Die Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung zum Entfernen von Fremdstoffen aus
zu verarbeitendem Tabak, in Transportrichtung T des Tabaks umfassend eine
Zuführeinrichtung zum Zuführen eines im wesentlichen aus Tabak bestehenden
Materialstroms, eine Vorrichtung zum Abnehmen von Fremdstoffen aus dem
Materialstrom, mindestens ein den Materialstrom beschleunigendes Förderelement, und
ein optisches Prüfelement zum Erkennen weiterer Fremdstoffe mit einer Einrichtung
zum Trennen der Fremdstoffe vom Tabak. Des weiteren betrifft die Erfindung ein
Verfahren zum Entfernen von Fremdstoffen aus zu verarbeitendem Tabak, umfassend
die Schritte: Zuführen eines im wesentlichen aus Tabak bestehenden Materialstroms an
eine Vorrichtung zum Entfernen von Fremdstoffen aus zu verarbeitendem Tabak,
Abnehmen von Fremdstoffen aus dem Materialstrom mittels der entsprechenden
Vorrichtung, Weiterleiten des Materialstroms auf ein den Materialstrom
beschleunigendes Förderelement, Erkennen weiterer Fremdstoffe mittels eines
optischen Prüfelementes, und Trennen der Fremdstoffe vom Tabak.
Derartige Vorrichtungen und Verfahren kommen in der tabakverarbeitenden Industrie in
der Tabakvorbereitung, auch Primary genannt, zum Einsatz. Zur Vorbereitung des
üblicherweise als Ballen oder dergleichen in Säcken, Kisten oder dergleichen
verpackten Tabaks für die spätere Zigarettenherstellung sind Vorrichtungen mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1 sowie Verfahren mit den Schritten des
Oberbegriffs des Anspruches 15 bekannt. Für die Vorbereitung des Materialstroms ist es
notwendig, aus dem dickschichtigen und üblicherweise ungleichmäßig verteilten Tabak
idealerweise eine sogenannte gleichmäßige Monolage des Tabaks zu erzeugen, um die
Erkennung von Fremdkörpern in dem Materialstrom und Ausschleusung derselben aus
dem Materialstrom zu vereinfachen bzw. überhaupt zu ermöglichen. Solche
Vorrichtungen weisen neben der Zuführeinrichtung und der Vorrichtung zum
Abnehmen von Fremdstoffen aus dem Materialstrom, dem sogenannten Stringremover,
ein Rüttelelement auf, z.B. ein Rüttelband bzw. eine Rüttelrinne, das zur
Vergleichmäßigung des Materialstroms dienen soll. Dem Rüttelelement in
Transportrichtung nachgeordnet ist ein zweistufiges Förderelement zum Beschleunigen
des Materialstroms. Am Ende des Förderelementes ist das optische Prüfelement
angeordnet, das zum Ausschleusen der zuvor erkannten Fremdstoffe ausgebildet ist und
hierzu über entsprechende Einrichtungen verfügt.
Solche Vorrichtungen und Verfahren weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie wegen der
Vielzahl der Komponenten eine sehr große Bauform aufweisen. Zum anderen sind die
bekannten Vorrichtungen in der Herstellung insbesondere wegen der Komponentenvielfalt
sowie die Verfahren sehr teuer.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstige und kompakte
Vorrichtung vorzuschlagen, die eine mindestens gleichwertige Verteilung des
Materialstroms zu einer Monolage gewährleistet wie herkömmliche Vorrichtungen. Des
weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein kostengünstiges Verfahren vorzuschlagen,
das leicht handhabbar ist und mit geringem Platzbedarf eine Verteilung des
Materialstroms zu einer Monolage in der erforderlichen Qualität ermöglicht.
Diese Aufgabe wird zum einen durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art
dadurch gelöst, daß die Vorrichtung zum Abnehmen von Fremdstoffen direkt oberhalb
des den Materialstrom beschleunigenden Förderelementes angeordnet ist. Dadurch wird
die Anzahl der Komponenten reduziert, da z.B. auf das üblicherweise unterhalb der
Vorrichtung zum Abnehmen der Fremdstoffe befindliche Förderelement und das der
Vorrichtung nachgeordnete Rüttelelement verzichtet werden kann, so daß eine
besonders kompakte und kostengünstig herstellbare Vorrichtung geschaffen ist. Durch
die erfindungsgemäße Anordnung der Vorrichtung zum Abnehmen der Fremdstoffe
oberhalb des den Materialstrom beschleunigenden Förderelementes ist eine direkte
Zuführung des Materialstroms gewährleistet, so daß der Materialstrom weniger
Übergänge zu überwinden hat, wodurch der Tabak besonders schonend gefördert wird.
Des weiteren wird mit der beanspruchten Vorrichtung gleichzeitig eine gute
Vorverteilung des Materialstroms erreicht.
Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung zum Abnehmen von Fremdstoffen aus mehreren
nebeneinander angeordneten, mittels Drehantrieb drehbaren Abnehmerwalzen gebildet,
wobei die Dreh- bzw. Fördergeschwindigkeit der Abnehmerwalzen von der
Fördergeschwindigkeit des den Materialstrom beschleunigenden Förderelementes
abweicht, nämlich vorzugsweise geringer ist. Durch diese Geschwindigkeitsdifferenz
wird eine besonders effektive Vergleichmäßigung erreicht, so daß der zuvor
dickschichtige und unregelmäßige Materialstrom in eine gleichmäßige Monolage aus
Tabak umwandelbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mindestens zwei den
Materialstrom beschleunigende Förderelemente vorgesehen, die hintereinander und
kaskadenartig angeordnet sind, wobei im Bereich des hinteren Förderelementes ein
Detektionselement für Fremdkörper insbesondere aus Metall angeordnet ist. Dadurch
werden zusätzliche und optional einsetzbare Komponente integriert, ohne den
Platzbedarf der Vorrichtung insgesamt zu erhöhen.
Besonders bevorzugt ist des weiteren eine Ausbildung, bei der ein Sichter und das
optische Prüfelement eine Einheit bilden, derart, daß der Sichter dem optischen
Prüfelement direkt zugeordnet, nämlich unmittelbar nachgeordnet ist. Dies führt
ebenfalls zu einer kompakten Anordnung der Vorrichtung.
Zum anderen wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den eingangs genannten
Schritten dadurch gelöst, daß der Materialstrom direkt von der Vorrichtung zum
Abnehmen von Fremdstoffen aus dem Materialstrom an das den Materialstrom
beschleunigende Förderelement weitergeleitet wird, wobei die Aufgabe des
Materialstroms auf das Förderelement von oben erfolgt. Dies ermöglicht ein
kostengünstiges Entfernen von Fremdstoffen, da mit geringem Platzbedarf eine
zuverlässige Vergleichmäßigung des Materialstroms erreicht wird, die Voraussetzung
für das Erkennen und Entfernen von Fremdstoffen und/oder Fremdkörpern ist.
Vorzugsweise wird das Förderelement mit einer höheren Fördergeschwindigkeit
angetrieben als die Abnehmerwalzen, vorzugsweise mit einer 2 bis 3-fach höheren
Geschwindigkeit. Dadurch wird eine optimierte und gleichmäßig in Länge und Breite
verteilte Monolage geschaffen.
Weitere bevorzugte und vorteilhafte Merkmale und Weiterbildungen ergeben sich aus
den Unteransprüchen und der Beschreibung. Eine besonders bevorzugte
Ausführungsform sowie das Verfahren werden anhand einer beigefügten Zeichnung
näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Entfernen von
Fremdstoffen aus zu verarbeitendem Tabak in Seitenansicht,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß Figur 1 mit einem
Detektionselement in Draufsicht, und
- Fig. 3a bis d
- schematische Darstellungen von Abnehmerwalzen als Teil der
Vorrichtung zum Abnehmen von Fremdstoffen aus dem Materialstrom.
Die gezeigten Vorrichtungen dienen zum Entfernen von Fremdstoffen, wie z.B. Fäden
vom Verpackungsmaterial, Metallteilen und dergleichen aus einem üblicherweise
kontinuierlich geförderten Materialstrom.
Die Vorrichtung 10 gemäß Figur 1 umfaßt eine Zuführeinrichtung 11, die als Rinne,
Förderband, Rutsche oder entsprechend ausgebildet sein kann. Auf der
Zuführeinrichtung 11 ist der zu bearbeitende Materialstrom 12 angeordnet, der auf die
Zuführeinrichtung 11 gelegt, geschüttet oder anderweitig plaziert und kontinuierlich
oder intermittierend in Transportrichtung T gefördert wird. Der Materialstrom 12 im
Bereich der Zuführeinrichtung 11 ist in der Regel dickschichtig und unregelmäßig in
Transportrichtung T und quer zu derselben verteilt. In Transportrichtung T hinter der
Zuführeinrichtung 11 ist eine Vorrichtung 13 zum Abnehmen von Fremdstoffen aus
dem Materialstrom 12 angeordnet, wobei die Vorrichtung 13 in vertikaler Richtung
geringfügig unterhalb der Zuführeinrichtung 11 liegt, so daß der Materialstrom 12 ein
Gefälle zu überwinden hat. Direkt und unmittelbar unterhalb der Vorrichtung 13 ist ein
erstes Förderelement 14 angeordnet, das zur Beschleunigung des von oben herab
fallenden Materialstroms 12 dient. Zwischen der Vorrichtung 13 und dem
Förderelement 14 ist ein Abstand in vertikaler Richtung vorgesehen. Dem
Förderelement 14 ist ein weiteres Förderelement 15 zugeordnet, wobei die
Förderelemente 14, 15 hintereinander und kaskadenartig angeordnet sind. Das bedeutet,
daß das Förderelement 15 in vertikaler Richtung etwas unterhalb und überlappend zum
Förderelement 14 angeordnet ist, so daß der Materialstrom 12 ein Gefälle zu
überwinden hat. Oberhalb des Förderelementes 15 ist ein weiteres Förderelement 16
angeordnet, das sich in Transportrichtung T nahezu über die gesamte Länge des
Förderelementes 15 erstreckt und etwa parallel oder keilförmig in Transportrichtung T
zu diesem verläuft. Der Materialstrom 12 wird innerhalb der Vorrichtung 10 zu einer
Monolage 17 verarbeitet, die auf dem Förderelement 15 liegend in den Bereich eines
optischen Prüfelementes 18 transportierbar ist. Das optische Prüfelement 18 verfügt
über eine Einrichtung zum Trennen der zuvor erkannten Fremdstoffe von dem Tabak
bzw. aus der Monolage 17. Hierzu ist das optische Prüfelement 18 mit seiner erwähnten
Einrichtung an eine (nicht dargestellte) Steuerungs- und/oder Regelungseinheit
angeschlossen.
Die Vorrichtung 13 zum Abnehmen der Fremdstoffe aus dem Materialstrom 12 weist
mehrere nebeneinander bzw. in Transportrichtung T hintereinander angeordnete
Abnehmerwalzen 19 auf. Die Abnehmerwalzen 19 sind mittels (nicht dargestellter)
Drehantriebe drehbar um ihre jeweilige Drehachse 20, wobei die Drehachsen 20 der
Abnehmerwalzen 19 parallel zueinander und quer zur Transportrichtung T verlaufen.
Sämtliche Abnehmerwalzen 19 sind zur jeweils benachbarten Abnehmerwalze 19 mit
einem Abstand versehen. Die Abstände zwischen den einzelnen Abnehmerwalzen 19
können gleich sein. Bevorzugt ist jedoch ein variabler Abstand, und zwar insbesondere
derart, daß die Abstände zwischen den Abnehmerwalzen 19 in Transportrichtung T
zunehmen.
Die Dreh- bzw. Fördergeschwindigkeiten sämtlicher Abnehmerwalzen 19 einer
Vorrichtung 13 sind gleich und synchronisiert. Mittels geeigneter Steuer- und
Antriebsmittel kann jedoch auch eine separate Fördergeschwindigkeit für jede
Abnehmerwalze 19 oder Abnehmerwalzengruppen realisiert werden. Die
Fördergeschwindigkeit der Abnehmerwalzen 19 einerseits und der Förderelemente 14,
15 andererseits weichen voneinander ab. Vorzugsweise ist die Fördergeschwindigkeit
der Abnehmerwalzen 19 geringer als die Fördergeschwindigkeiten der Förderelemente
14 und 15. Die Fördergeschwindigkeit des Förderelementes 14 ist etwa 2 bis 3-fach
höher als die Fördergeschwindigkeit der Abnehmerwalzen 19. Gegenüber dem
Förderelement 14 weist das Förderelement 15 eine höhere Geschwindigkeit auf, die
vorzugsweise etwa doppelt so hoch ist. Andere Geschwindigkeitsverhältnisse sind
jedoch insbesondere in Abhängigkeit des gewünschten Ergebnisses bei der Bildung der
Monolage 17 realisierbar. Das Förderelement 16 weist in der gezeigten
Ausführungsform im Betrieb etwa die gleiche Fördergeschwindigkeit auf wie das
Förderelement 15. Das insbesondere zur Erzeugung eines Luftstroms vorgesehene
Förderelement 16 kann jedoch auch eine von der Fördergeschwindigkeit des
Förderelementes 15 abweichende Fördergeschwindigkeit aufweisen.
Im Bereich des hinteren Förderelementes 15 kann optional auch ein Detektionselement
21 angeordnet sein (siehe insbesondere Figur 2). Das Detektionselement 21 dient zum
Erkennen von Fremdkörpern insbesondere aus Metall (z.B. Folie aus Aluminium)
innerhalb der Monolage 17. Das Detektionselement 21 ist linear ausgebildet und
erstreckt sich über die gesamte Breite des Förderelementes 15, so daß die Monolage 17
über die gesamte Breite synchron erfaßbar ist.
In einer weiteren Ausführungsform bilden ein zusätzlicher Sichter 22, der auch als
Separator (air-separator) ausgebildet sein kann, und das optische Prüfelement 18 eine
Einheit. Der Sichter 22 ist dem Prüfelement 18 direkt und unmittelbar zugeordnet bzw.
nachgeordnet und idealerweise sogar integraler Bestandteil des Prüfelementes 18. Der
Sichter 22 ist in üblicher und bekannter Weise wahlweise zur Leichtteilesichtung oder
Schwerteilesichtung ausgebildet, so daß von einer detaillierten Beschreibung abgesehen
wird.
In nicht explizit gezeigten Ausführungsformen können die Abstände zwischen den
Abnehmerwalzen 19 in Transportrichtung T auch abnehmen. Auch können die Form
und Ausbildung der Abnehmerwalzen 19 variieren. In den Figuren 3 a bis c sind nur
ausgewählte Beispiele gezeigt. In der Figur 3a ist eine klassische zylindrische
Walzenform gezeigt. Die in der Figur 3b gezeigte ballige Walzenform, bei der der
Durchmesser vom Rand ausgehend zur Mitte hin zunimmt und dann zum
entgegengesetzten Ende wieder abnimmt, dient besonders zu einer verbesserten
Verteilung bzw. Vergleichmäßigung des Materialstroms 12 quer zur Transportrichtung
T. Gleiches gilt für die Walzenform gemäß Figur 3c. Es können auch unterschiedliche
Walzenformen in einer Vorrichtung 13 kombiniert werden. Die Abnehmerwalzen 19
müssen auch nicht parallel zueinander ausgerichtet sein, sondern können in einem
Winkel zueinander, z.B. in Draufsicht zick-zack-förmig, angeordnet sein. Figur 3d stellt
eine weitere Ausführungsform der Ausbildung der Abnehmerwalzen 19 dar, die zur
gleichmäßigen Tabakverteilung dient. Darin ist jede Abnehmerwalze 19 geteilt, und
zwar in zwei Walzenelemente 19a und 19b. Die Walzenelemente 19a und 19b bzw.
deren Drehachsen 20a bzw. 20b verlaufen schräg zueinander. Im Bereich eines
Schnittpunktes der Drehachsen 20a und 20b kann optional ein Abdeckelement 23
vorgesehen sein, das den Spalt zwischen den schräggestellten Walzenelementen 19a
und 19b schließt.
Im folgenden wird das Verfahrensprinzip anhand der Figuren 1 und 2 näher erläutert:
An einem oder mehreren Aufgabepunkten wird Rohtabak als Schüttgut oder
anderweitig über die gesamte Breite oder nur in definierten Bereichen auf die
Zuführeinrichtung 11 aufgebracht. Mittels der Zuführeinrichtung 11 wird der Tabak als
Materialstrom 12 in einer dicken Schicht, die unterschiedliche Höhen aufweisen kann,
in Transportrichtung T gefördert. Der Materialstrom 12 fällt am Übergang zur
Vorrichtung 13, dem Stringremover, wie er z.B. in der EP-Schrift mit der
Anmeldenummer 03090079.9 beschrieben ist, auf die Abnehmerwalzen 19. Durch die
Rotation der Abnehmerwalzen 19 wird der Materialstrom 12 in Transportrichtung T
gefördert und dabei vorverteilt. Das bedeutet, daß der Materialstrom 12 auseinander
gezogen wird, sich also verdünnt. Durch die variablen bzw. sich in Transportrichtung
vergrößernden Abstände zwischen den Abnehmerwalzen 19 fällt der Tabak dann
gleichmäßig auf das angetriebene Förderelement 14. Der Materialstrom 12 auf dem
Förderelement 14 ist gegenüber der Zuführeinrichtung - u.a. bedingt durch die höhere
Fördergeschwindigkeit des Förderelementes 14 gegenüber den Abnehmerwalzen 19 -
bereits deutlich dünner und vor allem erheblich vergleichmäßigt. Fremdstoffe im
Materialstrom 12, wie z.B. Fäden von den Jutesäcken als Verpackungsmaterial des
Rohtabaks, werden durch die Abnehmerwalzen 19 aufgenommen und damit dem
Materialstrom 12 entzogen.
Der auf dem Förderelement 14 liegende Materialstrom 12 wird beschleunigt, und zwar
zweistufig, da der Materialstrom 12 vom Förderelement 14 mit einer ersten
Fördergeschwindigkeit v1 an das Förderelement 15 mit einer zweiten
Fördergeschwindigkeit v2 übergeben wird, wobei v2>v1. Im Bereich des Übergangs
vom Förderelement 14 auf das Förderelement 15 fällt der Materialstrom 12 nach unten
auf das Förderelement 15, wodurch der Materialstrom 12 noch weiter zur Bildung der
Monolage 17 auseinander gezogen wird. Diese Monolage 17 wird in der gezeigten
Ausführungsform durch einen Luftstrom, der durch den Antrieb des Förderelementes 16
erzeugt wird, auf dem Förderelement 15 gehalten. Vom Förderelement 15 wird die
Monolage 17 durch das optische Prüfelement 18 geschleust, in dem Fremdstoffe
und/oder Fremdkörper erkannt und direkt und gezielt in bekannter Weise ausgeschleust
werden.
Optional kann die Monolage 17 vor dem Eintritt in das optische Prüfelement 18 auch
noch detektiert werden, wobei insbesondere Metallteile erkannt und aus der Monolage
17 ausgeschleust werden. Die detektierte und/oder optisch geprüfte Monolage 17, die
von Fremdstoffen und/oder Fremdkörpern befreit ist, wird dann der weiteren
Verarbeitung zugeführt. Die Monolage 17 kann über ein Transportelement einem
Sichter 22 zugeführt werden. Hierzu fällt die Monolage 17 bzw. der Tabak in einer
Parabelkurve auf das Transportelement. Bevorzugt ist jedoch eine Zuführung der
Monolage 17 direkt an den Sichter 22, wobei der Tabak auf einer Parabelkurve direkt in
den Sichter 22 fällt. Je nach Kundenwunsch kann im Sichter 22 eine
Schwerteilesichtung oder eine Leichtteilsichtung erfolgen.
Bei der Verwendung der Abnehmerwalzen 19 gemäß der Figuren 3b und c wird der
Materialstrom 12 im Bereich der Vorrichtung 13 aufgeweitet, nämlich durch die
spezielle Formgebung insbesondere an die äußeren Ränder der Abnehmerwalzen 19
geleitet, so daß durch das Auseinanderziehen des Materialstroms quer zur
Transportrichtung T eine Vergleichmäßigung erfolgt.