Die Erfindung betrifft eine Umlenkung für einen Massenstrom aus von einer
Fördereinrichtung geförderten stabförmigen Gegenständen der tabakverarbeitenden
Industrie, wobei die Umlenkung mindestens teilweise von einer atmenden
Abdeckung begrenzt ist, um dem Massenstrom im Bereich der Umlenkung ein
veränderliches Volumen zur Verfügung zu stellen, wobei die Abdeckung mindestens
zwei bewegliche Klappen aufweist.
Derartige Umlenkungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. In der tabakverarbeitenden
Industrie dienen sie zum Umlenken eines Massenstromes aus
stabförmigen Gegenständen, insbesondere eines Massenstromes aus fertigen
Zigaretten, die eine Zigarettenherstellungsmaschine verlassen. Dabei verlassen die
Zigaretten die Zigarettenherstellungsmaschine zumeist auf einer horizontal
fördernden Fördereinrichtung. Anschließend werden sie im Stand der Technik
zumeist von oben in eine Verpackungsmaschine gegeben. Somit ist es erforderlich,
den Massenstrom von einer horizontalen in eine vertikale Richtung umzulenken.
Diesem Zweck dienen die Umlenkungen der eingangs genannten Art.
Eine bekannte Umlenkung zeigt beispielsweise die DE 35 30 028. Hier wird eine
90°-Umlenkung für eine Massenstromzuführung zu einem Schragenfüller
verwendet. Bei dieser Umlenkung wird die atmende Abdeckung durch eine flexible
Membran gebildet, die an zwei um benachbarte Achsen schwenkbaren Klappen
befestigt ist. Kommt es zu Stauungen im Bereich der vertikalen Abförderung des
Massenstromes, so wird der in die Umlenkung nachfolgende Massenstrom von
unten gegen die Membran gedrückt. Die Membran dieser bewährten Vorrichtung
kann sich dann in ein dafür vorgesehenes Reservoir zurückziehen, wobei die die
Membran haltenden Klappen verschwenkt werden. Diese Umlenkung stellt den
nächstliegenden Stand der Technik dar.
Eine weitere bekannte Umlenkung ist in der DE-OS 28 41 266 offenbart. Diese
Druckschrift zeigt eine Umlenkung eines horizontalen Massenstromes in das
Magazin einer Packmaschine. Bei dieser Vorrichtung wird die Abdeckung der
Umlenkung durch eine einseitig eingespannte, flexible Membran gebildet. Dabei ist
die Membran stromaufwärts befestigt, während sie stromabwärts am Ende der
Umlenkung selbst umgelenkt ist und unter Krafteinwirkung einer Zugfeder steht.
Kommt es bei dieser Umlenkung zu Stauungen im Bereich der vertikalen Zuführung
des Massenstromes zu der Packmaschine, so wird der nachfolgende Massenstrom
von unten gegen die flexible Membran gedrückt. Die Membran wird dadurch
angehoben, wodurch wiederum ein auf der Membran liegender Taster zur
Niveauabfragung der Membran angehoben wird, der seinerseits einen Antriebsmotor
für das Zuförderband zum Zufördern des Massenstromes zu der Umlenkung steuert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Umlenkung der eingangs genannten
Art weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird bei einer Umlenkung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß die Klappen selbst im wesentlichen die Abdeckung
bilden.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß es erfindungsgemäß
möglich ist, die aus dem Stand der Technik bekannten Membranen, die auf dem
Massenstrom im Bereich der Umlenkung liegen, wegzulassen. Es kommt daher
aufgrund der Erfindung zu einer erheblichen Vereinfachung derartiger Umlenkungen.
Diese Vereinfachung der Bauweise ermöglicht auch eine leichtere und schnellere
Montage derartiger Umlenkungen. Vor allem aber kommt es ohne die Membran
vorteilhafterweise zu einer sehr viel geringeren Druckbeaufschlagung des sich in der
Umlenkung befindenden Massenstromes durch die erfindungsgemäße Abdeckung.
Dadurch wiederum kommt es in der tabak verarbeitenden Industrie insbesondere bei
Zigaretten im Massenstrom zu einer geringeren Pressung der Zigaretten und somit
zu einer schonenderen Behandlung der Zigaretten verbunden mit einem geringeren
Kopfausfall.
Diese vorgenannten Vorteile kommen insbesondere dann besonders zur Geltung,
wenn die erfindungsgemäße Umlenkung leergelaufen ist, d.h. wenn die Zuförderrate
des Massenstromes in die Umlenkung kleiner ist als die Abförderrate des
Massenstromes aus der Umlenkung. Denn durch die erfindungsgemäß direkt durch
die Klappen gebildete Abdeckung wird bei diesen sogenannten Leerlaufen der
Umlenkung die stromaufwärts gelegene Klappe der Abnahme des Massenstromes
folgen, d.h. kontinuierlich mit der Abnahme des Massenstromes in Richtung
stromaufwärts schwenken. Somit kommt es dank der Erfindung zu einem
selbsttätigen Absperren der atmenden Umlenkung durch die erfindungsgemäßen
Klappen. Dadurch wiederum bleibt der zugeförderte Massenstrom in seiner Struktur
erhalten, so daß es bei anschließend wieder zunehmendem Massenstrom in
Richtung auf die Umlenkung zu keinen Quetschungen oder Beschädigungen der
geförderten Gegenstände, insbesondere von Zigaretten kommen kann.
Aber auch bei erneut anschwellendem Massenstrom in Richtung auf die Umlenkung
wirkt sich die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Umlenkung mit den erfindungsgemäßen
Klappen vorteilhaft aus. Denn zum erneuten Füllen der Umlenkung, d.h.
zum erneuten Verschwenken der Klappen in die das normale dem Massenstrom zur
Verfügung stehende Volumen bildende Position, muß der Massenstrom keinen
großen Druck gegen die Innenseite der als Abdeckung dienenden Klappen ausüben,
da diese einfach zur Seite schwenken können, also nicht entgegen der Schwerkraft
nach oben gedrückt werden müssen. Somit kommt es auch beim erneuten
Wiederauffüllen der Umlenkung zu keiner Beschädigung der stabförmigen
Gegenstände, insbesondere von Zigaretten.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Klappen
jeweils an der Außenseite der Umlenkung schwenkbar gelagert. Dabei ist es
besonders bevorzugt, wenn eine der beiden Klappen am stromaufwärts gelegenen
Ende der Umlenkung schwenkbar gelagert ist, während die andere der beiden
Klappen am stromabwärts gelegenen Ende der Umlenkung schwenkbar gelagert ist.
Auf diese Weise können die erfindungsgemäßen Klappen ihre Funktion besonders
wirksam erfüllen.
Bei der vorgenannten Ausführungsform ist es weiter bevorzugt, wenn die Klappen
sich mit ihren einander zugewandten Enden jeweils - bevorzugt kämmend - mit ihren
Schwenkbereichen überschneiden. Somit können die Innenseiten der Klappen eine
lückenlose Abdeckung der Außenseite der Umlenkung bilden und somit einen
Massenstrom, der sich durch die Umlenkung bewegt, an jeder Stelle der Umlenkung
definiert umlenken.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch, daß
die Klappen jeweils als Achtel-Kreisbögen ausgebildet sind. Zusammenwirkend
bilden diese Kreisbögen dann einen Viertel-Kreisbogen und somit eine 90°
Umlenkung. Durch diese kreisbogenförmige Ausgestaltung der Innenseiten der
Klappen kommt es zu einer besonders schonenden Umlenkung eines Massenstromes.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Klappen an
ihren gegeneinander zugewandten Enden abgerundet ausgebildet. Zu diesem Zweck
sind die Klappen an ihren Enden bevorzugt nach außerhalb der Umlenkung gerichtet
aufgebogen. Somit können bei dieser Ausführungsform auch bei zunehmend nach
innen in die Umlenkung eingeschwenkten Klappen diese den Massenstrom auch an
ihren Enden weiterhin schonend und definiert führen, ohne daß es zu einer
Verwirbelung oder Strukturveränderung in dem Massenstrom und somit zu einer
Beschädigung der stabförmigen Gegenstände, insbesondere von Zigaretten, in dem
Massenstrom kommen kann.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus,
daß die Klappen miteinander gekoppelt sind. Aufgrund dieser Koppelung wird die
erfindungsgemäß schonende Behandlung des Massenstromes im Bereich der
Ablenkung weiter verbessert. Denn aufgrund der Koppelung der Klappen untereinander
kann insbesondere die stromabwärts gelegene Klappe der Schwenkbewegung
der stromaufwärts gelegenen Klappe bei Zu- und Abnahme des Massenstromes
kontinuierlich folgen. Dadurch wird auch von der stromabwärts gelegenen Klappe
der Massenstrom in seiner Struktur erhalten, so daß es zu keiner unerwünschten
Strukturverwerfung in dem Massenstrom und somit zu einer Beschädigung der
stabförmigen Gegenstände, insbesondere von Zigaretten, kommen kann.
Bei der vorgenannten Ausführungsform ist es besonders bevorzugt, wenn die
Klappen durch mindestens eine Koppelstange miteinander verkoppelt sind. Diese
Koppelstange kann weiter bevorzugt jeweils an ihren Enden mit Hebeln schwenkbar
verbunden sein. Die Hebel ihrerseits sind starr mit ihren der Koppelstange
abgewandten Enden mit den jeweiligen Klappen verbunden. Diese erfindungsgemäße
Verkoppelung der Klappen zum gemeinsamen Verschwenken der Klappen
bei zu- und abnehmenden Massenstrom hat sich in der Praxis als die vorteilhafteste
Ausgestaltung der Erfindung erwiesen. Denn durch die Koppelung der beiden
Klappen mit Hilfe der erfindungsgemäßen Koppelstange findet eine optimale
Koordination beider Klappen bei zu- und abnehmendem Massenstrom statt. Dadurch
wiederum wird sichergestellt, daß der Massenstrom in seiner Struktur auch dann
erhalten bleibt, wenn es zu einer sehr starken Abnahme des auf die Umlenkung
zulaufenden Massenstromes kommt. Dabei konnte festgestellt werden, daß der
Massenstrom auch dann erhalten bleibt, wenn der auf die Umlenkung zugeförderte
Massenstrom vollständig zum Erliegen kommt. Denn in einem solchen Fall ist es
aufgrund der Erfindung möglich, daß die stromaufwärts gelegene Klappe den
zugeförderten Massenstrom begrenzt, d.h. den Bereich der Umlenkung vollständig
abschließt. Gleichzeitig kann durch die erfindungsgemäße Koppelstange die
stromabwärts gelegene Klappe derart gesteuert werden, daß diese Klappe den
bereits aus der Umlenkung abgeflossenen Massenstrom rückseitig ebenfalls
begrenzt und abschließt. Somit kommt es einerseits zu einem vollständigen
Verschluß der Umlenkung und andererseits zu einer definierten Begrenzung der zu- und
abfließenden Massenströme vor und nach der Umlenkung, so daß die Struktur
dieser zu- und abfließenden Massenströme auch bei vollständigem Stillstand der
Förderung oder bei Unterbrechung der Förderung erhalten bleibt. Daher kann auch
in dieser Situation dank der Erfindung eine Beschädigung der in dem Massenstrom
liegenden Gegenstände, insbesondere von Zigaretten in einem Massenstrom,
vermieden werden.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform sind die Hebel in einem bestimmten
Winkel zu den Klappen mit den Klappen verbunden. Dabei ist der mit der stromaufwärts
gelegenen Klappe verbundene Hebel mit dieser Klappe derart verbunden,
daß Hebel und Klappe im Bereich der Schwenkachse von Hebel und Klappe einen
Winkel von etwa 0° bilden. Gleichzeitig ist der mit der stromabwärts gelegenen
Klappe verbundene Hebel so mit dieser Klappe verbunden, daß beide im Bereich der
Schwenkachse der stromabwärts gelegenen Klappe einen Winkel von etwa 90°
bilden. Werden derart mit den jeweiligen Klappen verbundene Hebel nun mit der
erfindungsgemäßen Koppelstange verbunden, so kommt es zu einer besonders
vorteilhaften Koordination insbesondere von kreisbogenartigen Klappen in dem
Bereich einer 90°-Umlenkung.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eine der
Klappen mit mindestens einem Drehwinkelgeber verbunden. Dieser Drehwinkelgeber
kann nun vorteilhafterweise als Istwertgeber für eine Steuerung eines Massenstromzuförderers
der Fördereinrichtung zu der Umlenkung dienen. Somit kann in
Abhängigkeit von der Klappenstellung, beispielsweise von der Klappenstellung der
stromaufwärts gelegenen Klappe, die Zufördergeschwindigkeit des Massenstromes
in die Umlenkung bzw. in den Bereich der atmenden Abdeckung der Umlenkung
gesteuert werden. Auf diese Weise kann die Zufördergeschwindigkeit demnach der
Füllhöhe in der Umlenkung und somit schließlich der Abfördergeschwindigkeit des
Verbrauchers im Anschluß an die Umlenkung angepaßt werden. Kommt es
beispielsweise zu einer Erhöhung der Abfördergeschwindigkeit nach der Umlenkung,
weil der Verbraucher, der auf die Umlenkung folgt, seinen Verbrauch erhöht, so
wird durch die sich dadurch im Bereich der Umlenkung in den Massenstrom
einsenkenden Klappen angezeigt, daß die atmende Umlenkung droht leerzulaufen.
Dies wird von der Steuerung somit zum Anlaß genommen, die Zufördergeschwindigkeit
des zugeförderten Massenstromes zu erhöhen und somit die Füllhöhe
des Volumens des Massenstromes im Bereich der Umlenkung wieder auf den
Sollwert zurückzubringen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Länge der jeweiligen
Klappen so ausgebildet, daß die Länge der stromaufwärts gelegenen Klappe der
Höhe des stromaufwärtsgeförderten Massenstromes entspricht, während die Länge
der stromabwärts gelegenen Klappe der Höhe bzw. der Dicke des abgeförderten
Massenstromes entspricht. Auf diese Weise ist das erfindungsgemäß mögliche
Leerlaufen bzw. Verschließen der atmenden Umlenkung mit Hilfe der Klappen
optimal zu verwirklichen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Im folgenden wird nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezug auf die
Zeichnung erklärt. Die Figuren der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Umlenkung in einer ersten Position; und
- Fig. 2
- die Umlenkung gemäß Fig. 1 in einer zweiten Position.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Umlenkung 1 in einer
schematischen Seitenansicht. Die Umlenkung 1 ist sowohl in ihrem stromaufwärts
gelegenen Teil 2 als auch in ihrem stromabwärts gelegenen Teil 3 von raumfesten
(nur teilweise dargestellten) Seitenwänden 2' bzw. 3' begrenzt. Im Bereich des
stromaufwärts gelegenen Teils 2 der Umlenkung 1 ist eine der Seitenwände 2'
durch einen Zuförderer 4 ersetzt. Der Zuförderer 4 weist eine Umlenkrolle 6 auf, die
den inneren Scheitelpunkt der Umlenkung 1 bildet. Bei der Umlenkung 1 handelt es
sich um eine 90°-Umlenkung, da die den stromaufwärts gelegenen Bereich 2
begrenzenden Seitenwände 2' mit den den stromabwärts gelegenen Teil 3 der
Umlenkung 1 bildenden Seitenwände 3' einen Winkel von 90° bilden. Der den
inneren Scheitelpunkt der Umlenkung 1 bildenden Umlenkrolle 6 des Zuförderers 4
gegenüberliegend befindet sich eine äußere Abdeckung 8. Die äußere Abdeckung
8 besteht aus einer stromaufwärts gelegenen Klappe 10 und einer stromabwärts
gelegenen Klappe 12. Die stromaufwärts gelegene Klappe 10 ist mit ihrem
stromaufwärts gelegenen Ende 14 an dem stromabwärts gelegenen Ende 18 der
Seitenwand 2' um eine Schwenkachse 20 schwenkbar gelagert. Die stromabwärts
gelegene Platte 16 ist an dem stromaufwärts gelegenen Ende 22 der stromabwärts
liegenden Seitenwand 3' mit ihrem stromabwärts gelegenen Ende 16 um eine
Schwenkachse 24 schwenkbar gelagert.
Die Schwenkklappen 10 und 12 weisen jeweils eine im wesentlichen achtelkreisbogenförmige
Form auf, so daß sie zusammen im wesentlichen einen
Viertelkreisbogen bilden, so daß die Abdeckung 8 insgesamt die äußere Begrenzung
der 90°-Umlenkung 1 bilden kann.
Die Schwenkklappe 10 weist an ihrem Ende 26 ebenso wie die Schwenkklappe 12
an ihrem Ende 28 einen nach außerhalb der Umlenkung 1 gerichteten bogenförmigen
Fortsatz auf. Im Bereich ihrer bogenförmig fortgesetzten Enden 26 und 28
kämmen die Schwenkklappen 10 und 12 miteinander.
Ebenfalls an den Enden 18 bzw. 22 der Seitenwände 2' bzw. 3' sind um die
Schwenkachsen 20 bzw. 24 (gestrichelt dargestellte) Hebel 30 bzw. 32 schwenkbar
gelagert. Die Hebel 30 bzw. 32 sind drehfest mit den Klappen 10 bzw. 12
verbunden. Dabei befindet sich der Hebel 30 in einem festen Winkel von etwa 0°
zu der Schwenkklappe 10, während sich der Hebel 32 in einem festen Winkel von
etwa 90° zu der Schwenkklappe 12 befindet.
An ihren den Schwenkachsen 20 bzw. 24 abgewandten Enden 34 bzw. 36 sind die
Hebel 30 bzw. 32 mit einer Koppelstange 38 verbunden. Die Koppelstange 38 ist
schwenkbar an den Enden 34 bzw. 36 der Hebel 30 bzw. 32 gelagert. Die
Koppelstange 38 ist starr.
Die Fig. 1 zeigt die Position der Abdeckung 8 für den Fall, daß ein (nicht dargestellter)
Massenstrom den stromaufwärts gelegenen Teil 2, den stromabwärts
gelegenen Teil 3 und auch den zwischen der Abdeckrolle 6 und der Abdeckung 8
gelegenen Teil der Umlenkung 1 volumenmäßig vollständig ausfüllt.
Kommt es nun zu einer Abnahme des in den stromaufwärts gelegenen Teil 2 der
Umlenkung 1 geförderten Massenstromes von stabförmigen Gegenständen, so
verschwenken die Klappen 10 bzw. 12 kontinuierlich in eine in der Fig. 2
dargestellte Position.
Die Fig. 2 zeigt die Umlenkung 1 der Fig. 1 in einer zweiten Position der Abdeckung
8. In dieser Position der Abdeckung 8 befinden sich die Schwenkklappen 10 bzw.
12 näher an der Umlenkrolle 6 des Zuförderers 4, so daß die Umlenkung 1 bereits
teilweise verschlossen ist. Diese Situation kann auftreten, wenn es zu einer
Abnahme des in den stromaufwärts gelegenen Teil 2 der Umlenkung 1 geförderten
Massenstromes kommt, oder wenn es zu einer Zunahme der Abförderung des
Massenstromes aus dem stromabwärts gelegenen Teil 3 der Umlenkung kommt.
Wie die Fig. 2 zeigt, verschwenkt mit dem Verschwenken der stromaufwärts
gelegenen Klappe 10 auch der zugeordnete Hebel 30. Durch dieses Verschwenken
des Hebels 30 wird die Koppelstange 38 in der Fig. 2 nach unten gedrückt,
wodurch der ebenfalls mit der Koppelstange verbundene Hebel 32 in der Fig. 2
ebenfalls nach unten gedrückt wird. Die drehfest mit dem Hebel 32 verbundene,
stromabwärts gelegene Klappe 12 wird dadurch ebenfalls in der Fig. 2 nach unten
verschwenkt. Die Hebel 30, 32 und die Koppelstange 38 sind in den Fig. 1 und 2
gestrichelt dargestellt, da sie natürlich außerhalb der Umlenkung 1 angeordnet sind,
um den durch die Umlenkung 1 strömenden Massenstrom nicht zu stören.
Die Fig. 2 zeigt die stromaufwärts gelegene Klappe 10 in einer Position, in der der
stromaufwärts gelegene Teil 2 der Umlenkung 1 fast abgeschlossen ist. Der von
dem Zuförderer 4 zugeförderte Massenstrom kann nun nur noch durch die zwischen
der stromaufwärts gelegenen Klappe 10 und dem Zuförderer 4 offengelassene
Lücke 40 hindurch zu dem stromabwärts gelegenen Teil 3 der Umlenkung 1
gelangen. Kommt es jedoch zu einer erneuten Zunahme des Massenstromes im
Bereich des stromaufwärts gelegenen Teils 2 der Umlenkung 1, so wird dieser
Massenstrom gegen die stromaufwärts gelegene Klappe 10 drücken. Durch diesen
Druck des zunehmenden Massenstroms im stromaufwärts gelegenen Teil 2 der
Umlenkung 1 wird die Klappe 10 erneut in ihre in Fig. 1 dargestellte Soliposition
zurückverschwenkt. Durch dieses Zurückverschwenken der Klappe 10 wird der mit
der Klappe 10 drehtest verbundene Hebel 30 ebenfalls in seine in Fig. 1 dargestellte
Sollposition zurückgeschwenkt, wodurch wiederum die Koppelstange 38 den Hebel
32 in seine in der Fig. 1 dargestellte Soliposition zurückverschwenkt, wodurch
wiederum die mit dem Hebel 32 drehtest verbundene stromabwärts gelegene
Klappe 12 auch in ihre Sollposition gemäß Fig. 1 zurückverschwenkt wird. Auf
diese Weise wird mit Hilfe der direkt die Abdeckung 8 bildenden Klappen 10 und
12 und der diese Klappen kinematisch verbindenden Hebel 30, 32 und der
Koppelstange 38 ein Atmen der Abdeckung 8 bei zu- oder abnehmendem
Massenstrom im Bereich der Umlenkung 1 zur Verfügung gestellt.