EP2636322B1 - Vorrichtung zum Einlegen eines oder mehrerer Objekte in eine Filterkomponente eines Tabakstocks und Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie - Google Patents

Vorrichtung zum Einlegen eines oder mehrerer Objekte in eine Filterkomponente eines Tabakstocks und Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie Download PDF

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EP2636322B1
EP2636322B1 EP13157892.4A EP13157892A EP2636322B1 EP 2636322 B1 EP2636322 B1 EP 2636322B1 EP 13157892 A EP13157892 A EP 13157892A EP 2636322 B1 EP2636322 B1 EP 2636322B1
Authority
EP
European Patent Office
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objects
capsules
delivery
filter material
wheel
Prior art date
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EP13157892.4A
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EP2636322A2 (de
EP2636322A3 (de
Inventor
Shawn Henley
Robert Amiss
Wilfried Hoffmann
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Koerber Technologies GmbH
Original Assignee
Hauni Maschinenbau GmbH
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Publication date
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Application filed by Hauni Maschinenbau GmbH filed Critical Hauni Maschinenbau GmbH
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/02—Manufacture of tobacco smoke filters
    • A24D3/0204—Preliminary operations before the filter rod forming process, e.g. crimping, blooming
    • A24D3/0212—Applying additives to filter materials
    • A24D3/0216—Applying additives to filter materials the additive being in the form of capsules, beads or the like

Definitions

  • the invention relates to a device for inserting one or more objects into a filter component of a tobacco rod, comprising at least one storage device for storing a plurality of objects, at least one insert wheel for inserting the objects into at least one filter material band and at least one accelerator chamber for transferring the objects from the at least one a storage device to the at least one loading wheel, as well as a machine of the tobacco processing industry.
  • This patent application generally relates to apparatus and methods for making tobacco products. More particularly, this patent application relates to devices and methods for loading objects, such as capsules or balls, into the filter component of the tobacco product.
  • WO 2010/107756 describes an apparatus and associated method of forming a strand for use in the manufacture of cigarette filter elements.
  • An endless supply of a filter material is formed by a strand forming unit into a filter strand.
  • An object insertion unit is configured to insert a majority of first objects and a majority of second objects into the filter strand.
  • a strand subunit is configured to subdivide the filter strand into a plurality of filter strand sections at predetermined intervals along its longitudinal axis such that each filter strand section comprises at least a first object and a second object disposed therein, the first objects being from the second objects differ.
  • Prior art devices typically are capable of operating at slower speeds than the desired strand speeds, for example, at maximum strand speeds of about 85 meters per minute.
  • the object of the present invention is to provide an apparatus and a method for reliable insertion of one or more objects into a filter component of a tobacco rod at high production speed.
  • the object is achieved by a device for inserting one or more objects into a filter component of a tobacco rod, comprising at least one storage device for storing a plurality of objects, at least one insert wheel for inserting the objects into at least one filter material band and at least one accelerator chamber for transferring the objects from the at least one storage device to the at least one loading wheel, the at least one accelerator chamber having a vortex chamber with a periphery and a peripheral opening, at least one air source accelerating the objects around the circumference of the at least one vortex chamber, and a dispensing drum rotating about the vortex chamber; wherein the dispensing drum has dispensing openings which are movable in alignment with the circumferential opening in the periphery of the vortex chamber, wherein the dispensing openings receive the objects through the peripheral opening in the periphery of Vortexhunt and de objects to de m transferred at least one insert wheel.
  • the device preferably further comprises at least one outer guide ring and at least one inner guide ring, wherein the circumferential opening in the periphery of Vortexhunt between the at least one outer guide ring and the at least an inner guide ring is arranged.
  • the device further comprises at least one shield covering the peripheral opening between the at least one outer guide ring and the at least one inner guide ring over a portion of the circumference of the at least one vortex chamber.
  • the at least one outer guide ring and / or the at least one inner guide ring has or have a chamfer which is or are inclined to the discharge openings in the delivery drum.
  • the at least one outer guide ring and the at least one inner guide ring form a chicane in a transmission region, wherein the chicane is aligned with the discharge openings in the delivery drum.
  • the device advantageously comprises at least one blast air jet in the vicinity of the chicane, wherein the at least one blast air jet is adapted to divert the objects to the at least one insert wheel.
  • the apparatus further comprises at least one guide extending around a portion of the at least one dispensing drum and covering the dispensing openings, the at least one guide holding the objects in the dispensing openings.
  • the dispensing drum advantageously has an outer diameter
  • the at least one guide has an inner diameter which is located at a distance from the outer diameter of the at least one dispensing drum, wherein the at least one guide comprises a ramped portion, the one has enlarged inner diameter, increasing the distance between the outer diameter of the at least one dispensing drum and the ramped portion.
  • the dispensing openings may have a dispensing opening diameter, wherein a portion of the at least one guide superposing the dispensing openings has a guide width that is less than the dispensing opening diameter.
  • the apparatus further comprises at least one delivery tube extending from the at least one storage device to the vortex chamber, the at least one delivery tube having a chamfered opening into the vortex chamber, and the chamfered opening being inclined with respect to the vortex chamber to collect the objects in the vortex chamber Substantially in the same path as the air source flowing into the vortex chamber.
  • the apparatus may advantageously further comprise at least one pneumatic cylinder adapted to lift the at least one insert wheel into a position out of contact with the at least one filter material band.
  • the at least one loading wheel comprises a plurality of pockets, each pocket being adapted to support one of the objects, being received between approximately one quarter and one half of the volume of the object in the pocket, and the remainder of the volume of the article Object protruding from the bag.
  • the device may further comprise a grooved portion in communication with each pocket, wherein the grooved portion has a substantially cross-shaped cross-section.
  • a bag is understood in particular to be an object seat, for example a depression which can be absorbed by the intake air.
  • the apparatus further comprises at least one first finger compressing the at least one filter material band into a substantially cylindrical shape, the at least one insert wheel loading the objects into the at least one filter material band, at least one second finger forming at least a second one Squeezing the filter material band into a substantially cylindrical shape, wherein the at least one first finger and the at least one second finger are configured to guide the first and second filter material bands along substantially parallel paths, and at least one second insertion pad containing objects from at least one second accelerator chamber receives and inserts the objects in the at least one second filter material band.
  • a finger is understood in this context as an inlet finger.
  • the present invention relates to devices and methods that can be used to insert objects into a smoking article, such as those described in International Patent Applications Nos. 4,194,399 and 5,622,744.
  • WO 2010/107756 A1 and WO 2010/055120 A1 described apparatus the entire contents of which are incorporated herein by reference.
  • the devices and methods of the present invention can be used to insert objects into a component of a smoking article, such as the filter material.
  • the objects may be beads, capsules or pellets, but other types of objects are also possible.
  • the objects can be used, for example, to improve the sensory properties of cigarette smoke.
  • the objects may be used as a carrier to add flavor or other substances to the mainstream smoke.
  • Exemplary filter material types associated with the present invention can be used include cellulose acetate tattoos, cellulose acetate tissue accumulated, polypropylene tare, accumulated paper, disintegrated tobacco fibers, and the like.
  • the object insertion device 10 may be positioned in front of (in FIG. 1 right) of a conventional bar-forming unit (not shown).
  • Filter material may be processed using a filter material processing unit 12 (eg, a transport nozzle) and passed through the rod forming unit to form a strand.
  • the object loading device 10 may be associated with the filter material processing unit 12 and / or the rod forming unit to incorporate one or more objects within the strand length of the filter material or filter strand.
  • the filter strand may then be subdivided into a plurality of strand sections using a strand cutting device (not shown) in each of which at least one object is located.
  • the strand sections may be collected for further processing in a collection device, such as a tray, a rotary drum, a conveyor system, or the like.
  • the strand sections can then be transported directly to a cigarette making machine.
  • a collection device such as a tray, a rotary drum, a conveyor system, or the like.
  • the strand sections can then be transported directly to a cigarette making machine.
  • Various aspects of the object loader 10 described in this document allow operation at a higher speed than prior art object loaders.
  • the filter material processing unit 12 may meter an endless belt of the filter material (eg, filter tow) from a pair of feed rollers 14a, 14b to a pick roller 16 associated with the object loader 10.
  • the pick roller 16 a Have circumferential profile that pre-folds the filter material band to better allow the insertion of objects.
  • the pick roller 16 may have a substantially C-shaped, U-shaped or V-shaped circumferential profile that bends and folds the filter material as it passes over the pick roller 16.
  • other configurations are possible.
  • Pick roller 16 may deliver the filter material to a tow guide 18, and then to a downstream finger 20, as best shown in FIG Figures 2 . 5 and 6 you can see. Upon exiting the finger 20, the filter material passes through the remainder of the bar-forming unit (not shown). Further details of the tow guide 18 and the finger 20 will be discussed in detail below.
  • the object insertion device 10 may include a storage device 22, such as one or more magazines, that stores a plurality of the objects to be inserted into the filter material.
  • the objects may be substantially spherical and referred to as capsules, but other shapes and configurations are possible.
  • capsules the items in this document are generally referred to as "capsules.”
  • the storage device 22 may deliver the capsules to one or more delivery chambers 24, 26, which in turn supply the capsules to first and second delivery wheels 28, 30.
  • the feed chamber 24 and / or the feed chamber 26 comprises a "one-level" feed chamber which supplies only a single capsule level to the periphery of the respective discharge wheels 28,30.
  • the capsules that pass through the "one-level" delivery chamber may be limited to an assembly that is multiple capsules high and several capsules deep, but only a single capsule wide.
  • storage device 22 may deliver the capsules to a delivery chamber, rather than two as shown, and the delivery chamber may in turn deliver the capsules to a single or multiple delivery wheels.
  • the storage device 22 and / or the delivery chambers 24, 26 may include vibrators or similar devices that help move the capsules from the storage device 22 to the delivery wheels 28, 30.
  • the dispenser wheels 28, 30 each have an outer periphery 28a, 30a, a portion of which is in contact with the lower exit openings 24a, 26a of the respective feed chambers 24, 26.
  • the outer peripheries 28a, 30a may each define a set of delivery pods 32, 34 distributed equidistantly about the respective outer peripheries 28a, 30a.
  • the delivery pods 32, 34 are adapted to receive the capsules from the lower exit ports 24a, 26a of the delivery chambers 24, 26 and to at least partially transport the capsules within the delivery wheels 28, 30.
  • Dispenser pockets 32, 34 may be substantially cylindrical in shape and may have a diameter and sufficient depth to accommodate all or a portion of the respective capsules. In the case of a cylindrical shape, the pockets may have a depth and a diameter equal to or slightly greater than the diameter of the respective capsules to ensure precise positioning of the capsules within the pockets.
  • the delivery pods 32, 34 may be square, rectangular, conical, or other shapes known in the art, provided that the pockets may securely all or part of the respective capsules and pick up and transport precisely.
  • a vacuum source (not shown) may be applied to the pockets 32, 34 to assist in the transfer of the capsules from the delivery chambers 24, 26 and / or to assist in holding the capsules within the pockets 32, 34 once they are there are.
  • the device 10 may include intermediate gears 36, 38 that receive capsules transmitted from the dispensing wheels 28, 30.
  • the idler gears 36, 38 may each define an outer periphery 36a, 38a, each of which may include a set of idler pockets 40, 42 equally spaced about the respective outer catches 36, 38a.
  • the idler pockets 40, 42 are adapted to receive the capsules from the dispenser wheels 28, 30 and to at least partially transport the capsules within the idler gears 36, 38.
  • the idler pockets 40, 42 may be substantially the same as the aforementioned dispenser pockets 32, 34 and will not be further described in this document.
  • a vacuum source (not shown) may be applied to the idler pockets 40, 42 to aid in the transfer of the capsules from the donor bumpers 32, 34 to the idler pockets 40, 42 and / or while holding the capsules within the idler pockets 40, 42 help once they are there.
  • a first transfer guide 44 may be located between the first donor wheel 28 and the first idler 36.
  • a second transfer guide 46 may be located between the second donor wheel 30 and the second idler 42.
  • the transfer guides 44, 46 may aid in the transfer of capsules between the delivery pods 32, 34 and the idler pockets 40, 42, respectively.
  • the first transfer guide 44 covers or blocks a portion of the first idler pockets 32, and a portion of the first donor pods 40, until or just before a delivery bucket pocket 32 comes into contact with a respective idler pocket 40.
  • the second transfer guide 46 may have a similar arrangement.
  • the vacuum source that is normally applied to the dispenser pockets 32, 34 may be turned off and / or replaced with a blast air jet discharged from the covered dispenser pockets 32, 34 .
  • the blower air jet may drive the pod out of the delivery pusher and into the idler pocket 40, 42, which is in contact with it at the time.
  • the transfer guides 44, 46 may allow the blast air jet that blows the capsules out of the pockets to be applied earlier than if there were no transfer guides 44, 46 without the risk of prematurely dispensing the capsules from the donor pockets 32, 34 become. Accordingly, the speed and consistency with which the capsules are transferred from the delivery cycle pockets 32, 34 to the intermediate wheel pockets 40, 42 can be improved.
  • the device 10 may include a loading pad 50 which receives capsules from the intermediate wheels 36, 38 and inserts them into the filter material band, for example, as it passes through the finger 20 of the bar forming unit.
  • the insert wheel 50 may include an outer periphery 50a having a plurality of inserter pommels 52 symmetrically or asymmetrically distributed about the outer perimeter 50a.
  • the Einlegeradtaschen 52 at least partially receive the capsules and carry them on the loading wheel 50, as described in more detail below.
  • a vacuum source (not shown) may be applied to the inserter bump pockets 52 to assist in transferring the capsules from the idler pockets 40, 42 to the inserter bump pockets 52 and / or to help hold the capsules within the inserter bump pockets 52 once there are.
  • the delivery wheels 28, 30 may operate at a relatively slow speed (e.g., as measured at the outer peripheries 28, 30) to ensure consistent transfer of the capsules from the delivery chambers 24, 26 to the respective delivery pods 33, 34.
  • the loading wheel 50 can simultaneously insert the capsules into the filter material at a high feed rate.
  • An increase in pitch and an increase in speed may occur upon transfer from the donor wheels 28, 30 to the intermediate wheels 36, 38.
  • the first and second idle gears 36, 38 may rotate faster than the respective dispenser wheels 28, 30.
  • the idler pockets 40, 42 may be disposed at a greater pitch than the dispenser sprockets 32, 34.
  • Faster speeds may be provided by alternately transferring capsules from the first and second idler pockets 40, 42 to the inserter dart pockets 52.
  • an idler pocket 40 in the first idler 36 may transfer a capsule to a loader pocket 52
  • an idler gear pocket 42 in the second idler 38 may transfer a capsule to the directly next loader pocket 52, and so on.
  • a pitch magnification and / or speed increase may or may also occur upon transfer from the intermediate wheels 36, 38 to the loading wheel 50.
  • the first intermediate gear 36, the second intermediate gear 38 and the loading wheel 50 may rotate at substantially the same speed, although other configurations are possible.
  • the insert wheel 50 could alternatively rotate faster or slower than the first and second idler wheels 36, 38.
  • one embodiment of the object loader 10 When used to form 108 mm filter rods having four capsules per filter, one embodiment of the object loader 10 employing the aforementioned parameters resulted in a machine speed of approximately 216 meters of filter material per minute for a production of 2000 filters per minute Minute (8000 capsules per minute). Other parameters may be used than those described above.
  • FIGS. 1 to 3 In the non-inventive apparatus shown having two dispensing wheels 28, 30 and two intermediate wheels 36, 38, alternative devices may be a single dispensing wheel and / or have a single intermediate. Similarly, alternative embodiments may include more than two dispenser wheels and / or more than two idler wheels. In addition, while the in FIGS. 1 to 3 embodiment shown comprises two feed chambers 24, 26, a single feed chamber or more than two feed chambers are used.
  • a portion of a liner pad 50 is shown in detail that includes a liner pocket 52.
  • the object loading device 10 may be configured to work with a capsule C having a predetermined shape and a predetermined volume.
  • a capsule C having a predetermined shape and a predetermined volume.
  • the invention will be described in connection with a spherical capsule C, but other forms and sizes of capsules are possible, as previously mentioned.
  • the inserter pocket 52 may hold the capsule C such that a portion C1 of the capsule C, for example between about a quarter and about one-half of the capsule volume, is seated within the pocket 52 the remainder C2 of the capsules C protrude from the pocket 52 over the outer periphery 50a of the loading pad 50.
  • the loading wheel 50 can manually insert the capsule substantially to its desired position within the filter material without resorting to forced air to "shoot" the capsule C out of a deep pocket and into its desired position, resulting in greater control and accuracy in the placement of the capsule C leads and / or higher operating speeds allowed.
  • the inserter pocket 52 for cylindrical capsules C may be formed as a portion of a sphere.
  • the insertor pocket may comprise a majority of individual surfaces that contact and support different points on the surface of the capsule C (eg, a cylindrical pocket may be sized to receive and support a portion of a spherical capsule C).
  • inserter pockets 52 are configured to receive and support approximately one-third of the total volume of capsule C with the remainder of each capsule volume protruding from inserter pocket 52 and over the outer perimeter 50a of the inserter pad. Additional details regarding the inserter bumpers are Figures 23A and 23B and the corresponding description.
  • the loading wheel 50 inserts the capsules C directly into the finger 20 of the bar-forming unit.
  • the finger 20 may include a substantially conically shaped wall which compresses the filter material band as it is pulled by the finger 20, thereby causing the filter material to assume a cylindrical shape.
  • a slot 60 may extend through the conical wall along the direction of travel of the filter material, and a portion of the insert pad 50 may extend through the slot 60 into the interior of the finger 20.
  • the insert wheel 50 can deposit the capsule C directly in the filter material when compressed by the finger 20. By placing the capsule C in the filter material as close to the strand forming point as reasonably possible, the capsule C can maintain its desired position within the filter material.
  • the inserter pocket 52 may remain in contact with the capsule C and positively support it until the capsule C has been almost or completely moved to the desired position within the filter material.
  • the conical wall of the finger 20 defines an inner diameter D at the point where the capsules C are to be inserted into the filter material, and the finger 20 can form the filter material to have substantially the same diameter at the point.
  • the inserter wheel 50 and inserter pocket 52 can actively support the capsule C until the inserter pad 50 positions the capsule C at a depth Y within the finger 20, shown in FIG FIG.
  • the depth Y may be substantially half of the diameter D of the finger 20, thereby causing the capsule C to be deposited substantially centrally in the filter material, although other configurations are possible.
  • the vacuum normally applied to the inserter bumpers may optionally be switched to a short burst of positive pressurized air, for example, to accelerate the release of the capsule C from the respective inserter bum pocket 52.
  • the linear velocity of the outer perimeter 50a of the inserter 50, and thus the inserter pocket 52, may be greater than the linear velocity of the filter material through the finger 20. This arrangement may result in greater accuracy in the placement of the capsules C in the filter material.
  • a tow guide 62 and a rod-shaped plow 64 may be disposed in front of the finger 20.
  • the tow guide 62 may define a substantially conical or substantially cylindrical interior.
  • the plow 64 may extend longitudinally within the tow guide 62 and, together with the plow 64, preforming or prefolding the filter material into a substantially C-shape or U-shape prior to entering the finger 20.
  • the insert wheel 50 may insert the capsule C through the opening in the C-shaped or U-shaped filter material and into the approximate center of the pleated filter material.
  • the pleated filter material can more reliably hold the capsule C in its desired position within the filter material and in the resulting filter.
  • the position of the plow 64 relative to the tow guide 62 may be adjusted, for example, along the longitudinal axis of the tow guide 62.
  • FIGS. 7 to 9 an object insertion device, also not according to the invention, is shown.
  • the object insertion device 110 differs FIGS. 7 to 9 from the object loading device 10 of FIGS. 1 to 6 only in the structure and function of feeding the objects (eg, capsules) from the storage device 122 to the loading wheel 150. Accordingly, for ease of explanation, the discussion of structures and functions that are the same or substantially similar to the embodiment of FIG Figures 1-6 are not repeated.
  • the object loader 110 may generally include first and second gravity feeders 170, 172 that deliver the capsules from the storage device 122 to first and second accelerator chambers 174, 176, respectively.
  • first and second gravity feeders 170, 172 that deliver the capsules from the storage device 122 to first and second accelerator chambers 174, 176, respectively.
  • pushers, valves, or other metering devices may be used to meter the capsule flow from the storage device 122 to each of the first and second accelerator chambers 174, 176, as would be understood by those skilled in the art will be apparent from this description.
  • FIG. 7 In the apparatus shown in Figure 2, having two gravity feeders 170, 172 and two accelerator chambers 174, 146, alternative embodiments employ only a single gravity feeder and a single accelerator chamber, or alternatively, more than two gravity feeders and more than two accelerator chambers.
  • first and second accelerator chambers 174, 176 and the inserter wheel 150 are shown in more detail.
  • the first and second accelerator chambers 174, 176 may be adapted to accelerate the capsules C to a speed substantially equal to the linear velocity of the periphery 150a of the inserter 150 and thus the inserter bumpers (not shown) to operate at high speeds Speeds to allow a reliable and consistent transfer of the capsules C to Einlegeradtaschen.
  • the first and second accelerator chambers 174, 176 may alternately supply a capsule C to alternating pockets 152 in the loading wheel 150.
  • the first and second gravity feeders 170, 172 may provide continuous supply of the capsules C to the interior of the first and second accelerator chambers 174, 176, respectively, through input ports 178, 180.
  • Each accelerator chamber 174, 176 defines an inner peripheral surface 182, 184 shown in FIG FIG. 9 , In the embodiment of Figures 7 to 9, the inner peripheral surfaces 182, 184 are substantially circular, but other shapes are possible, for example elliptical.
  • the inner peripheral surfaces 182, 184 may define webs 182a, 184a that guide the capsules C about the inner peripheral surfaces in a predetermined pattern.
  • a plurality of air jets 186, 188 act on the capsules C located in the tracks 182a, 184a to accelerate the capsules C about the inner peripheral surfaces 182, 184 within the tracks 182a, 184a, respectively, until the capsules C reach a linear velocity. which is substantially equal to the linear velocity of the inserter bump pockets (not shown) on the inserter wheel 150.
  • each accelerator chamber 174, 176 may include an exit 190, 192 (eg, an elongated slot through the peripheral surfaces 182, 184) that is along the tracks 182a, 184a.
  • a portion of the outer periphery 150a of the loading pad 150 may extend through each exit 190, 192.
  • the webs 182a, 184a may be configured to guide the capsules C about the inner peripheral surfaces 182, 184 under the force of the air nozzles 186, 188 until the capsules C reach the respective exit 190, 192.
  • the capsules C may have the same or a similar linear velocity as the outer periphery 150a of the loading wheel 150 and will merge into an inserter pocket (not shown) on the loading wheel 150.
  • the vacuum force applied to the inserter pocket may aid in the transfer and retention of the capsule C in the inserter pocket.
  • a brush (not shown) may be located in the interior of each accelerator chamber 174, 176 at the trailing edge 190a, 192a of each exit 190, 192 to aid in the transfer of the capsules C to the inserter bumpers.
  • air nozzles 194, 196 may direct an air curtain at each exit 190, 192, respectively, about the respective exit 190, 192 protect and / or blow off additional capsules C which may erroneously pass through the exit 190, 192.
  • FIG. 10 a further non-inventive object insertion device is shown.
  • the object loader 210 differs from FIG. 10 from the in FIGS. 7 to 9
  • the object insertion device 110 shown primarily comprises two or more substantially parallel insertion wheels 250a, 250b and associated delivery components mounted on a common base.
  • the arrangement of substantially parallel insert wheels 250a, 250b allows capsules to be inserted into two or more substantially parallel filter material bands.
  • non-parallel embodiments are also possible. Accordingly, for ease of explanation, the discussion of structures and functions that are the same or substantially similar to the embodiment of FIG Figures 1 - 9 are not repeated. While the concept of an integrated object loading device for inserting capsules into two or more substantially parallel filter material bands in this document with respect to the device of FIGS. 7 to 9 The same multi-row feature can be applied to all embodiments of an object insertion device described in this document.
  • each inserter wheel 250a, 250b may include insertor pockets 252a, 252b adapted to support a capsule C such that a portion of the capsule C, for example, between about a quarter and about one half of the capsule volume, located inside the pocket 252a, 252b, with the remainder of the capsule C projecting from the pocket 252a, 252b over the outer periphery of the respective loading pad 250a, 250b, as previously described in this document.
  • Insertor pockets 252a, 252b may be configured to receive and support approximately one-third of the total volume of capsule C with the remainder of each capsule volume protruding from inserter pocket 252a, 252b and over the perimeter of respective inserter pad 250a, 250b.
  • the insert wheels 250a, 250b may, for example, load the capsules C into substantially parallel filter material bands that are transported by substantially parallel fingers 220a, 220b.
  • the fingers 220a, 220b may have the same or similar configurations as the finger 20 previously described and, for example, in FIGS. 1 . 2 . 5 and 6 is shown.
  • Each insert wheel 250a, 250b may be supplied with capsules from one or more accelerator chambers.
  • an upper accelerator chamber 276a and a lower accelerator chamber 274a may feed the infeed wheel 250a
  • an upper accelerator chamber 276b and a lower accelerator chamber 274b may feed the infeed wheel 250b, as in connection with FIG FIGS. 7 to 9 shown.
  • the insert wheels 250a, 250b may be supplied with capsules of substantially parallel arrangements of the dispensing wheel 28, dispensing wheel 30, intermediate wheel 36 and intermediate wheel 38, for example as in connection with FIG FIGS. 1 to 3 shown.
  • a single magazine may supply capsules to all of the substantially parallel insert wheels 250a, 250b.
  • a separate magazine may supply capsules to each of the loader wheels 250a, 250b or a subassembly of the loader wheels.
  • the object loading device 210 is not limited to two substantially parallel arrangements of the insert wheels 250a, 250b, as in FIG FIG. 10 Alternatively, for example, it may have as many substantially parallel configurations as desired, for example, to cope with production output needs.
  • the structures and operations discussed above may be used in methods to insert one or more objects into a filter component of a tobacco stalk, as will be apparent to those skilled in the art based on this description.
  • the structures and modes may be used to insert the objects into a single filter material band, or alternatively, into a plurality of substantially parallel bands.
  • the structures and operations described in this document may result in a significant increase in speed and reliability as compared to prior art devices and methods.
  • FIGS. 1 to 6 The above apparatus has been operated with the parameters listed in Table A above to form a single row of 108 mm filter rods having four capsules per filter at a speed of approximately 216 meters of filter material per minute per row (ejection of 2000 filters per second) Minute) and with high consistency and reliability.
  • the ejection speed is dramatically faster than is possible with prior art machines, typically limited to speeds of about 80 meters per minute, to reliably produce similar filter rods.
  • One skilled in the art will recognize from this description that the parameters listed in Table A can be varied to provide similarly high ejection rates. to prepare filter rods having different configurations.
  • FIGS. 11 to 15 show an embodiment of an object insertion device according to the invention.
  • the object loading device 310 differs FIGS. 11 to 15 from the object loading device 210 of FIGS. 7 to 9 primarily in the structure and function of the first and second accelerator chambers 374, 376 and the manner in which they provide capsules to the infeed wheel 350. Accordingly, for ease of explanation, the discussion of structures and functions that are the same or substantially similar to the embodiment of FIGS. 7 to 9 are not repeated.
  • FIG. 13 shows the first accelerator chamber 374 at various stages of disassembly.
  • the second accelerator chamber 376 may have the same or substantially similar structure as the first accelerator chamber 374.
  • the accelerator chamber 374 may comprise a combination of rotating and non-rotating parts.
  • the accelerator chamber 374 may include a base 301 that is stationarily mounted on the object loader 310, for example, attached to the backplate 303 (see FIGS. 11 and 12) of the object loader 310.
  • Outer and inner guide rings 305a, 305b may be fixedly mounted to the base plate 303, for example using screws or other fasteners.
  • a cover plate 307 may be secured to the outer guide ring 305a using, for example, screws or other fasteners to form a substantially enclosed vortex chamber, which will be described in more detail in connection with Figs FIG. 14 is described.
  • the accelerator chamber 374 may also include a dispensing drum 309 which rotates with respect to the aforementioned stationary components (for example under the force of a drive motor as described later) to supply capsules to the loading wheel 350.
  • FIG. 13A FIG. 14 is a detailed view of one embodiment of the guide rings 305a, 305b and will be described in more detail later.
  • FIG. 14 is a transverse cross-sectional view of the accelerator chamber 374 showing the non-rotating components.
  • FIG. 15 FIG. 12 is a transverse cross-sectional view of the accelerator chamber 374 showing both the non-rotating and rotating components.
  • the base 301, the guide rings 305a, 305b and the cover plate 307 form a vortex chamber 311 about which the capsules rotate, for example under the force of forced air supplied from the chamber 313 through the openings 315.
  • the forced air rotates the capsules within the vortex chamber 311 at between about 150 and about 300 meters per minute, more specifically at about 230 meters per minute, but other speeds are possible.
  • the capsules in the vortex chamber 311 may be intercepted by a shield 317, such as a shielding plate, which defines the space between the guide rings 305a Covering 305b.
  • a shield 317 such as a shielding plate
  • a transfer region 319 of the vortex chamber 311 may be uncovered by the shield plate, thereby allowing the capsules to escape from the vortex chamber 311 between the guide rings 305a, 305b.
  • the transfer region 319 may be about 60 ° to about 110 ° of the circumference of the vortex chamber or more specifically, about 90 ° of the circumference of the vortex chamber.
  • FIG. 15 is similar to that FIG. 14 except that the rotary dispensing drum 309 is added.
  • the dispensing drum 309 can rotate under the force of a drive mechanism 321, such as a drive motor, whose output shaft is coupled to a hub mechanism 323 connected to the dispensing drum 309, but other drive structures are possible.
  • the capsules exiting the vortex chamber 311 via the transfer area 319 are displaced into delivery pockets 325 (eg, holes) in the rotary dispensing drum 309 (see also Figs FIG. 16 ).
  • delivery pockets 325 eg, holes
  • the capsules in the delivery pods 325 Prior to transfer to the loading wheel 350, the capsules in the delivery pods 325 are held by a guide 327 (shown in FIG Figures 12 and 15 ) that covers the dispensing pods 325 until or just before the capsules are transferred to the pockets in the loading wheel 350.
  • the outer and inner guide rings 305a, 305b may include beveled surfaces 331a, 331b.
  • the chamfered surfaces may be inclined at between about 30 ° and about 60 ° with respect to the horizontal, for example by about 45 degrees.
  • the chamfered surfaces 331a, 331b may help to guide the capsules into alignment with the delivery pods 325.
  • the accelerator chambers 374, 376 and, more particularly, the dispensing drums 309 are shown in position relative to the loading wheel 350.
  • the dispensing drums 309 may rotate at approximately half the speed of the loading wheel 350.
  • the capsules that are in the Delivery drums 309 are held by guides 327, transferred to the Einlegeradtaschen 352.
  • the loading wheel 350, inserter pocket 352 and associated structures and functions may be the same or similar to those described in connection with previous embodiments.
  • the loading wheel 350 and / or the accelerator chambers 374, 376 may be mounted to the object loader using quick release mechanisms such as levers, thumbscrews or cams. The quick release mechanisms may allow the wheels to be released and subsequently rotated and or axially slid to allow alignment and / or registration of the accelerator chamber 374, 376 with the loader wheel 350.
  • the capsules may be supplied to the accelerator chambers 374, 376 from the storage chamber 322 using a combined airlock and metering unit and delivery tubes 370, 372.
  • the feed tubes 370, 372 may deliver the capsules to the accelerator chambers 374, 376 through openings 355, shown in FIG. 16
  • the apertures 355 may include a chamfer that directs the capsules into the vortex chamber 311 in or about the same path as the air flow passing through the chamber.
  • a sensor may be located in the vortex chamber 311, which senses the amount of capsules in the chamber and controls the storage chamber 322 to deliver capsules to the vortex chamber 311 when the level sensed by the sensor falls below a predetermined level.
  • FIG. 16 shows the discharge drum 309 away from the accelerator chamber 374, exposing the output shaft 329 of the drive mechanism 321 and the hub mechanism 323 connected to the discharge drum 309.
  • embodiments of the guide rings 305a, 305b may include a baffle region.
  • the guide rings 305a, 305b guide the capsules into the delivery pods 325. Once a capsule in one of the delivery pods 325 is fed to the loading wheel 350, a capsule in the vortex chamber 311 may subsequently enter the now clear pocket 325.
  • the baffle area 333 prevents this from happening unintentionally.
  • the circumferential opening between the guide rings 305a, 305b is out of register with the dispensing pods 325 in the dispensing drum 309.
  • the baffle area 333 which may substantially coincide with the transfer area 319, laterally deflects the capsules into alignment with the dispensing pods 325. This arrangement prevents a capsule from entering a dispenser pocket 325 at substantially the same time as the previous capsule is transferred to the loading wheel 350 and the subsequent second capsule is fed to the loading wheel 350. This may prevent inadvertent misfeeding of an additional capsule to the loading wheel 350.
  • one or more blown air jets 351 may be ejected from the guide ring (s) in the vicinity of the chicane 333, the air being blown out perpendicular to the circumference of the rings.
  • the blast air jets may help to redirect the capsule from movement, which is generally tangential to the circumference of the dispensing drum 309, into a movement that is generally perpendicular to the circumference, thereby enabling faster transfer to the loading wheel 350.
  • the guide 327 has a ramped area in front of the transfer point T (see FIG. 12 ).
  • the distance between the outer circumference of the dispensing drum 309 and the inner periphery of the guide 327 may normally be about 0.2 mm.
  • the guide may have a ramped surface 353 (eg, increase in inside diameter) to increase the distance from the outer circumference of the delivery drum 309 , eg up to 3 mm.
  • a capsule in the dispensing drum 309 may travel along the ramped surface 353 and ascend gradually high from the dispenser bucket 325 as it reaches the transfer point T, thereby ensuring a smooth and gradual transition of the capsule from the dispensing drum 309 to the inserter bucket 352 ,
  • FIG. 17 an alternative embodiment of the guide 327 is shown, wherein the guide 327 in total or a portion of the guide 327 has a width which is slightly smaller than the diameter of the delivery bumps 325.
  • the dispenser pockets 325 have a diameter of about 4 mm
  • the guide 327 may have a width of about 3 mm.
  • the gap between the lateral sides of the guide 327 and the outer diameter of the delivery pods 325 may allow air to pass between the delivery drum 309 and the guide 327, which may be in close vertical proximity to each other (eg, separated by a gap of approximately zero) , 2 mm).
  • the guide as a whole or a portion of the guide 327 may have a total width that is approximately 0.5 mm to 2.0 mm less than the width of the corresponding discharge pockets 325.
  • FIGS. 18 to 20 show a further non-inventive object insertion device according to a fifth embodiment.
  • the object loading device 410 differs from that in FIG FIGS. 11 to 17
  • the object insertion device 310 according to the invention shown mainly in the structure and function of the storage chamber 422 and the capsule-feeding mechanism.
  • the object loader 410 includes a single accelerator chamber 474, rather than two in the embodiment of the present invention.
  • the discussion of structures and functions that are the same or substantially similar to the embodiment of FIGS. 11 to 17 are not repeated.
  • a bridge 465 may separate the magazine 463 into an upper compartment 463a and a lower compartment 463b.
  • the upper compartment 463a may be sized to hold between about 3kg and about 4kg of capsules
  • the lower compartment 463b may be sized to hold between about 200g and about 400g of capsules, however, other capacities are possible.
  • the bridge 465 may include a hole (not visible) that is slightly larger than the capsule size (eg between about 8 mm and 12 mm in diameter, for example about 11.5 mm) for feeding capsules to the lower compartment 463b.
  • the bridge 465 may serve as a restrictor to control the flow rate of the capsules into the lower compartment 463b, for example to about 11,000 capsules per minute.
  • the bridge 465 and / or the lower compartment 463b may vibrate to facilitate delivery of the capsules. For example, if the level of capsules in lower compartment 463b, as measured by capsule delivery sensor 467, falls below a predetermined level, bridge 465 and / or lower compartment 463b may vibrate to deliver the capsules.
  • a venturi tube 469 guides the capsules through the feed tube 461 to the accelerator chamber 474.
  • the magazine may deliver about 12,000 capsules per minute.
  • the object loading device 410 may include a capsule reservoir (not shown), for example, having a capacity of 5 to 20 kilograms.
  • the capsule storage may cooperate with a sensor associated with the magazine 463. If the sensor detects that additional capsules are needed in the magazine 463, a pneumatic conveyor may deliver the capsules from the capsule store to the magazine 463 to fill the magazine 463.
  • FIG. 20 and 21 is a form of pick roller 416 and plow 464.
  • the pick roller 416 may act as a point of articulation to smooth the filter material band before it enters the finger 420. Additionally or alternatively, the pick roller may pre-fold the filter material band to better facilitate object insertion. According to one embodiment, the tow band passing through the pick roller 416 may have a diameter of about 30 mm.
  • the plow 464 may then fold the filter material into an open-topped U-shape through which the loading wheel 450 inserts the capsules.
  • the plow 464 may have a tapered cross-section, e.g. For example, it may taper conically from a larger cross-section at the upstream end (near feed roller 416) to a smaller cross-section at the downstream end (near feed wheel 450).
  • the downstream end may have a downstream cross section that is substantially equal in size to the width of the outer periphery of the insert wheel 450.
  • the upstream end of the plow 464 may have a diameter of about 8 mm, and the downstream tip of the plow 464 may have a diameter of about 5 mm, and the outer periphery of the loading wheel 450 may also have a width of about 5 mm.
  • the plow 464 is shown as having a circular cross section, other cross sections are possible, such as square or rectangular.
  • an embodiment may have a square cross section of 8 mm, which tapers to the dimension of the inserter.
  • the plow 464 may be about 100 mm long from the upstream end to the downstream end. How best in FIG. 6 to As can be seen, the downstream end of the plow 64 may be tapered to a shape that complements the loading wheel 50, eg, is generally tangential to the outer circumference of the insert wheel.
  • the plow 464 may pre-fold the filter material into a U-shape or C-shape into which the loading wheel 450 places the capsules.
  • the resulting fold in the filter material may gradually decrease in size until just prior to loading the capsules, at which point the opening in the top of the pleated filter material is equal to or slightly greater than the width of the plug Insertion Pads 450.
  • the capsule By reducing the size of the fold in the filter material, the capsule can be inserted into a fold that is the same size or slightly larger than the capsule itself, providing increased accuracy and stability in the placement of each capsule in the filter material.
  • the object loading device may be adapted from a capsule production mode to a capsule-free ("white filter") mode in which the capsules are not added to the filter material.
  • the insert wheel 450 can be lifted from the towing band (eg, by about 160 mm to 220 mm) to the position shown in FIG. 22 is shown. This can be done to disable capsule loading into the filter material.
  • the inserter wheel 450 may subsequently be lowered back into the toweling belt to resume the capsule production mode.
  • the raising and lowering of the loading wheel 450 may be pneumatic, for example using hydraulic cylinders that lift at least the insert wheel 450 with respect to the filter material.
  • the insert wheel 450 and, optionally, other components on a vertical track may be configured with respect to slide the rest of the object loader 410 under the force of hydraulic cylinders.
  • One or more control buttons 471 may be used to activate the cylinders.
  • Pick roller 416 and plow 464 can be selectively removed in the "white filter" mode, for example using thumbscrews or other quick release mechanisms.
  • the object loader 410 may operate at 500-700 meters / minute in white filter mode, for example at 600 meters / minute. In addition, the object loader 410 may operate at 200 to 400 meters / minute in capsule production mode, for example at 300 meters / minute, but with faster speeds possible.
  • FIG. 23A shows a plan view of a portion of the loading wheel 450
  • FIG. 23B Figure 14 shows a partial cross-sectional view of a portion of the loading wheel 450
  • the inserting wheel pockets 452 may define a frusto-conical or bullet-shaped counterbore or countersink 473 which receives the capsule.
  • a grooved portion 475 may be in fluid communication with each counterbore 473 to apply pressure and / or vacuum to the capsules located in the pockets 452.
  • the entire or a portion of the grooved portion 475 may have a cross-shaped (eg, in the form of a four-leaf clover) cross-section to provide increased volume.
  • the grooved portions 475 may rotate about a feed wheel 477 having vacuum ports 479, some of which vacuum and exhaust other compressed air.
  • the vacuum ports 479 may cooperate with the grooved portions 475 to provide vacuum or pressure, depending on the location of the pockets in the process cycle.
  • the insert wheel 450 may be tapered from the center region to the outer peripheral region to facilitate insertion of the liner pad 450 and the capsules carried thereinto into the filter material that is folded into a U-shape.
  • the examples of the non-inventive object insertion device used in conjunction with FIGS. 11 to 23 can also be used in double filter rod or multifilament production, which means that multiple insert wheels can be mounted side-by-side on a common base to insert capsules in substantially parallel bands of filter material, but also non-insertable. parallel embodiments are possible.
  • multiple accelerator chambers may be arranged side by side in contact with side-by-side loading wheels.
  • a single capsule storage mechanism may serve all loaders or a single storage mechanism may serve each loader wheel.
  • the embodiments may further include a plurality of accelerator chambers for supplying capsules to each insert wheel (see, eg, US Pat Figures 11 and 12 in which the loading wheel 350 is supplied by the accelerator chambers 374, 376) or a single accelerator chamber can provide each insert wheel with capsules (see eg FIG. 18 in which the loading wheel 450 is supplied with capsules by the accelerator chamber 474).
  • an accelerator chamber may be used to provide capsules to multiple insert wheels.
  • two or more side-by-side loader wheels may be mounted on a single drive shaft.
  • each set of side by side accelerator chambers eg, the dispensing drums
  • a single drive motor can be used to rotate all shafts, for example using a gearbox.
  • a separate drive motor can be used for each shaft.
  • each wheel whether it be a loading wheel or the dispensing drum of an accelerator chamber, may be on its own shaft and driven by its own motor.
  • combinations of individual and shared motors are possible.
  • the delivery drums of two side-by-side accelerator chambers may be mounted in a single location and driven by a single motor while two side-by-side loader wheels are mounted on individual shafts and driven by separate motors, or vice versa.
  • One skilled in the art will recognize from this description that various combinations and sub-combinations of direct and common drive are possible regardless of whether the object loader is a single, dual-strand or multi-strand embodiment.
  • the insert wheel may include a position sensor used in conjunction with a controller (eg, a PLC, programmable logic controller) to timing the position of the inserter bumpers or timing of the cutting head time to tune.
  • the cutting head is a knife located behind the loading wheel, which cuts the filter material, wrapped in paper, into filter bar segments.
  • a proximity or light sensor on the insert wheel may be in contact with a particular inserter pocket to synchronize the position of the inserter pocket with the downstream cutting head stroke.
  • a shaft encoder may be used on the insert wheel to synchronize the inserter bumpers with the downstream cutting head stroke.
  • an asymmetric insert wheel may be used for asymmetric spacing of the capsules. More specifically, the inserter wheel pockets of the inserter wheel may be asymmetrically spaced around its circumference. For example, adjacent inserter bumpers may be spaced at alternating intervals of 27 mm and 28 mm, but other pitches are possible. In an asymmetrical insert wheel, after being synchronized with the cutting head, the wheel may rotate at a substantially constant speed with respect to the filter material and insert the capsules into the filter material at the selected asymmetrical intervals.
  • an electronic controller with a PLC may be used to provide asymmetric spacing of the capsules with a fixed pitch insert wheel, for example, by varying the speed of the inserter with respect to the filter material to increase or decrease the interval between capsules.
  • electronic control with a programmable logic controller PLC
  • PLC programmable logic controller
  • electronic control can be used to encapsulate the filter material insert at a greater or lesser distance than the physical spacing between the inserter bumpers. For example, for a loading wheel having a spacing of 30 mm between the inserter bump pockets, electronic control can be used to over-rotate the inserter wheel with respect to the filter material to obtain a 25 mm capsule spacing.
  • an electronic control can be used to undercut the insert wheel with respect to the filter material to obtain a spacing of 35 mm.
  • an electronic control can be used to undercut the insert wheel with respect to the filter material to obtain a spacing of 35 mm.

Landscapes

  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)
  • Manufacturing Of Cigar And Cigarette Tobacco (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einlegen eines oder mehrerer Objekte in eine Filterkomponente eines Tabakstocks, umfassend wenigstens eine Speichervorrichtung zur Speicherung einer Mehrzahl der Objekte, wenigstens ein Einlegerad zum Einlegen der Objekte in wenigstens ein Filtermaterialband und wenigstens eine Beschleunigerkammer zur Übertragung der Objekte von der wenigstens einen Speichervorrichtung zu dem wenigstens einen Einlegerad, sowie eine Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie.
  • Diese Patentanmeldung betrifft im Allgemeinen Vorrichtungen und Verfahren zum Herstellen von Tabakprodukten. Insbesondere betrifft diese Patentanmeldung Vorrichtungen und Verfahren zum Einlegen von Objekten, wie Kapseln oder Kugeln, in die Filterkomponente des Tabakprodukts.
  • Die internationale Veröffentlichungsschrift Nr. WO 2010/107756 , deren Offenbarung in diesem Dokument durch Bezugnahme aufgenommen wird, beschreibt eine Vorrichtung und ein zugehöriges Verfahren zum Bilden eines Strangs zur Verwendung bei der Herstellung von Zigarettenfilterelementen. Eine Endlosversorgung eines Filtermaterials wird durch eine Strangformeinheit in einen Filterstrang geformt. Eine Objekt-Einlegeeinheit ist ausgestaltet, eine Mehrheit erster Objekte und eine Mehrheit zweiter Objekte in den Filterstrang einzufügen. Eine Strang-Teileinheit ist ausgestaltet, den Filterstrang in vorbestimmten Intervallen entlang seiner Längsachse in eine Mehrheit Filterstrangabschnitte zu unterteilen, so dass jeder Filterstrangabschnitt wenigstens ein erstes Objekt und ein zweites Objekt umfasst, die darin angeordnet sind, wobei sich die ersten Objekte von den zweiten Objekten unterscheiden.
  • Die internationale Patentanmeldung Nr. WO 2010/055120 , deren Offenbarung in diesem Dokument ebenfalls durch Bezugnahme aufgenommen wird, beschreibt eine Vorrichtung zum Einlegen von Objekten in einen Rauchartikel, umfassend ein Reservoir zum Bereitstellen einer Mehrheit Objekte, die in den Rauchartikel einzufügen sind, ein drehbares Rad zum Fördern der Objekte an die Stelle, an der die Objekte in den Rauchartikel einzufügen sind, eine Beschleunigerkammer zum Übertragen der Objekte zu dem drehbaren Rad, wobei die Beschleunigerkammer zwischen dem Reservoir und dem drehbaren Rad angeordnet ist und so ausgestaltet ist, dass die Objekte darin in einer einzigen, vertikal angeordneten Schicht ausgerichtet sind, und Mittel zum Bewegen der Objekte von der einzelnen Schicht in der Beschleunigerkammer in einer Richtung zur oder entlang der Umfangsfläche des drehbaren Rads.
  • Aufgrund der Struktur und Funktion dieser und anderer bekannter Vorrichtungen des Stands der Technik sind sie typischerweise in der Lage, bei geringeren Geschwindigkeiten als den gewünschten Stranggeschwindigkeiten zu arbeiten, beispielsweise bei maximalen Stranggeschwindigkeiten von ungefähr 85 m pro Minute.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum zuverlässigen Einlegen eines oder mehrerer Objekte in eine Filterkomponente eines Tabakstrangs bei hoher Produktionsgeschwindigkeit bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Einlegen eines oder mehrerer Objekte in eine Filterkomponente eines Tabakstocks, umfassend wenigstens eine Speichervorrichtung zur Speicherung einer Mehrzahl der Objekte, wenigstens ein Einlegerad zum Einlegen der Objekte in wenigstens ein Filtermaterialband und wenigstens eine Beschleunigerkammer zur Übertragung der Objekte von der wenigstens einen Speichervorrichtung zu dem wenigstens einen Einlegerad, wobei die wenigstens eine Beschleunigerkammer eine Vortexkammer mit einem Umfang und einer Umfangsöffnung, wenigstens eine Luftquelle, die die Objekte um den Umfang der wenigstens einen Vortexkammer beschleunigt, und eine Abgabetrommel, die um die Vortexkammer rotiert, umfasst, wobei die Abgabetrommel Abgabeöffnungen aufweist, die in eine Flucht mit der Umfangsöffnung im Umfang der Vortexkammer bewegbar sind, wobei die Abgabeöffnungen die Objekte durch die Umfangsöffnung im Umfang der Vortexkammer empfangen und die Objekte zu dem wenigstens einen Einlegerad übertragen.
  • Die Vorrichtung umfasst überdies vorzugsweise wenigstens einen äußeren Führungsring und wenigstens einen inneren Führungsring, wobei die Umfangsöffnung im Umfang der Vortexkammer zwischen dem wenigstens einen äußeren Führungsring und dem wenigstens einen inneren Führungsring angeordnet ist.
  • Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung überdies wenigstens eine Abschirmung, die die Umfangsöffnung zwischen dem wenigstens einen äußeren Führungsring und dem wenigstens einen inneren Führungsring über einen Abschnitt des Umfangs der wenigstens einen Vortexkammer abdeckt.
  • Vorteilhafterweise weist oder weisen der wenigstens eine äußere Führungsring und/oder der wenigstens eine innere Führungsring eine Abschrägung auf, die zu den Abgabeöffnungen in der Abgabetrommel geneigt ist oder sind.
  • Alternativ oder zusätzlich bilden der wenigstens eine äußere Führungsring und der wenigstens eine innere Führungsring in einem Übertragungsbereich eine Schikane, wobei die Schikane mit den Abgabeöffnungen in der Abgabetrommel fluchtet. In diesem Fall umfasst die Vorrichtung vorteilhafterweise wenigstens einen Blasluftstrahl in der Nähe der Schikane, wobei der wenigstens eine Blasluftstrahl angepasst ist, die Objekte zu dem wenigstens einen Einlegerad umzuleiten.
  • Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung überdies wenigstens eine Führung, die sich um einen Abschnitt der wenigstens einen Abgabetrommel erstreckt und die Abgabeöffnungen abdeckt, wobei die wenigstens eine Führung die Objekte in den Abgabeöffnungen hält. In diesem Fall weist die Abgabetrommel vorteilhafterweise einen Außendurchmesser auf, und die wenigstens eine Führung weist einen Innendurchmesser auf, der sich in einem Abstand von dem Außendurchmesser der wenigstens einen Abgabetrommel befindet, wobei die wenigstens eine Führung einen mit einer Rampe versehenen Abschnitt umfasst, der einen vergrößerten Innendurchmesser aufweist, der den Abstand zwischen dem Außendurchmesser der wenigstens einen Abgabetrommel und den mit einer Rampe versehenen Abschnitt vergrößert. Außerdem können die Abgabeöffnungen einen Abgabeöffnungs-Durchmesser aufweisen, wobei ein die Abgabeöffnungen überlagernder Abschnitt der wenigstens einen Führung eine Führungsbreite aufweist, die geringer ist als der Abgabeöffnungs-Durchmesser.
  • Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung überdies wenigstens ein Zuführrohr, das sich von der wenigstens einen Speichervorrichtung zu der Vortexkammer erstreckt, wobei das wenigstens eine Zuführrohr eine abgeschrägte Öffnung in die Vortexkammer aufweist, und die abgeschrägte Öffnung in Bezug auf die Vortexkammer geneigt ist, um die Objekte im Wesentlichen in der gleichen Bahn weiterzuleiten, wie die Luftquelle, die in die Vortexkammer strömt.
  • Außerdem kann die Vorrichtung vorteilhafterweise überdies wenigstens einen Pneumatikzylinder umfassen, der angepasst ist, das wenigstens eine Einlegerad in eine Position außer Kontakt mit dem wenigstens einen Filtermaterialband zu heben.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung umfasst das wenigstens eine Einlegerad mehrere Taschen, wobei jede Tasche angepasst ist, eines der Objekte zu stützen, wobei zwischen ungefähr einem Viertel und der Hälfte des Volumens des Objekts in der Tasche aufgenommen wird, und der Rest des Volumens des Objekts aus der Tasche hervorsteht. Die Vorrichtung kann überdies einen genuteten Abschnitt in Verbindung mit jeder Tasche umfassen, wobei der genutete Abschnitt einen im Wesentlichen kreuzförmigen Querschnitt aufweist. Unter einer Tasche wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere ein Objektsitz, beispielsweise eine saugluftbeauschlagbare Vertiefung, verstanden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung überdies wenigstens einen ersten Finger, der das wenigstens eine Filtermaterialband in eine im Wesentlichen zylindrische Form zusammendrückt, wobei das wenigstens eine Einlegerad die Objekte in das wenigstens eine Filtermaterialband einlegt, wenigstens einen zweiten Finger, der wenigstens ein zweites Filtermaterialband in eine im Wesentlichen zylindrische Form zusammendrückt, wobei der wenigstens eine erste Finger und der wenigstens eine zweite Finger ausgebildet sind, das erste und zweite Filtermaterialband entlang im Wesentlichen paralleler Bahnen zu führen, und wenigstens ein zweites Einlegerad, das Objekte von wenigstens einer zweiten Beschleunigerkammer aufnimmt und die Objekte in das wenigstens eine zweite Filtermaterialband einlegt. Unter einem Finger wird in diesem Zusammenhang auch ein Einlauffinger verstanden.
  • Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sind ebenso in Einzelstrang-, Doppelstrang- wie in Multistrangmaschinen anwendbar.
  • Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.
  • Die zuvor genannten Gesichtspunkte und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus den folgenden Zeichnungen ersichtlich, wobei ähnliche Bezugszeichen im Allgemeinen identische, funktional ähnliche und/oder strukturell ähnliche Elemente angeben.
  • Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Vorderansicht einer nicht erfindungsgemäßen Objekt-Einlegevorrichtung,
    Figur 2
    eine dreidimensionale Ansicht eines Einlegerads, von Teilungsrädern, Abgaberädern und anderen Bauteilen der Objekt-Einlegevorrichtung von Figur 1,
    Figur 3
    eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts von Figur 2,
    Figur 4
    eine schematische Seitendarstellung eines Abschnitts des Einlegerads von Figur 1, die ein Objekt zeigt, das von einer Tasche in dem Einlegerad gestützt wird,
    Figur 5
    eine perspektivische Vorderansicht eines Abschnitts eines Einlegerads und eines Fingers von Figur 1,
    Figur 6
    eine weitere perspektivische Vorderansicht eines Abschnitts eines Einlegerads und eines Fingers von Figur 1,
    Figur 7
    eine dreidimensionale Ansicht einer weiteren nicht erfindungsgemäßen Objekt-Einlegevorrichtung,
    Figur 8
    eine dreidimensionale Ansicht eines Einlegerads, von Beschleunigerkammern und anderen Bauteilen der Objekt-Einlegevorrichtung von Figur 7,
    Figur 9
    eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts von Figur 8,
    Figur 10
    eine perspektivische Seitenansicht einer Doppelfilterstrang-Ausführungsform der Objekt-Einlegevorrichtung von Figur 7,
    Figur 11
    eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Objekt-Einlegevorrichtung,
    Figur 12
    eine Vorderansicht der Objekt-Einlegevorrichtung von Figur 11,
    Figur 13
    eine Ausführungsform der Beschleunigerkammer von Figur 11, gezeigt in verschiedenen auseinandergenommenen Zuständen,
    Figur 13A
    eine detaillierte Ansicht der Führungsringe von Figur 13,
    Figur 14
    eine transversale Querschnittsansicht der Beschleunigerkammer von Figur 11,
    Figur 15
    eine weitere transversale Querschnittsansicht der Beschleunigerkammer von Figur 11,
    Figur 16
    eine perspektivische Ansicht der Beschleunigerkammer von Figur 11, teilweise auseinandergenommen,
    Figur 17
    eine teilweise transversale Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform von Figuren 14 und 15,
    Figur 18
    eine perspektivische Ansicht einer weiteren nicht erfindungsgemäßen Objekt-Einlegevorrichtung,
    Figur 19
    eine seitliche Nahansicht eines Abschnitts des Magazins von Figur 18,
    Figur 20
    eine perspektivische Ansicht einer Einzugsrolle und eines Pflugs zum Formen des Towbands vor der Objekt-Einlegevorrichtung von Figur 18,
    Figur 21
    eine weitere perspektivische Ansicht einer Einzugsrolle und eines Pflugs zum Formen des Towbands vor der Objekt-Einlegevorrichtung von Figur 18,
    Figur 22
    eine Vorderansicht der Objekt-Einlegevorrichtung von Figur 18, mit dem Einlegerad in angehobener Position in Bezug auf das Towband,
    Figur 23A
    eine Draufsicht eines Abschnitts eines Einlegerads, die eine Ausführungsform einer Einlegeradtasche zeigt; und
    Figur 23B
    eine Querschnittsansicht eines Abschnitts des Einlegerads von Figur 23A.
  • In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung und von der Erfindung abweichende Formen ausführlich behandelt. Aus Gründen der Eindeutigkeit wird bei der Beschreibung der Ausführungsformen eine spezifische Terminologie verwendet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die so ausgewählte spezifische Terminologie beschränkt. Ein Fachmann wird erkennen, dass andere äquivalente Teile und andere entwickelte Verfahren angewandt werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Auf alle in diesem Dokument aufgeführten Referenzen wird verwiesen, als ob auf jede einzeln Bezug genommen worden ist.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren, die verwendet werden können, um Objekte in einen Rauchartikel einzufügen, wie die in den internationalen Patentanmeldungen Nr. WO 2010/107756 A1 und WO 2010/055120 A1 beschriebenen Vorrichtungen, deren gesamter Inhalt in diesem Dokument durch Bezug aufgenommen wird. Die Vorrichtungen und Verfahren der vorliegenden Erfindung können verwendet werden, um Objekte in eine Komponente eines Rauchartikels, wie das Filtermaterial, einzufügen. Beispielsweise können die Objekte Perlen, Kapseln oder Pellets sein, andere Objekttypen sind jedoch auch möglich. Die Objekte können beispielsweise verwendet werden, um die sensorischen Eigenschaften von Zigarettenrauch zu verbessern. Insbesondere können die Objekte als Trägermittel verwendet werden, um Geschmack oder andere Substanzen dem Hauptstromrauch hinzuzufügen. Beispielhafte Filtermaterialtypen, die mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen Celluloseacetattow, angesammeltes Celluloseacetatgewebe, Polypropylentow, angesammeltes Papier, Fasern des aufgelösten Tabaks und Ähnliches.
  • Mit Bezug auf Figur 1 ist eine nicht erfindungsgemäße Objekt-Einlegevorrichtung 10 gezeigt. Gemäß einer Ausführungsform kann die Objekt-Einlegevorrichtung 10 vor (in Figur 1 rechts) einer herkömmlichen Stabformungseinheit (nicht gezeigt) angeordnet sein. Filtermaterial kann unter Verwendung einer Filtermaterial-Verarbeitungseinheit 12 (z.B. einer Transportdüse) verarbeitet und durch die Stabformungseinheit geleitet werden, um einen Strang zu bilden. Die Objekt-Einlegevorrichtung 10 kann der Filtermaterial-Verarbeitungseinheit 12 und/oder der Stabformungseinheit zugehörig sein, um ein oder mehrere Objekte innerhalb der Stranglänge des Filtermaterials oder des Filterstrangs einzufügen. Der Filterstrang kann dann unter Verwendung einer Strangschneidevorrichtung (nicht gezeigt) in eine Mehrheit Strangabschnitte unterteilt werden, in denen sich jeweils wenigstens ein Objekt befindet. Die Strangabschnitte können zur weiteren Verarbeitung in einer Sammelvorrichtung gesammelt werden, beispielsweise einer Schrage, einer Sammeldrehtrommel, einem Fördersystem oder Ähnlichem. Die Strangabschnitte können dann direkt zu einer Zigarettenherstellungsmaschine transportiert werden. Verschiedene Gesichtspunkte der in diesem Dokument beschriebenen Objekt-Einlegevorrichtung 10 erlauben einen Betrieb bei höherer Geschwindigkeit als bei Objekt-Einlegevorrichtungen des Stands der Technik.
  • Mit weiterem Bezug auf Figur 1 kann die Filtermaterial-Verarbeitungseinheit 12 ein Endlosband des Filtermaterials (zum Beispiel Filtertow) von einem Paar Zuführrollen 14a, 14b zu einer Einzugsrolle 16, die der Objekt-Einlegevorrichtung 10 zugehörig ist, dosieren. Gemäß einer Ausführungsform kann die Einzugsrolle 16 ein Umfangsprofil aufweisen, das das Filtermaterialband vorfaltet, um das Einlegen von Objekten besser zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Einzugsrolle 16 ein im Wesentlichen C-förmiges, U-förmiges oder V-förmiges Umfangsprofil aufweisen, das das Filtermaterial biegt und faltet, wenn es über die Einzugsrolle 16 gelangt. Es sind jedoch auch andere Konfigurationen möglich.
  • Die Einzugsrolle 16 kann das Filtermaterial einer Towführung 18 zuführen, und dann einem dahinter liegenden Einlauffinger bzw. Finger 20, wie am besten in Figuren 2, 5 und 6 zu sehen ist. Nach dem Austreten aus dem Finger 20 gelangt das Filtermaterial durch den Rest der Stabformungseinheit (nicht gezeigt). Weitere Einzelheiten der Towführung 18 und des Fingers 20 werden nachfolgend ausführlich besprochen.
  • Mit noch weiterem Bezug auf Figur 1 kann die Objekt-Einlegevorrichtung 10 eine Speichervorrichtung 22 umfassen, wie ein oder mehrere Magazin/e, die mehrere der in das Filtermaterial einzufügenden Objekte speichert. Die Objekte können im Wesentlichen kugelförmig sein und als Kapseln bezeichnet werden, es sind jedoch andere Formen und Ausgestaltungen möglich. Zur einfacheren Besprechung werden die Objekte in diesem Dokument im Allgemeinen als "Kapseln" bezeichnet.
  • Die Speichervorrichtung 22 kann die Kapseln einer oder mehrerer Zuführkammern 24, 26 zuführen, die wiederum die Kapseln ersten und zweiten Abgaberädern 28, 30 zuführen. Die Zuführkammer 24 und/oder die Zuführkammer 26 umfasst eine "Ein-Ebenen"-Zuführkammer, die nur eine einfache Kapselebene dem Umfang der jeweiligen Abgaberäder 28, 30 zuführt. Beispielsweise können die Kapseln, die durch die "Ein-Ebenen"-Zuführkammer gelangen, auf eine Anordnung begrenzt sein, die mehrere Kapseln hoch ist und mehrere Kapseln tief, aber nur eine einzige Kapsel breit. Alternativ kann die Speichervorrichtung 22 die Kapseln einer Zuführkammer, anstelle von zwei wie gezeigt, zuführen, und die Zuführkammer kann wiederum die Kapseln einem einzigen oder mehreren Abgaberädern zuführen. Die Speichervorrichtung 22 und/oder die Zuführkammern 24, 26 können Rüttler oder ähnliche Einrichtungen umfassen, die dabei helfen, die Kapseln von der Speichervorrichtung 22 zu den Abgaberädern 28, 30 zu bewegen.
  • Mit Bezug auf Figuren 2 und 3 sind die Abgaberäder 28, 30 ausführlicher gezeigt. Die Abgaberäder 28, 30 weisen jeweils einen Außenumfang 28a, 30a auf, von dem sich ein Abschnitt in Kontakt mit den unteren Ausgangsöffnungen 24a, 26a der jeweiligen Zuführkammern 24, 26 befindet. Siehe Figur 2. Die Außenumfänge 28a, 30a können jeweils einen Satz Abgaberadtaschen 32, 34 bestimmen, die im gleichen Abstand um die jeweiligen Außenumfänge 28a, 30a verteilt sind. Die Abgaberadtaschen 32, 34 sind angepasst, die Kapseln von den unteren Ausgangsöffnungen 24a, 26a der Zuführkammern 24, 26 aufzunehmen und die Kapseln wenigstens teilweise innerhalb der Abgaberäder 28, 30 zu transportieren.
  • Die Abgaberadtaschen 32, 34 können im Wesentlichen eine zylindrische Form aufweisen und können einen Durchmesser und ausreichende Tiefe aufweisen, um die gesamten Kapseln oder einen Teil der jeweiligen Kapseln aufzunehmen. Im Falle einer zylindrischen Form können die Taschen eine Tiefe und einen Durchmesser aufweisen, die gleich oder leicht größer sind, als der Durchmesser der jeweiligen Kapseln, um eine präzise Positionierung der Kapseln innerhalb der Taschen zu gewährleisten. Alternativ können die Abgaberadtaschen 32, 34 quadratisch, rechtwinklig, konisch sein oder andere im Fachgebiet bekannte Formen aufweisen, vorausgesetzt, die Taschen können alle oder einen Teil der jeweiligen Kapseln sicher und präzise aufnehmen und transportieren. Eine Vakuumquelle (nicht gezeigt) kann an die Taschen 32, 34 angelegt werden, um bei der Übertragung der Kapseln von den Zuführkammern 24, 26 zu helfen und/oder beim Halten der Kapseln innerhalb der Taschen 32, 34 zu helfen, nachdem sie einmal dort sind.
  • Mit weiteren Bezug auf Figuren 2 und 3 kann die Vorrichtung 10 Zwischenräder 36, 38 umfassen, die Kapseln aufnehmen, die von den Abgaberädern 28, 30 übertragen werden. Mit Bezug auf Figur 3 können die Zwischenräder 36, 38 jeweils einen Außenumfang 36a, 38a bestimmen, von denen jeder einen Satz Zwischenradtaschen 40, 42 aufweisen kann, die im gleichen Abstand um die jeweiligen Außenfänge 36, 38a verteilt sind. Die Zwischenradtaschen 40, 42 sind angepasst, die Kapseln von den Abgaberädern 28, 30 aufzunehmen und die Kapseln wenigstens teilweise innerhalb der Zwischenräder 36, 38 zu transportieren. Die Zwischenradtaschen 40, 42 können im Wesentlichen gleich sein wie die die zuvor genannten Abgaberadtaschen 32, 34 und werden in diesem Dokument nicht weiter beschrieben. Eine Vakuumquelle (nicht gezeigt) kann an die Zwischenradtaschen 40, 42 angelegt werden, um bei der Übertragung der Kapseln von den Abgaberadtaschen 32, 34 zu den Zwischenradtaschen 40, 42 zu helfen und/oder beim Halten der Kapseln innerhalb der Zwischenradtaschen 40, 42 zu helfen, nachdem sie einmal dort sind.
  • Mit Bezug auf Figur 3 kann sich eine erste Übergabeführung 44 zwischen dem ersten Abgaberad 28 und dem ersten Zwischenrad 36 befinden. Ähnlich kann sich eine zweite Übergabeführung 46 zwischen dem zweiten Abgaberad 30 und dem zweiten Zwischenrad 42 befinden. Die Übergabeführungen 44, 46 können bei der Übertragung von Kapseln zwischen den Abgaberadtaschen 32, 34 und den Zwischenradtaschen 40 bzw. 42 helfen. Beispielsweise kann die erste Übergabeführung 44 einen Abschnitt der ersten Zwischenradtaschen 32 abdecken oder blockieren sowie einen Abschnitt der ersten Abgaberadtaschen 40, bis zu dem Zeitpunkt oder kurz davor, an dem eine Abgaberadtasche 32 in Kontakt mit einer jeweiligen Zwischenradtasche 40 kommt. Die zweite Übergabeführung 46 kann eine ähnliche Anordnung aufweisen.
  • Für die Abgaberadtaschen, die von den Übergabeführungen 44, 46 abgedeckt sind, kann die Vakuumquelle, die normalerweise an die Abgaberadtaschen 32, 34 angelegt wird, ausgeschaltet werden und/oder durch einen Blasluftstrahl ersetzt werden, der aus den abgedeckten Abgaberadtaschen 32, 34 ausgeleitet wird. Sobald eine der Abgaberadtaschen 32, 34 über die Übergabeführung 44, 46 hinaus dreht und dadurch nicht länger blockiert ist, kann der Blasluftstrahl die Kapsel aus der Abgaberadtasche und in die Zwischenradtasche 40, 42 treiben, die zu dem Zeitpunkt in Kontakt mit ihr steht. Folglich können die Übergabeführungen 44, 46 ermöglichen, dass der Blasluftstrahl, der die Kapseln aus den Taschen bläst, früher aufgebracht wird, als wenn es keine Übergabeführungen 44, 46 gäbe, ohne das Risiko, dass die Kapseln aus den Abgaberadtaschen 32, 34 vorzeitig ausgegeben werden. Entsprechend kann die Geschwindigkeit und Konsistenz verbessert werden, mit der die Kapseln von den Abgaberadtaschen 32, 34 zu den Zwischenradtaschen 40, 42 übertragen werden.
  • Mit weiterem Bezug auf Figuren 2 und 3 kann die Vorrichtung 10 ein Einlegerad 50 umfassen, das Kapseln von den Zwischenrädern 36, 38 aufnimmt und sie in das Filtermaterialband einlegt, beispielsweise, wenn es durch den Finger 20 der Stabformungseinheit gelangt. Das Einlegerad 50 kann einen Außenumfang 50a aufweisen, der mehrere Einlegeradtaschen 52 aufweist, die symmetrisch oder asymmetrisch um den Außenumfang 50a verteilt sind. Die Einlegeradtaschen 52 nehmen wenigstens teilweise die Kapseln auf und tragen sie auf dem Einlegerad 50, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird. Eine Vakuumquelle (nicht gezeigt) kann an die Einlegeradtaschen 52 angelegt werden, um bei der Übertragung der Kapseln von den Zwischenradtaschen 40, 42 zu den Einlegeradtaschen 52 zu helfen und/oder beim Halten der Kapseln innerhalb der Einlegeradtaschen 52 zu helfen, nachdem sie einmal dort sind.
  • Die zuvor beschriebene Anordnung der Abgaberäder 28, 30, Zwischenräder 36, 38 und Einlegerad 50 kann helfen, einen schnelleren Betrieb der Objekt-Einlegevorrichtung 10 zu ermöglichen. Beispielsweise können die Abgaberäder 28, 30 bei verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit arbeiten (z.B. gemessen an den Außenumfängen 28, 30), um eine beständige Übertragung der Kapseln von den Zuführkammern 24, 26 an die jeweiligen Abgaberadtaschen 33, 34 zu gewährleisten. Für eine schnelle Produktionsrate kann das Einlegerad 50 gleichzeitig die Kapseln in das Filtermaterial bei hoher Zuführgeschwindigkeit einlegen.
  • Eine Teilungsvergrößerung und eine Geschwindigkeitserhöhung können bei Übertragung von den Abgaberädern 28, 30 zu den Zwischenrädern 36, 38 auftreten. Beispielsweise können die ersten und zweiten Zwischenräder 36, 38 schneller drehen als die jeweiligen Abgaberäder 28, 30. Zusätzlich oder alternativ können die Zwischenradtaschen 40, 42 in einer größeren Teilung angeordnet sein als die Abgaberadtaschen 32, 34.
  • Es können schnellere Geschwindigkeiten bereitgestellt werden, indem Kapseln von den ersten und zweiten Zwischenradtaschen 40, 42 zu den Einlegeradtaschen 52 abwechselnd übertragen werden. Beispielsweise kann eine Zwischenradtasche 40 in dem ersten Zwischenrad 36 eine Kapsel zu einer Einlegeradtasche 52 übertragen, und nachfolgend kann eine Zwischenradtasche 42 in dem zweiten Zwischenrad 38 eine Kapsel zu der direkt nächsten Einlegeradtasche 52 übertragen, und so weiter. Eine Teilungsvergrößerung und/oder Geschwindigkeitserhöhung kann oder können auch bei Übertragung von den Zwischenrädern 36, 38 an das Einlegerad 50 auftreten. Das erste Zwischenrad 36, das zweite Zwischenrad 38 und das Einlegerad 50 können bei im Wesentlichen gleicher Geschwindigkeit rotieren, obgleich andere Ausgestaltungen möglich sind. Beispielsweise könnte das Einlegerad 50 alternativ schneller oder langsamer rotieren als die ersten und zweiten Zwischenräder 36, 38.
  • Die nachfolgende Tabelle führt beispielhafte Parameter für den Betrieb einer Objekt-Einlegevorrichtung 10 auf:
    TABELLE A
    Radsatz Löcher/ Rad Raddurchmesser (mm) Betrieb (U/min) Umfangsgeschwindigkeit
    Abgaberäder jeweils 30 137,5 133 ⅓ 57,6 m/min
    Zwischenräder jeweils 10 95 400 119,38 m/min
    Einlegeräder 20 190 400 238,76 m/min
  • Bei der Verwendung zum Bilden von 108 mm Filterstäben, die vier Kapseln pro Filter aufweisen, führte eine Ausführungsform der Objekt-Einlegevorrichtung 10, die die zuvor genannten Parameter anwendet, zu einer Maschinengeschwindigkeit von ungefähr 216 m Filtermaterial pro Minute für eine Produktion von 2000 Filtern pro Minute (8000 Kapseln pro Minute). Andere Parameter können verwendet werden als die zuvor beschriebenen.
  • Obgleich die in Figuren 1 bis 3 gezeigte nicht erfindungsgemäße Vorrichtung zwei Abgaberäder 28, 30 und zwei Zwischenräder 36, 38 aufweist, können alternative Vorrichtungen ein einziges Abgaberad und/oder ein einziges Zwischenrad aufweisen. Ähnlich können alternative Ausführungsformen mehr als zwei Abgaberäder und/oder mehr als zwei Zwischenräder aufweisen. Außerdem können, während die in Figuren 1 bis 3 gezeigte Ausführungsform zwei Zuführkammern 24, 26 umfasst, eine einzige Zuführkammer oder mehr als zwei Zuführkammern verwendet werden.
  • Mit Bezug auf Figur 4 ist ein Abschnitt eines Einlegerads 50 ausführlich gezeigt, das eine Einlegeradtasche 52 aufweist. Die Objekt-Einlegevorrichtung 10 kann ausgestaltet sein, mit einer Kapsel C zu arbeiten, die eine vorbestimmte Form und ein vorbestimmtes Volumen aufweist. Zur leichteren Beschreibung wird die Erfindung in Zusammenhang mit einer kugelförmigen Kapsel C beschrieben, doch sind, wie zuvor erwähnt, andere Formen und Größen von Kapseln möglich.
  • Um die genaue Platzierung der Kapsel C in dem Filtermaterial zu ermöglichen, kann die Einlegeradtasche 52 die Kapsel C halten, so dass ein Abschnitt C1 der Kapsel C, beispielsweise zwischen ungefähr einem Viertel und ungefähr einer Hälfte des Kapselvolumens im Inneren der Tasche 52 sitzt, wobei der Rest C2 der Kapseln C aus der Tasche 52 über dem Außenumfang 50a des Einlegerads 50 hervorsteht. Folglich kann das Einlegerad 50 die Kapsel manuell im Wesentlichen in seine gewünschte Position innerhalb des Filtermaterials einlegen, ohne auf Gebläseluft zurückzugreifen, um die Kapsel C aus einer tiefen Tasche heraus und in seine gewünschte Position zu "schießen", was zu einer höheren Kontrolle und Genauigkeit bei der Platzierung der Kapsel C führt und/oder höhere Betriebsgeschwindigkeiten erlaubt.
  • Wie in Figur 4 gezeigt, kann die Einlegeradtasche 52 für zylindrische Kapseln C als ein Abschnitt einer Kugel geformt sein. Es sind jedoch andere Ausgestaltungen der Tasche 52 möglich. Beispielsweise kann die Einlegeradtasche eine Mehrheit einzelner Flächen umfassen, die unterschiedliche Punkte an der Fläche der Kapsel C berühren und stützen (z.B. kann eine zylindrische Tasche bemessen sein, einen Abschnitt einer kugelförmigen Kapsel C aufzunehmen und zu stützen). Gemäß einer Ausführungsform sind die Einlegeradtaschen 52 ausgestaltet, ungefähr ein Drittel des Gesamtvolumens der Kapsel C aufzunehmen und zu stützen, wobei der Rest jedes Kapselvolumens von der Einlegeradtasche 52 und über den Außenumfang 50a des Einlegerads hervorsteht. Zusätzliche Einzelheiten in Bezug auf die Einlegeradtaschen sind Figuren 23A und 23B und der entsprechenden Beschreibung zu entnehmen.
  • Mit Bezug auf Figuren 5 und 6 ist eine Vorrichtung gezeigt, bei der das Einlegerad 50 die Kapseln C direkt in den Finger 20 der Stabformungseinheit einlegt. Wie gezeigt, kann der Finger 20 eine im Wesentlichen konisch geformte Wand umfassen, die das Filtermaterialband zusammendrückt, wenn es durch den Finger 20 gezogen wird, wodurch das Filtermaterial veranlasst wird, eine zylindrische Form anzunehmen. Ein Schlitz 60 kann sich durch die konische Wand entlang der Bewegungsrichtung des Filtermaterials erstrecken, und ein Abschnitt des Einlegerads 50 kann sich durch den Schlitz 60 in das Innere des Fingers 20 erstrecken. Als Folge dieser Ausgestaltung kann das Einlegerad 50 die Kapsel C direkt in dem Filtermaterial ablegen, wenn es von dem Finger 20 zusammengedrückt wird. Durch Einlegen der Kapsel C in das Filtermaterial so nah an den Strangformungspunkt, wie es vernünftig möglich ist, kann die Kapsel C ihre gewünschte Position innerhalb des Filtermaterials beibehalten.
  • Mit weiterem Bezug auf Figuren 5 und 6 kann die Einlegeradtasche 52 in Kontakt mit der Kapsel C bleiben und sie positiv stützen, bis die Kapsel C fast oder vollständig in die gewünschte Position innerhalb des Filtermaterials bewegt worden ist. Beispielsweise kann mit Bezug auf Figur 6 die konische Wand des Fingers 20 einen Innendurchmesser D an dem Punkt bestimmen, an dem die Kapseln C in das Filtermaterial einzufügen ist, und der Finger 20 kann das Filtermaterial so formen, dass es im Wesentlichen den gleichen Durchmesser an dem Punkt aufweist. Das Einlegerad 50 und die Einlegeradtasche 52 können die Kapsel C aktiv stützen, bis das Einlegerad 50 die Kapsel C in einer Tiefe Y innerhalb des Fingers 20 positioniert, gezeigt in Figur 5. Die Tiefe Y kann im Wesentlichen die Hälfte des Durchmessers D des Fingers 20 ausmachen, wodurch veranlasst wird, dass die Kapsel C im Wesentlichen mittig in dem Filtermaterial abgelegt wird, wobei jedoch auch andere Ausgestaltungen möglich sind. Nachdem das Einlegerad 50 und die Einlegeradtasche 52 die Kapsel in seine gewünschte Position innerhalb des Filtermaterials bewegt haben, wie in Figuren 5 und 6 gezeigt, kann das Vakuum, das normalerweise an die Einlegeradtaschen angelegt ist, optional auf einen kurzen Strahl positiver Druckluft geschaltet werden, beispielsweise um die Freigabe der Kapsel C von der jeweiligen Einlegeradtasche 52 zu beschleunigen.
  • Die lineare Geschwindigkeit des Außenumfangs 50a des Einlegerads 50 und somit der Einlegeradtaschen 52 kann größer sein als die lineare Geschwindigkeit des Filtermaterials durch den Finger 20. Diese Anordnung kann bei der Platzierung der Kapseln C in dem Filtermaterial zu einer größeren Genauigkeit führen.
  • Mit weiterem Bezug auf Figuren 5 und 6 können eine Towführung 62 und eine stabförmiger Pflug 64 vor dem Finger 20 angeordnet sein. Die Towführung 62 kann einen im Wesentlichen konischen oder im Wesentlichen zylindrischen Innenraum bestimmen. Der Pflug 64 kann sich in Längsrichtung innerhalb der Towführung 62 erstrecken und, zusammen mit dem Pflug 64, das Filtermaterial in eine im Wesentlichen C-Form oder U-Form vorformen oder vorfalten, bevor es in den Finger 20 eintritt. Als Folge des im Wesentlichen C-förmigen oder U-förmigen Vorformens des Filtermaterials, kann das Einlegerad 50 die Kapsel C durch die Öffnung in dem C-förmigen oder U-förmigen Filtermaterial und in die ungefähre Mitte des gefalteten Filtermaterials einlegen. Als Folge dieser Ausgestaltung kann das gefaltete Filtermaterial die Kapsel C zuverlässiger in seiner gewünschten Position innerhalb des Filtermaterials und in dem sich ergebenden Filter halten. Die Position des Pflugs 64 in Bezug auf die Towführung 62 kann angepasst werden, beispielsweise entlang der Längsachse der Towführung 62.
  • Mit Bezug auf Figuren 7 bis 9 ist eine ebenfalls nicht erfindungsgemäße Objekt-Einlegevorrichtung gezeigt. Zum Zwecke dieser Beschreibung unterscheidet sich die Objekt-Einlegevorrichtung 110 der Figuren 7 bis 9 von der Objekt-Einlegevorrichtung 10 der Figuren 1 bis 6 nur in der Struktur und Funktion des Zuführens der Objekte (z.B. Kapseln) von der Speichervorrichtung 122 zum Einlegerad 150. Entsprechend wird zur einfacheren Erklärung die Besprechung der Strukturen und Funktionen, die gleich oder im Wesentlichen ähnlich zur Ausführungsform der Figuren 1 - 6 sind, nicht wiederholt.
  • Mit Bezug auf Figur 7 kann die Objekt-Einlegevorrichtung 110 im Allgemeinen erste und zweite Schwerkraftzuführvorrichtungen 170, 172 umfassen, die die Kapseln von der Speichervorrichtung 122 jeweils ersten und zweiten Beschleunigerkammern 174, 176 zuführen. Obgleich nicht gezeigt, können Schieber, Ventile oder andere Dosiervorrichtungen verwendet werden, um dem Kapselfluss von der Speichervorrichtung 122 zu jeweils der ersten und zweiten Beschleunigerkammer 174, 176 zu dosieren, wie einem Fachmann aufgrund dieser Beschreibung offensichtlich wird. Obgleich die in Figur 7 gezeigte Vorrichtung zwei Schwerkraftzuführvorrichtungen 170, 172 und zwei Beschleunigerkammern 174, 146 aufweist, wenden alternative Ausführungsformen nur eine einzige Schwerkraftzuführvorrichtung und eine einzige Beschleunigerkammer, oder alternativ, mehr als zwei Schwerkraftzuführvorrichtungen und mehr als zwei Beschleunigerkammern an.
  • Mit Bezug auf Figur 8 sind die erste und zweite Beschleunigerkammer 174, 176 und das Einlegerad 150 ausführlicher gezeigt. Die erste und zweite Beschleunigerkammer 174, 176 können angepasst sein, die Kapseln C auf eine Geschwindigkeit zu beschleunigen, die im Wesentlichen gleich zu der linearen Geschwindigkeit des Umfangs 150a des Einlegerads 150 und somit der Einlegeradtaschen (nicht gezeigt) ist, um im Betrieb bei hohen Geschwindigkeiten eine zuverlässige und konsistente Übertragung der Kapseln C zu den Einlegeradtaschen zu ermöglichen. Um das Einbringen der Kapseln C durch das Einlegerad 150 bei hoher Geschwindigkeit weiter zu erleichtern, können die erste und zweite Beschleunigerkammer 174, 176 abwechselnd eine Kapsel C abwechselnden Taschen 152 in dem Einlegerad 150 zuführen.
  • Mit Bezug auf Figur 8 können die erste und zweite Schwerkraftzuführvorrichtung 170, 172 eine kontinuierliche Versorgung der Kapseln C zum Inneren der ersten und zweiten Beschleunigerkammer 174 bzw. 176 durch Eingangsanschlüsse 178, 180 bereitstellen. Jede Beschleunigerkammer 174, 176 bestimmt eine innere Umfangsfläche 182, 184, gezeigt in Figur 9. In der Ausführungsform der Figuren 7 bis 9 sind die inneren Umfangsflächen 182, 184 im Wesentlichen kreisförmig, es sind jedoch andere Formen möglich, beispielsweise elliptisch.
  • Mit Bezug auf Figur 9 können die inneren Umfangsflächen 182, 184 Bahnen 182a, 184a bestimmen, die die Kapseln C um die inneren Umfangsflächen in einem vorbestimmten Muster führen. Mehrere Luftdüsen 186, 188 wirken auf die Kapseln C, die sich in den Bahnen 182a, 184a befinden, um die Kapseln C um die inneren Umfangsflächen 182, 184 innerhalb der Bahnen 182a beziehungsweise 184a zu beschleunigen, bis die Kapseln C eine lineare Geschwindigkeit erreichen, die im Wesentlichen gleich der linearen Geschwindigkeit der Einlegeradtaschen (nicht gezeigt) an dem Einlegerad 150 ist.
  • Mit erneutem Bezug auf Figur 8 kann jede Beschleunigerkammer 174, 176 einen Austritt 190, 192 (zum Beispiel einen länglichen Schlitz durch die Umfangsflächen 182, 184) umfassen, der sich entlang der Bahnen 182a, 184a befindet. Ein Abschnitt des Außenumfangs 150a des Einlegerads 150 kann sich durch jeden Austritt 190, 192 erstrecken. Die Bahnen 182a, 184a können ausgestaltet sein, die Kapseln C um die inneren Umfangsflächen 182, 184 unter der Kraft der Luftdüsen 186, 188 zu führen, bis die Kapseln C den jeweiligen Austritt 190, 192 erreichen. Nach Erreichen des jeweiligen Austritts 190, 192 können die Kapseln C die gleiche oder eine ähnliche lineare Geschwindigkeit haben, wie der Außenumfang 150a des Einlegerads 150 und werden in eine Einlegeradtasche (nicht gezeigt) an dem Einlegerad 150 übergehen. Die an die Einlegeradtasche angelegte Vakuumkraft kann bei der Übertragung und dem Halten der Kapsel C in der Einlegeradtasche helfen. Zusätzlich kann sich gemäß einer Ausführungsform eine Bürste (nicht gezeigt) im Inneren jeder Beschleunigerkammer 174, 176 an der Hinterkante 190a, 192a jedes Austritts 190, 192 befinden, um bei der Übertragung der Kapseln C zu den Einlegeradtaschen zu helfen. Zusätzlich können Luftdüsen 194, 196 einen Luftvorhang jeweils an jedem Austritt 190, 192 richten, um den jeweiligen Austritt 190, 192 zu schützen und/oder zusätzliche Kapseln C weg zu blasen, die fälschlicherweise durch den Austritt 190, 192 gelangen können.
  • Mit Bezug auf Figur 10 ist eine weitere nicht erfindungsgemäße Objekt-Einlegevorrichtung gezeigt. Zum Zwecke dieser Beschreibung unterscheidet sich die Objekt-Einlegevorrichtung 210 von Figur 10 von der in Figuren 7 - 9 gezeigten Objekt-Einlegevorrichtung 110 hauptsächlich darin, dass sie zwei oder mehr im Wesentlichen parallele Einlegeräder 250a, 250b und zugehörige Zufuhrkomponenten umfasst, die auf einer gemeinsamen Basis montiert sind. Die Anordnung von im Wesentlichen parallelen Einlegerädern 250a, 250b erlaubt, dass Kapseln in zwei oder mehrere im Wesentlichen parallele Filtermaterialbänder eingefügt werden. Nicht-parallele Ausführungsformen sind jedoch ebenfalls möglich. Entsprechend wird zur einfacheren Erklärung die Besprechung der Strukturen und Funktionen, die gleich oder im Wesentlichen ähnlich zur Ausführungsform der Figuren 1 - 9 sind, nicht wiederholt. Während das Konzept einer integrierten Objekt-Einlegevorrichtung zum Einlegen von Kapseln in zwei oder mehr im Wesentlichen parallele Filtermaterialbänder in diesem Dokument in Bezug auf die Vorrichtung von Figuren 7 - 9 beschrieben ist, kann das gleiche Mehrreihenmerkmal auf alle Ausführungsformen einer in diesem Dokument beschriebenen Objekt-Einlegevorrichtung angewandt werden.
  • Wie zuvor erwähnt, kann die Objekt-Einlegevorrichtung 210 von Figur 10 zwei im Wesentlichen parallele Einlegeräder 250a, 250b umfassen, von denen jedes die gleiche oder eine ähnliche Ausgestaltung aufweisen kann wie die Einlegeräder, die in Verbindung mit Figuren 1 - 9 beschrieben sind. Beispielsweise kann jedes Einlegerad 250a, 250b Einlegeradtaschen 252a, 252b umfassen, die angepasst sind, eine Kapsel C so zu stützen, dass ein Abschnitt der Kapsel C, beispielsweise zwischen ungefähr einem Viertel und ungefähr einer Hälfte des Kapselvolumens, sich im Inneren der Tasche 252a, 252b befindet, wobei der Rest der Kapsel C von der Tasche 252a, 252b über dem Außenumfang des jeweiligen Einlegerads 250a, 250b hervorsteht, wie zuvor in diesem Dokument beschrieben. Die Einlegeradtaschen 252a, 252b können ausgestaltet sein, ungefähr ein Drittel des Gesamtvolumens der Kapsel C aufzunehmen und zu stützen, wobei der Rest jedes Kapselvolumens von der Einlegeradtasche 252a, 252b und über den Außenumfang des jeweiligen Einlegerads 250a, 250b hervorsteht.
  • Die Einlegeräder 250a, 250b können die Kapseln C beispielsweise in im Wesentlichen parallele Filtermaterialbänder einlegen, die durch im Wesentlichen parallele Finger 220a, 220b transportiert werden. Die Finger 220a, 220b können die gleiche oder ähnliche Ausgestaltungen wie der Finger 20 aufweisen, der zuvor beschrieben und beispielsweise in Figuren 1, 2, 5 und 6 gezeigt ist.
  • Wie in Figur 10 gezeigt, können jedem Einlegerad 250a, 250b Kapseln von einer oder mehreren Beschleunigerkammer/n zugeführt werden. Beispielsweise können eine obere Beschleunigerkammer 276a und eine untere Beschleunigerkammer 274a das Einlegerad 250a versorgen, und eine obere Beschleunigerkammer 276b und eine untere Beschleunigerkammer 274b (verdeckt) können das Einlegerad 250b versorgen, wie in Verbindung mit Figuren 7 bis 9 gezeigt. Gemäß einer alternativen Ausführungsform, die nicht eigens dargestellt ist, können den Einlegerädern 250a, 250b Kapseln von im Wesentlichen parallelen Anordnungen des Abgaberads 28, Abgaberads 30, Zwischenrads 36 und Zwischenrads 38 zugeführt werden, beispielsweise wie in Verbindung mit Figuren 1 bis 3 gezeigt.
  • Ein einzelnes Magazin (nicht gezeigt) kann Kapseln allen der im Wesentlichen parallelen Einlegeräder 250a, 250b zuführen. Alternativ kann ein separates Magazin (nicht gezeigt) Kapseln jedem der Einlegeräder 250a, 250b oder einer Unterbaugruppe der Einlegeräder zuführen. Die Objekt-Einlegevorrichtung 210 ist nicht auf zwei im Wesentlichen parallele Anordnungen der Einlegeräder 250a, 250b begrenzt, wie in Figur 10 gezeigt, sondern sie kann alternativ beispielsweise so viele im Wesentlichen parallele Ausgestaltungen aufweisen wie gewünscht, beispielsweise um dem Produktionsausstoßbedarf gerecht zu werden.
  • Die zuvor besprochenen Strukturen und Betriebsweisen können in Verfahren verwendet werden, um ein oder mehrere Objekte in eine Filterkomponente eines Tabakstocks einzufügen, wie einem Fachmann auf der Grundlage dieser Beschreibung bewusst sin wird. Die Strukturen und Betriebsarten können verwendet werden, um die Objekte in ein einzelnes Filtermaterialband einzufügen, oder alternativ, in mehrere im Wesentlichen parallele Bänder. Wie zuvor erwähnt, können die in diesem Dokument beschriebenen Strukturen und Betriebsweisen im Vergleich zu Vorrichtungen und Verfahren des Stands der Technik zu einer wesentlichen Erhöhung der Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit führen. Beispielsweise ist die in Figuren 1 bis 6 gezeigte Vorrichtung mit den in Tabelle A aufgeführten Parametern oben betrieben worden, um eine einzige Reihe von 108 mm-Filterstäben zu bilden, die vier Kapseln pro Filter aufweisen, bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 216 m Filtermaterial pro Minute pro Reihe (Ausstoß von 2000 Filtern pro Minute) und mit hoher Konsistenz und Zuverlässigkeit. Die Ausstoßgeschwindigkeit ist dramatisch schneller, als es bei Maschinen des Stands der Technik möglich ist, die typischerweise auf Geschwindigkeiten von ungefähr 80 m pro Minute begrenzt sind, um zuverlässig ähnliche Filterstäbe herzustellen. Ein Fachmann wird aus dieser Beschreibung erkennen, dass die in Tabelle A aufgeführten Parameter variiert werden können, um ähnlich hohe Ausstoßgeschwindigkeiten bereitzustellen, um Filterstäbe aufzubereiten, die unterschiedliche Ausgestaltungen aufweisen.
  • Figuren 11 bis 15 zeigen eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Objekt-Einlegevorrichtung. Zum Zwecke dieser Beschreibung unterscheidet sich die Objekt-Einlegevorrichtung 310 der Figuren 11 bis 15 von der Objekt-Einlegevorrichtung 210 der Figuren 7 bis 9 hauptsächlich in der Struktur und Funktion der ersten und zweiten Beschleunigerkammer 374, 376 und in der Weise, wie sie Kapseln zum Einlegerad 350 liefern. Entsprechend wird zur einfacheren Erklärung die Besprechung der Strukturen und Funktionen, die gleich oder im Wesentlichen ähnlich zur Ausführungsform der Figuren 7 bis 9 sind, nicht wiederholt.
  • Figur 13 zeigt die erste Beschleunigerkammer 374 in verschiedenen Stadien der Demontage. Die zweite Beschleunigerkammer 376 kann die gleiche oder im Wesentlichen ähnliche Struktur aufweisen wie die erste Beschleunigerkammer 374. Die Beschleunigerkammer 374 kann eine Kombination aus drehenden und nicht drehenden Teilen umfassen. Beispielsweise kann die Beschleunigerkammer 374 eine Basis 301 umfassen, die auf der Objekt-Einlegevorrichtung 310 stationär montiert ist, beispielsweise an der Rückplatte 303 (siehe Figuren 11 und 12) der Objekt-Einlegevorrichtung 310 befestigt ist. Äußere und innere Führungsringe 305a, 305b können an der Basisplatte 303 stationär montiert werden, beispielsweise unter Verwendung von Schrauben oder anderen Befestigungselementen. Eine Abdeckplatte 307 kann an dem äußeren Führungsring 305a gesichert sein, beispielsweise unter Verwendung von Schrauben oder anderen Befestigungselementen, um eine im Wesentlichen eingeschlossene Vortexkammer zu bilden, die ausführlicher in Verbindung mit Figur 14 beschrieben ist. Mit weiterem Bezug auf Figur 13 kann die Beschleunigerkammer 374 auch eine Abgabetrommel 309 umfassen, die in Bezug auf die zuvor erwähnten stationären Komponenten rotiert (zum Beispiel unter der Kraft eines Antriebsmotors, wie später beschrieben), um dem Einlegerad 350 Kapseln zuzuführen. Figur 13A ist eine detaillierte Ansicht einer Ausführungsform der Führungsringe 305a, 305b und wird später ausführlicher beschrieben.
  • Figur 14 ist eine transversale Querschnittsansicht der Beschleunigerkammer 374, die die nichtrotierenden Bauteile zeigt. Figur 15 ist eine transversale Querschnittsansicht der Beschleunigerkammer 374, die sowohl die nichtrotierenden, als auch die rotierenden Bauteile zeigt. Mit Bezug auf Figur 14 bilden die Basis 301, die Führungsringe 305a, 305b und die Abdeckplatte 307 eine Vortexkammer 311, um die die Kapseln rotieren, beispielsweise unter der Kraft getriebener Luft, die von der Kammer 313 durch die Öffnungen 315 zugeführt wird. Gemäß einer Ausführungsform rotiert die getriebene Luft die Kapseln innerhalb der Vortexkammer 311 mit zwischen ungefähr 150 und ungefähr 300 Metern pro Minute, genauer gesagt bei ungefähr 230 Metern pro Minute, wobei jedoch andere Geschwindigkeiten möglich sind.
  • Für einen wesentlichen Abschnitt des Umfangs der Vortexkammer (zum Beispiel ungefähr 250° bis ungefähr 300°, oder ungefähr 270°) können die Kapseln in der Vortexkammer 311 von einer Abschirmung 317, beispielsweise einem Abschirmblech, abgefangen werden, die den Raum zwischen den Führungsringen 305a, 305b abdeckt. Wie jedoch oben in Figur 14 gezeigt, kann ein Übertragungsbereich 319 der Vortexkammer 311 von dem Abschirmblech unabgedeckt sein, wodurch erlaubt wird, dass die Kapseln von der Vortexkammer 311 zwischen den Führungsringen 305a, 305b austreten können. Gemäß Ausführungsformen kann sich der Übertragungsbereich 319 um ungefähr 60° bis ungefähr 110° des Umfangs der Vortexkammer oder genauer gesagt ungefähr 90° des Umfangs der Vortexkammer erstrecken.
  • Figur 15 ist ähnlich der Figur 14, außer dass die drehende Abgabetrommel 309 hinzugefügt ist. Die Abgabetrommel 309 kann unter der Kraft eines Antriebsmechanismus 321 drehen, wie eines Antriebsmotors, dessen Ausgangswelle an einen Nabenmechanismus 323 gekoppelt ist, der an die Abgabetrommel 309 angeschlossen ist, es sind jedoch andere Antriebsstrukturen möglich.
  • Mit weiterem Bezug auf Figur 15 werden die Kapseln, die von der Vortexkammer 311 über den Übertragungsbereich 319 austreten, in Abgaberadtaschen 325 (z.B. Löcher) in der drehenden Abgabetrommel 309 verschoben (siehe auch Figur 16). Vor der Übertragung an das Einlegerad 350 werden die Kapseln in den Abgaberadtaschen 325 von einer Führung 327 gehalten (gezeigt in Figuren 12 und 15), die die Abgaberadtaschen 325 abdeckt, bis oder kurz bevor die Kapseln zu den Taschen in dem Einlegerad 350 übertragen werden. Die äußeren und inneren Führungsringe 305a, 305b können abgeschrägte Flächen 331a, 331b umfassen. Gemäß Ausführungsformen können die abgeschrägten Flächen um zwischen ungefähr 30° und ungefähr 60° in Bezug auf die Horizontale geneigt sein, beispielsweise um ungefähr 45 Grad. Die abgeschrägten Flächen 331a, 331b können helfen, die Kapseln in eine Flucht mit den Abgaberadtaschen 325 zu lenken.
  • Mit erneutem Bezug auf Figur 12 sind die Beschleunigerkammern 374, 376 und insbesondere die Abgabetrommeln 309 in einer Position im Verhältnis zum Einlegerad 350 gezeigt. Gemäß einer Ausführungsform können die Abgabetrommeln 309 bei ungefähr der Hälfte der Geschwindigkeit des Einlegerads 350 drehen. Bei oder ungefähr beim Übertragungspunkt T werden die Kapseln, die in den Abgabetrommeln 309 von Führungen 327 gehalten werden, zu den Einlegeradtaschen 352 übertragen. Das Einlegerad 350, die Einlegeradtaschen 352 und zugehörige Strukturen und Funktionen können gleich oder ähnlich denen sein, die in Verbindung mit vorherigen Ausführungsformen beschrieben sind. Das Einlegerad 350 und/oder die Beschleunigerkammern 374, 376 können unter Verwendung von Schnelllösemechanismen wie Hebeln, Flügelschrauben oder Nocken an die Objekt-Einlegevorrichtung montiert werden. Die Schnelllösemechanismen können erlauben, dass die Räder gelöst und nachfolgend gedreht und oder axial geschoben werden, um eine Ausrichtung und/oder Registrierung der Beschleunigerkammer 374, 376 mit dem Einlegerad 350 zu ermöglichen.
  • Mit weiterem Bezug auf Figur 12 können die Kapseln den Beschleunigerkammern 374, 376 von der Speicherkammer 322 unter Verwendung einer kombinierten Luftschleusen- und Dosiereinheit und Zuführrohren 370, 372 zugeführt werden. Gemäß einer Ausführungsform können die Zuführrohre 370, 372 die Kapseln den Beschleunigerkammern 374, 376 durch Öffnungen 355 zuführen, gezeigt in Figur 16. Die Öffnungen 355 können eine Abschrägung umfassen, die die Kapseln in die Vortexkammer 311 in oder ungefähr in der gleichen Bahn leitet wie den Luftstrom, der durch die Kammer strömt. Gemäß einer Ausführungsform kann sich ein Sensor in der Vortexkammer 311 befinden, der die Menge der Kapseln in der Kammer erfasst und die Speicherkammer 322 steuert, um der Vortexkammer 311 Kapseln zuzuführen, wenn das von dem Sensor erfasste Niveau unter ein vorbestimmtes Niveau fällt.
  • Figur 16 zeigt die Abgabetrommel 309 entfernt von der Beschleunigerkammer 374, wodurch die Ausgangswelle 329 des Antriebsmechanismus 321 und des an die Abgabetrommel 309 angeschlossenen Nabenmechanismus 323 freigelegt ist.
  • Mit erneutem Bezug auf Figur 13A können Ausführungsformen der Führungsringe 305a, 305b einen Schikanebereich umfassen. Wie zuvor erklärt, führen die Führungsringe 305a, 305b die Kapseln in die Abgaberadtaschen 325. Sobald eine Kapsel in einer der Abgaberadtaschen 325 dem Einlegerad 350 zugeführt wird, kann eine Kapsel in der Vortexkammer 311 nachfolgend in die nun freie Tasche 325 eintreten. Der Schikanebereich 333 verhindert, dass dies unbeabsichtigt passiert.
  • Die Umfangsöffnung zwischen den Führungsringen 305a, 305b ist nicht-fluchtend mit den Abgaberadtaschen 325 in der Abgabetrommel 309. Der Schikanebereich 333, der im Wesentlichen mit dem Übertragungsbereich 319 übereinstimmen kann, lenkt die Kapseln seitlich in eine Flucht mit den Abgaberadtaschen 325 ab. Diese Anordnung verhindert, dass eine Kapsel in eine Abgaberadtasche 325 zur im Wesentlichen gleichen Zeit eintritt, zu der die vorherige Kapsel in das Einlegerad 350 übertragen wird, und dass die nachfolgende zweite Kapsel dem Einlegerad 350 zugeführt wird. Dies kann ein unbeabsichtigtes fehlerhaftes Zuführen einer zusätzlichen Kapsel zum Einlegerad 350 verhindern.
  • Mit weiterem Bezug auf Figur 13A können ein oder mehrere Blasluftstrahlen 351 von dem/den Führungsring(en) in der Nachbarschaft der Schikane 333 ausgestoßen werden, wobei die Luft senkrecht zum Umfang der Ringe ausgeblasen wird. Die Blasluftstrahlen können helfen, die Kapsel von der Bewegung, die im Allgemeinen tangential zum Umfang der Abgabetrommel 309 ist, in eine Bewegung umzuleiten, die im Allgemeinen senkrecht zum Umfang ist, wodurch eine schnellere Übertragung an das Einlegerad 350 ermöglicht wird.
  • Mit erneutem Bezug auf Figur 15 weist die Führung 327 einen mit einer Rampe versehenen Bereich vor dem Übertragungspunkt T auf (siehe Figur 12). Beispielsweise kann in einer Ausführungsform der Abstand zwischen dem Außenumfang der Abgabetrommel 309 und dem Innenumfang der Führung 327 normalerweise ungefähr ca. 0,2 mm betragen. Über eine Strecke von ungefähr 15 mm bis 20 mm vorgelagert vor dem Übertragungspunkt T kann die Führung jedoch eine mit einer Rampe versehene Fläche 353 aufweisen (z. B. eine Zunahme des Innendurchmessers aufweisen), um den Abstand von dem Außenumfang der Abgabetrommel 309 zu erhöhen, z.B. auf bis zu 3 mm. Folglich kann eine Kapsel in der Abgabetrommel 309 entlang der mit der Rampe versehenen Fläche 353 wandern und graduell hoch aus der Abgaberadtasche 325 aufsteigen, wenn es den Übertragungspunkt T erreicht, wodurch ein sanfter und gradueller Übergang der Kapsel von der Abgabetrommel 309 zur Einlegeradtasche 352 gewährleistet wird.
  • Mit Bezug auf Figur 17 ist eine alternative Ausführungsform der Führung 327 gezeigt, wobei die Führung 327 insgesamt oder ein Abschnitt der Führung 327 eine Breite aufweist, die leicht geringer ist, als der Durchmesser der Abgaberadtaschen 325. Beispielsweise können bei einer Maschine, die mit 3,5 mm-Kapseln arbeitet, die Abgaberadtaschen 325 einen Durchmesser von ungefähr 4 mm aufweisen, und die Führung 327 kann eine Breite von ungefähr 3 mm aufweisen. Die Lücke zwischen den lateralen Seiten der Führung 327 und dem Außendurchmesser der Abgaberadtaschen 325 kann ermöglichen, dass Luft zwischen der Abgabetrommel 309 und der Führung 327 hindurch gelangt, die im Betrieb in dichter vertikaler Nähe zueinander liegen können (z.B. getrennt durch einen Spalt von ungefähr 0,2 mm). Indem ermöglicht wird, dass Luft zwischen den Abgaberadtaschen 325 und den Seiten der Führung 327 hindurch gelangt, kann verhindert werden, dass die Kapseln in die Löcher 327 strömen und/oder unter dem Luftdruck bersten, der an ihnen durch die Luft in der Vortexkammer 311 anliegt. Gemäß den Ausführungsformen kann die Führung insgesamt oder ein Abschnitt der Führung 327 eine Gesamtbreite aufweisen, die ungefähr 0,5 mm bis 2,0 mm weniger beträgt, als die Breite der entsprechenden Abgaberadtaschen 325.
  • Figuren 18 bis 20 zeigen eine weitere nicht erfindungsgemäße Objekt-Einlegevorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform. Zum Zwecke dieser Beschreibung unterscheidet sich die Objekt-Einlegevorrichtung 410 von der in Figuren 11 bis 17 gezeigten erfindungsgemäßen Objekt-Einlegevorrichtung 310 hauptsächlich in der Struktur und Funktion der Speicherkammer 422 und des Kapsel-Zuführmechanismus. Zusätzlich umfasst die Objekt-Einlegevorrichtung 410 eine einzige Beschleunigerkammer 474, anstatt zwei in der erfindungsgemäßen Ausführungsform. Zur einfacheren Erklärung wird die Besprechung der Strukturen und Funktionen, die gleich oder im Wesentlichen ähnlich zur Ausführungsform der Figuren 11 bis 17 sind, nicht wiederholt.
  • Mit Bezug auf Figur 19 drückt Druckluft in einem Zuführrohr 461 Kapseln von einem Kapselmagazin 463 zur Beschleunigerkammer 474. Mit Bezug auf Figur 18 kann eine Brücke 465 das Magazin 463 in ein oberes Fach 463a und ein unteres Fach 463b trennen. Gemäß einer Ausführungsform kann das obere Fach 463a bemessen sein, zwischen ungefähr 3kg und ungefähr 4kg Kapseln zu halten, und das untere Fach 463b kann bemessen sein, zwischen ungefähr 200 g und ungefähr 400 g Kapseln zu halten, wobei jedoch andere Kapazitäten möglich sind.
  • Mit weiteren Bezug auf Figur 19 kann die Brücke 465 ein Loch umfassen (nicht sichtbar), das leicht größer ist als die Kapselgröße (z.B. zwischen ungefähr 8 mm und 12 mm im Durchmesser, beispielsweise ungefähr 11,5 mm) zum Zuführen von Kapseln zum unteren Fach 463b. Die Brücke 465 kann als Drosselpunkt dienen, um den Strömungsdurchsatz der Kapseln in das untere Fach 463b zu steuern, beispielsweise auf ungefähr 11000 Kapseln pro Minute.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann/können die Brücke 465 und/oder das untere Fach 463b vibrieren, um das Zuführen der Kapseln zu erleichtern. Wenn beispielsweise das Niveau der Kapseln im unteren Fach 463b, gemessen vom Kapsel-Zuführsensor 467, unter ein vorbestimmtes Niveau fällt, kann/können die Brücke 465 und/oder das untere Fach 463b vibrieren, um die Kapseln zuzuführen. Wenn das Niveau der Kapseln in der Beschleunigerkammer 474 unter ein vorbestimmtes Niveau fällt (z.B. wie von dem Niveausensor in der Vortexkammer gemessen), führt ein Venturi-Rohr 469 die Kapseln durch das Zuführrohr 461 zur Beschleunigerkammer 474. Bei einer Maschine, die bei 30 m/min arbeitet und Kapseln bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 11600 Kapseln pro Minute zuführt, kann das Magazin ungefähr 12000 Kapseln pro Minute zuführen. Dem Fachmann wird bewusst sein, dass andere Maschinengeschwindigkeiten und Kapsel-Zuführgeschwindigkeiten möglich sind.
  • Die Objekt-Einlegevorrichtung 410 kann ein Kapselreservoir (nicht gezeigt) umfassen, beispielsweise mit einer Kapazität von 5 bis 20 Kilogramm. Der Kapselspeicher kann mit einem Sensor zusammenarbeiten, der dem Magazin 463 zugehörig ist. Wenn der Sensor erfasst, dass zusätzlich Kapseln in dem Magazin 463 benötigt werden, kann eine pneumatische Fördereinrichtung die Kapseln von dem Kapselspeicher zum Magazin 463 fördern, um das Magazin 463 aufzufüllen.
  • Mit Bezug auf Figuren 20 und 21 ist eine Form der Einzugsrolle 416 und des Pflugs 464 gezeigt. Wie zuvor in Verbindung mit Figur 1 besprochen, kann die Einzugsrolle 416 als Anlenkpunkt wirken, um das Filtermaterialband zu glätten, bevor es in den Finger 420 Eintritt. Zusätzlich oder alternativ kann die Einzugsrolle das Filtermaterialband vorfalten, um die Objekteinlegung besser zu ermöglichen. Gemäß einer Ausführungsform kann das Towband, das durch die Einzugsrolle 416 gelangt, einen Durchmesser von ungefähr 30 mm aufweisen.
  • Der Pflug 464 kann dann das Filtermaterial in eine U-Form mit offenem Oberteil falten, durch das das Einlegerad 450 die Kapseln einlegt. Gemäß einer Ausführungsform kann der Pflug 464 einen verjüngten Querschnitt aufweisen, z.B. kann sie sich konisch von einem größeren Querschnitt am stromaufwärtigen Ende (nahe der Einzugsrolle 416) zu einem kleineren Querschnitt am stromabwärtigen Ende (in der Nähe des Einlegerads 450) verjüngen. Gemäß einer Ausführungsform kann das stromabwärtige Ende einen stromabwärtigen Querschnitt aufweisen, der größenmäßig im Wesentlichen gleich der Breite des Außenumfangs des Einlegerads 450 ist. Beispielsweise kann das stromaufwärtige Ende des Pflugs 464 einen Durchmesser von ungefähr 8 mm aufweisen, und die stromabwärtige Spitze des Pflugs 464 kann einen Durchmesser von ungefähr 5 mm aufweisen und der Außenumfang des Einlegerads 450 kann ebenfalls eine Breite von ungefähr 5 mm aufweisen. Während der Pflug 464 so gezeigt ist, als habe sie einen kreisförmigen Querschnitt, sind andere Querschnitte möglich, wie quadratisch oder rechteckig. Beispielsweise kann eine Ausführungsform einen quadratischen Querschnitt von 8 mm aufweisen, der sich zu der Abmessung des Einlegerads verjüngt.
  • Der Pflug 464 kann vom stromaufwärtigen Ende zum stromabwärtigen Ende ungefähr 100 mm lang sein. Wie am besten in Figur 6 zu sehen ist, kann das stromabwärtige Ende des Pflugs 64 auf eine Form verjüngt sein, die das Einlegerad 50 ergänzt, z.B. im Allgemeinen tangential zum Außenumfang des Einlegerads ist.
  • Mit erneutem Bezug auf Figuren 20 und 21 kann der Pflug 464 das Filtermaterial in eine U-Form oder C-Form vorfalten, in die das Einlegerad 450 die Kapseln platziert. Durch Verjüngen des Pflugs 464, wie zuvor beschrieben, kann die resultierende Faltung im Filtermaterial graduell in der Größe abnehmen, bis direkt vor das Einlegen der Kapseln, an welchem Punkt die Öffnung im Oberteil des gefalteten Filtermaterials gleich oder leicht größer ist, als die Breite des Einlegerads 450. Durch Verringern der Größe der Faltung in dem Filtermaterial kann die Kapsel in eine Faltung eingefügt werden, die die gleiche Größe hat oder leicht größer ist als das Kapseln selbst, wobei erhöhte Genauigkeit und Stabilität bei der Platzierung jeder Kapsel im Filtermaterial bereitgestellt werden.
  • Mit Bezug auf Figur 22 kann die Objekt-Einlegevorrichtung von einem Kapsel-Produktionsmodus in einen kapselfreien ("Weißfilter")-Modus angepasst werden, in dem die Kapseln dem Filtermaterial nicht hinzugefügt werden. Das Einlegerad 450 kann von dem Towband (z.B. um zwischen ungefähr 160 mm 220 mm) in die Position angehoben werden, die in Figur 22 gezeigt ist. Dies kann erfolgen, um das Kapseleinlegen in das Filtermaterial zu deaktivieren. Das Einlegerad 450 kann nachfolgend zurück in das Towband abgesenkt werden, um den Kapsel-Produktionsmodus wieder aufzunehmen.
  • Das Anheben und Absenken des Einlegerads 450 kann pneumatisch erfolgen, beispielsweise unter Verwendung von Hydraulikzylindern, die wenigstens das Einlegerad 450 in Bezug auf das Filtermaterial anheben. Beispielsweise kann/können das Einlegerad 450 und wahlweise andere Bauteile auf einer vertikalen Bahn in Bezug auf den Rest der Objekt-Einlegevorrichtung 410 unter der Kraft von Hydraulikzylindern gleiten. Einer oder mehrere Bedienknöpfe 471 können verwendet werden, um die Zylinder zu aktivieren. Die Einzugsrolle 416 und der Pflug 464 (siehe Figur 20) können im "Weißfilter"-Modus wahlweise entfernt werden, beispielsweise unter Verwendung von Flügelschrauben oder anderen Schnelllösemechanismen.
  • Das Anheben des Einlegerads 450 in den "Weißfilter"-Modus kann lediglich eine Minute dauern. Die Objekt-Einlegevorrichtung 410 kann bei 500 - 700 Metern/Minute im Weißfilter-Modus arbeiten, beispielsweise bei 600 Metern/Minute. Zusätzlich kann die Objekt-Einlegevorrichtung 410 bei 200 bis 400 Metern/Minute im Kapsel-Produktionsmodus arbeiten, beispielsweise bei 300 Metern/Minute, wobei jedoch schnellere Geschwindigkeiten möglich sind.
  • Figur 23A zeigt eine Draufsicht eines Abschnitts des Einlegerads 450, und Figur 23B zeigt eine teilweise Querschnittsansicht eines Teils des Einlegerads 450. Die Einlegeradtaschen 452 können eine kegelstumpfförmige oder kugelstumpfförmige Senkbohrung oder Ansenkung 473 bestimmen, die die Kapsel aufnimmt. Ein genuteter Abschnitt 475 kann in Fluidverbindung mit jeder Ansenkung 473 stehen, um Druck und/oder Vakuum auf die Kapseln aufzubringen, die sich in den Taschen 452 befinden. Der gesamte oder ein Abschnitt des genuteten Abschnitts 475 kann einen kreuzförmigen (z.B. in Form eines vierblättrigen Kleeblatts) Querschnitt aufweisen, um ein erhöhtes Volumen bereitzustellen. Die genuteten Abschnitte 475 können um ein Zuführrad 477 rotieren, das Vakuumanschlüsse 479 aufweist, von denen einige ein Vakuum ziehen und andere Druckluft ausstoßen. Die Vakuumanschlüsse 479 können mit den genuteten Abschnitten 475 zusammenarbeiten, um Vakuum oder Druck zu liefern, abhängig von dem Ort der Taschen im Prozesszyklus. Mit Bezug auf die Querschnittsansicht von Figur 23B kann das Einlegerad 450 vom Mittelbereich zum Außenumfangsbereich verjüngt sein, um das Einlegen des Einlegerads 450 und den darauf getragenen Kapseln in das Filtermaterial zu erleichtern, das in eine U-Form gefaltet ist.
  • Mit Bezug auf Figur 10 können die Beispiele der nicht erfindungsgemäßen Objekt-Einlegevorrichtung, die in Verbindung mit Figuren 11 bis 23 gezeigt und beschrieben sind, auch in der Doppelfilterstrang- oder Multifilterstrang-Produktion verwendet werden, was bedeutet, dass mehrere Einlegeräder Seite an Seite an einer gemeinsamen Basis montiert werden können, um Kapseln in im Wesentlichen parallelen Bändern von Filtermaterial einzufügen, wobei jedoch auch nicht-parallele Ausführungsformen möglich sind. Gemäß der Doppelstrang- und Multistrang-Ausführungsformen können vielerlei Beschleunigerkammern Seite an Seite angeordnet sein, in Kontakt mit Seite an Seite angeordneten Einlegerädern. Ein einziger Kapsel-Speichermechanismus kann alle Einlegeräder versorgen oder ein einzelner Speichermechanismus kann jedes Einlegerad versorgen. Für jedes Filtermaterialband können die Ausführungsformen außerdem vielerlei Beschleunigerkammern umfassen, um jedem Einlegerad Kapseln zuzuführen (siehe z.B. Figuren 11 und 12, in denen das Einlegerad 350 von den Beschleunigerkammern 374, 376 versorgt wird) oder eine einzige Beschleunigerkammer kann jedes Einlegerad mit Kapseln versorgen (siehe z.B. Figur 18, in der das Einlegerad 450 von der Beschleunigerkammer 474 mit Kapseln versorgt wird). Alternativ kann eine Beschleunigerkammer verwendet werden, um mehrere Einlegeräder mit Kapseln zu versorgen.
  • Gemäß den zuvor besprochenen Doppelstrang- oder Multistrang-Ausführungsformen können zwei oder mehr Seite an Seite angeordnete Einlegeräder an einer einzigen Antriebswelle montiert sein. Ähnlich kann jeder Satz von Seite an Seite angeordneten Beschleunigerkammern (z.B. die Abgabetrommeln) an einer einzigen Antriebswelle montiert sein. Ein einziger Antriebsmotor kann verwendet werden, um alle Wellen zu drehen, beispielsweise unter Verwendung eines Getriebes. Alternativ kann für jede Welle ein separater Antriebsmotor verwendet werden.
  • Gemäß einer alternativen Anordnung kann sich jedes Rad, gleich, ob es ein Einlegerad oder die Abgabetrommel einer Beschleunigerkammer ist, an seiner eigenen Welle befinden und von seinem eigenen Motor angetrieben werden. Außerdem sind Kombinationen einzelner und gemeinsam genutzter Motoren möglich. Beispielsweise können die Abgabetrommeln von zwei Seite an Seite angeordneten Beschleunigerkammern an einer einzigen Stelle montiert sein und von einem einzigen Motor angetrieben werden, während zwei Seite an Seite angeordnete Einlegeräder an einzelnen Wellen montiert sind und von separaten Motoren angetrieben werden, oder umgekehrt. Ein Fachmann wird aus dieser Beschreibung erkennen, dass verschiedene Kombinationen und Unterkombinationen des direkten und gemeinsamen Antriebs möglich sind, ungeachtet, ob die Objekt-Einlegevorrichtung eine Einstrang-, Doppelstrang- oder Multistrang-Ausführungsform ist.
  • Nicht von der Erfindung umfasste Weiterentwicklungen der in diesem Dokument beschriebenen Objekt-Einlegevorrichtung können verwendet werden, um entweder eine symmetrische Beabstandung oder eine asymmetrische Beabstandung der Kapseln entlang der Länge des Filtermaterials bereitzustellen. Wenn eine asymmetrische Beabstandung bereitgestellt wird, kann das Einlegerad einen Positionssensor umfassen, der in Verbindung mit einer Steuerung verwendet wird (z.B. einer PLC bzw. SPS, speicherprogrammierbare Steuerung), um die Position der Einlegeradtaschen mit dem Timing bzw. Takt des Schneidkopfes zeitlich abzustimmen. Der Schneidkopf ist ein Messer, das sich hinter dem Einlegerad befindet, das das Filtermaterial, eingewickelt in Papier, in Filterstabsegmente schneidet. Beispielsweise kann sich ein Näherungs- oder Lichtsensor an dem Einlegerad in Kontakt mit einer besonderen Einlegeradtasche befinden, um die Position der Einlegeradtaschen mit dem Takt des nachgeschalteten Schneidkopfes zu synchronisieren. Alternativ kann ein Shaft-Encoder an dem Einlegerad verwendet werden, um die Einlegeradtaschen mit dem Takt des nachgeschalteten Schneidkopfes zu synchronisieren.
  • Für eine asymmetrische Beabstandung der Kapseln kann ein asymmetrisches Einlegerad verwendet werden. Genauer gesagt können die Einlegeradtaschen des Einlegerads asymmetrisch um seinen Umfang beabstandet sein. Beispielsweise können benachbarte Einlegeradtaschen in abwechselnden Intervallen von 27 mm und 28 mm beabstandet sein, wobei jedoch andere Schrittweiten möglich sind. Bei einem asymmetrischen Einlegerad kann das Rad, nachdem es mit dem Schneidkopf synchronisiert ist, mit einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit in Bezug auf das Filtermaterial rotieren und die Kapseln in den ausgewählten asymmetrischen Intervallen in das Filtermaterial einlegen.
  • Alternativ kann eine elektronische Steuerung mit einer SPS verwendet werden, um eine asymmetrische Beabstandung der Kapseln mit einem Festabstand-Einlegerad bereitzustellen, beispielsweise durch Verändern der Geschwindigkeit des Einlegerads in Bezug auf das Filtermaterial, um das Intervall zwischen Kapseln zu erhöhen oder zu verringern. Außerdem kann ungeachtet dessen, ob symmetrisches oder asymmetrisches Einlegen der Kapseln verwendet wird, eine elektronische Steuerung mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) verwendet werden, um Kapseln in das Filtermaterial in einem größeren oder geringeren Abstand als der physikalischen Beabstandung zwischen den Einlegeradtaschen einzufügen. Beispielsweise kann für ein Einlegerad, das einen Abstand von 30 mm zwischen den Einlegeradtaschen aufweist, eine elektronische Steuerung verwendet werden, um das Einlegerad in Bezug auf das Filtermaterial zu überdrehen, um eine Kapselbeabstandung von 25 mm zu erhalten. Alternativ kann für das gleiche Einlegerad eine elektronische Steuerung verwendet werden, um das Einlegerad in Bezug auf das Filtermaterial zu unterdrehen, um eine Beabstandung von 35 mm zu erhalten. Ein Fachmann wird aus der oben stehenden Beschreibung verstehen, dass verschiedene Kombinationen symmetrischer und asymmetrischer Einlegeräder sowie elektronische Steuerungsschemata verwendet werden können, um verschiedene symmetrische und asymmetrische Abstände zwischen Kapseln in dem Filtermaterial zu erhalten.
  • Die in dieser Spezifikation anhand der Figuren veranschaulichten und besprochenen beispielhaften Ausführungsformen sollen Fachleuten des Gebiets lediglich die Weise näher bringen, die nach Meinung der Erfinder die beste Weise ist, die Erfindung herzustellen und zu verwenden. Alle vorgestellten Beispiele sind repräsentativer Art und nicht einschränkend. Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung können abgewandelt oder variiert werden, wobei die Erfindung durch die nachfolgenden Ansprüche definiert ist.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Objekt-Einlegevorrichtung
    12
    Filtermaterial-Verarbeitungseinheit
    14a, 14b
    Zuführrollen
    16
    Einzugsrolle
    18
    Towführung
    20
    Finger
    22
    Speichervorrichtung
    24, 26
    Zuführkammer
    24a, 26a
    Ausgangsöffnung
    28, 30
    Abgaberad
    28a, 30a
    Außenumfang
    32, 34
    Abgaberadtaschen
    36, 38
    Zwischenrad
    36a, 38a
    Außenumfang
    40, 42
    Zwischenradtaschen
    44, 46
    Übergabeführung
    50
    Einlegerad
    50a
    Außenumfang
    52
    Einlegeradtaschen
    60
    Schlitz
    62
    Towführung
    64
    Pflug
    110
    Objekt-Einlegevorrichtung
    122
    Speichervorrichtung
    150
    Einlegerad
    150a
    Umfang
    170, 172
    Schwerkraftzuführvorrichtung
    174, 176
    Beschleunigerkammer
    178, 180
    Eingangsanschluss
    182, 184
    innere Umfangsfläche
    182a, 184a
    Bahn
    186, 188
    Luftdüse
    190, 192
    Austritt
    190a, 192a
    Hinterkante
    210
    Objekt-Einlegevorrichtung
    220a, 220b
    Finger
    250a, 250b
    Einlegerad
    252a, 252b
    Einlegeradtaschen
    274a, 274b
    untere Beschleunigerkammer
    276a, 276b
    obere Beschleunigerkammer
    301
    Basis
    303
    Rückplatte
    305a, 305b
    Führungsring
    307
    Abdeckplatte
    309
    Abgabetrommel
    310
    Objekt-Einlegevorrichtung
    311
    Vortexkammer
    313
    Kammer
    315
    Öffnung
    317
    Abschirmung
    319
    Übertragungsbereich
    321
    Antriebsmechanismus
    322
    Speicherkammer
    323
    Nabenmechanismus
    325
    Abgaberadtaschen
    327
    Führung
    329
    Ausgangswelle
    331a, 331b
    Abschrägung
    333
    Schikanebereich
    350
    Einlegerad
    351
    Blasluftstrahl
    352
    Einlegeradtaschen
    353
    mit Rampe versehende Fläche
    355
    Öffnung
    370, 372
    Zuführrohr
    374, 376
    Beschleunigerkammer
    410
    Objekt-Einlegevorrichtung
    416
    Einzugsrolle
    420
    Finger
    422
    Speicherkammer
    450
    Einlegerad
    452
    Einlegeradtaschen
    461
    Zuführrohr
    463
    Kapselmagazin
    463a, 463b
    Fach
    464
    Pflug
    465
    Brücke
    467
    Kapsel-Zuführsensor
    469
    Venturi-Rohr
    471
    Bedienknopf
    473
    Ansenkung
    474
    Beschleunigerkammer
    475
    genuteter Abschnitt
    477
    Zuführrad
    479
    Vakuumanschluss
    C
    Kapsel
    C1, C2
    Kapselabschnitt
    D
    Innendurchmesser
    T
    Übertragungspunkt
    Y
    Tiefe

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Einlegen eines oder mehrerer Objekte in eine Filterkomponente eines Tabakstocks, umfassend wenigstens eine Speichervorrichtung (322) zur Speicherung einer Mehrzahl der Objekte, wenigstens ein Einlegerad (350) zum Einlegen der Objekte in wenigstens ein Filtermaterialband und wenigstens eine Beschleunigerkammer (374, 376) zur Übertragung der Objekte von der wenigstens einen Speichervorrichtung (322) zu dem wenigstens einen Einlegerad (350), wobei die wenigstens eine Beschleunigerkammer (374, 376) eine Vortexkammer (311) mit einem Umfang und einer Umfangsöffnung und wenigstens eine Luftquelle, die die Objekte um den Umfang der wenigstens einen Vortexkammer (311) beschleunigt umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Beschleunigerkammer (374, 376) eine Abgabetrommel (309) umfasst, die um die Vortexkammer rotiert (311), wobei die Abgabetrommel (309) Abgabeöffnungen aufweist, die in eine Flucht mit der Umfangsöffnung im Umfang der Vortexkammer (311) bewegbar sind, wobei die Abgabeöffnungen die Objekte durch die Umfangsöffnung im Umfang der Vortexkammer (311) empfangen und die Objekte zu dem wenigstens einen Einlegerad (350) übertragen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein äußerer Führungsring (305a) und wenigstens ein innerer Führungsring (305b) umfasst sind, wobei die Umfangsöffnung im Umfang der Vortexkammer (311) zwischen dem wenigstens einen äußeren Führungsring (305a) und dem wenigstens einen inneren Führungsring (305b) angeordnet ist, wobei insbesondere wenigstens eine Abschirmung (317) umfasst ist, die die Umfangsöffnung zwischen dem wenigstens einen äußeren Führungsring (305a) und dem wenigstens einen inneren Führungsring (305b) über einen Abschnitt des Umfangs der Vortexkammer (311) abdeckt und/oder der wenigstens eine äußere Führungsring (305a) und/oder der wenigstens eine innere Führungsring (305b) eine Abschrägung (331a, 331b) aufweist oder aufweisen, die zu den Abgabeöffnungen in der Abgabetrommel (309) geneigt ist oder sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine äußere Führungsring (305a) und der wenigstens eine innere Führungsring (305b) in einem Übertragungsbereich (319) eine Schikane (333) bilden, wobei die Schikane (333) mit den Abgabeöffnungen in der Abgabetrommel (309) fluchtet, wobei insbesondere ein Blasluftstrahl (351) in der Nähe der Schikane umfasst ist, der angepasst ist, die Objekte zu dem wenigstens einen Einlegerad (350) umzuleiten.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Führung (327) umfasst ist, die sich um einen Abschnitt der wenigstens einen Abgabetrommel (309) erstreckt und die Abgabeöffnungen abdeckt, wobei die wenigstens eine Führung (327) die Objekte in den Abgabeöffnungen hält, wobei insbesondere die Abgabetrommel (309) einen Außendurchmesser aufweist und die wenigstens eine Führung (327) einen Innendurchmesser aufweist, der sich in einem Abstand von dem Außendurchmesser der wenigstens einen Abgabetrommel (309) befindet, wobei die wenigstens eine Führung (327) einen mit einer Rampe versehenen Abschnitt (353) umfasst, der einen vergrößerten Innendurchmesser aufweist, der den Abstand zwischen dem Außendurchmesser der wenigstens einen Abgabetrommel (309) und den mit einer Rampe versehenen Abschnitt (353) vergrößert.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabeöffnungen einen Abgabeöffnungs-Durchmesser aufweisen, wobei ein die Abgabeöffnungen überlagernder Abschnitt der wenigstens einen Führung (327) eine Führungsbreite aufweist, die geringer ist als der Abgabeöffnungs-Durchmesser.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Zuführrohr (370, 372) umfasst ist, das sich von der wenigstens einen Speichervorrichtung (322) zu der Vortexkammer (311) erstreckt, wobei das wenigstens eine Zuführrohr (370, 372) eine abgeschrägte Öffnung (355) in die Vortexkammer (311) aufweist, und die abgeschrägte Öffnung (355) in Bezug auf die Vortexkammer (311) geneigt ist, um die Objekte im Wesentlichen in der gleichen Bahn weiterzuleiten, wie die Luftquelle, die in die Vortexkammer (311) strömt.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Pneumatikzylinder umfasst ist, der angepasst ist, das wenigstens eine Einlegerad (350) in eine Position außer Kontakt mit dem wenigstens einen Filtermaterialband zu heben.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Einlegerad (350) mehrere Taschen (352) umfasst, wobei jede Tasche (352) angepasst ist, eines der Objekte zu stützen, wobei zwischen einem Viertel und der Hälfte des Volumens des Objekts in der Tasche (352) aufgenommen wird, und der Rest des Volumens des Objekts aus der Tasche (352) hervorsteht, wobei insbesondere ein genuteter Abschnitt in Verbindung mit jeder Tasche (352) umfasst ist, der einen im Wesentlichen kreuzförmigen Querschnitt aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ferner wenigstens ein erster Finger, der das wenigstens eine Filtermaterialband in eine im Wesentlichen zylindrische Form zusammendrückt, wobei das wenigstens eine Einlegerad die Objekte in das wenigstens eine Filtermaterial einlegt, wenigstens ein zweiter Finger, der wenigstens ein zweites Filtermaterialband in eine im Wesentlichen zylindrische Form zusammendrückt, wobei der wenigstens eine erste Finger und der wenigstens eine zweite Finger ausgebildet sind, das erste und zweite Filtermaterialband entlang im Wesentlichen parallelen Bahnen zu führen, und wenigstens ein zweites Einlegerad, das die Objekte von wenigstens einer zweiten Beschleunigerkammer empfängt und die Objekte in das wenigstens eine zweite Filtermaterialband einlegt, umfasst sind.
  10. Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere Filterstrangmaschine, mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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