweise beinhaltet
den Schritt des Leitens von Rag- oder Schnitt-Tabak durch einen rotierfähigen Zylinder,
der mit einer leichten Neigung eingerichtet ist, sodass Tabak beim
Einführen
an einem Einlassende im Zylinder herumgeschleudert wird, während er
sich unter dem Einfluss der Schwerkraft und der Drehbewegung des
Zylinders durch die Länge
des Zylinders voranbewegt. Die gewünschten Fluidmaterialen werden
aus Düsen,
die an voneinander beabstandeten Stellen am Zylinder entlang angeordnet
sind, auf den Tabak gesprüht.
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Mehrere
Konstruktionen vom Stand der Technik weisen die Anbringung von Paddeln
am Inneren des Zylinders entlang auf, um dem Tabakausgangsmaterial
Drehbewegung zu verleihen. In einer anderen Anordnung erstrecken
sich zum gleichen Zweck Flansche in Längsrichtung an den Innenwänden des
Zylinders entlang. Eine weitere Anordnung hat Stege mit dreieckigen
und/oder abgestumpften Querschnitten.
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Ein
Problem bei den oben erwähnten
Konstruktionen vom Stand der Technik ist, dass Tabak sich gern in
Ecken zwischen den Flanschen und den nächstgelegenen Teilen der Zylinderwände ansammelt.
Wenn der angesammelte Tabak von den Fluidapplikatoren in den Zylindern
benetzt worden ist, neigt der angesammelte Tabak gerne dazu, kleben zu
bleiben und von einem Gang zum nächsten
im Zylinder zurück
zu bleiben und zu verderben, was das Risiko der Produktion eines
unakzeptablen Produkts vergrößert.
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Aufgaben und
Zusammenfassung der Erfindung
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Tabakbehandlungszylinders, der
angeordnet ist, um unerwünschtes
Zurückhalten von
Tabak im Zylinder zu verhindern.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Behandlungszylinder
für Tabak
bereitzustellen, bei dem dem Tabak während des Betriebs des Zylinders
eine kontinuierliche Überschlagbewegung
erteilt wird, wobei es im Wesentlichen nicht vorkommt, dass irgendein
Teil der Tabakmasse bewegungslos und einer übermäßigen Behandlung ausgesetzt
wird.
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Noch
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung
der gleichmäßigen Behandlung
von Tabak, und gleichzeitig das Verringern des Risikos von verdorbenem
Tabak.
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Diese
und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden mit einem
Tabakbehandlungssystem erfüllt,
umfassend einen Zylinder und eine Mehrzahl von axial gerichteten
Stegen, wobei jeder Steg eine Vorwärtsseite und eine Rückseite
relativ zur Drehbewegung des Zylinders hat, wobei die Vorwärts- und
die Rückseite
in einer Richtung zum Inneren des Zylinders hin konkav offen ist.
Die Vorwärts- und
die Rückseite
jedes Stegs treffen an einem Scheitel zusammen, der hoch genug ist,
um den Tabak auf einem Winkelbahnteil zu tragen, der genügt, sodass
der von einem bestimmten Steg gehaltene Tabak beim Lösen und
Herunterrutschen auf einen vorhergehenden hinteren Steg fällt, um
die Oberflächen
des Letzteren abzuwischen und eventuell angesammeltes Material zu
entfernen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Andere
Aufgaben, Vorteile und neue Merkmale der vorliegenden Erfindung
werden anhand der folgenden ausführlichen
Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltung bei Betrachtung in Verbindung
mit den Begleitzeichnungen offensichtlich. Dabei zeigt:
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1 (Stand der Technik) eine
perspektivische Schnittansicht eines gemäß dem Stand der Technik gebauten
Tabakbehandlungszylinders,
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2 eine Seitenansicht eines
gemäß einer bevorzugten
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung gebauten Tabakbehandlungszylindersystems,
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3 eine Querschnittsdarstellung
eines gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung gebauten Tabakbehandlungszylinders,
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4 eine Querschnittsdarstellung
eines Tabakbehandlungszylinders während der Behandlung von Tabakausgangsmaterial
und
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5 eine Querschnittsdetailansicht
eines gemäß der bevorzugten
Ausgestaltung der 2 und 3 gebauten Stegs.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltung einschließlich einer
Beschreibung des Stands der Technik
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Systeme
vom Stand der Technik, Bezug nehmend auf 1 (Stand der Technik), haben einen drehbaren
Zylinder 10, der von einem Motor 12 angetrieben
wird, dessen Abtrieb mit einer Getriebebahn 13 entlang
dem Außenumfang
des Zylinders 10 in Eingriff steht. Der Antriebsmotor 12 wird
von einer Steuerung 14 zum Starten, Anhalten und zur Drehzahlregelung
des Zylinders 10 gesteuert.
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Axial
am Inneren des Zylinders entlang erstreckt sich eine Mehrzahl von
in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten, sich radial einwärts erstreckenden
Flanschen 16 zum Übertragen
der Drehbewegung des Zylinders auf in den Zylinder 10 gegebenes
Tabakausgangsmaterial. Wenigstens ein/e Fluidapplikator oder -düse 22 ist
fest im Zylinder 10 eingebaut und zum Sprühen von
Fluid auf den im Zylinder 10 behandelten Tabak angeordnet.
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An
Stellen um den Zylinder, an denen jeder Flansch 16 an der
Innenwand des Zylinders 10 befestigt ist, ist zwischen
diesen eine Ecke 18 definiert, die Ansammlungspunkten für Tabak,
wie der Tabakansammlung 20, gleichkommt. Wenn diese Tabakansammlungen 20 von
der Ausgabe der Fluidapplikatoren oder -düsen 22 benetzt worden
sind, werden sie klebrig und setzen sich an den Eckbereichen 18 im
Zylinder 10 fest. Wenn sie nicht entfernt werden, können die
Tabakansammlungen 20, das sie benetzt sind, dazu neigen,
schlecht zu werden und das Produkt zu verderben. Außerdem erzeugt
die Notwendigkeit des wiederholten Durchführens von Reinigungsvorgängen, um
ihre Entfernung zu bewirken, Betriebsausfallzeit des Zylinders 10 und
betriebliche Unzulänglichkeiten.
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Eine
bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, wobei jetzt
auf 2 und 3 Bezug genommen wird, sieht
ein Tabakbehandlungszylindersystem 30 vor mit einem Einlassteil
zum Aufnehmen von Tabak und um ihn zum Inneren eines drehbaren Zylinders 34 zu
leiten.
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Der
drehbare Zylinder 34 wird von einem Motor 36 in
Kooperation mit einer Getriebebahn 38 drehbar angetrieben,
was alles unter der Kontrolle einer Steuerung 40 erfolgt.
Eine durchschnittliche Fachperson würde erkennen, dass eine Anzahl
von alternativen Antriebs- und Steuerungsanordnungen existieren,
die anstelle der hierin beschriebenen Anordnung eingesetzt werden
könnten.
Vom Einlass 32 in den Zylinder 34 hineingelangender
Tabak wird unter dem Einfluss der Schwerkraft und der Drehbewegung
des Zylinders 34 in Richtung auf den Auslassteil 42 des
Systems 30 bewegt.
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Eine
Mehrzahl von sich radial einwärts
erstreckenden, umfangsmäßig voneinander
beabstandeten Stegen 45 ist axial an den Innenwänden 33 des Zylinders 34 entlang
bereitgestellt.
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Jeder
Steg, wobei speziell auf 3 Bezug genommen
wird, hat im Querschnitt in der Ausrichtung im Sinn der Drehrichtung
des Zylinders 34 einen Vorderseitenteil 50 und
einen rückseitigen
Teil 52, sodass der Vorderseitenteil 50 dem rückseitigen
Teil 52 gegenüber
führend
ist, wenn sich der Zylinder 34 dreht. In der bevorzugten
Ausgestaltung ist die Drehung, wie in 3 gesehen,
im Uhrzeigersinn, sodass der Vorderseitenteil 50 führend zum
und links vom rückseitigen
Teil 52 ist. Der Vorderseitenteil und der hintere Teil 50 und 52 sind
in einer Richtung radial nach innen zum Inneren des Zylinders 34 hin
nach oben konkav und treffen aufeinander, um einen Scheitel 54 zu
bilden, der an einer vorbestimmten radialen Höhe 56 von der Innenwand 33 des
Zylinders 34 gebildet ist. Die Höhe 56 ist so eingerichtet,
dass die Stege 44 Tabak auf eine vorbestimmte Winkelposition
im Zylinder 34 tragen können,
bevor der Tabak sich unter dem Einfluss der Schwerkraft löst und vom Steg 44 herunterrutscht.
In der bevorzugten Ausgestaltung mit ihrer Drehung im Uhrzeigersinn
ist die Löseposition
vorzugsweise ungefähr
auf die Zehn-Uhr-Position
am Zylinder 34 festgelegt, wie an Bezeichnung 57 in 3 angezeigt.
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Vorzugsweise
sind zwischen jedem der Stege 44 Zwischenteile 60 der
Zylinderwand angeordnet. Ein Fluidapplikator ist vorzugsweise mit
Zwischenraum über
der Mittellinie des Zylinders angeordnet und seine Ausgabe erfolgt
allgemein in Richtung auf eine Acht-Uhr-Position des Zylinders 34.
Ein sich axial erstreckendes Dampfrohr 64 mit einer Mehrzahl
von axial voneinander beabstandeten Dampfablassöffnungen 66 ist zum
Einführen
von Dampf und Wärme
nach Bedarf in den Zylinder bereitgestellt. Der Zylinder 34 kann
leicht mit diversen anderen Arten von Fluidapplikatoren verwendet
werden.
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Während des
Betriebs des Zylinders, wobei jetzt auf 4 Bezug genommen wird, werden Teile 65 von
Tabak beim Drehen jedes Stegs nacheinander durch die Sechs-Uhr-Position
des Zylinders 34 und darüber hinaus durch Reibkontakt
und Trägheit auf
dem gekrümmten
vorn liegenden Teil 50 jedes Stegs 44 gehalten.
Ab ungefähr
der Neun-Uhr-Position löst
sich jeder Tabakteil 65 von der Oberfläche des betreffenden Stegs 44,
um an ihm entlang zu rutschen und in das Innere des Zylinders zu
fallen, vorzugsweise unter Durcheinanderwerfen des Tabaks. Vorzugsweise
sind die Zylinderdrehzahl und die Höhe 56 der Stege 44 so
ausgewählt,
dass der durcheinander geworfene Tabak wenigstens teilweise, wenn
nicht weitgehend auf die Rückseite 52 eines hinteren
Stegs 44' fällt. Vorzugsweise
ist die Zylinderdrehzahl für
eine bestimmte Steghöhe 56 so
eingestellt, dass jedes Tabakteil 65 beim Herunterstürzen von
einem ersten („führenden") Steg weitgehend
auf die Rückseite 52 des übernächsten vorhergehenden Stegs 44 fällt (d.
h. es fällt
vorzugsweise im Wesentlichen auf die Rückseite 52 eines vorhergehenden Stegs 44,
der einen Steg vom führenden
Steg beabstandet ist, von dem der Tabakteil 65 herunterfällt). Weil
der Tabak am vorn liegenden Teil 50 eines führenden
Stegs 44 entlang rutscht, wischt er überflüssigen Tabak von der vorn liegenen
Fläche
herunter. Desgleichen wischt der herunterstürzende Tabak 65 den
rückseitigen
Teil 52 des übernächsten (hinteren) Stegs 44 ab
und hält
ihn sauber.
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Wenn
gewünscht,
können
die Zylinderdrehzahl und/oder die Höhe 56 der Stege 44 und/oder
die Anzahl von Stegen variiert werden, damit jeder durcheinander
geworfene Tabakteil 65 alternativ auf den rückseitigen
Teil 52 des unmittelbar vorhergehenden Stegs 44 oder
eines anderen vorausgewählten
Stegs 44, wie des überübernächsten vorhergehende
Stegs, fällt.
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Eine
bevorzugte Querschnittsform des Stegs, mit Bezug auf 5, kann anhand des Verwendens
einer Höhe 56 bestimmt
werden, die sich als für
Zylinder ähnlicher
Größe, ähnlichen
Durchsatzes und ähnlicher
Drehzahl, die aber Flansche von Konstruktionen vom Stand der Technik
aufweisen, als wirksam erwiesen hat. Bei Verwendung dieses Ansatzes
wird die Höhe 56 etwa
an die Höhe
jener Flanschkonstruktionen vom Stand der Technik angenähert. Vorzugsweise
sind die konkaven vorn liegenden und rückseitigen Teile 50, 52 mit
einer Form versehen, die beobachtungsgemäß der Form entspricht, in der
sich Tabak allgemein am Flansch der oben erwähnten Konstruktionen vom Stand
der Technik sammeln würde.
Vorzugsweise wird dies approximiert, indem jeder der vorn liegenden
und rückseitigen
Teile 50, 52 mit einem vorausgewählten Krümmungsradius
versehen wird.
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Beispielsweise
sind die vorn liegenden und rückseitigen
Teile 50, 52 für
einen Zylinder 34 mit einem Durchmesser von sechs (6) Fuß und einer
Drehzahl im Bereich von ungefähr
12 bis 16 Umdrehungen pro Minute (U/min) mit einem vorausgewählten Krümmungsradius
im Bereich von ungefähr
10 bis 17 Zoll, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 11 bis
13 Zoll, versehen. Bei einem solchen Zylinder ist die Höhe 56 jedes
Stegs 44 im Bereich von ungefähr 2,5 bis 5 Zoll oder vorzugsweise
im Bereich von ungefähr 3,5
bis 4,5 Zoll festgelegt. Vorzugsweise sind bei insgesamt acht Stegen 44 Zwischenteile 60 mit
einer Breite von jeweils ungefähr
2,75 Zoll zwischen jedem der Stege 44 zwischenliegend angeordnet.
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Vorzugsweise
ist auch ein Luftablass 70 oder eine andere gleichwertige
Anordnung bereitgestellt, um Luft aus dem von den Stegen 44 umfassten
Innenraum 72 entweichen zu lassen.
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Für Fachperson
können
viele Modifikationen, Ersetzungen und Verbesserungen offensichtlich sein,
ohne aus dem Sinn und Umfang der vorliegenden Erfindung nach der
Beschreibung und Definition hierin und in den folgenden Ansprüchen zu
kommen.