EP1602291B1

EP1602291B1 - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung eines Tabakstrangs

Info

Publication number: EP1602291B1
Application number: EP05009742A
Authority: EP
Inventors: Manuel Hansch
Original assignee: Hauni Maschinenbau GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2005-05-04
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2025-05-04
Also published as: ATE522154T1; JP2005341966A; JP4887002B2; EP1602291A1; CN100574651C; DE102004027023B3; PL1602291T3; CN1703987A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wenigstens eines Tabakstrangs, wobei ein Tabakfasern umfassender Tabakstrom auf einem Fließbett in einem Fließbettraum in Richtung eines stromabwärts des Fließbetts angeordneten Faserbeschleunigungselements verdichtet wird, so dass sich ein Vlies bildet, und wobei sämtliche in den Fließbettraum eingetragene Luft über einen Saugstrangförderer abgeführt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Herstellung wenigstens eines Tabakstrangs, umfassend ein Fließbett in einem Fließbettraum, einen Saugstrangförderer und ein stromabwärts des Fließbetts angeordnetes Faserbeschleunigungselement, wobei die in den Fließbettraum eingetragene Luft ausschließlich über den Saugstrangförderer austragbar ist. Schließlich betrifft die Erfindung ein Luftsystem zur Druckluftversorgung einer Einrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie.
Eine entsprechende Anordnung und ein Verfahren zum Aufbau von wenigstens zwei Tabaksträngen in einer Zigarettenstrangmaschine sind aus DE 103 14 096 A1 bekannt. Die Anordnung umfasst Zuführmittel zum Fördern von dosiertem und gesichtetem Tabak auf wenigstens zwei zu wenigstens jeweils einem Saugstrangförderer führenden Strömungsflächen, wobei die Zuführmittel wenigstens zwei Stauschächte umfassen, die quer zur Förderrichtung der Saugstrangförderer hintereinander angeordnet sind.
Die Stauschächte werden unmittelbar mit dem Tabak aus dem Tabakvorrat beschickt, wobei aus den wenigstens zwei Stauschächten der Tabak auf jeweils wenigstens eine Strömungsfläche gefördert wird, wobei anschließend der Tabak wenigstens zwei Saugstrangförderern zugeführt wird. Dabei wird ein vliesartiger Tabakstrom auf dem Fließbett gebildet. Aus Blasluftzuführungen wird an Strömungsflächen eine eng anliegende, Tabak transportierende Luftströmung erzeugt.
Ein weiteres Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung wenigstens eines Tabakstrangs sind aus der europäischen Patentanmeldung EP 1 174 046 A2 bekannt. Dabei wird Tabak einer Nadelwalze zugeführt, die Tabakfasern aus einem Stauschacht entnimmt. Eine Ausschlägerwalze schlägt dann die Tabakfasern aus der Nadelwalze aus. Die Tabakfasern gelangen auf ein Fließbett, das in Fließrichtung ein abnehmendes Gefälle aufweist, wodurch sich die Tabakfasern im unteren Abschnitt des Fließbetts zu einem Vlies verdichten. Zur Belüftung und zum Transport des Tabakstroms sind im Fließbett Luftdurchtrittsöffnungen vorgesehen, die einen Luftstrom zwischen dem Fließbett und dem Tabakstrom erzeugen.
Die eingeführte Luft gelangt in einen Wälzraum, aus dem überschüssige Luft abgeführt wird. Eine weitere Förderung des Tabakstroms geschieht durch Eintrag von Druckluft in Richtung des Tabakstroms. Die dabei eingetragene Luft wird ebenfalls im Wesentlichen aus dem Wälzraum abgesaugt.
Eine Vereinzelung der Tabakfasern im Tabakstrom geschieht durch ein Faserbeschleunigungselement, das, insbesondere mittels eines Luftstroms, die Fasern einzeln aus dem Tabakstrom reißt und in Richtung einer Saugstrangvorrichtung beschleunigt.
Durch die Absaugung der Luft aus dem Wälzraum entsteht ein Druck, der durch eine Regelung der Absaugung konstant gehalten wird. Um eine optimale Abstimmung der durch die Nebenluftöffnungen eintretenden Luftmenge auf die von der Vorrichtung geförderte Tabakmenge zu erreichen, wird der Sollwert dieser Regelung in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl nachgeführt.
Die aus dem Wälzraum abgeführte Luft wird einem Umluftsystem zugeführt, das einen Teil der abgeführten Luft wieder dem Tabakstrom im Fließbettraum bzw. dem Faserbeschleunigungselement zuführt. Auf dem Weg durch das Umluftsystem wird die aus dem Wälzraum abgeführte Luft vor der Wiederverwendung entstaubt.
Die Benutzung des Umluftsystems erfordert einen hohen Luftdurchsatz im Fließbettraum und im Wälzraum. Zudem erwärmt sich die umgewälzte Luft im Umluftsystem. Dadurch kann sich eine unerwünschte Austrocknung und Erwärmung der Tabakfasern im Fließbettraum der Einrichtung ergeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung wenigstens eines Tabakstrangs sowie ein Luftsystem zur Verfügung zu stellen, wobei wenig Luft verbraucht wird und Tabakfasern im Wesentlichen nicht erwärmt oder getrocknet werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung wenigstens eines Tabakstrangs, wobei ein Tabakfasern umfassender Tabakstrom aus einem Fließbett in Richtung eines stromabwärts des Fließbetts angeordneten Faserbeschleunigungselements verdichtet wird, so dass sich ein Vlies bildet, und wobei sämtliche in den Fließbettraum eingetragene Luft über einen Saugstrangförderer abgeführt wird, das dadurch weitergebildet ist, dass die Fasern des Tabakstroms im Wirkbereich des Faserbeschleunigungselements in Richtung des Saugstrangförderers beschleunigt werden, wobei.das Beschleunigen im Wirkbereich des Faserbeschleunigungselements mittels eines ersten durch das Faserbeschleunigungselement erzeugten Luftstroms geschieht.
In Richtung des Tabakstroms weist das Fließbett ein abnehmendes Gefälle auf, so dass der Fluss des Tabakstroms verlangsamt wird. Hierdurch bildet sich ein Vlies.
Vorteilhafterweise ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass die Verdichtung des Tabakstroms durch Abbremsen auf dem Fließbett geschieht.
Im Bereich des Fließbetts werden erfindungsgemäß einzelne Fasern des Tabakstroms im Wirkbereich eines Faserbeschleunigungselements in Richtung einer Saugstrangvorrichtung beschleunigt und vorzugsweise vereinzelt. Zusammen mit dem Tabakstrom wird sämtliche in den Fließbettraum eingetragene Luft über die Saugstrangvorrichtung bzw. den Saugstrangförderer abgeführt.
Hierdurch erübrigt sich die Notwendigkeit für einen Wälzraum. Da auch bei bekannten Verfahren zur Herstellung eines Tabakstrangs die von dem Saugstrangförderer benötigte Saugluft aus dem Fließbettraum entnommen wird und sich der Luftdurchsatz durch den Saugstrangförderer gegenüber bekannten Modellen nicht verändert, ist der Luftdurchsatz durch den Fließbettraum bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um die ansonsten aus dem Wälzraum abgeführte Luftmenge geringer.
Weiterhin entfällt der Gebrauch eines Umluftsystems, so dass im Wesentlichen keine Erwärmung der Luft und damit der Tabakfasern stattfinden kann.
Die Beschleunigung der einzelnen Fasern des Tabakstroms im Bereich eines Faserbeschleunigungselements in Richtung des Saugstrangförderers hat den Vorteil, dass die Geschwindigkeit der beschleunigten Tabakfasern an die Geschwindigkeit des Saugstrangförderers angepasst werden kann, wodurch sich die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass Tabak am Saugstrangförderer zur Weiterbeförderung haften bleibt.
Da erfindungsgemäß das Beschleunigen im Wirkbereich des Faserbeschleunigungselements mittels eines ersten Luftstroms geschieht, wird gegenüber mechanischen Faserbeschleunigungselementen sowohl die Gefahr einer Verstopfung verringert, als auch die Gefahr der Beschädigung von Tabakfasern minimiert.
Hierfür ist vorgesehen, dass die Fasern des Tabakstroms durch das Beschleunigen mittels des ersten Luftstroms vereinzelt werden. Die Beschleunigung von Tabakfasern aus einem Tabakvlies mittels eines Luftstroms hat sich als besonders effektives Mittel zur Vereinzelung von Tabakfasern erwiesen. Eine gute Vereinzelung der Tabakfasern ist Vorraussetzung für eine homogene Massebelegung des Tabakstranges.
Dies lässt sich daraus erklären, dass Inhomogenitäten in der Schüttung des Tabakguts schon bei der Vliesbildung ausgeglichen werden, so dass sich ein Vlies von homogener Dichte bildet. Das homogene Vlies wird dann an das Faserbeschleunigungselement herangeführt, wobei jeweils die vordersten, dem Faserbeschleunigungselement nächstliegenden, Fasern im Tabakvlies durch den durch das Faserbeschleunigungselement erzeugten ersten Luftstrom heraus gerissen und dabei vereinzelt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, dass das Beschleunigen der einzelnen Fasern mittels des ersten Luftstroms im Wesentlichen in Richtung des Saugstrangförderers geschieht, insbesondere unter Verwendung einer Düse. Hierdurch werden die vereinzelten und beschleunigten Tabakfasern in Förderrichtung des Saugstrangförderers beschleunigt, so dass die Relativgeschwindigkeit der beschleunigten Fasern quer zur Förderrichtung des Saugstrangförderers minimiert wird. Das ist von Vorteil, weil die Wahrscheinlichkeit, dass eine Tabakfaser am Saugstrangförderer haften bleibt, umso größer ist, je kleiner die Relativgeschwindigkeit von Tabakfaser und Saugstrangförderer ist.
Es ist ebenso von Vorteil, wenn die Geschwindigkeit des ersten Luftstroms so geregelt wird, dass die Tabakfasern nach der Beschleunigung eine Geschwindigkeitskomponente in Richtung der Förderrichtung des Saugstrangförderers aufweisen, die annähernd gleich der Fördergeschwindigkeit des Saugstrangförderers ist. In diesem Fall haben die beschleunigten Tabakfasern sowohl in Förderrichtung als auch quer zur Förderrichtung des Saugstrangförderers keine Differenzgeschwindigkeit zur Fördergeschwindigkeit des Saugstrangförderers. Somit ist eine maximale Wahrscheinlichkeit der Anhaftung der Tabakfasern am Saugstrangförderer erreicht. Unter einer Düse wird im Rahmen der Erfindung insbesondere eine Düsenleiste oder auch eine Schrägluftdüse verstanden. Die Düsenleiste dient dazu, über die gesamte Breite des Tabakvlieses auf dem Fließbett eine homogene Strömungsgeschwindigkeit des ersten Luftstroms zu erreichen. Eine Schrägluftdüse dient dazu, einen ersten Luftstrom in Richtung der Förderrichtung des Saugstrangförderers zu erzeugen. Schrägluftdüse und Düsenleiste sind kombinierbar
Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhaft so ausgebildet, dass der erste Luftstrom durch eine Druckluftversorgungseinheit erzeugt wird. Die Verwendung einer Druckluftversorgungseinheit hat zur Konsequenz, dass über die Regulierung der Strömgeschwindigkeit des ersten Luftstroms über den von der Druckluftversorgungseinheit versorgten Luftdruck der Vereinzelungsgrad der Fasern und der Durchsatz der Fasern angepasst werden kann.
Zur Beförderung des Tabakstroms im Fließbettraum ist weiterhin wenigstens ein zweiter Luftstrom vorgesehen, der im Wesentlichen zwischen den zugeführten Fasern oder dem Vlies und einer Wandung der Einrichtung strömt. Der Vorteil bei der Einleitung eines solchen zweiten Luftstroms besteht darin, dass die Tabakfasern des Tabakstroms bzw. des Tabakvlieses ungehindert in Richtung des Faserbeschleunigungselements strömen. Das ungehinderte Strömen trägt wesentlich zur Homogenisierung des sich bildenden Tabakvlieses bei.
Es ist dabei vorgesehen, dass der zweite Luftstrom durch Lufteintrag aus der Atmosphäre gespeist wird. Dies hat den Vorteil, dass die Luft, die zusammen mit dem Tabakstrom im Fließbettraum gefördert wird, frisch ist und nicht zur Erwärmung oder Austrocknung des geförderten Tabakstroms führt.
Eine weitere Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass ein dritter Luftstrom stromabwärts des Faserbeschleunigungselements vorgesehen ist, der im Wesentlichen zwischen den beschleunigten Fasern und einer Wandung der Einrichtung strömt.
Die hohe Strömungsgeschwindigkeit des ersten Luftstroms erzeugt stromabwärts des Faserbeschleunigungselements aufgrund des Bernoulli-Effekts einen Luftunterdruck. Eine erfindungsgemäße Ausführung des Verfahrens besteht daher darin, dass der dritte Luftstrom durch Lufteintrag aus der Atmosphäre gespeist wird. Vorzugsweise wird der dritte Luftstrom im Wesentlichen oder vollständig in die Richtung des ersten Luftstroms eingeleitet. Dabei entsteht der dritte Luftstrom durch das Luftdruckgefälle zwischen Atmosphäre und dem ersten Luftstrom.
Der dritte Luftstrom hat eine ähnliche Geschwindigkeit und Richtung wie der erste Luftstrom, so dass Verwirbelungen, die die vereinzelten und beschleunigten Tabakfasern von ihrem Weg in Richtung auf den Saugstrangförderer ablenken würden, weitgehend hintan gehalten werden. Durch den dritten Luftstrom wird eine homogenere Tabakstrangformung erreicht.
Um eine möglichst kompakte Dimensionierung des Tabakstrangs zu erreichen, ist vorgesehen, dass die in Richtung des Saugstrangförderers beschleunigten Tabakfasern durch eine Verengung auf den Saugstrangförderer befördert werden. Die Verengung ist vorzugsweise so dimensioniert, dass ein guter Kompromiss erreicht wird zwischen der Breite des erzeugten Tabakstrangs auf dem Saugstrangförderer und einer Verwirbelung des Tabak-Luft-Gemischs durch eine zu schmale Verengung.
Es ist von Vorteil, wenn der Tabakstrom aus gesichtetem Tabak besteht.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Einrichtung zur Herstellung wenigstens eines Tabakstrangs, umfassend ein Fließbett in einem Fließbettraum, einen Saugstrangförderer und ein stromabwärts des Fließbetts angeordnetes Faserbeschleunigungselement, wobei die in den Fließbettraum eingetragene Luft ausschließlich über die Saugstrangvorrichtung austragbar ist, die dadurch weitergebildet ist, dass das Faserbeschleunigungselement zur Erzeugung eines Luftstroms zur Beschleunigung von Tabakfasern eines Tabakstroms in Richtung des Saugstrangförderers ausgebildet ist..
Hierdurch entfällt die Notwendigkeit eines Wälzraums und eines Umluftsystems, die sowohl einen höheren Luftdurchsatz durch den Fließbettraum und den Wälzraum als auch eine Erwärmung des umgewälzten Luftvolumens und damit einhergehend eine Erwärmung und Austrocknung der geförderten Tabakfasern zur Folge hat. Durch den Wegfall des Wälzraums lässt sich die erfindungsgemäße Einrichtung auch kleiner bauen, als wenn ein Wälzraum notwendig wäre. Da kein Kreislauf für Düsenluft erforderlich ist, entfällt auch eine Zyklon-Entstaubungsvorrichtung.
Eine vorteilhafte Erweiterung erfährt die Einrichtung dadurch, dass das Faserbeschleunigungselement als Luftdüse, insbesondere als Schrägluftdüse oder Düsenleiste, ausgebildet ist. Eine Luftdüse ist gegenüber mechanischen Faserbeschleunigungselementen wartungsfrei und verhindert mechanische Beschädigungen der Tabakfasern.
Durch die Ausbildung der Luftdüse als Schrägluftdüse lässt sich zwanglos ein Luftstrom in Richtung des Saugstrangförderers realisieren. Durch die weitere Ausbildung als Düsenleiste lässt sich ein über die Breite des Tabakvlieses homogener Luftstrom erreichen. Diese Maßnahmen tragen sowohl zur effektiven Vereinzelung der Tabakfasern bei, als auch zur homogenen Anhaftung der Tabakfasern am Saugstrangförderer.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist eine Druckluftversorgungseinheit vorgesehen, die das Faserbeschleunigungselement mit Druckluft versorgt. Vorteilhaft ist der durch die Druckluftversorgungseinheit erzeugte oder bereitgestellte Luftdruck regulierbar, so dass der Durchsatz der Tabakfasern an die Fördergeschwindigkeit des Saugstrangförderers anpassbar ist. Die durch das Faserbeschleunigungselement in den Fließbettraum eingeführte Druckluft wird ebenfalls ausschließlich über den Saugstrangförderer ausgetragen.
Eine Ausführung der Einrichtung sieht vor, dass das Fließbett abschnittsweise mit einem in Richtung auf das Faserbeschleunigungselement zu abnehmenden Gefälle zur Abbremsung eines auf das Fließbett bringbaren Tabakstroms ausgestaltet ist. Hierdurch wird erreicht, dass ein in den Fließbettraum eingebrachter Tabakstrom auf dem Fließbett verlangsamt wird, bis sich ein homogenes Tabakvlies bildet. Das homogene Tabakvlies trägt wesentlich zur Bildung eines homogenen Tabakstrangs im Saugstrangförderer bei.
Um den Fluss des Tabakstroms auf dem Fließbett zu erleichtern, ist in einer Weiterbildung der Einrichtung vorgesehen, dass wenigstens eine Nebenluftöffnung stromaufwärts des Faserbeschleunigungselements vorgesehen ist. Dabei ist vorzugsweise die Strömungsrichtung des Tabakstroms in Richtung eines abfallenden Leitblechs auf das Faserbeschleunigungselement zu.
Die Nebenluftöffnung stromaufwärts des Faserbeschleunigungselements bewirkt, dass Luft vor dem Faserbeschleunigungselement in den Fließbettraum eingetragen wird. Diese Luft kann dazu beitragen, dass der Tabakstrom von der Wandung des Fließbettraums beabstandet wird, wodurch sich ein gleichmäßiger und homogener Fluss des Tabakstroms und des Tabakvlieses ergibt. Diese Maßnahme trägt ebenfalls zur Homogenität des erzeugten Tabakstrangs bei.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Einrichtung sieht vor, dass wenigstens eine Nebenluftöffnung stromabwärts des Faserbeschleunigungselements vorgesehen ist.
Das Faserbeschleunigungselement erzeugt einen ständigen Luftstrom im Fließbettraum in Richtung auf die Saugstrangvorrichtung bzw. auf den Saugstrangförderer. Durch den Bernoulli-Effekt ergibt sich daraus ein Luftunterdruck am Ort des Luftstroms. Durch das Anbringen einer Nebenluftöffnung stromabwärts des Faserbeschleunigungselements wird durch einen im Fließbettraum vorherrschenden niedrigeren Luftdruck Luft aus der Atmosphäre eingesaugt, die sich in Richtung des Saugstrangförderers bewegt. Dies bewirkt einen homogenen Tabakstrang.
Es ist vorteilhaft, ein Luftsystem zur Druckluftversorgung einer Einrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie mit einem Fließbettraum, einem Faserbeschleunigungselement und einem Saugstrangförderer, umfassend eine Druckluftversorgungseinheit zur Versorgung des Faserbeschleunigungselements mit Druckluft und eine Entlüftungsvorrichtung zum Absaugen von Luft aus dem Saugstrangförderer vorzusehen, wobei sämtlicher Eintrag von Druckluft und atmosphärischer Luft in den Fließbettraum ausschließlich über die durch den Entlüftungsvorrichtung betriebenen Saugstrangförderer austragbar ist.
Ein derartiges Luftsystem dient zur Luftver- und -entsorgung für die vorbeschriebene Einrichtung. Bei dem so beschriebenen Luftsystem entfällt die Notwendigkeit für einen Wälzraum und ein Umluftsystem, da die gesamte in den Fließbettraum eingetragene Luft über die Saugstrangvorrichtung ausgetragen wird.
Durch den Wegfall des Umluftsystems und des Wälzraums gelangt keine Luft in ein Umluftsystem, in dem es sich erwärmen würde und bei Wiedereinleiten in den Fließbettraum die Tabakfasern erwärmen und austrocknen könnte.
Zur Anpassung der Geschwindigkeit der beschleunigten Tabakfasern an die Fördergeschwindigkeit zum Saugstrangförderer besteht eine vorteilhafte Weiterbildung des Luftsystems darin, dass ein Luftmengenelement vorgesehen ist, mittels dessen die Druckluftversorgung des Faserbeschleunigungselements der Einrichtung regelbar oder steuerbar ist. Wenn eine Regel- oder Steuerbarkeit des am Faserbeschleunigungselement anliegenden Luftdrucks gegeben ist, ist erreicht, dass der Durchsatz der Tabakfasern an die Fördergeschwindigkeit des Saugstrangförderers angepasst werden kann.
Um weiterhin eine schonende Behandlung des Tabakguts im Fließbettraum zu gewährleisten, ist in einer vorteilhaften Ausprägung des erfindungsgemäßen Luftsystems vorgesehen, dass ausschließlich atmosphärischer Lufteintrag zur Luftversorgung der Druckluftversorgungseinheit vorgesehen ist. Diese Maßnahme gewährleistet, dass Druckluft von optimaler Qualität, insbesondere in Bezug auf die Temperatur und die Feuchte, zur Beschleunigung der Tabakfasern in Richtung des Saugstrangförderers verwendet wird. Auf diese Weise ist eine maximale Schonung der Tabakfasern bei der Beschleunigung erreicht.
Das Luftsystem ist vorteilhaft dadurch weitergebildet, dass eine Druckluftmesseinheit vorgesehen ist, deren Messergebnisse zur Regelung oder Steuerung der Be- oder Entlüftung des Fließbettraums nutzbar sind. Durch die Regelung oder Steuerung des Luftdurchsatzes durch den Fließbettraum lässt sich eine optimal homogene Förderung des Tabakstroms durch den Fließbettraum verwirklichen. Zur Anpassung der Absaugung von Luft aus dem Saugstrangförderer ist das Luftsystem vorteilhaft dadurch weitergebildet, dass vor dem Eingang oder hinter dem Ausgang der Entlüftungseinheit ein Luftmengenelement zur Steuerung der Entlüftungsleistung der Entlüftungseinheit vorgesehen ist. Die Entlüftungsleistung kann z.B. an den Durchsatz des Tabakguts oder an einen Prozessstopp oder Stillstand der Einrichtung angepasst werden. Unter einem Luftmengenelement wird im Rahmen der Erfindung ein Element verstanden, das dazu geeignet ist, einen Luftdurchsatz zu regulieren, wie z.B. eine verstellbare Klappe oder ein regelbares Luftventil.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Luftsystems besteht darin, dass zwischen dem Saugstrangförderer und der Entlüftungseinheit eine Luftentstaubungsvorrichtung vorgesehen ist. Dadurch ist erreicht, dass Tabakstaub und anderer Staub aus der Abluft des Saugstrangförderers nicht in die Atmosphäre entlassen wird. Insbesondere kann Tabakstaub aus der Abluft des Saugstrangförderers einer Wiederverwendung zugeführt werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung erfährt das Luftsystem dadurch, dass eine Druckluftmesseinheit vorgesehen ist, deren Messergebnisse zur Steuerung der Entlüftung des Saugstrangförderers nutzbar sind. Die Druckluftmesseinheit ist in diesem Fall vorteilhaft im Saugstrangförderer ausgebildet.
Die Messergebnisse der Druckluftmesseinheit im Saugstrangförderer können dann dazu genutzt werden, die Förderleistung des Saugstrangförderers an die geförderte Tabakmenge anzupassen, aber auch dazu, Luftdruckschwankungen im Saugstrangförderer auszugleichen. Dadurch wird eine optimale Anhaftung von Tabakgut am Saugstrangförderer dauerhaft erreicht.
In einer weiteren Ausbildung des erfindungsgemäßen Luftsystems ist in der Einrichtung wenigstens eine Nebenluftöffnung für einen atmosphärischen Lufteintrag in den Fließbettraum vorgesehen. Dies hat zum einen den Vorteil, dass durch einen zusätzlichen Lufteintrag die Absaugleistung und die Entlüftungsvorrichtung unabhängig vom Lufteintrag aus der Druckluftversorgungseinheit ist. Die Förderleistung des Saugstrangförderers und die Beschleunigung der Tabakfasern in Richtung des Saugstrangförderers lassen sich dadurch unabhängig voneinander einstellen.
Eine Nebenluftöffnung stromabwärts des Faserbeschleunigungselements hat weiterhin die Funktion, Verwirbelungen des Druckluftstroms aus dem Faserbeschleunigungselement im Fließbettraum zu reduzieren.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten wird ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung eines Ausführungsbei- spiels einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Her- stellung eines Tabakstrangs,
Fig. 2: eine schematische Darstellung eines weiteren Ausfüh- rungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Herstellung eines Tabakstrangs,
Fig. 3: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemä- ßen Luftsystems,
Fig. 4: eine schematische Darstellung eines Beispiels einer in einer erfindungsgemäßen Einrichtung benutzten Schrägluftdüsenleiste und einer Saugstrangvorrichtung und
Fig. 5: eine schematische Darstellung eines weiteren Ausfüh- rungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Herstellung von Tabaksträngen.

In den folgenden Figuren sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente bzw. entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer entsprechenden erneuten Vorstellung abgesehen wird und lediglich Abweichungen der in diesen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert werden.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Einrichtung 1 zur Herstellung eines Tabakstrangs.
In einer Zuführung 16, bspw. einem Stauschacht, wird Tabak einer Nadelwalze 5 zugeführt, die Tabakfasern 4 entnimmt. Aus der Nadelwalze 5 werden die Tabakfasern 4 durch eine Ausschlägerwalze 6 ausgeschlagen und fallen auf ein Fließbett 2 in einen Fließbettraum 3. Der Fließbettraum 3 ist mit einer Öffnung 8 zum Einlass von Luft aus der Atmosphäre versehen. Ferner ist im Bereich der Nadelwalze 5 eine Öffnung 7 zur Atmosphäre vorgesehen.
Die durch die Ausschlägerwalze 6 aus der Nadelwalze 5 ausgeschlagenen Tabakfasern 4 gelangen zusammen mit der durch die Nebenluftöffnung 8 eingetragene Luft in den Fließbettraum 3, wo sich auf dem Fließbett 2 ein Tabakvlies bildet. Das Tabakvlies gelangt zu einem Tabakleitblech 12 bzw. Tabakleitelement 12, an dem ein als Schrägluftdüse 11 ausgebildetes Faserbeschleunigungselement vorgesehen ist.
Durch die Schrägluftdüse 11 gelangt Druckluft in den Fließbettraum 3. Die Druckluft wird durch die Schrägluftdüse 11 in Richtung einer Verengung 13 zum Saugstrangförderer 14 geleitet. Mit der aus der Schrägluftdüse 11 tretenden Druckluft werden Tabakfasern aus dem Tabakvlies vereinzelt und in Richtung des Saugstrangförderers 14 durch eine Verengung 13 geleitet. Die an der Saugstrangvorrichtung 14 anhaftenden Tabakfasern 4 werden in Förderrichtung 15 der Saugstrangvorrichtung 14 weitergefördert.
Zwischen Tabakleitblech 12 und Verengung 13 sind zwei Nebenluftöffnungen 9, 10 vorgesehen, durch die Atmosphärenluft in den Fließbettraum 3 eindringen kann. Der Luftstrom aus der Schrägluftdüse 11 bewirkt den Bernoulli-Effekt, der eine Luftdruckabsenkung im Bereich der Nebenluftöffnungen 9, 10 erzeugt, durch die Atmosphärenluft in den Fließbettraum 3 eingesogen wird. Hierdurch wird eine homogene Tabakstrangerzeugung erreicht.
Durch die Verengung 13, in Zusammenwirkung mit dem Luftstrom aus der Schrägluftdüse 11, werden die beschleunigten Tabakfasern in Richtung der Saugstrangvorrichtung 14 befördert.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung entfällt der sonst übliche Wälzraum, aus dem Luft abgesaugt und einem Umluftsystem zugeführt wird. Das gesamte Luftvolumen, das den Fließbettraum 3 durchströmt, verringert sich dadurch erheblich. Weiterhin strömt Luft hauptsächlich aus der Atmosphäre durch die Nebenluftöffnungen 8, 9, 10 ein, so dass eine Erwärmung und Trocknung der Tabakfasern 4 im Tabakstrom im Fließbettraum 3 verhindert wird. Druckluft wird lediglich durch die Schrägluftdüse 11 eingetragen, jedoch ist vorgesehen, dass diese Druckluft nicht durch ein Umluftsystem, sondern durch eine eigenständige Druckluftversorgungsanlage zugeführt wird, wodurch das Problem von erhitzter Luft ebenfalls wegfällt. Der einzige Luftaustrag aus dem Fließbettraum 3 geschieht über die Saugstrangvorrichtung 14.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Einrichtung 1.
Unterschiede zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ergeben sich im Bereich der Schrägluftdüse 11 und des Tabakleitblechs 12 bzw. des Leitelements 12. Während in Fig. 1 das Tabakleitblech 12 und die Schrägluftdüse 11 im Wesentlichen gerade in Richtung der Verengung 13 und der Förderrichtung der Saugstrangvorrichtung 14 angeordnet sind, ist in Fig. 2 ein gekrümmtes Tabakleitblech 12 vorgesehen, das eine graduellere Richtungsänderung des Tabakstroms bewirkt, als es im Ausführungsbeispiel in Fig. 1 vorgesehen ist.
Die Schrägluftdüse 11 führt einen Druckluftstrom im Wesentlichen parallel zum Tabakleitblech 12 an der Stelle der Einmündung der Schrägluftdüse 11 ein. Das der Verengung 13 nächstgelegene Ende des Tabakleitblechs 12 ist so geformt, dass die beschleunigten Tabakfasern 4 hauptsächlich oder ausschließlich Bewegungskomponenten in Richtung der Förderrichtung 15 der Saugstrangvorrichtung 14 aufweisen. Nebenluftöffnungen 9,10 stromabwärts der Schrägluftdüse 11 sind wiederum vorgesehen, wobei atmosphärische Luft aufgrund des durch den Druckluftstrom erzeugten Unterdrucks durch die Nebenluftöffnungen 9,10 eingesaugt wird.
Fig. 5 enthält eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Herstellung von Tabaksträngen. In diesem Ausführungsbeispiel, einem Zweistrangverteiler, sind jeweils zwei Ausführungen einer Nadelwalze 5a, 5b, einer Ausschlägerwalze 6a, 6b und einer Öffnung 7a', 7b vorhanden, die, wie in den vorangegangenen Beispielen, Tabak aus Stauschächten 16a, 16b entnehmen und auf Fließbetten 2a, 2b in Fließbetträumen 3a, 3b zu Schrägluftdüsen 11a,11b in Förderrichtung 15 auf eine Saugstrangvorrichtung 14 leiten.
Die Schrägluftdüsenleisten 11a,11b sind zur Kompensation der unterschiedlichen Geometrien der gekrümmten Leitbleche verschieden ausgebildet und/oder werden mit unterschiedlichen Luftdrücken oder Luftmengen beaufschlagt und/oder weisen unterschiedliche Strömungsquerschnitte auf. Zum Zwecke eines einfachen Herankommens im Falle von Tabakstaus oder Wartungsarbeiten sind die Fließbetten 2a, 2b in Fig. 5 mit Leitblechgelenken 17a, 17b ausgestattet, um die herum die Fließbetten 2a, 2b jeweils einzeln nach außen weggeschwenkt werden. Die Tabakströme können auch jeweils zwei getrennten Saugstrangförderern zugeführt werden. Die unteren Abschnitte der Leitbleche der Fließbetten 2a, 3a decken jeweils einen die Schlitzdüsenleisten versorgenden Luftkasten ab. Es können zudem Öffnungen vorgesehen sein, die denen der Bezugsziffern 9 und 10 aus Fig. 1 und Fig. 2 entsprechen.
In Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Luftsystems dargestellt. Eine Einrichtung 1 der Tabak verarbeitenden Industrie mit einem Fließbett 2 und einem Fließbettraum 3 umfasst eine Nadelwalze 5 und eine Ausschlägerwalze 6, durch die Tabakgut, insbesondere gesichtete Tabakfasern 4, auf das Fließbett 2 bringbar sind. Der Fließbettraum mündet in eine Saugstrangvorrichtung 14, in der aus den Tabakfasern 4 ein Tabakstrang gebildet wird.
Zur Versorgung der Einrichtung 1 mit Druckluft ist ein Luftsystem dargestellt, das eine Druckluftversorgungseinheit 21 umfasst, die ein Faserbeschleunigungselement mit Druckluft versorgt, sowie eine Entlüftungsvorrichtung, umfassend eine Entlüftungseinheit 24, eine Luftentstaubungsvorrichtung 27, sowie Luftmengenelemente 25 und 26. Die Entlüftungseinrichtung 24 ist bspw. ein Gebläse, das Luft aus der Saugstrangvorrichtung 14 absaugt. Die Luftmengenelemente 25 und 26 dienen zur Regelung des Luftdurchsatzes am Ein- bzw. Ausgang der Entlüftungseinrichtung 24. Die Luftentstaubungsvorrichtung 27 dient der Entfernung von Tabakstaub und anderen Partikeln aus der durch die Entlüftungseinrichtung 24 abgesaugten Abluft.
Vor dem Eingang der Druckluftversorgungseinheit 21 ist ein Luftmengenelement 22 vorgesehen, durch das ein atmosphärischer Lufteintrag 23 in die Druckluftversorgungseinheit 23 steuerbar ist.
Die Versorgung des Faserbeschleunigungselements der Einrichtung 1 mit Druckluft geschieht ausschließlich durch die Druckluftversorgungseinheit 21, die ausschließlich durch atmosphärischen Lufteintrag 23 gespeist wird. Dadurch wird eine unerwünschte Erwärmung und Trocknung der Druckluft, mit der die Tabakfasern 4 in Richtung der Saugstrangvorrichtung 14 beschleunigt werden, weitgehend vermieden.
Atmosphärischer Lufteintrag 7a, 8a, 9a, 10a in den Fließbettraum 3 geschieht durch Nebenluftöffnungen 8, 9, 10 und die Luftöffnung 7. Der Lufteintrag 8a dient insbesondere der Kompaktifizierung des Tabakstroms. Lufteinträge 9a, 10a bewirken insbesondere eine homogene Tabakstrangformung.
Ein Luftaustrag aus dem Fließbettraum 3 geschieht ausschließlich über die Saugstrangvorrichtung 14, die ausschließlich über die Entlüftungsvorrichtung 24, 25, 26, 27 entlüftet wird. Die über die Entlüftungsvorrichtung 24, 25, 26, 27 abgesaugte Luft wird entweder in die Atmosphäre entlassen, oder einer zentralen Luftentsorgungsvorrichtung zugeführt. Sie wird jedoch nicht einem Umluftsystem zur Wiederverwendung zugeführt.
Weiterhin dargestellt in Fig. 3 ist eine Tabaksichtvorrichtung 31, in der Tabakfasern 4 von schwereren Tabakbestandteilen getrennt werden. Die Tabaksichtung geschieht beispielsweise durch seitlichen Eintrag von Druckluft in einen Tabakstrom, durch den leichte und schwere Tabakbestandteile voneinander getrennt werden. Zur Versorgung der Tabaksichtvorrichtung 31 mit Druckluft ist eine Sichtlufteinheit 33 vorgesehen, mittels deren Luft aus der Tabaksichtvorrichtung 31 entnommen und wenigstens teilweise der Tabaksichtvorrichtung 31 zum Sichten von Tabakfasern 4 wieder zugeführt wird.
Um ein zu häufiges Umwälzen der Tabaksichtluft und damit eine Erwärmung sowohl der Tabaksichtluft als auch eine Erwärmung und Austrocknung der gesichteten Tabakfasern 4 zu verringern, wird ein Teil der umgewälzten Luft abgezweigt und der Entlüftungsvorrichtung 24, 27 zugeführt und damit dem Sichtluftkreislauf entnommen.
Frische Druckluft wird der Tabaksichtvorrichtung durch die Druckluftversorgungseinheit 21 zugeführt. Die von der Druckluftversorgungseinheit 21 bereit gestellte Druckluft wird zu diesem Zweck in zwei Ströme aufgeteilt, von denen einer das Faserbeschleunigungselement in der Einrichtung 1 beschickt, während der andere über ein Luftmengenelement 30 die Versorgung der Tabaksichtvorrichtung 31 mit frischer Druckluft vorsieht.
Zum Zwecke der Steuerung oder Regelung der Frischdruckluftzufuhr an die Tabaksichtvorrichtung 31 ist eine Luftdruckmesseinheit 32 vorgesehen, die den Luftdruck in der Druckluftversorgungsleitung zwischen der Druckluftversorgungseinheit 21 und der Tabaksichtvorrichtung 31 misst. Die Messergebnisse werden zur Steuerung des Luftmengenelements 30 benutzt, um Luftdruckschwankungen in der Tabaksichtvorrichtung 31 auszugleichen, aber auch, um eine homogene Sichtung der Tabakfasern 4 von schwereren Tabakbestandteilen zu erreichen.
Die der Tabaksichtvorrichtung 31 entnommene Abluft wird der Entlüftungsvorrichtung 24, 27 zugeführt, nicht jedoch einer weiteren Verwendung. Dadurch ist erreicht, dass verbrauchte und erwärmte Luft nicht zu einer weiteren Erwärmung oder Austrocknung von Tabakfasern führen kann.
In Fig. 4 ist eine Schrägluftdüse 11 bzw. Schrägluftdüsenleiste 11 mit Schrägluftdüsenkanälen 11' als Beispiel für ein in einer erfindungsgemäßen Einrichtung 1 benutztes Faserbeschleunigungselement schematisch dargestellt. Druckluft strömt von unten in die Schrägluftdüsenkanäle 11' ein und oben in Richtung einer Saugstrangvorrichtung 14, deren Förderrichtung 15 durch einen Pfeil angedeutet ist, aus. Neben einer Bewegungskomponente auf die Saugstrangvorrichtung 14 zu besitzt der Luftstrom, der aus den Schrägluftdüsenkanälen 11' austritt, zusätzlich noch eine Bewegungskomponente in Richtung der Förderrichtung 15 der Saugstrangvorrichtung 14.
Über den an der Schrägluftdüse 11 anliegenden Luftdruck ist die Geschwindigkeit der aus den Schrägluftdüsenkanälen 11' austretenden Luft so steuerbar, dass die Luftgeschwindigkeitskomponente in Richtung der Förderrichtung 15 der Saugstrangvorrichtung 14 gleich der Fördergeschwindigkeit der Saugstrangvorrichtung 14 ist. Dadurch wird eine optimale Anhaftung von Tabakfasern 4 an der Saugstrangvorrichtung 14 erreicht.
Bei dem beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren und der beschriebenen erfindungsgemäßen Einrichtung 1 ergibt sich, dass Tabakfasern 4 in Richtung einer Saugstrangvorrichtung 14 beschleunigt und sehr gut vereinzelt werden, wobei durch einen Luftstrom Tabakfasern 4 aus einem homogenen Tabakvlies gerissen werden. Es ergibt sich eine sehr gute Tabakqualität in einem homogenen Tabakstrang.
Weiterhin entfallen das Absaugen von Abluft aus einem Wälzraum und die Verwendung eines aufwändigen Umluftsystems. Da kein Kreislauf für Düsenluft erforderlich ist, entfällt ebenfalls die Reinigung der Umluft durch einen Zyklon-Umluftreiniger. Es ergeben sich dadurch ein kleiner Bauraum mit einem einfachen Aufbau und eine signifikante Lufteinsparung durch die Weglassung von Wälzraum und Umluftsystem.

Bezugszeichenliste

1: Einrichtung
2, 2a, 2b: Fließbett
3, 3a, 3b: Fließbettraum
4: Tabakfasern
5, 5a, 5b: Nadelwalze
6, 6a, 6b: Ausschlägerwalze
7, 7a', 7b: Öffnung
7a: atmosphärischer Lufteintrag
8: Nebenluftöffnung
8a: atmosphärischer Lufteintrag
9: Nebenluftöffnung
9a: atmosphärischer Lufteintrag
10: Nebenluftöffnung
10a: atmosphärischer Lufteintrag
11, 11a, 11b: Schrägluftdüse
11': Schrägluftdüsenkanal
12: Tabakleitblech
13: Verengung
14: Saugstrang förderer
15: Förderrichtung
16, 16a, 16b: Stauschacht
17a, 17b: Leitblechgelenk
21: Druckluftversorgungseinheit
22: Luftmengenelement
23: atmosphärischer Lufteintrag
24: Entlüftungseinheit
25: Luftmengenelement
26: Luftmengenelement
27: Luftentstaubungsvorrichtung
28: Luftdruckmesseinheit
29: Luftdruckmesseinheit
30: Luftmengenelement
31: Tabaksichtvorrichtung
32: Luftdruckmesseinheit
33: Sichtlufteinheit

Claims

Verfahren zur Herstellung wenigstens eines Tabakstrangs, wobei ein Tabakfasern umfassender Tabakstrom (4) auf einem Fließbett (2) in einem Fließbettraum (3) in Richtung eines stromabwärts des Fließbetts (2) angeordneten Faserbeschleunigungselements verdichtet wird, so dass sich ein Vlies bildet, und wobei sämtliche in den Fließbettraum (3) eingetragene Luft über einen Saugstrangförderer (14) abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern des Tabakstroms im Wirkbereich des Faserbeschleunigungselements in Richtung des Saugstrangförderers (14) beschleunigt werden, wobei das Beschleunigen im Wirkbereich des Faserbeschleunigungselements mittels eines ersten durch das Faserbeschleunigungselement erzeugten Luftstroms geschieht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung des Tabakstroms (4) durch Abbremsen auf dem Fließbett (2) geschieht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Beschleunigen mittels des ersten Luftstroms die Fasern des Tabakstroms (4) vereinzelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschleunigen der einzelnen Fasern mittels des ersten Luftstroms im Wesentlichen in Richtung des Saugstrangförderers (14) geschieht, insbesondere unter Verwendung einer Düse (11).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Luftstrom durch eine Druckluftversorgungseinheit (21) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Luftstrom vorgesehen ist, der im Wesentlichen zwischen den zugeführten Fasern oder dem Vlies und einer Wandung des Fließbettraums (3) strömt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Luftstrom durch Lufteintrag aus der Atmosphäre (8a) gespeist wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Luftstrom stromabwärts des Faserbeschleunigungselements vorgesehen ist, der im Wesentlichen zwischen den beschleunigten Fasern und einer Wandung des Fließbettraums (3) strömt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Luftstrom durch Lufteintrag aus der Atmosphäre (9a, 10a) gespeist wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die in Richtung des Saugstrangförderers (14) beschleunigten Tabakfasern durch eine Verengung (13) auf den Saugstrangförderer (14) befördert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabakstrom (4) aus gesichtetem Tabak besteht.
Einrichtung (1) zur Herstellung wenigstens eines Tabakstrangs, umfassend ein Fließbett (2) in einem Fließbettraum (3), einen Saugstrangförderer (14) und ein stromabwärts des Fließbetts (2) angeordnetes Faserbeschleunigungselement, wobei die in den Fließbettraum (3) eingetragene Luft ausschließlich über den Saugstrangförderer (14) austragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserbeschleunigungselement zur Erzeugung eines Luftstroms zur Beschleunigung von Tabakfasern eines Tabakstroms in Richtung des Saugstrangförderers (14) ausgebildet ist.
Einrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserbeschleunigungselement als Luftdüse (11), insbesondere als Schrägluftdüse oder Düsenleiste, ausgebildet ist.
Einrichtung (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Fließbett (2) abschnittsweise mit einem in Richtung auf das Faserbeschleunigungselement (14) zu abnehmenden Gefälle zur Abbremsung eines auf das Fließbett (2) bringbaren Tabakstroms (4) ausgestaltet ist.
Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Nebenluftöffnung (8) stromaufwärts des Faserbeschleunigungselements vorgesehen ist.
Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Nebenluftöffnung (9, 10) stromabwärts des Faserbeschleunigungselements vorgesehen ist.