EP1532872B1 - Vorrichtung und Verfahren zum Verdichten von Tabak, Rippen oder dergleichen - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Verdichten von Tabak, Rippen oder dergleichen Download PDF

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EP1532872B1
EP1532872B1 EP04090453A EP04090453A EP1532872B1 EP 1532872 B1 EP1532872 B1 EP 1532872B1 EP 04090453 A EP04090453 A EP 04090453A EP 04090453 A EP04090453 A EP 04090453A EP 1532872 B1 EP1532872 B1 EP 1532872B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
compacting
tobacco
movable
compacting element
elements
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP04090453A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1532872A1 (de
Inventor
Birger Buhk
Holger Brandt
Hauke-Peter Hamkens
Matthias Haubner
Eugen Schwarz
Jörg Techentin
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Hauni Primary GmbH
Original Assignee
Hauni Primary GmbH
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Publication date
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Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B7/00—Cutting tobacco
    • A24B7/14—Feeding or control devices for tobacco-cutting apparatus

Definitions

  • the invention relates to a device for compacting tobacco, ribs or the like, essentially comprising a first compression element and a second compression element, which are arranged on support elements, and a first mouthpiece, which is associated with the first compression element and a second mouthpiece, the second Compression element is assigned. Furthermore, the invention relates to a method for compacting tobacco, ribs or the like, comprising essentially the steps of: introducing tobacco between two compacting elements, which are mounted together with a corresponding mouthpiece on supporting elements, moving at least one compacting element to the other, thereby the tobacco is compressed, and simultaneously conveying the compressed tobacco in the direction of the mouthpieces.
  • Such compressors and methods for compacting are used in particular in the tobacco processing industry, namely, for example, in the production of cigarettes, see eg US-A-4069911 .
  • the compressor loosely supplied tobacco, which usually and predominantly consists of tobacco and / or ribs and having air and moisture components, pressed.
  • the pressing is referred to as compaction and serves to form a so-called tobacco cake, which is then separated for further processing.
  • Known devices have two compression elements, which are formed as a structured upper chain and lower chain.
  • the lower chain is statically supported at opposite ends on lateral, immovable support elements.
  • the sub-chain associated mouthpiece is firmly connected to this.
  • the upper chain is movably mounted, in such a way that the upper chain is arranged about a bearing point pivotally on the lateral, immovable support elements.
  • the upper chain In the transport direction of the tobacco, the upper chain is pivotable about the input side storage.
  • the output side storage is in oblong holes guided to allow the guided pivoting movement.
  • the upper part of the chain associated mouthpiece is pivotable with the upper chain to the input side storage and in addition to the output side storage.
  • the upper chain is pressed downwards with a pneumatic cylinder in the direction of the lower chain.
  • the upper chain pivots about the input side storage.
  • the pivoting of the upper chain is required to compensate for a varying inlet height of the tobacco, so that the pressing force for compacting the tobacco is constant.
  • the upper mouthpiece when pivoting the upper chain which is also referred to as breathing, also pivots about the input-side storage, the distance from the mouthpiece to the cutting circle or to the cutting plane of a downstream tobacco cutter device varies. This distance, called the gap, should ideally be small.
  • the upper compression element is fixedly arranged on the supporting elements forming, movable side walls, while the lower compression element is fixedly arranged on the support elements, immovable side walls.
  • the movable side walls form a movable frame which is guided on a U-shaped frame formed by the immovable side walls, wherein the movable frame is preferably arranged within the immovable frame.
  • Another advantageous feature is that on the movable frame, a member for applying the pressing force for compacting the tobacco is arranged, wherein the element for compressing a pneumatic bellows cylinder is with the is the upper compression element or the movable frame for direct, in particular deflection-free force application in operative connection.
  • the compression elements are designed as roller assemblies.
  • the change of the distance of the chain to the mouthpiece occurring due to the polygon effect when using chains can be prevented, so that an ideal transition of the compressed tobacco cake to the mouthpiece exists.
  • a roller assembly is easier to maintain and clean.
  • Another embodiment shows a device in which the rollers of the roller assemblies are constructed according to the half-shell principle. This makes it very simple and flexible, e.g. to respond to changing surface requirements or material wear.
  • the half-shell training a simplified assembly and disassembly and an easy-to-handle cleaning of the device is ensured, which in particular reduce the downtime of the device.
  • the openings in the region of the movable side walls are covered at the passage points of the axles / shafts of the lower compression element, for which purpose eccentric disks are arranged on the axles / shafts or on the movable side walls in the region of the openings.
  • This allows a reliable sealing of the openings in all positions of the movable side walls.
  • the eccentric disk assembly allows the upper compacting member to be movable together with the side walls supporting the compacting member without the tobacco leaking out of the apparatus.
  • the object is achieved by a method with the steps mentioned above in that the movement of the at least one compression element for compressing the tobacco to the other compression element to and from this linear manner. Due to the linear movement, on the one hand, an offset in the transport direction between the upper and prevents the lower mouthpiece. On the other hand, the distance between the mouthpiece and the cutting circle or the cutting plane of the downstream tobacco cutter also remains constant during up and down movement of a compression element.
  • the devices shown are compressors for compacting tobacco in the manufacture of cigarettes or the like.
  • the FIG. 1 shows a first embodiment of a device 10 for compressing tobacco or the like, namely a so-called main compressor.
  • the device 10 is usually connected on the input side, ie in the transport direction according to arrow 1 of the tobacco in front of the device 10 with a (not shown) supercharger.
  • the device 10 comprises two compression elements 12 and 13, which are formed on the one hand for transporting the tobacco from an inlet 14 to an outlet 15 and on the other hand for compacting the tobacco.
  • the compression elements 12 and 13 are designed as chains 16 and 17.
  • Each compression element 12, 13 has an endless and revolving chain 16, 17 which is guided in each case about a drive axis 18, 19 (or drive roller) and about a deflection axis 20, 21 (or deflection roller).
  • the chains 16, 17 are arranged one above the other, so that the upper chain 16 is referred to as upper chain and the lower chain 17 as a lower chain.
  • the chains 16, 17 are arranged so that they extend in a substantially funnel-shaped manner from the inlet 14 to the outlet 15. Both chains 16, 17 have a structured surface.
  • both the upper chain and the lower chain mouthpieces 22 and 23 are assigned.
  • the mouthpiece 22 is fixedly arranged on the upper chain, while the mouthpiece 23 is fixedly arranged on the lower chain.
  • the mouthpieces 22, 23 are arranged rigidly on the compression elements 12, 13. Both mouthpieces 22, 23 define with their in the transport direction (arrow 11) pointing ends 24, 25 a vertically to the transport direction (arrow 11) extending plane 26th
  • Both chains 16, 17 and their drive and deflection axes 18 to 21 are mounted on lateral support elements 27, 28, 29, 30. All support elements 27 to 30 are formed as side walls. Two support elements 27, 28, namely movable side walls, form an inner frame 31.
  • the upper chain 16 is arranged with its drive and deflection axes 18, 20 fixed to the movable side walls.
  • the inner frame 31 is movable as a unit and preferably within an outer, formed by the support members 29, 30, namely immovable side walls frame 32 and guided.
  • the lower compression element 13 together with the lower mouthpiece 23 is fixed and immovable, that is arranged rigidly on the frame 32.
  • the upper compression element 12 together with the upper mouthpiece 22 is arranged on the movable frame 31 and can be moved up and down together with it in the vertical direction.
  • the compression element 12 is designed to be linearly movable by means of the movable frame 31.
  • the linear movement can be carried out solely by gravity of a movable system formed by the compression element 12 and the movable frame 31.
  • the movable system presses downwards with its own weight in the direction of the tobacco cake below, so that the movable system rests on the tobacco cake as it were.
  • a member 33 for applying the pressing force for compacting the tobacco is provided.
  • the element 33 is a pneumatic bellows cylinder 34, which is designed as Preßbalgzylinder. Other common elements for applying a compressive force are also usable.
  • the pneumatic bellows cylinder 34 is arranged between the support elements 27 to 30, ie within the inner frame 31 and with the upper compression element 12 in operative connection. More specifically, the bellows cylinder 34 is fixed on its upwardly facing side 62 to a transverse web 63 of the stationary frame 32. With its downwardly facing side 64 of the bellows cylinder 34 is disposed on a transverse web 65 of the movable frame 31, so that an actuation of the bellows cylinder 34 to a linear movement of the upper Compression element 12 from an upper position according to FIG. 5 down in the direction of the arrow 35 and parallel to the plane 26 to a lower position according to FIG. 6 leads. The operative connection between bellows cylinder 34 and upper compression element 12 is thereby produced.
  • the bellows cylinder 36 is designed as a Hubbalgzylinder and communicates with the upper compression element 12 and the movable frame 31, so in total the movable system also in operative connection.
  • the bellows cylinder 36 is fixed with its upwardly facing side 66 on a transverse web 67 of the movable frame 31 and with a downward, the bellows cylinder 34 side facing 68 to the stationary cross bar 63.
  • the upper compression element 12 movable linearly upwardly in the direction of the arrow 37 and parallel to the plane 26. This linear movement of the compression element 12 upwards is used in particular for cleaning or maintenance purposes or for adjusting the inlet and outlet height.
  • the bellows cylinder 36 is located below the center of mass of the entire movable system consisting of the compression element 12 and movable frame 31, and the bellows cylinder 34 is in the center of force between the movable system (see above) and the fixed system consisting of the lower compression element 13 and the immovable frame 32 is formed, arranged and both bellows cylinder 34, 36 are used for direct and deflection-free application of force.
  • the bellows cylinders 34, 36 can also be replaced by other conventional elements for actuating the upper compression element 12.
  • roller arrangements 38, 39 can also be used as the compression element 12, 13 (see FIGS. 3 and 4 ).
  • the roller assemblies 38, 39 each consist of several, in the illustrated embodiment, two rollers 40, 41 and 42, 43, wherein the rollers 40, 41, the upper compression element 12 and the rollers 42, 43 form the lower compression element 13.
  • the basic structure of the device 10 with roller assemblies 38, 39 and the operating principle substantially correspond to the structure and the operating principle of the device 10 described in detail with chains 16, 17, so that a detailed description of the FIGS. 3 and 4 is waived.
  • the rollers 40 to 43 are for improved handling during maintenance, assembly, etc. according to the half-shell principle (see in particular FIG. 10 ) built up. The principle is explained in more detail with reference to a roller 40, but applies to all rollers 40 to 43.
  • a cylindrical outer surface 44 of the roller 40 consists of two half shells 45, 46, which are arranged and secured by means of clamping disks 47, 48 on an axle or shaft 49 are.
  • the clamping disks 47, 48 are detachably fastened to end disks 50, 51 of the roller 40 for this purpose, preferably by means of screws 52.
  • a conical connection is provided between the clamping disks 47, 48 and the end disks 50, 51.
  • the end disks 50, 51 have a conical surface 54 running concentrically with respect to their axis of rotation 53.
  • Corresponding to the clamping discs 47, 48 are provided with a conical recess 55.
  • the angles of the conical surfaces 54 and the conical recesses 55 are variable and inter alia depend on the desired clamping force. However, an angle between 5 ° and 15 ° is preferred.
  • a keyway-NutVeritati provided to transmit the rotation of the shaft 49 to the roller 40.
  • the half-shells 45, 46 are made of a closed cylinder and separated only after complete processing, so that a high concentricity, combined with a minimal gap between the half-shells 45, 46 results.
  • a force F1 is exerted in the direction of the arrow 56, which acts parallel to the axis of rotation 53.
  • This clamping force F1 is divided by the conical connection into two force components, namely a force F2 which is perpendicular to the axis of rotation 53 in the direction of arrow 57, and a force F1 'which is parallel to the force F1 but less than this.
  • a force F2 which is perpendicular to the axis of rotation 53 in the direction of arrow 57
  • a force F1 ' which is parallel to the force F1 but less than this.
  • slots 58 are formed in the movable side walls (see in particular FIG. 7 ).
  • a sealing member 59 for the slot 58 is arranged to close it.
  • the sealing element 59 is designed as an eccentric disc 60 in this embodiment. Details of the eccentric disc 60 are shown in the sequence of figures 9a to 9c.
  • the eccentric disk 60 is rotatably disposed on the movable side wall and the movable frame 31 and has an opening 61 in which the axis / shaft 49, which is arranged on the immovable side wall or the immovable frame 32, is guided.
  • the eccentric disk 60 is formed so as to fit flush with a corresponding recess formed on the inside of the movable side wall.
  • the FIGS. 9a to 9c show different positions of the eccentric disc 60.
  • the frame 31 is shown in its lower position.
  • the FIG. 9b shows the frame 31 in its center position.
  • the FIG. 9c shows the upper position of the frame 31.
  • the opening 61 is closed by mounting elements, not shown, or sealed to the outside, so that a tobacco outlet is prevented.
  • the lower compression element 13 may be designed to be movable, while the upper compression element 12 is stationary. Even the mobility of both compression elements 12, 13 is possible. The basic principle of the linear movement corresponds to the embodiment described in detail in all embodiments. Also, the compression elements 12, 13 may be arranged side by side, so that the support elements 27 to 30 are formed as top and bottom walls.

Landscapes

  • Manufacturing Of Cigar And Cigarette Tobacco (AREA)
  • Manufacture Of Tobacco Products (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdichten von Tabak, Rippen oder dergleichen, im wesentlichen umfassend ein erstes Verdichtungselement und ein zweites Verdichtungselement, die an Stützelementen angeordnet sind, sowie ein erstes Mundstück, das dem ersten Verdichtungselement zugeordnet ist und ein zweites Mundstück, das dem zweiten Verdichtungselement zugeordnet ist. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verdichten von Tabak, Rippen oder dergleichen, im wesentlichen umfassend die Schritte: Einführen von Tabak zwischen zwei Verdichtungselemente, die zusammen mit einem entsprechenden Mundstück an Stützelementen gelagert sind, Bewegen mindestens eines Verdichtungselementes auf das andere zu, wodurch der Tabak verdichtet wird, und gleichzeitiges Fördern des verdichteten Tabaks in Richtung der Mundstücke.
  • Solche Verdichter und Verfahren zum Verdichten kommen insbesondere im Bereich der tabakverarbeitenden Industrie, nämlich z.B. bei der Zigarettenherstellung zum Einsatz, siehe z.B US-A-4069911 . Dabei wird in dem Verdichter lose zugeführter Tabak, der üblicherweise und überwiegend aus Tabak und/oder Rippen besteht und Luft- und Feuchtigkeitsbestandteile aufweist, gepreßt. Das Pressen wird als Verdichten bezeichnet und dient zur Bildung eines sogenannten Tabakkuchens, der anschließend zur Weiterverarbeitung getrennt wird. Bekannte Vorrichtungen weisen zwei Verdichtungselemente auf, die als strukturierte Oberkette und Unterkette ausgebildet sind. Die Unterkette ist an entgegengesetzten Enden statisch an seitlichen, unbeweglichen Stützelementen gelagert. Das der Unterkette zugeordnete Mundstück ist fest mit dieser verbunden. Die Oberkette ist beweglich gelagert, und zwar derart, daß die Oberkette um einen Lagerpunkt schwenkbar an den seitlichen, unbeweglichen Stützelementen angeordnet ist. In Transportrichtung des Tabaks ist die Oberkette um die eingangsseitige Lagerung schwenkbar. Die ausgangsseitige Lagerung ist in Langlöchern geführt, um die geführte Schwenkbewegung zu ermöglichen. Das der Oberkette zugeordnete Mundstück ist mit der Oberkette um die eingangsseitige Lagerung und zusätzlich um die ausgangsseitige Lagerung schwenkbar.
  • Zum Verdichten des Tabaks wird die Oberkette mit einem Pneumatikzylinder nach unten in Richtung der Unterkette gedrückt. Hierzu schwenkt die Oberkette um die eingangsseitige Lagerung. Das Schwenken der Oberkette ist erforderlich, um eine variierende Einlaufhöhe des Tabaks auszugleichen, so daß die Preßkraft zum Verdichten des Tabaks konstant ist. Da das obere Mundstück beim Schwenken der Oberkette, das auch als Atmen bezeichnet wird, ebenfalls um die eingangsseitige Lagerung schwenkt, variiert der Abstand vom Mundstück zum Schneidkreis bzw. zur Schneidebene einer nachgeordneten Tabakschneidervorrichtung. Dieser Abstand, der als Spaltmaß bezeichnet wird, sollte idealerweise gering sein. Durch eine Schwenkbewegung des oberen Mundstücks um die ausgangsseitige Lagerung kann das Spaltmaß zwar verkleinert werden. Durch die Gesamtbewegung der Oberkette mit Mundstück um die eingangsseitige Lagerung ist jedoch eine Bewegung des Mundstücks auf einer Kreisbahn realisiert, so daß das Spaltmaß trotz ausgleichender Schwenkbewegung des Mundstücks um die ausgangsseitige Lagerung ein variierendes Spaltmaß von größer 10mm aufweist.
  • Dies hat jedoch zum einen den Nachteil, daß die sogenannte Knockout-Rate sehr hoch ist. Das bedeutet, daß Tabak, insbesondere Rippen, durch die nachfolgende Tabakschneidvorrichtung aufgrund des großen Spaltmaßes aus dem Tabakkuchen herausgerissen wird. Diese Knockouts müssen aus der Mischung separiert werden und können ohne einen zusätzlichen Zerkleinerungsprozeß nicht weiter verarbeitet werden. Dabei verringert sich die Tabakausbeute beim Schneidprozeß. Zum anderen muß eine sehr große Mundstückhöhe, also ein großer Abstand zwischen oberem und unterem Mundstück gewählt werden, um das Spaltmaß gering zu halten. Das bedeutet jedoch auch, daß die Zufuhrmenge des Tabaks relativ konstant gehalten werden muß, was einen zusätzlichen Aufwand bedeutet. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die für das Schwenken der Oberkette erforderlichen Langlöcher in den Stützelementen zu Dichtungsproblemen führen.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache, kompakte und leicht handhabbare Vorrichtung zu schaffen, die eine optimale Aufbereitung des Tabaks für die nachfolgende Weiterverarbeitung ermöglicht. Des weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein leicht durchzuführendes Verfahren vorzuschlagen, das eine optimale Aufbereitung des Tabaks für die Weiterverarbeitung gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird zum einen durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß ein Versatz zwischen dem oberen Mundstück und dem unteren Mundstück beim Atmen der Oberkette ausgeschlossen ist, was sich positiv auf die Schnittqualität auswirkt. Des weiteren bleibt der Abstand zwischen Mundstück und nachgeordnetem Schneidkreis des Tabakschneiders, also das Spaltmaß, konstant. Eine veränderte Zufuhrmenge von Tabak führt nicht zu einer erhöhten Knockout-Rate, da das Spaltmaß unabhängig von der Bewegung des oberen Verdichtungselementes ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das obere Verdichtungselement fest an die Stützelemente bildenden, beweglichen Seitenwänden angeordnet, während das untere Verdichtungselement fest an die Stützelemente bildenden, unbeweglichen Seitenwänden angeordnet ist. Durch diese Ausführungsform ist eine besonders einfache Linearbewegung des oberen Verdichtungselementes zusammen mit dem oberen Mundstück relativ zum unteren Verdichtungselement ausführbar.
  • Vorteilhafterweise bilden die beweglichen Seitenwände einen beweglichen Rahmen, der an einem durch die unbeweglichen Seitenwände gebildeten U-förmigen Rahmen geführt ist, wobei der beweglichen Rahmen vorzugsweise innerhalb des unbeweglichen Rahmens angeordnet ist. Mit dieser Ausbildung und Anordnung ist eine besonders kompakte und stabile Vorrichtung realisiert.
  • Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal besteht darin, daß am beweglichen Rahmen ein Element zum Aufbringen der Preßkraft für das Verdichten des Tabaks angeordnet ist, wobei das Element zum Verdichten ein pneumatischer Balgzylinder ist, der mit dem oberen Verdichtungselement bzw. dem beweglichen Rahmen zur direkten, insbesondere umlenkungsfreien Krafteinleitung in Wirkverbindung steht. Mit dieser Anordnung ist ein in sich geschlossenes Kräftesystem geschaffen, das eine besonders effektive Verdichtung mit vergleichsweise geringem Aufwand gewährleistet.
  • Vorzugsweise sind die Verdichtungselemente als Walzenanordnungen ausgebildet. Dadurch kann die aufgrund des Polygoneffektes bei Verwendung von Ketten auftretende Veränderung des Abstandes der Kette zum Mundstück verhindert werden, so daß ein idealer Übergang des verdichteten Tabakkuchens zum Mundstück existiert. Im übrigen ist eine Walzenanordnung einfacher zu warten und zu reinigen.
  • Eine weitere Ausführungsform zeigt eine Vorrichtung, bei der die Walzen der Walzenanordnungen nach dem Halbschalenprinzip aufgebaut sind. Dadurch kann sehr einfach und flexibel z.B. auf geänderte Oberflächenanforderungen oder Materialverschleiß reagiert werden. Durch die Halbschalenausbildung ist eine vereinfachte Montage und Demontage sowie eine leicht handhabbare Reinigung der Vorrichtung gewährleistet, wodurch sich insbesondere die Ausfallzeiten der Vorrichtung reduzieren.
  • Vorteilhafterweise sind die Öffnungen im Bereich der beweglichen Seitenwände an den Durchtrittsstellen der Achsen/Wellen des unteren Verdichtungselementes abgedeckt, wobei hierzu im Bereich der Öffnungen Excenterscheiben auf den Achsen/Wellen bzw. an den beweglichen Seitenwänden angeordnet sind. Dies ermöglicht eine zuverlässige Abdichtung der Öffnungen in sämtlichen Positionen der beweglichen Seitenwände. Die Excenterscheibenanordnung erlaubt es, das obere Verdichtungselement zusammen mit den das Verdichtungselement tragenden Seitenwänden beweglich zu gestalten, ohne das Tabak aus der Vorrichtung nach außen gelangt.
  • Zum anderen wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den eingangs genannten Schritten dadurch gelöst, daß das Bewegen des mindestens einen Verdichtungselementes zum Verdichten des Tabaks auf das andere Verdichtungselement zu und von diesem weg linear erfolgt. Durch die lineare Bewegung wird einerseits ein Versatz in Transportrichtung zwischen dem oberen und dem unteren Mundstück verhindert. Zum anderen bleibt der Abstand zwischen dem Mundstück und dem Schneidkreis bzw. der Schneidebene des nachgeordneten Tabakschneiders auch bei Auf- und Abbewegung des eines Verdichtungselementes konstant.
  • Weitere vorteilhafte und bevorzugte Merkmale und Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen sowie das Verfahren werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht einer Vorrichtung mit Oberkette und Unterkette als Verdichtungselemente im Schnitt,
    Fig. 2
    eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß Figur 1,
    Fig. 3
    eine Seitenansicht einer Vorrichtung mit Walzenanordnungen als Verdichtungselemente im Schnitt,
    Fig. 4
    eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß Figur 3,
    Fig. 5
    eine Vorderansicht einer schematischen Darstellung von Teilen der Vorrichtung, nämlich des Gestells aus beweglichem Rahmen und unbeweglichem Rahmen, wobei sich der bewegliche Rahmen in einer oberen Position befindet,
    Fig. 6
    eine Vorderansicht des Gestells gemäß Figur 5, wobei sich der bewegliche Rahmen in einer unteren Position befindet,
    Fig. 7
    eine Detailansicht der Führung zwischen beweglicher und unbeweglicher Seitenwand mit einer Excenterscheibe zum Abdichten der Öffnung in der beweglichen Seitenwand,
    Fig. 8
    eine Seitenansicht einer Excenterscheibe,
    Fig. 9a bis c)
    eine Vorderansicht der Excenterscheibe gemäß Figur 6 in unterschiedlichen Positionen, und
    Fig. 10
    eine Seitenansicht einer Walze als Teil einer Walzenanordnung als Verdichtungselement im Schnitt.
  • Die gezeigten Vorrichtungen sind Verdichter zum Verdichten von Tabak bei der Herstellung von Zigaretten oder dergleichen.
  • Die Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung 10 zum Verdichten von Tabak oder dergleichen, nämlichen einen sogenannten Hauptverdichter. Die Vorrichtung 10 ist üblicherweise eingangsseitig, also in Transportrichtung gemäß Pfeil 1 des Tabaks vor der Vorrichtung 10 mit einem (nicht dargestellten) Vorverdichter verbunden. Ausgangsseitig, also in Transportrichtung gemäß Pfeil 11 hinter der Vorrichtung 10 ist üblicherweise eine (nicht dargestellter) Tabakschneidvorrichtung angeordnet. Die Vorrichtung 10 umfaßt zwei Verdichtungselemente 12 und 13, die einerseits zum Transport des Tabaks von einem Einlauf 14 zu einem Auslauf 15 und andererseits zum Verdichten des Tabaks ausgebildet sind. In der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsform sind die Verdichtungselemente 12 und 13 als Ketten 16 und 17 ausgebildet. Jedes Verdichtungselement 12, 13 weist eine endlose und umlaufende Kette 16, 17 auf, die jeweils um eine Antriebsachse 18, 19 (oder auch Antriebswalze) und um eine Umlenkachse 20, 21 (oder auch Umlenkwalze) geführt ist. Die Ketten 16, 17 sind übereinander angeordnet, so daß die obere Kette 16 als Oberkette und die untere Kette 17 als Unterkette bezeichnet wird.
  • Die Ketten 16, 17 sind derart angeordnet, daß sie im wesentlichen trichterförmig vom Einlauf 14 zum Auslauf 15 verlaufen. Beide Ketten 16, 17 weisen eine strukturierte Oberfläche auf. Am Auslauf 15 sind sowohl der Oberkette als auch der Unterkette Mundstücke 22 und 23 zugeordnet. Das Mundstück 22 ist fest an der Oberkette angeordnet, während das Mundstück 23 fest an der Unterkette angeordnet ist. Mit anderen Worten sind die Mundstücke 22, 23 starr an den Verdichtungselementen 12, 13 angeordnet. Beide Mundstücke 22, 23 definieren mit ihren in Transportrichtung (Pfeil 11) weisenden Enden 24, 25 eine vertikal zur Transportrichtung (Pfeil 11) verlaufende Ebene 26.
  • Beide Ketten 16, 17 bzw. deren Antriebs- und Umlenkachsen 18 bis 21 sind an seitlichen Stützelementen 27, 28, 29, 30 gelagert. Sämtliche Stützelemente 27 bis 30 sind als Seitenwände ausgebildet. Zwei Stützelemente 27, 28, nämlich bewegliche Seitenwände, bilden eine inneren Rahmen 31. Die obere Kette 16 ist mit ihren Antriebs- und Umlenkachsen 18, 20 fest an den beweglichen Seitenwänden angeordnet. Der innere Rahmen 31 ist als Einheit beweglich und vorzugsweise innerhalb eines äußeren, durch die Stützelemente 29, 30, nämlich unbewegliche Seitenwände gebildeten Rahmen 32 angeordnet und geführt. Mit anderen Worten ist das untere Verdichtungselement 13 zusammen mit dem unteren Mundstück 23 fest und unbeweglich, also starr am Rahmen 32 angeordnet. Das obere Verdichtungselement 12 zusammen mit dem oberen Mundstück 22 dagegen ist am beweglichen Rahmen 31 angeordnet und zusammen mit diesem in vertikaler Richtung auf- und abbewegbar.
  • Das Verdichtungselement 12 ist mittels des beweglichen Rahmens 31 linear bewegbar ausgebildet. Die lineare Bewegung kann allein aus der Schwerkraft eines aus Verdichtungselement 12 und beweglichem Rahmen 31 gebildeten beweglichen Systems erfolgen. Mit anderen Worten drückt das bewegliche System mit seinem Eigengewicht nach unten in Richtung des darunter befindlichen Tabakkuchens, so daß das bewegliche System quasi auf dem Tabakkuchen aufliegt. Zum Aufbringen einer zusätzlichen Preßkraft nach unten in Richtung Tabakkuchen in linearer Ausrichtung ist ein Element 33 zum Aufbringen der Preßkraft zum Verdichten des Tabaks vorgesehen. In der gezeigten Ausführungsform ist das Element 33 ein pneumatischer Balgzylinder 34, der als Preßbalgzylinder ausgebildet ist. Andere übliche Elemente zum Aufbringen einer Preßkraft sind ebenfalls verwendbar. Der pneumatische Balgzylinder 34 ist zwischen den Stützelementen 27 bis 30, also innerhalb des inneren Rahmens 31 angeordnet und mit dem oberen Verdichtungselement 12 in Wirkverbindung. Genauer gesagt ist der Balgzylinder 34 auf seiner nach oben weisenden Seite 62 an einem Quersteg 63 des unbeweglichen Rahmens 32 befestigt. Mit seiner nach unten weisenden Seite 64 ist der Balgzylinder 34 an einem Quersteg 65 des beweglichen Rahmens 31 angeordnet, so daß eine Betätigung des Balgzylinders 34 zu einer Linearbewegung des oberen Verdichtungselementes 12 aus einer oberen Position gemäß Figur 5 nach unten in Richtung des Pfeils 35 und parallel zur Ebene 26 zu einer unteren Position gemäß Figur 6 führt. Die Wirkverbindung zwischen Balgzylinder 34 und oberem Verdichtungselement 12 ist dadurch hergestellt.
  • Oberhalb des Balgzylinders 34 ist ein weiterer Balgzylinder 36 angeordnet. Der Balgzylinder 36 ist als Hubbalgzylinder ausgebildet und steht mit dem oberen Verdichtungselement 12 bzw. dem beweglichen Rahmen 31, also insgesamt dem beweglichen System ebenfalls in Wirkverbindung. Der Balgzylinder 36 ist mit seiner nach oben weisenden Seite 66 an einem Quersteg 67 des beweglichen Rahmens 31 und mit einer nach unten, dem Balgzylinder 34 zugewandten Seite 68 an dem ortsfesten Quersteg 63 befestigt. Bei Betätigung des Balgzylinders 36 ist das obere Verdichtungselement 12 linear nach oben in Richtung des Pfeils 37 und parallel zur Ebene 26 beweglich. Diese Linearbewegung des Verdichtungselementes 12 nach oben dient insbesondere zu Reinigungs- oder Wartungszwecken bzw. zur Einstellung der Einlauf- und Auslaufhöhe..
  • Der Balgzylinder 36 befindet sich unter dem Masseschwerpunkt bzw. dem Verdichtungskraftzentrum des gesamten beweglichen Systems, das aus Verdichtungselement 12 und beweglichem Rahmen 31 besteht, und der Balgzylinder 34 ist im Kraftzentrum zwischen dem beweglichen System (siehe oben) und dem festen System, das aus dem unteren Verdichtungselement 13 sowie dem unbeweglichen Rahmen 32 gebildet ist, angeordnet und beide Balgzylinder 34, 36 dienen zur direkten und umlenkungsfreien Krafteinleitung. Selbstverständlich können die Balgzylinder 34, 36 auch durch andere übliche Elemente zur Betätigung des oberen Verdichtungselementes 12 ersetzt werden.
  • Alternativ zu den Ketten 16, 17 können auch Walzenanordnungen 38, 39 als Verdichtungselement 12, 13 verwendet werden (siehe Figuren 3 und 4). Die Walzenanordnungen 38, 39 bestehen jeweils aus mehreren, im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei, Walzen 40, 41 bzw. 42, 43, wobei die Walzen 40, 41 das obere Verdichtungselement 12 und die Walzen 42, 43 das untere Verdichtungselement 13 bilden. Der grundsätzliche Aufbau der Vorrichtung 10 mit Walzenanordnungen 38, 39 sowie das Funktionsprinzip entsprechen im wesentlichen dem Aufbau und dem Funktionsprinzip der ausführlich beschriebenen Vorrichtung 10 mit Ketten 16, 17, so daß auf eine ausführliche Beschreibung zu den Figuren 3 und 4 verzichtet wird.
  • Die Walzen 40 bis 43 sind zur verbesserten Handhabung bei Wartung, Montage etc. nach dem Halbschalenprinzip (siehe insbesondere Figur 10) aufgebaut. Das Prinzip wird anhand einer Walze 40 näher erläutert, gilt jedoch für sämtliche Walzen 40 bis 43. Eine zylindrische Mantelfläche 44 der Walze 40 besteht aus zwei Halbschalen 45, 46, die mittels Spannscheiben 47, 48 auf einer Achse bzw. Welle 49 angeordnet und befestigt sind. Die Spannscheiben 47, 48 sind hierzu an Stirnscheiben 50, 51 der Walze 40 lösbar befestigt, und zwar vorzugsweise mittels Schrauben 52. Zur Übertragung von (Klemm-)Kräften ist zwischen den Spannscheiben 47, 48 und den Stirnscheiben 50, 51 eine Konusverbindung vorgesehen. Die Stirnscheiben 50, 51 weisen eine konzentrisch zu ihrer Rotationsachse 53 verlaufende konische Fläche 54 auf. Korrespondierend dazu sind die Spannscheiben 47, 48 mit einer konischen Ausnehmung 55 versehen. Die Winkel der konischen Flächen 54 und der konischen Ausnehmungen 55 sind variabel und hängen u.a. von der gewünschten Klemmkraft ab. Bevorzugt ist jedoch ein Winkel zwischen 5° und 15°. Zur Übertragung der Rotation der Welle 49 auf die Walze 40 ist zwischen Welle 49 und Walze 40 eine (nicht explizit dargestellte) Paßfeder-NutVerbindung vorgesehen.
  • Die Halbschalen 45, 46 werden aus einem geschlossenen Zylinder gefertigt und erst nach vollständiger Bearbeitung getrennt, so daß sich eine hohe Rundlaufgenauigkeit, verbunden mit einem minimalem Spalt zwischen den Halbschalen 45, 46 ergibt. Die erforderliche Klemmkraft ergibt sich aus dem Verspannen der Spannscheiben 47, 48. Durch Anziehen der Schrauben 52 wird ein Kraft F1 in Richtung Pfeil 56 ausgeübt, die parallel zur Rotationsachse 53 wirkt. Diese Klemmkraft F1 wird durch die konische Verbindung in zwei Kraftkomponenten zerlegt, nämlich eine Kraft F2, die senkrecht zur Rotationsachse 53 in Richtung Pfeil 57 verläuft, und eine Kraft F1', die parallel zur Kraft F1 verläuft, aber geringer als diese ist. Für die Güte der Verbindung zwischen Walze 40 und Achse/Welle 49 ist jedoch ausschließlich die Klemmkraft F2 relevant.
  • Für die Beweglichkeit der Stützelemente 27, 28, nämlich der Seitenwände des beweglichen Rahmens 31 sind in den beweglichen Seitenwänden Langlöcher 58 ausgebildet (siehe insbesondere Figur 7). Auf der Achse/Welle 49 bzw. an der beweglichen Seitenwand (Stützelement 28) ist ein Dichtungselement 59 für das Langloch 58 zum Verschließen desselben angeordnet. Das Dichtungselement 59 ist in dieser Ausführungsform als Excenterscheibe 60 ausgebildet. Details der Excenterscheibe 60 ergeben sich aus der Figurenfolge 9a bis 9c. Die Excenterscheibe 60 ist drehbar an der beweglichen Seitenwand bzw. dem beweglichen Rahmen 31 angeordnet und weist eine Öffnung 61 auf, in der die Achse/Welle 49, die an der unbeweglichen Seitenwand bzw. dem unbeweglichen Rahmen 32 angeordnet ist, geführt ist. Die Excenterscheibe 60 ist derart ausgebildet, daß sie sich bündig in eine korrespondierende Ausnehmung, die an der Innenseite der beweglichen Seitenwand gebildet ist, einpaßt. Die Figuren 9a bis 9c zeigen unterschiedliche Positionen der Excenterscheibe 60. Bei der Figur 9a ist der Rahmen 31 in seiner unteren Position gezeigt. Die Figur 9b zeigt den Rahmen 31 in seiner Mittelposition. Die Figur 9c zeigt die obere Position des Rahmens 31. Die Öffnung 61 ist durch nicht gezeigte Montageelemente geschlossen bzw. nach außen hin abgedichtet, so daß ein Tabakaustritt verhindert ist.
  • In weiteren nicht gezeigten Ausführungsformen kann auch das untere Verdichtungselement 13 beweglich ausgebildet sein, während das obere Verdichtungselement 12 ortsfest ist. Selbst die Beweglichkeit beider Verdichtungselemente 12, 13 ist möglich. Das Grundprinzip der Linearbewegung entspricht bei allen Ausführungsformen dem ausführlich beschriebenen Ausführungsbeispiel. Auch können die Verdichtungselemente 12, 13 nebeneinander angeordnet sein, so daß die Stützelemente 27 bis 30 als Ober- und Bodenwände ausgebildet sind.
  • Im folgenden wird das Verfahren zum Verdichten von Tabak anhand der Vorrichtung 10 gemäß der Figuren 1 und 2 näher erläutert:
    • Der Vorrichtung 10 als Teil eines Tabakschneiders wird Tabak oder dergleichen zugeführt. Der Tabak wird durch die angetriebenen Ketten 16, 17 oder Walzen 40 bis 43 zwischen den Verdichtungselementen 12, 13 hindurchgeführt. Durch die Verjüngung der Verdichtungselemente 12, 13 zum Auslauf 15 hin wird der Tabak zusammengedrückt, was auch als Verdichten bezeichnet wird. Dabei wird aus dem Tabak insbesondere Luft und Feuchtigkeit herausgepreßt. Mit zunehmender Verdichtung des Tabaks steigt die auf das obere Verdichtungselement 12 wirkende Hubkraft, da das untere Verdichtungselement 13 ortsfest ist. Prinzipiell würde das obere Verdichtungselement 12 dadurch angehoben werden. Um jedoch das Ausweichen des oberen Verdichtungselementes 12 zu verhindern, wird eine Gegenkraft zur Hubkraft aufgebracht. Hierfür ist der Balgzylinder 34 ausgebildet, der eine Preßkraft erzeugt, die entgegen der Hubkraft wirkt. Der Druck im Balgzylinder 34 wird proportional geregelt, so daß die Preßkraft, die der Hubkraft entgegenwirkt, konstant ist. Mit anderen Worten stellt die durch den Balgzylinder 34 aufgebrachte Preßkraft im Zusammenhang mit dem Eigengewicht des beweglichen Systems ein unendliche Feder dar. Dadurch ist die auf den Tabak wirkende (Verdichtungs-)Kraft, die sich aus der Preßkraft des Balgzylinders 34 und der durch das Eigengewicht des beweglichen Systems aufgebrachten Kraft zusammensetzt, von der zugeführten Tabakmenge unabhängig. In linearer Richtung findet solange eine Ausgleichsbewegung des beweglichen Systems statt, bis die durch den Tabak erzeugte bzw. aufgebrachte Hubkraft der Verdichtungskraft entspricht.

Claims (20)

  1. Vorrichtung zum Verdichten von Tabak, Rippen oder dergleichen, im wesentlichen umfassend ein erstes Verdichtungselement (12) und ein zweites Verdichtungselement (13), die an Stützelementen (27, 28, 29, 30) angeordnet sind, sowie ein erstes Mundstück (22), das dem ersten Verdichtungselement (12) zugeordnet ist und ein zweites Mundstück (23), das dem zweiten Verdichtungselement (13) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Verdichtungselemente (12, 13) zusammen mit dem korrespondierenden Mundstück (22, 23) relativ zum anderen Verdichtungselement (13, 12) mit dem korrespondierenden Mundstück (23, 22) auf einander zu und von einander weg linear bewegbar ausgebildet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungselemente (12, 13) übereinander angeordnet sind, wobei das obere Verdichtungselement (12) relativ zum unteren Verdichtungselement (13) bewegbar ist, derart, daß das obere Verdichtungselement (12) linear auf das untere Verdichtungselement (13) zu und von diesem weg bewegbar ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Verdichtungselement (12) fest an die Stützelemente (27, 28) bildenden, beweglichen Seitenwänden angeordnet ist, während das untere Verdichtungselement (13) fest an die Stützelemente (29, 30) bildenden, unbeweglichen Seitenwänden angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mundstücke (22, 23) jeweils starr mit den korrespondierenden Verdichtungselementen (12, 13) verbunden sind.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Seitenwände einen beweglichen Rahmen (31) bilden, der an einem durch die unbeweglichen Seitenwände gebildeten unbeweglichen U-förmigen Rahmen (32) geführt ist, wobei der beweglichen Rahmen (31) vorzugsweise innerhalb des unbeweglichen Rahmens (32) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Element (33) zum Aufbringen der Preßkraft für das Verdichten des Tabaks am beweglichen Rahmen (31) und unbeweglichen Rahmen (32) angeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (33) zum Verdichten ein pneumatischer Balgzylinder (34) ist, der mit dem oberen Verdichtungselement (12) bzw. dem beweglichen Rahmen (31) zur direkten, insbesondere umlenkungsfreien Krafteinleitung in Wirkverbindung steht.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Balgzylinder (34) zwischen den beweglichen und unbeweglichen Seitenwänden im Verdichtungskraftzentrum der Vorrichtung (10) befindet.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Balgzylinder (36) zum Anheben eines aus oberem Verdichtungselement (12) und beweglichem Rahmen (31) gebildeten beweglichen Systems am beweglichen Rahmen (31) und unbeweglichen Rahmen (32) angeordnet ist, wobei der Balgzylinder (36) oberhalb des ersten Balgzylinders (34) ebenfalls im Verdichtungskraftzentrum der Vorrichtung (10) angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Balgzylinder (36) zum Heben des oberen Verdichtungselementes (12) mit diesem bzw. mit dem beweglichen Rahmen (31) zur direkten, insbesondere umlenkungsfreien Krafteinleitung in Wirkverbindung steht.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, das die Verdichtungselemente (12, 13) als endlose, umlaufende Ketten (16, 17) ausgebildet sind.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungselemente (12, 13) als Walzenanordnungen (38, 39) ausgebildet sind.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (40, 41, 42, 43) der Walzenanordnungen (38, 39) nach dem Halbschalenprinzip aufgebaut sind.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Mantelfläche (44) der Walzen (40 bis 43) aus zwei Halbschalen (45, 46) besteht, die mittels eines Spannscheibenpaares (47, 48) an der die Walzen (40 bis 43) antreibenden bzw. tragenden Achse/Welle (49) befestigt sind.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (Langlöcher 58) im Bereich der beweglichen Seitenwände an den Durchtrittsstellen der Achsen/Wellen (49) des unteren Verdichtungselementes (13) abgedeckt sind.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Öffnungen (Langlöcher 58) Excenterscheiben (60) auf den Achsen/Wellen (49) bzw. an den beweglichen Seitenwänden angeordnet sind.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Excenterscheiben (60) bewegbar an dem beweglichen Rahmen (31) angeordnet sind.
  18. Verfahren zum Verdichten von Tabak, Rippen oder dergleichen, im wesentlichen umfassend die Schritte:
    - Einführen von Tabak zwischen zwei Verdichtungselemente (12, 13), die zusammen mit einem entsprechenden Mundstück (22, 23) an Stützelementen (27, 28, 29, 30) gelagert sind,
    - Bewegen mindestens eines Verdichtungselementes (12, 13) auf das andere zu, wodurch der Tabak verdichtet wird, und
    - gleichzeitiges Fördern des verdichteten Tabaks in Richtung der Mundstücke (22,23),
    dadurch gekennzeichnet, daß das Bewegen des mindestens einen Verdichtungselementes (12, 13) zum Verdichten des Tabaks auf das andere Verdichtungselement (12, 13) zu und von diesem weg linear erfolgt.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein beweglicher Rahmen (31), an dem das obere Verdichtungselement (12) angeordnet ist, zum Verdichten linear nach unten auf das untere Verdichtungselement (13) bewegt wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich das obere Verdichtungselement (12) mit dem oberen Mundstück (22) zusammen mit den Stützelementen (27, 28) bewegt.
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