EP2661183B1 - Zuführen von gemahlenem oder geschnittenem tabakmaterial zu einer portionierungsvorrichtung - Google Patents

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EP2661183B1
EP2661183B1 EP11701743.4A EP11701743A EP2661183B1 EP 2661183 B1 EP2661183 B1 EP 2661183B1 EP 11701743 A EP11701743 A EP 11701743A EP 2661183 B1 EP2661183 B1 EP 2661183B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
homogenising
module
tobacco material
roller
needle roller
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP11701743.4A
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English (en)
French (fr)
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EP2661183A1 (de
Inventor
Lutz Günter
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Koerber Technologies GmbH
Original Assignee
Hauni Maschinenbau GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Hauni Maschinenbau GmbH filed Critical Hauni Maschinenbau GmbH
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24CMACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
    • A24C1/00Elements of cigar manufacture
    • A24C1/02Tobacco-feeding devices with or without means for dividing the tobacco into measured quantities
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24CMACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
    • A24C5/00Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • A24C5/39Tobacco feeding devices
    • A24C5/396Tobacco feeding devices with separating means, e.g. winnowing, removing impurities

Definitions

  • the invention relates to a homogenization module for a homogenizing device of a device of the tobacco processing industry for feeding ground or cut tobacco material having a moisture content of at least 35% to a portioning device.
  • the invention further relates to a corresponding homogenizing device, to a corresponding device of the tobacco processing industry, to a method for feeding ground or cut tobacco material having a moisture content of at least 35% to a portioning device and to a use.
  • the invention thus relates to the field of processing and portioning of ground or cut tobacco material having a high moisture content.
  • ground or cut tobacco and possibly additives are eligible.
  • the cut length is so short that the cut moist tobacco material a comparable consistency has like ground moist tobacco material.
  • Such a moist ground or cut tobacco material is offered, inter alia, as so-called SNUS tobacco or smokeless tobacco and is used orally, ie in the oral cavity.
  • SNUS tobacco has a moisture content of about 35% to 50% or more and is a fine-grained, lumpy substance that is similar in consistency to wet coffee grounds.
  • SNUS tobacco is in some cases flavored with, for example, menthol, sal ammoniac or other flavoring agents, and is packaged in portions of 0.5 to 2 g in so-called SNUS bags.
  • This is a porous paper, the so-called “pouch”, which is completely sealed, but permeable to water and releases the ingredients of the "pouch” in the mouth and the mucous membranes of the mouth.
  • the most common portion size is about 1 g per serving. After consuming the "pouch" this is taken out of the mouth and disposed of.
  • a corresponding device is sold, for example, under the name TS 1000 of the company MediSeal GmbH. Therein, the tobacco material is filled into a pre-metering chamber and then filled into an open sachet, which is then sealed.
  • the ground or cut tobacco material is processed in the wet state.
  • the bulk material is sieved.
  • sifting a ground tobacco material having a moisture content of 35% or more is associated with building up of clumps of clumped material in the screen so that the screens and other components of the respective processing equipment must be thoroughly cleaned on a regular basis.
  • a generic device of the Applicant is from the patent application DE 10 2010 029 243.5 known.
  • the apparatus comprises a feed device, a homogenizing device and a portioning device, wherein the homogenizing device comprises a combination of a needle roller and a racket roller.
  • the needle roller is disposed downstream of the feeder and receives tobacco material from the feeder.
  • the racket roller is adapted to knock out tobacco material from the needle roller in the direction of the portioning device.
  • Homogenized tobacco material is introduced into a plurality of portioning devices operated in parallel and positioned side by side by means of this homogenizing device.
  • a combination of needle roller and racket roller is used to homogenize wet and lumpy ground or cut tobacco material.
  • the wet ground or cut tobacco material is taken or accepted from an upstream unit or from a reservoir and conveyed to the homogenizing device.
  • the wet ground or cut tobacco material has its lumpy, reminiscent of wet coffee grounds consistency.
  • the needle roller receives the tobacco material.
  • the space between the needles on the surface of the needle roller is filled with the material, up to the height of the needles of the needle roller.
  • a controlled volume flow of the ground tobacco material is possible.
  • the tobacco material also has its lumpy consistency and is held and conveyed by the needles of the needle roller.
  • the combination of a needle roller and a racket roller effectively homogenizes the ground or cut tobacco material having a moisture content of at least 35% and eliminates the clumps between the grains or short fibers of the tobacco material.
  • the racket roller rotates at a peripheral speed many times higher than the needle roller and in the opposite direction to the direction of rotation of the needle roller and combs with its own needles, rods, scrapers and the like, the tobacco material between the needles of the needle roller. Since this is done at a high rate, the dressing is dissolved between the grains of the fine-grained wet tobacco material so that individual grains or fibers of the tobacco material are thrown toward the portioning device. Clumps are reliably dissolved in this case.
  • the present invention has the object to perform the feeding of ground or cut tobacco material to a portioning device in a homogenizing more efficient and with less downtime connected, than was previously possible.
  • a homogenizing module for a homogenizing device of a tobacco processing apparatus for feeding ground or cut tobacco material having a moisture content of at least 35% to a portioning device, said homogenizing module comprising a combination of a needle roller and a racket roller, said needle roller downstream of the feeder is arranged to receive tobacco material from the feeder and convey it to the racket roller, the racket roller being configured to knock tobacco material out of the needle roller towards the portioning device, the homogenizing module having a fouling or cleaning sensor.
  • the homogenization module is designed according to the invention for feeding tobacco material to a single porting unit for a single portion.
  • Multiple homogenization modules may be assembled into a homogenizer to allow for parallel processing of tobacco material and thus increase the production speed of a tobacco processing machine.
  • a single homogenization module has the advantage that it is removable and can be inserted independently of other homogenization modules. The cleaning of a Homogenticiansmoduls thus does not lead to complete stoppage of production.
  • a removed homogenization module can also be replaced by an already cleaned fresh homogenization module, so that even in the production line, which relates to the affected homogenization module, production is only interrupted for a short time. In this way, production efficiency is maximized and downtime of the entire device is minimized.
  • the homogenization module comprises a contamination or cleaning sensor.
  • a contamination or cleaning sensor may optically inspect the interior of a homogenization module, or measure the force needed to drive the needle roller and racket roller, increasing the required drive force at higher levels of soiling, or acoustically.
  • a, in particular pivotable, tobacco outlet is provided, the outlet position is variably fixable.
  • a tobacco outlet having a variably fixable outlet position allows the geometry of a homogenizer having multiple homogenizer modules to be matched to the geometry of a downstream multi-portioner portioner that may be spaced apart from one another by the distance of the homogenizer modules from one another. This distance may be greater than, less than or equal to the distance between the homogenization modules in a homogenizer comprising multiple homogenization modules.
  • one or two separate connection couplings for motor drives are provided for the needle roller and for the racket roller.
  • drives are in particular electric motors, which are individually controlled, or other drive means used.
  • the needle roller and the racket roller preferably rotate at a significantly different rotational speed.
  • the needle roller which receives tobacco from a tobacco inlet, determines the volume flow that is to be processed and can rotate relatively slowly.
  • the racket roller serves to singulate the tobacco material by knocking out of the needles of the needle roller and rotates at a much higher speed.
  • typical Values are, for example, two to four revolutions of the needle roller per minute, in particular three revolutions per minute, and 200 to 300 revolutions of the sticking roller per minute, in particular about 250 revolutions per minute in normal production operation.
  • a housing with at least one removable side wall is provided.
  • the removable side wall is in particular preferably releasably connected by a hook construction with the remaining housing of the homogenization module, without screwing. In this way, the side wall can be removed within seconds and the needle roller and the racket roller, which are preferably also detachable from their axes, can be removed and cleaned.
  • a drive mechanism for the needle roller and the racket roller with bevel gear drives and / or drive shafts and / or belt transmission is advantageously provided. These drive and translation mechanisms require little space.
  • a racket roller preferably has a milled racket structure, racket pins, bat spikes or racket knobs.
  • a milled racket structure can be produced simply and quickly by milling deep grooves in a block, which extend, for example, in the circumferential direction and transversely thereto.
  • the club milled from a material has a high resistance.
  • the corresponding structures engage between the needles of the needle roller, preferably, without touching them.
  • the needle roller preferably has side walls, between which needles are arranged.
  • the side walls serve as a lateral guide for the tobacco material flow and prevent the sticking of tobacco material to the stationary housing structures of the homogenization module. This ensures efficient and trouble-free material handling.
  • the needle roller and the racket roller are preferably detachably mounted on axles.
  • a homogenizing device of a device of the tobacco processing industry for supplying ground or cut tobacco material having a moisture content of at least 35% to a portioning device comprising a plurality of homogenization modules according to the invention described above, arranged in particular side by side are.
  • the homogenization modules are independently removable from the homogenization device and can be used in the homogenization device.
  • a homogenizing device for a plurality of tobacco material streams is provided, which supplies a plurality of production lines of portioning devices and portioning units with tobacco material and which can be cleaned without having to stop the production flow completely.
  • the needle rollers and the racket rollers of the homogenization modules are each driven separately.
  • each own electric motors are preferably provided or one or more electric motors provided which drive one or more common shafts or a common belt drive, wherein the Homogenticiansmodule each on the shaft or shafts or on the belt drive are coupled and disconnected.
  • the common wave or common waves are therefore outside the Homogenticiansmodule.
  • homogenization modules Preferably, four or more homogenization modules, in particular six to eight homogenization modules, can be used or used side by side in the homogenization apparatus.
  • the homogenization device preferably also has an interface for a homogenization module, which transmits the signals of a filling level sensor of a dosing unit to the homogenization module and / or transmits to motors or couplings that drive the homogenization module.
  • the homogenization device has slots with corresponding connections for the homogenization modules, so that individual homogenization modules can be removed during operation and either cleaned again inserted in order to continue their work, or be replaced by fresh Homogenticiansmodule perform the same function.
  • the object underlying the invention is also achieved by a device of the tobacco processing industry for feeding ground or cut tobacco material having a moisture content of at least 35% to a portioning device, comprising a feed device, a homogenizing device according to the invention described above and a Portioning device.
  • the object underlying the invention is achieved by a method for feeding ground or cut tobacco material having a moisture content of at least 35% to a portioning device, wherein tobacco material ground or cut by means of a feed device to a homogenizing device according to the invention described above having a plurality of inventive, homogenizing the tobacco material in the homogenization modules by means of a combination of one needle roller and one racket roller, the needle roller with its needles receiving tobacco material from the feed device and advancing to the racket roller and the racket roller the tobacco material from the needles the needle roller in the direction of a subsequent metering unit of the portioning out back, wherein for cleaning one or more rei cleaning required at certain maintenance intervals is initiated or in response to a signal from a cleaning sensor within the Homogenmaschinesmoduls that detects a degree of contamination of the Homogenmaschinesmoduls or individual components thereof and whose signal due to a high degree of contamination removed the homogenization module and is cleaned.
  • one or more homogenization modules requiring cleaning are removed from the homogenizing device for cleaning, in which case in particular a withdrawn homogenization module is replaced by a clean homogenization module.
  • the cleaning can be specific Maintenance intervals are initiated or in response to a signal from a cleaning sensor within the Homogenticiansmoduls that detects a degree of contamination of the Homogenticiansmoduls or individual components thereof and whose signal due to a high degree of contamination, the homogenization module is removed and cleaned.
  • this method allows continuous homogenization and promotion of tobacco material, even if one of the Homogenticiansmodule must be cleaned.
  • the delivery of tobacco material in the homogenization modules is preferably controlled independently of one another, in particular as a function of a fill level of a predosing chamber of a dosing unit of the portioning device adjoining the respective homogenization module.
  • the dosing units have in some cases a predosing chamber, which has a level sensor whose signal is used to signal when falling below the minimum level of the associated upstream homogenization module to homogenize further tobacco material and to promote in the predosing until a higher, especially maximum, Level is reached in the pre-metering chamber.
  • the removal takes place during operation of the device, wherein the portioning is interrupted in a dosing unit connected to the removed homogenization module, in particular, until a clean homogenization module has been used instead of the removed homogenization module.
  • the homogenization module used can also be the same, now cleaned, previously removed homogenization module.
  • the object of the invention is also based on the use of a homogenizing device according to the invention described above with a plurality of homogenizing modules according to the invention for homogenizing ground or cut tobacco material with a moisture content of at least 35% and for feeding to a plurality of parallel operated metering units a multi-lane portioning device solved.
  • Fig. 1 is a schematic perspective view of a homogenization device 1 according to the invention shown. It is a homogenization device 1 with eight juxtaposed Homogenticiansmodulen invention 11.
  • the mutually identical homogenization devices 11 are attached to a common support frame 2 and each have a housing 12 which has a removable side wall 13 for easier cleaning.
  • This homogenization module 11 has on its upper side a tobacco inlet 14, through which the homogenization module 11 is supplied with moist tobacco material.
  • a pivotable tobacco outlet 16 which is connected via a permeable for tobacco material pivot joint 17 with the housing 12 of the corresponding homogenization module 11.
  • each homogenization module 11 also has a handle 15 with which the corresponding module 11 can be removed from the homogenization device 1.
  • Each of the homogenization modules 11 can be removed individually from the homogenization device 1 and can be cleaned individually.
  • Homogenization module 11 shown on the right is in the removable side wall 13 each have an axle bearing 18 of a needle roller and a pivot bearing 19 of a racket roller shown.
  • the pivotable tobacco outlet 16 of the Homogenticiansmodule 11 are shown in a pivoted position in which the metering units of a downstream portioning device, not shown, are closer together than the homogenization modules 11 in the illustrated homogenizer 1. Also, a greater distance is adjustable.
  • a corresponding portioning device is offered for example by MediSeal GmbH under the name T1000 with six to eight lanes.
  • the entire device 1 has, for example, a width of 600 mm.
  • the distance of the tobacco outlets 16 is adapted to the distances of the product format at the portioning device and can be adjusted from module to module between, for example, 60 mm and 100 mm.
  • the difference in height of the tobacco outlets 16 due to the pivoting is compensated by an adjustable variable height of the receptors of the dosing units, not shown.
  • FIG. 2 is a further schematic perspective view of the homogenizing device 1 according to the invention
  • Fig. 1 shown from a rear view. It can be seen on the rear side of the holding frame 2 that each homogenization module 11 has an upper retaining bolt 20 and a lower retaining bolt 21, which serve to secure the respective homogenization module 11 to the retaining edge 2.
  • the retaining bolts 20, 21 fastening elements, which are not shown for clarity, on, in particular quick-release devices, spring-biased locking devices, bayonet locks or the like.
  • two electric motors 22 are also shown, each driving a needle roller or a racket roller.
  • a quick coupling connects the electric motors 22 to the mechanisms that drive the needle roller and the beater roller of the respective homogenization module 11.
  • a contact switch is preferably provided, which switches off the electric motors 22 at the latest at the moment in which a homogenization module 11 is removed.
  • the electric motors 22 can also be switched off beforehand. The switches are used in particular as a breaker, so that the electric motors 22 can not work as long as no homogenization module 11 is inserted in their place.
  • Fig. 2 shown drive concept by means of separate electric motors 22 can also be replaced by the drive of one shaft or two shafts, or more, in particular segmented, shafts to which the mechanisms for driving the needle rollers and racket rollers are connected by means of clutches.
  • Fig. 3 shows a schematic perspective detail view of a Homogenmaschinesmoduls invention 11
  • some side walls and solid bodies are not shown to get a clear view of the moving parts of the Homogenmaschinesmoduls 11.
  • At the rear of the housing 12 are an upper guide pin 20 and a lower guide pin 21, as described above.
  • connection couplings 23 and 24 are arranged for a needle roller 40 and a racket roller 50, to which, for example, the electric motors 22 from Fig. 2 are pluggable.
  • a drive shaft 25 leads to a Bevel gear 26, which rolls on a conical drive surface 44 of the needle roller 40 and thus drives them.
  • the needle roller 40 also has needles 41 on its circumferential surface, which are trimmed on both sides by side walls 42, 43.
  • the needle roller 40 is removably mounted on an axis 45. It receives from above moist tobacco material that is not yet homogenized. This settles between the needles 41 of the needle roller 40 and is at a relatively slow speed in Fig. 3 in a clockwise direction towards the whipper roll 50 out.
  • the whipper roll 50 has a milled racquet structure having a plurality of longitudinal grooves and transverse grooves that are machined such that the structures engage between the needles 41 of the needle roller 40 and propel tobacco material driven at high speed out of the needles 41 of the needle roller 40, thus homogenizing the moist tobacco material becomes.
  • a milled racquet structure having a plurality of longitudinal grooves and transverse grooves that are machined such that the structures engage between the needles 41 of the needle roller 40 and propel tobacco material driven at high speed out of the needles 41 of the needle roller 40, thus homogenizing the moist tobacco material becomes.
  • needles, nubs etc. can be used.
  • the racket roller 50 is driven by an electric motor 22, which drives a long drive shaft 27 directly via a connection coupling 24.
  • the rotation of the long drive shaft 27 is transmitted via a toothed belt 29 to a deflection roller 28 and from there to a short drive shaft 33.
  • the toothed belt 29 also runs on a combination of a clamping element 31 and a rotor roll 30, which ensure that the toothed belt is always under a constant voltage, so that the rotational movement of the long drive shaft 27 is always reliably transmitted to the short drive shaft 33.
  • the short drive shaft 33 terminates in a bevel gear 34, which rolls on a conical drive surface 52 of the racket roller 50 and drives them at high speed.
  • the racket roller 50 is removably mounted on an axle 53.
  • FIG. 3 Also is in Fig. 3 recognizable that the removable side wall 13, the in Fig. 3 is shown at the back, has hooks 13a for easy detachable attachment to the housing 12 has.
  • a part of the drive mechanism for the drum 50 is housed in a gear box 35, of which a side wall is shown on the front surface, which is followed by the handle 15.
  • Fig. 4 is the homogenization module 11 from Fig. 3 shown in perspective from the other sides, but this time with baffles and solid bodies, the drive mechanism is hidden except for the connection couplings 23, 24.
  • the racket roller 50 and the needle roller 40 are shown attached to their respective axis 53, 45 plugged.
  • a tobacco inlet 14 in the form of a tobacco inlet channel 61, which is partially formed by a solid body of the housing 12 and on the other side by a cover plate 63.
  • a tobacco outlet passage 62 defined between the needle roller 40 and the beater roller 50 and through two baffles or solid bodies, which is one of the in the Fig. 1 and Fig. 2 shown tobacco outlets 16 leads.
  • the solid bodies are parts of a single contoured, milled or cast solid body.
  • FIG. 3 At the top and the bottom of the housing 13 are respectively receiving openings 13b for hook 13a of a removable sides 13, as shown in FIG Fig. 3 is shown.
  • FIG. 5 and 6 are each schematic sectional views through the homogenization module 11 according to Fig. 3 respectively.
  • Fig. 4 represented along lines VV and VI-VI, which in Fig. 4 are shown at the top of the housing 12.
  • the in Fig. 5 illustrated section VV passes through the tobacco inlet channel 61 and the rollers 40, 50, while the section VI-VI in Fig. 6 parallel to it runs through the drive mechanism, which also in Fig. 3 is shown.
  • Fig. 5 can be seen in the gear box 35 on the left side of the timing belt 29 with pulleys 28 and 30 and the rotor roller 32, which serves to tension the toothed belt 29.
  • a milled or cast solid body 64 In the housing 12, two parts of a milled or cast solid body 64 are shown. These form between them a tobacco inlet channel 61 and a tobacco outlet channel 62 and in between a conveying channel 68, in which tobacco material which has passed through the tobacco inlet channel 61 on the surface of the needle roller 40 between the needles 41, is conveyed to the racquet roller 50, which is the tobacco material between the needles 41 of the needle roller 40 in the direction of the Tabakauslasskanal 62 ausfound. In this case, the tobacco material, not shown, is homogenized.
  • the racket roller 50 rotates in the illustration in Fig. 5 clockwise, the needle roller 40 counterclockwise.
  • the parts of the solid 64 also define a needle roller space 66 which is substantially circular and receives the needle roller 40, and a rack roller space 67 which is also substantially round in cross-section and receives the racket roller 50.
  • Fig. 6 is from the opposite perspective the cut VI-VI off Fig. 4 shown in cross section.
  • the long drive shaft 27 terminates in a deflection roller 28, over which a toothed belt 29 runs.
  • a pulley 30 and a rotor roll 32 in the gearbox 35.
  • the pulley 30 drives a short shaft 33 for the whipper roll 50 at. This ends in a bevel gear 34 shown in cross section, which rolls on a conical drive surface 52 of the racket roller 50.
  • the reference numeral 54 an axle for the club roller 50 is shown.
  • a connection coupling 23 on the rear side of the housing 12 drives a drive shaft 25 for the needle roller 40.
  • the drive shaft 25 terminates in a bevel gear 26 which runs on a conical drive surface 44 of the needle roller 40 and drives them. This is included in an axle 46.
  • the housing 12 is a solid body 64, in which the corresponding structures, such as the axle receivers 46, 54, and the in Fig. 5 structures illustrated tobacco inlet channel 61, tobacco outlet channel 62, needle roller chamber 66, racket roller chamber 67 and delivery channel 68 milled or by casting in a correspondingly shaped mold have been generated.
  • the corresponding structures such as the axle receivers 46, 54, and the in Fig. 5 structures illustrated tobacco inlet channel 61, tobacco outlet channel 62, needle roller chamber 66, racket roller chamber 67 and delivery channel 68 milled or by casting in a correspondingly shaped mold have been generated.

Landscapes

  • Manufacture Of Tobacco Products (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Homogenisierungsmodul für eine Homogenisierungsvorrichtung einer Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum Zuführen von gemahlenem oder geschnittenem Tabakmaterial mit einem Feuchtigkeitsgehalt von wenigstens 35% zu einer Portionierungsvorrichtung. Die Erfindung betrifft weiter eine entsprechende Homogenisierungsvorrichtung, eine entsprechende Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie, ein Verfahren zum Zuführen von gemahlenem oder geschnittenem Tabakmaterial mit einem Feuchtigkeitsgehalt von wenigstens 35% zu einer Portionierungsvorrichtung sowie eine Verwendung.
  • Eine Maschine zur Homogenisierung von feuchtem Tabak (Snus) ist aus US-A-2010/0018539 bekannt.
  • Die Erfindung betrifft somit das Gebiet der Verarbeitung und Portionierung von gemahlenem oder geschnittenem Tabakmaterial mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt. Als Tabakmaterial kommen gemahlener oder geschnittener Tabak sowie ggf. Zusätze infrage. Die Schnittlänge ist dabei so kurz, dass das geschnittene feuchte Tabakmaterial eine vergleichbare Konsistenz hat wie gemahlenes feuchtes Tabakmaterial. Ein solches feuchtes gemahlenes oder geschnittenes Tabakmaterial wird unter anderem als sogenannter SNUS-Tabak bzw. rauchloser Tabak angeboten und wird oral, d.h. in der Mundhöhle, verwendet. SNUS-Tabak hat eine Feuchtigkeit von etwa 35% bis 50% oder mehr und ist eine feinkörnige, klumpige Substanz, die in der Konsistenz feuchtem Kaffeesatz ähnlich ist.
  • Zum Konsumieren ist SNUS-Tabak in einigen Fällen mit Geschmacksstoffen versetzt, beispielsweise Menthol, Salmiak oder anderen Geschmacksstoffen, und wird in Portionen von 0,5 bis 2 g in sogenannte SNUS-Beutel verpackt. Hierbei handelt es sich um ein poröses Papier, die sogenannte "Pouch", die rundum versiegelt ist, aber wasserdurchlässig ist und die Inhaltsstoffe der "Pouch" in den Mundbereich und die Schleimhäute des Mundes abgibt. Die häufigste Portionsgröße ist ca. 1 g pro Portion. Nach dem Konsumieren der "Pouch" wird dieser aus dem Mund entnommen und entsorgt.
  • Vorrichtungen zum Portionieren und Einfüllen von homogenisiertem feuchtem gemahlenem oder geschnittenem Tabakmaterial in Portionsbeutel sind bekannt. Eine entsprechende Vorrichtung wird beispielsweise unter der Bezeichnung TS 1000 von der Firma MediSeal GmbH vertrieben. Darin wird das Tabakmaterial in eine Vordosierkammer gefüllt und anschließend in einen offenen Portionsbeutel gefüllt, der anschließend versiegelt wird.
  • Da ein gemahlenes oder, insbesondere kurz, geschnittenes Tabakmaterial mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 35% oder mehr als feinkörniges Schüttgut sehr klumpig ist, ist es schwierig zu verarbeiten. Aus dem Stand der Technik ist es daher bekannt, das Tabakmaterial mit einer niedrigeren Feuchtigkeit, bei der es nicht klumpt, zu verarbeiten und in diesem Zustand in die Portionsbeutel bzw. "Pouches" zu füllen. In einem anschließenden Verarbeitungsschritt werden die Portionsbeutel dann befeuchtet, um das Tabakmaterial auf die gewünschte Feuchtigkeit zu bringen. Da bei dieser Nassbehandlung Inhaltsstoffe aus dem Tabakmaterial ausgewaschen werden, dringen diese in das ebenfalls nasse poröse Papier dieser Portionsbeutel ein und verfärben diese ungleichmäßig. Um dies zu kaschieren, wird in einigen Fällen ein schwarzes oder dunkles Papier verwendet, bei dem die entsprechende Verfärbung weniger sichtbar ist.
  • In alternativen bekannten Verfahren wird das gemahlene oder geschnittene Tabakmaterial im feuchten Zustand verarbeitet. Dazu wird das Schüttgut gesiebt. Das Sieben eines gemahlenen Tabakmaterials mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 35% oder mehr ist allerdings mit einem Aufbau von Brücken aus verklumptem Material im Sieb verbunden, so dass die Siebe und weitere Komponenten der entsprechenden Verarbeitungsvorrichtungen regelmäßig gründlich gereinigt werden müssen.
  • Bei der Verarbeitung von feuchtem feinkörnigen Schüttgut, das zur Verklumpung neigt, ist eine Homogenisierung, wie sie durch das Sieben erreicht wird, sehr wichtig, da nur so sicherzustellen ist, dass eine reproduzierbar gleichbleibende Menge an Tabakmaterial in jedem Portionsbeutel enthalten ist. Die Anforderungen an die Konstanz des Portionsbeutelinhalts liegen bei ca. 5%, was bedeutet, dass bei einem Portionsbeutel mit einem Inhalt von ca. 1 g die Genauigkeit des Füllinhalts bei ca. 0,05 g liegt. Leichte Verklumpungen im feuchten gemahlenen oder geschnittenen Tabakmaterial sind dazu geeignet, diese Toleranzen beim Portionieren zu überschreiten, so dass es zu einem unerwünschten Ausschuss bei den Portionsbeuteln wegen Gewichtsüberschreitung oder Gewichtsunterschreitung kommt.
  • Eine gattungsgemäße Vorrichtung der Anmelderin ist aus der Patentanmeldung DE 10 2010 029 243.5 bekannt. Die Vorrichtung umfasst eine Zufördervorrichtung, eine Homogenisierungsvorrichtung und eine Portionierungsvorrichtung, wobei die Homogenisierungsvorrichtung eine Kombination aus einer Nadelwalze und einer Schlägerwalze aufweist. Die Nadelwalze ist stromabwärts der Zufördervorrichtung angeordnet und empfängt Tabakmaterial von der Zufördervorrichtung. Die Schlägerwalze ist ausgebildet, Tabakmaterial aus der Nadelwalze in Richtung auf die Portionierungsvorrichtung auszuschlagen. Mittels dieser Homogenisierungsvorrichtung wird homogenisiertes Tabakmaterial in eine Mehrzahl von parallel betriebenen und nebeneinander positionierten Portionierungsvorrichtungen eingefüllt. Es wird somit eine Kombination aus Nadelwalze und Schlägerwalze zur Homogenisierung von feuchtem und klumpigem gemahlenem oder geschnittenem Tabakmaterial verwendet. Mittels der Zufördervorrichtung wird das feuchte gemahlene oder geschnittene Tabakmaterial aus einer vorgeschalteten Einheit oder aus einem Reservoir entnommen oder angenommen und zur Homogenisierungsvorrichtung zugefördert. Dabei hat das feuchte gemahlene oder geschnittene Tabakmaterial seine klumpige, an feuchten Kaffeesatz erinnernde Konsistenz.
  • In der Homogenisierungsvorrichtung empfängt die Nadelwalze das Tabakmaterial. Dabei wird der Zwischenraum zwischen den Nadeln auf der Oberfläche der Nadelwalze mit dem Material gefüllt, bis zur Höhe der Nadeln der Nadelwalze. Dadurch ist ein kontrollierter Volumenstrom des gemahlenen Tabakmaterials möglich. An dieser Stelle hat das Tabakmaterial ebenfalls noch seine klumpige Konsistenz und wird durch die Nadeln der Nadelwalze gehalten und gefördert.
  • Die Kombination aus einer Nadelwalze und einer Schlägerwalze führt dazu, dass das gemahlene oder geschnittene Tabakmaterial mit einer Feuchtigkeit von wenigstens 35% effektiv homogenisiert wird und die Verklumpungen zwischen den Körnern bzw. Kurzfasern des Tabakmaterials aufgehoben wird. Die Schlägerwalze dreht sich mit einer um ein Vielfaches höheren Umfangsgeschwindigkeit als die Nadelwalze und im Gegensinn zur Rotationsrichtung der Nadelwalze und kämmt mit ihren eigenen Nadeln, Stäben, Schabern und dergleichen das Tabakmaterial zwischen den Nadeln der Nadelwalze heraus. Da dies mit einer hohen Geschwindigkeit erfolgt, wird der Verband zwischen den Körnern des feinkörnigen feuchten Tabakmaterials aufgelöst, so dass einzelne Körner oder Fasern des Tabakmaterials in Richtung der Portionierungsvorrichtung geschleudert werden. Klumpen werden hierbei zuverlässig aufgelöst.
  • Mit dieser Lösung wird das beim Sieben auftretende Problem, dass sich Klumpen und Brücken über dem Sieb aufbauen, vermieden, so dass eine Reinigung eines Siebes mangels Siebes entfallen kann. Die Kombination aus Nadelwalze und Schlägerwalze ist in hohem Maße selbstreinigend, so dass eine Reinigung der Walzen und der Vorrichtung nur noch vergleichsweise selten erfolgen muss.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Zuführen von gemahlenem oder geschnittenem Tabakmaterial zu einer Portionierungsvorrichtung in einer Homogenisierungsvorrichtung noch effizienter und mit weniger Stillstandszeit verbunden auszuführen, als dies bislang möglich war.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Homogenisierungsmodul für eine Homogenisierungsvorrichtung einer Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum Zuführen von gemahlenem oder geschnittenem Tabakmaterial mit einem Feuchtigkeitsgehalt von wenigstens 35% zu einer Portionierungsvorrichtung gelöst, wobei das Homogenisierungsmodul eine Kombination aus einer Nadelwalze und einer Schlägerwalze aufweist, wobei die Nadelwalze stromabwärts der Zufördervorrichtung angeordnet ist, um Tabakmaterial von der Zufördervorrichtung zu empfangen und zu der Schlägerwalze zu fördern, wobei die Schlägerwalze ausgebildet ist, Tabakmaterial aus der Nadelwalze in Richtung auf die Portionierungsvorrichtung auszuschlagen, wobei das Homogenisierungsmodul einen Verschmutzungs- oder Reinigungssensor aufweist.
  • Das Homogenisierungsmodul ist erfindungsgemäß ausgebildet, um Tabakmaterial zu einer einzelnen Portierungseinheit für eine einzelne Portion zuzuführen. Mehrere Homogenisierungsmodule können zu einer Homogenisierungsvorrichtung zusammengefügt werden, um ein paralleles Verarbeiten von Tabakmaterial zu ermöglichen und somit die Produktionsgeschwindigkeit einer Maschine bzw. Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zu erhöhen. Ein einzelnes Homogenisierungsmodul hat den Vorteil, dass es unabhängig von anderen Homogenisierungsmodulen herausnehmbar ist und einlegbar ist. Die Reinigung eines Homogenisierungsmoduls führt somit nicht zum kompletten Stillstand der Produktion. Ein herausgenommenes Homogenisierungsmodul kann auch durch ein bereits gereinigtes frisches Homogenisierungsmodul ausgetauscht werden, so dass selbst in der Produktionsreihe, die das betroffene Homogenisierungsmodul betrifft, die Produktion nur kurzzeitig unterbrochen ist. Auf diese Weise wird die Produktionseffizienz maximiert und die Stillstandszeiten der gesamten Vorrichtung werden minimiert.
  • Erfindungsgemäß umfasst das Homogenisierungsmodul einen Verschmutzungs- oder Reinigungssensor. Ein solcher Verschmutzungs- oder Reinigungssensor kann beispielsweise auf optischem Wege den Innenraum eines Homogenisierungsmoduls inspizieren, oder die Kraft messen, die nötig ist, um Nadelwalze und Schlägerwalze anzutreiben, wobei die benötigte Antriebskraft bei höherem Verschmutzungsgrad steigt, oder auf akustischem Wege.
  • Vorzugsweise ist ein, insbesondere verschwenkbarer, Tabakauslass vorgesehen, dessen Auslassposition variabel fixierbar ist. Ein Tabakauslass mit variabel fixierbarer Auslassposition ermöglicht die Anpassung der Geometrie einer Homogenisierungsvorrichtung mit mehreren Homogenisierungsmodulen an die Geometrie einer nachgeschalteten Portionierungsvorrichtung mit mehreren Portionierungseinheiten, die einen Abstand voneinander haben können, der von dem Abstand der Homogenisierungsmodule zueinander unabhängig ist. Dieser Abstand kann größer als, kleiner als oder gleich sein wie der Abstand zwischen den Homogenisierungsmodulen in einer Homogenisierungsvorrichtung, die mehrere Homogenisierungsmodule umfasst.
  • Vorzugsweise sind für die Nadelwalze und für die Schlägerwalze eine gemeinsame oder zwei getrennte Anschlusskupplungen für Motorantriebe vorgesehen. Als Antriebe werden insbesondere Elektromotoren, die einzeln ansteuerbar sind, oder andere Antriebsmittel verwendet. Die Nadelwalze und die Schlägerwalze drehen sich vorzugsweise mit deutlich unterschiedlicher Rotationsgeschwindigkeit. Die Nadelwalze, die Tabak aus einem Tabakeinlass aufnimmt, bestimmt den Volumenstrom, der zu verarbeiten ist, und kann sich relativ langsam drehen. Die Schlägerwalze dient der Vereinzelung des Tabakmaterials durch Ausschlagen aus den Nadeln der Nadelwalze und dreht sich mit einer deutlich höheren Geschwindigkeit. Typische Werte sind beispielsweise zwei bis vier Umdrehungen der Nadelwalze pro Minute, insbesondere drei Umdrehungen pro Minute, und 200 bis 300 Umdrehungen der Schlägerwalze pro Minute, insbesondere etwa 250 Umdrehungen pro Minute im normalen Produktionsbetrieb.
  • Für eine effiziente Reinigung ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein Gehäuse mit wenigstens einer abnehmbaren Seitenwand vorgesehen ist. Die abnehmbare Seitenwand ist insbesondere vorzugsweise durch eine Hakenkonstruktion mit dem restlichen Gehäuse des Homogenisierungsmoduls lösbar verbunden, ohne Verschraubung. Auf diese Weise kann die Seitenwand binnen Sekunden abgenommen werden und die Nadelwalze und die Schlägerwalze, die vorzugsweise ebenfalls von ihren Achsen lösbar sind, können herausgenommen und gereinigt werden.
  • Da in dem Homogenisierungsmodul wenig Platz verfügbar ist, ist vorteilhafterweise eine Antriebsmechanik für die Nadelwalze und die Schlägerwalze mit Kegelradgetrieben und/oder Antriebswellen und/oder Riemenübertragung vorgesehen. Diese Antriebs- und Übersetzungsmechaniken benötigen wenig Platz.
  • Eine Schlägerwalze weist vorzugsweise eine gefräste Schlägerstruktur, Schlägernadeln, Schlägerstacheln oder Schlägernoppen auf. Eine gefräste Schlägerstruktur ist insbesondere einfach und schnell herstellbar, indem tiefe Rillen in einen Block eingefräst werden, die beispielsweise in Umfangsrichtung und quer dazu verlaufen. Die aus einem Material gefräste Schlägerstruktur weist eine hohe Widerstandsfähigkeit auf. Die entsprechenden Strukturen greifen zwischen die Nadeln der Nadelwalze ein, vorzugsweise, ohne diese zu berühren.
  • Die Nadelwalze weist vorzugsweise Seitenwände auf, zwischen denen Nadeln angeordnet sind. Die Seitenwände dienen als seitliche Führung für den Tabakmaterialstrom und verhindern das Ankleben von Tabakmaterial an den feststehenden Gehäusestrukturen des Homogenisierungsmoduls. Dies sorgt für eine effiziente und störungsarme Materialförderung.
  • Zur verbesserten Reinigung sind die Nadelwalze und die Schlägerwalze vorzugsweise auf Achsen abnehmbar aufgesteckt.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Homogenisierungsvorrichtung einer Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum Zuführen von gemahlenem oder geschnittenem Tabakmaterial mit einem Feuchtigkeitsgehalt von wenigstens 35% zu einer Portionierungsvorrichtung gelöst, umfassend eine Mehrzahl von oben beschriebenen erfindungsgemäßen, Homogenisierungsmodulen, die insbesondere nebeneinander angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Homogenisierungsmodule unabhängig voneinander aus der Homogenisierungsvorrichtung entnehmbar und in die Homogenisierungsvorrichtung einsetzbar. Damit ist eine Homogenisierungsvorrichtung für eine Mehrzahl von Tabakmaterialströmen geschaffen, die eine Mehrzahl von Produktionslinien von Portionierungsvorrichtungen und Portionierungseinheiten mit Tabakmaterial versorgt und die gereinigt werden kann, ohne den Produktionsfluss vollständig stoppen zu müssen.
  • Vorzugsweise sind die Nadelwalzen und die Schlägerwalzen der Homogenisierungsmodule jeweils getrennt antreibbar. Für die Homogenisierungsmodule sind vorzugsweise jeweils eigene Elektromotoren vorgesehen oder ein oder mehrere Elektromotoren vorgesehen, die eine oder mehrere gemeinsame Wellen oder einen gemeinsamen Riemenantrieb antreiben, wobei die Homogenisierungsmodule jeweils an die Welle oder die Wellen oder an den Riemenantrieb an- und abkoppelbar sind. Die gemeinsame Welle oder gemeinsamen Wellen liegen somit außerhalb der Homogenisierungsmodule. So ist mittels eines einzelnen oder einer geringen Anzahl starker Antriebe und entsprechender schaltbarer Ankopplungen an die Welle oder die Wellen oder den Riemenantrieb eine effiziente Steuerung der Nadelwalzen und der Schlägerwalzen der einzelnen Homogenisierungsmodule möglich.
  • Bevorzugt sind vier oder mehr Homogenisierungsmodule, insbesondere sechs bis acht Homogenisierungsmodule, nebeneinander in der Homogenisierungsvorrichtung einsetzbar oder eingesetzt.
  • Die Homogenisierungsvorrichtung weist vorzugsweise außerdem eine Schnittstelle für ein Homogenisierungsmodul auf, die die Signale eines Füllstandssensors einer Dosiereinheit an das Homogenisierungsmodul überträgt und/oder an Motoren oder Kupplungen, die das Homogenisierungsmodul antreiben, überträgt. Insbesondere weist die Homogenisierungsvorrichtung Steckplätze mit entsprechenden Anschlüssen für die Homogenisierungsmodule auf, so dass einzelne Homogenisierungsmodule im laufenden Betrieb herausgenommen werden können und entweder gereinigt wieder hereingesteckt werden können, um ihre Arbeit fortzusetzen, oder durch frische Homogenisierungsmodule ersetzt werden, die die gleiche Funktion ausführen.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum Zuführen von gemahlenem oder geschnittenem Tabakmaterial mit einem Feuchtigkeitsgehalt von wenigstens 35% zu einer Portionierungsvorrichtung gelöst, umfassend eine Zufördervorrichtung, eine erfindungsgemäße oben beschriebene Homogenisierungsvorrichtung und eine Portion ierungsvorrichtung.
  • Ferner wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch ein Verfahren zum Zuführen von gemahlenem oder geschnittenem Tabakmaterial mit einem Feuchtigkeitsgehalt von wenigstens 35% zu einer Portionierungsvorrichtung gelöst, wobei mittels einer Zufördervorrichtung gemahlenes oder geschnittenes Tabakmaterial zu einer erfindungsgemäßen oben beschriebenen Homogenisierungsvorrichtung mit einer Mehrzahl von erfindungsgemäßen, oben beschriebenen Homogenisierungsmodulen zugefördert wird, wobei das Tabakmaterial in den Homogenisierungsmodulen mittels einer Kombination aus jeweils einer Nadelwalze und jeweils einer Schlägerwalze homogenisiert wird, wobei die Nadelwalze mit ihren Nadeln Tabakmaterial von der Zufördervorrichtung aufnimmt und bis zur Schlägerwalze weiterfördert und die Schlägerwalze das Tabakmaterial aus den Nadeln der Nadelwalze in Richtung auf eine anschließende Dosiereinheit der Portionierungsvorrichtung hin ausschlägt, wobei zum Reinigen ein oder mehrere reinigungsbedürftige Homogenisierungsmodule aus der Homogenisierungsvorrichtung entnommen werden, wobei eine Reinigung in bestimmten Wartungsabständen eingeleitet wird oder in Reaktion auf ein Signal eines Reinigungssensors innerhalb des Homogenisierungsmoduls, der einen Verschmutzungsgrad des Homogenisierungsmoduls oder einzelner Komponenten davon erfasst und bei dessen Signal aufgrund eines hohen Verschmutzungsgrades das Homogenisierungsmodul entnommen und gereinigt wird.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zum Reinigen ein oder mehrere reinigungsbedürftige Homogenisierungsmodule aus der Homogenisierungsvorrichtung entnommen, wobei insbesondere ein entnommenes Homogenisierungsmodul durch ein sauberes Homogenisierungsmodul ersetzt wird. Die Reinigung kann in bestimmten Wartungsabständen eingeleitet werden oder in Reaktion auf ein Signal eines Reinigungssensors innerhalb des Homogenisierungsmoduls, der einen Verschmutzungsgrad des Homogenisierungsmoduls oder einzelner Komponenten davon erfasst und bei dessen Signal aufgrund eines hohen Verschmutzungsgrades das Homogenisierungsmodul entnommen und gereinigt wird.
  • Auch dieses Verfahren ermöglicht eine kontinuierliche Homogenisierung und Förderung von Tabakmaterial, selbst wenn eines der Homogenisierungsmodule gereinigt werden muss.
  • Vorzugsweise wird die Förderung von Tabakmaterial in den Homogenisierungsmodulen unabhängig voneinander gesteuert, insbesondere in Abhängigkeit eines Füllstandes einer Vordosierkammer einer an das jeweilige Homogenisierungsmodul anschließenden Dosiereinheit der Portionierungsvorrichtung. Die Dosiereinheiten weisen in einigen Fällen eine Vordosierkammer auf, die einen Füllstandssensor aufweist, dessen Signal dazu verwendet wird, bei Unterschreiten des Mindestfüllstandes dem zugehörigen vorgeschalteten Homogenisierungsmodul zu signalisieren, weiteres Tabakmaterial zu homogenisieren und in die Vordosierkammer zu fördern, bis ein höherer, insbesondere maximaler, Füllstand in der Vordosierkammer erreicht ist.
  • Vorzugsweise erfolgt das Entnehmen im laufenden Betrieb der Vorrichtung, wobei die Portionierung in einer dem entnommenen Homogenisierungsmodul angeschlossenen Dosiereinheit unterbrochen wird, insbesondere, bis ein sauberes Homogenisierungsmodul an die Stelle des entnommenen Homogenisierungsmoduls eingesetzt worden ist. Das eingesetzte Homogenisierungsmodul kann auch dasselbe, nunmehr gereinigte, zuvor entnommene Homogenisierungsmodul sein.
  • Schließlich wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auch durch eine Verwendung einer vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Homogenisierungsvorrichtung mit einer Mehrzahl von erfindungsgemäßen, zuvor beschriebenen Homogenisierungsmodulen zum Homogenisieren von gemahlenem oder geschnittenem Tabakmaterial mit einem Feuchtigkeitsgehalt von wenigstens 35% und zur Zuführung zu einer Mehrzahl von parallel betriebenen Dosiereinheiten einer mehrbahnigen Portionierungsvorrichtung gelöst.
  • Die zu den zuvor beschriebenen Erfindungsgegenständen, also dem erfindungsgemäßen Homogenisierungsmodul, der erfindungsgemäßen Homogenisierungsvorrichtung, der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie, dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Verwendung, genannten Eigenschaften, Merkmale und Vorteile gelten ohne Einschränkung auch für die jeweils anderen Erfindungsgegenstände. Diese Erfindungsgegenstände sind aufeinander bezogen.
  • 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:
  • Fig. 1
    eine schematische perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Homogenisierungsvorrichtung,
    Fig. 2
    eine weitere schematische Perspektivdarstellung der erfindungsgemäßen Homogenisierungsvorrichtung gemäß Figur 1,
    Fig. 3
    eine schematische perspektivische Detailansicht eines erfindungsgemäßen Homogenisierungsmoduls,
    Fig. 4
    eine weitere schematische perspektivische Ansicht des Homogenisierungsmoduls gemäß Figur 3,
    Fig. 5
    eine schematische Schnittdarstellung durch das Homogenisierungsmodul gemäß Figur 3 und
    Fig. 6
    eine weitere schematische Schnittdarstellung durch das Homogenisierungsmodul gemäß Figur 3.
  • In den folgenden Figuren sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente bzw. entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer entsprechenden erneuten Vorstellung abgesehen wird.
  • In Fig. 1 ist eine schematische perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Homogenisierungsvorrichtung 1 gezeigt. Es handelt sich um eine Homogenisierungsvorrichtung 1 mit acht nebeneinander angeordneten erfindungsgemäßen Homogenisierungsmodulen 11. Die untereinander identisch ausgeführten Homogenisierungsvorrichtungen 11 sind an einem gemeinsamen Halterahmen 2 befestigt und weisen jeweils ein Gehäuse 12 auf, das eine abnehmbare Seitenwand 13 zur leichteren Reinigung aufweist. Dieses Homogenisierungsmodul 11 weist an seiner Oberseite einen Tabakeinlass 14 auf, durch den das Homogenisierungsmodul 11 mit feuchtem Tabakmaterial versorgt wird. An der Unterseite befindet sich jeweils ein verschwenkbarer Tabakauslass 16, der über ein für Tabakmaterial durchlässiges Schwenkgelenk 17 mit dem Gehäuse 12 des entsprechenden Homogenisierungsmoduls 11 verbunden ist.
  • An der Vorderseite weist jedes Homogenisierungsmodul 11 außerdem einen Handgriff 15 auf, mit dem das entsprechende Modul 11 aus der Homogenisierungsvorrichtung 1 entfernbar ist.
  • Jedes der Homogenisierungsmodule 11 ist einzeln aus der Homogenisierungsvorrichtung 1 entnehmbar und kann einzeln gereinigt werden.
  • Bei dem in Fig. 1 rechts dargestellten Homogenisierungsmodul 11 ist in der abnehmbaren Seitenwand 13 jeweils eine Achslagerung 18 einer Nadelwalze und eine Achslagerung 19 einer Schlägerwalze dargestellt.
  • Die verschwenkbaren Tabakauslasse 16 der Homogenisierungsmodule 11 sind in einer verschwenkten Position dargestellt, bei der die Dosiereinheiten einer nicht dargestellten nachgeschalteten Portionierungsvorrichtung dichter beieinander stehen als die Homogenisierungsmodule 11 in der dargestellten Homogenisierungsvorrichtung 1. Auch ein größerer Abstand ist einstellbar.
  • Eine entsprechende Portionierungsvorrichtung wird beispielsweise von MediSeal GmbH unter der Bezeichnung T1000 mit sechs bis acht Bahnen angeboten. Die gesamte Vorrichtung 1 hat beispielsweise eine Breite vom 600 mm. Mittels der verschwenkbaren bzw. variablen Tabakauslässe 16 wird der Abstand der Tabakauslässe 16 an die Abstände des Produktformats an der Portionierungsvorrichtung angepasst und kann von Modul zu Modul zwischen beispielsweise 60 mm und 100 mm eingestellt werden. Der Höhenunterschied der Tabakauslässe 16 aufgrund der Verschwenkung wird durch eine einstellbare veränderbare Höhe der Rezeptoren der nicht dargestellten Dosiereinheiten kompensiert.
  • In Fig. 2 ist eine weitere schematische Perspektivdarstellung der erfindungsgemäßen Homogenisierungsvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 aus einer Rückansicht gezeigt. An der Rückseite des Halterahmens 2 ist erkennbar, dass jedes Homogenisierungsmodul 11 einen oberen Haltebolzen 20 und einen unteren Haltebolzen 21 aufweist, die der Befestigung des jeweiligen Homogenisierungsmoduls 11 am Halterand 2 dienen. Dazu weisen die Haltebolzen 20, 21 Befestigungselemente, die der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind, auf, insbesondere Schnellverschlusseinrichtungen, federvorgespannte Arretierungsvorrichtungen, Bajonettverschlüsse oder ähnliches.
  • Zu dem Homogenisierungsmodul 11 sind außerdem zwei Elektromotoren 22 dargestellt, die jeweils eine Nadelwalze bzw. eine Schlägerwalze antreiben. Eine Schnellkupplung verbindet die Elektromotoren 22 mit den Mechaniken, die die Nadelwalze und die Schlägerwalze des jeweiligen Homogenisierungsmoduls 11 antreiben. Insbesondere ist vorzugsweise ein Kontaktschalter vorgesehen, der spätestens in dem Moment, in dem ein Homogenisierungsmodul 11 entnommen wird, die Elektromotoren 22 abschaltet. Die Elektromotoren 22 können auch bereits zuvor abgeschaltet werden. Die Schalter dienen insbesondere als Unterbrecher, so dass die Elektromotoren 22 nicht arbeiten können, so lange an ihrer Stelle kein Homogenisierungsmodul 11 eingesetzt ist.
  • Das in Fig. 2 dargestellte Antriebskonzept mittels separater Elektromotoren 22 kann auch ersetzt werden durch den Antrieb von einer Welle oder zwei Wellen, oder mehreren, insbesondere segmentierten, Wellen, an die die Mechaniken zum Antrieb der Nadelwalzen und Schlägerwalzen mittels Schaltkupplungen angeschlossen sind.
  • Fig. 3 zeigt eine schematische perspektivische Detailansicht eines erfindungsgemäßen Homogenisierungsmoduls 11. Hier sind einige Seitenwände und Vollkörper nicht dargestellt, um einen klaren Überblick über die beweglichen Teile des Homogenisierungsmoduls 11 zu bekommen. An der Rückseite des Gehäuses 12 befinden sich ein oberer Führungsbolzen 20 und ein unterer Führungsbolzen 21, wie vorstehend beschrieben. Daneben sind Anschlusskupplungen 23 und 24 für eine Nadelwalze 40 und eine Schlägerwalze 50 angeordnet, auf die beispielsweise die Elektromotoren 22 aus Fig. 2 aufsteckbar sind.
  • Von der Anschlusskupplung 23 führt eine Antriebswelle 25 zu einem Kegelrad 26, das auf einer kegelförmigen Antriebsfläche 44 der Nadelwalze 40 abrollt und diese somit antreibt. Die Nadelwalze 40 weist an ihrer Umfangsfläche außerdem Nadeln 41 auf, die beidseitig von Seitenwänden 42, 43 besäumt werden.
  • Die Nadelwalze 40 steckt abnehmbar auf einer Achse 45. Sie empfängt von oben feuchtes Tabakmaterial, das noch nicht homogenisiert ist. Dieses setzt sich zwischen den Nadeln 41 der Nadelwalze 40 fest und wird mit relativ langsamer Geschwindigkeit in Fig. 3 im Uhrzeigersinn in Richtung zur Schlägerwalze 50 hin transportiert.
  • Die Schlägerwalze 50 weist eine gefräste Schlägerstruktur mit mehreren Längsrillen und Querrillen auf, die so gearbeitet ist, dass die Strukturen zwischen den Nadeln 41 der Nadelwalze 40 eingreifen und mit hoher Geschwindigkeit angetrieben Tabakmaterial aus den Nadeln 41 der Nadelwalze 40 ausschlagen, wodurch das feuchte Tabakmaterial homogenisiert wird. Anstatt der gefrästen Struktur können auch Nadeln, Noppen etc. verwendet werden.
  • Die Schlägerwalze 50 wird von einem Elektromotor 22 angetrieben, der über eine Anschlusskupplung 24 eine lange Antriebswelle 27 direkt antreibt. Die Drehung der langen Antriebswelle 27 wird über einen Zahnriemen 29 auf eine Umlenkrolle 28 und von dort auf eine kurze Antriebswelle 33 übertragen. Der Zahnriemen 29 läuft außerdem über eine Kombination aus einem Spannelement 31 und einer Läuferrolle 30, die dafür sorgen, dass der Zahnriemen immer unter einer gleichbleibenden Spannung steht, so dass die Drehbewegung der langen Antriebswelle 27 jederzeit zuverlässig auf die kurze Antriebswelle 33 übertragen wird. Die kurze Antriebswelle 33 mündet in einem Kegelrad 34, das auf einer kegelförmigen Antriebsfläche 52 der Schlägerwalze 50 abrollt und diese mit hoher Geschwindigkeit antreibt. Die Schlägerwalze 50 sitzt abnehmbar auf einer Achse 53. Die Mechanik aus langer Antriebswelle 27, Umlenkrollen 28 und 33 sowie kurzer Antriebswelle 33 für die Schlägerwalze 50 ist seitlich gegenüber dem Umfang der Schlägerwalze 50 und der Nadelwalze 40 so weit versetzt, dass ausgeschlagenes Tabakmaterial Raum hat, um aus dem Homogenisierungsmodul 11 ausgestoßen zu werden. Die entsprechenden Leitbleche bzw. Vollkörper, die einen Auslasskanal bilden sowie einen Tabakeinlasskanal, sind in Fig. 3 nicht dargestellt.
  • Ebenfalls ist in Fig. 3 erkennbar, dass die abnehmbare Seitenwand 13, die in Fig. 3 hinten dargestellt ist, über Haken 13a zum einfach lösbaren Befestigen am Gehäuse 12 verfügt.
  • Auf der rechten Seite in Fig. 3 ist außerdem dargestellt, dass ein Teil der Antriebsmechanik für die Schlägertrommel 50 in einem Getriebekasten 35 untergebracht ist, von dem eine Seitenwand an der Frontfläche dargestellt ist, an die sich der Handgriff 15 anschließt.
  • In Fig. 4 ist das Homogenisierungsmodul 11 aus Fig. 3 von der anderen Seiten perspektivisch dargestellt, dieses Mal allerdings mit Leitblechen und Vollkörpern, wobei die Antriebsmechanik bis auf die Anschlusskupplungen 23, 24 verdeckt ist. Auf der linken Seite schließt sich an den Handgriff 15 der geschlossen dargestellte Getriebekasten 35 an. Im Gehäuse 12 des Homogenisierungsmoduls 11 sind die Schlägerwalze 50 und die Nadelwalze 40 jeweils auf ihre Achse 53, 45 aufgesteckt dargestellt. Oberhalb der Nadelwalze 40 befindet sich ein Tabakeinlass 14 in Form eines Tabakeinlasskanals 61, der teilweise von einem Vollkörper des Gehäuses 12 und auf der anderen Seite von einer Abdeckplatte 63 gebildet wird. An der Unterseite befindet sich ein zwischen der Nadelwalze 40 und der Schlägerwalze 50 und durch zwei Leitbleche oder Vollkörper begrenzter Tabakauslasskanal 62, der zu den im Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Tabakauslässen 16 führt.
  • Bei den Vollkörpern handelt es sich um Teile eines einzelnen konturierten, gefrästen oder gegossenen Vollkörpers.
  • An der Oberseite und der Unterseite des Gehäuses 13 befinden sich jeweils Aufnahmeöffnungen 13b für Haken 13a einer abnehmbaren Seiten 13, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist.
  • In den Fig. 5 und 6 sind jeweils schematische Schnittdarstellungen durch das Homogenisierungsmodul 11 gemäß Fig. 3 bzw. Fig. 4 dargestellt, und zwar entlang Schnittlinien V-V und VI-VI, die in Fig. 4 an der Oberseite des Gehäuses 12 dargestellt sind. Der in Fig. 5 dargestellte Schnitt V-V verläuft durch den Tabakeinlasskanal 61 und die Walzen 40, 50, während der Schnitt VI-VI in Fig. 6 parallel dazu durch die Antriebsmechanik verläuft, die auch in Fig. 3 dargestellt ist.
  • In Fig. 5 ist in dem Getriebekasten 35 auf der linken Seite der Zahnriemen 29 mit Umlenkrollen 28 und 30 zu erkennen sowie die Läuferrolle 32, die zur Spannung des Zahnriemens 29 dient.
  • Im Gehäuse 12 sind zwei Teile eines gefrästen oder gegossenen Vollkörpers 64 dargestellt. Diese bilden zwischen sich einen Tabakeinlasskanal 61 und einen Tabakauslasskanal 62 sowie dazwischen einen Förderkanal 68, in dem Tabakmaterial, das durch den Tabakeinlasskanal 61 auf die Oberfläche der Nadelwalze 40 zwischen die Nadeln 41 gelangt ist, bis zu der Schlägerwalze 50 gefördert wird, die das Tabakmaterial zwischen den Nadeln 41 der Nadelwalze 40 in Richtung auf den Tabakauslasskanal 62 ausschlägt. Dabei wird das nicht dargestellte Tabakmaterial homogenisiert. Die Schlägerwalze 50 dreht sich in der Darstellung in Fig. 5 im Uhrzeigersinn, die Nadelwalze 40 im Gegenuhrzeigersinn. Die Teile des Vollkörpers 64 begrenzen außerdem einen Nadelwalzenraum 66, der im Wesentlichen kreisförmig ist und die Nadelwalze 40 aufnimmt, sowie einen Schlägerwalzenraum 67, der im Wesentlichen ebenfalls im Querschnitt rund ist und die Schlägerwalze 50 aufnimmt.
  • In Fig. 6 ist aus der gegenüberliegenden Perspektive der Schnitt VI-VI aus Fig. 4 im Querschnitt dargestellt. Im unteren Teil sind die Anschlusskupplung 24 und die lange Antriebswelle 27 des Antriebs für die Schlägerwalze 50 gezeigt. Im Getriebekasten 35 endet die lange Antriebswelle 27 in einer Umlenkrolle 28, über die ein Zahnriemen 29 läuft. Ebenfalls dargestellt sind eine Umlenkrolle 30 und eine Läuferrolle 32 im Getriebekasten 35. Die Umlenkrolle 30 treibt eine kurze Welle 33 für die Schlägerwalze 50 an. Diese endet in einem im Querschnitt dargestellten Kegelrad 34, das auf einer kegelförmigen Antriebsfläche 52 der Schlägerwalze 50 abrollt. Mit dem Bezugszeichen 54 ist eine Achsaufnahme für die Schlägerwalze 50 dargestellt.
  • Eine Anschlusskupplung 23 an der Rückseite des Gehäuses 12 treibt eine Antriebswelle 25 für die Nadelwalze 40 an. Die Antriebswelle 25 endet in einem Kegelrad 26, der auf einer kegelförmigen Antriebsfläche 44 der Nadelwalze 40 abläuft und diese antreibt. Diese ist in einer Achsaufnahme 46 aufgenommen.
  • Ebenfalls ist gezeigt, dass in diesem Bereich das Gehäuse 12 ein Vollkörper 64 ist, in dem die entsprechenden Strukturen, beispielsweise die Achsaufnahmen 46, 54, sowie die in Fig. 5 dargestellten Strukturen Tabakeinlasskanal 61, Tabakauslasskanal 62, Nadelwalzenraum 66, Schlägerwalzenraum 67 und Förderkanal 68 ausgefräst oder durch Gießen in einer entsprechend geformten Gießform erzeugt worden sind.
  • Dieses stellt eine einfache und sehr robuste Lösung dar, die aufgrund der geringen Anzahl beweglicher Teile auch leicht und schnell zu reinigen ist, was sich effizienzerhöhend auswirkt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Homogenisierungsvorrichtung
    2
    Halterahmen
    11
    Homogenisierungsmodul
    12
    Gehäuse
    13
    abnehmbare Seitenwand
    13a
    Haken
    13b
    Aufnahmeöffnung für Haken
    14
    Tabakeinlass
    15
    Handgriff
    16
    verschwenkbarer Tabakauslass
    17
    Schwenkgelenk
    18
    Achslagerung der Nadelwalze
    19
    Achslagerung der Schlägerwalze
    20
    oberer Führungsbolzen
    21
    unterer Führungsbolzen
    22
    Elektromotor
    23, 24
    Anschlusskupplung
    25
    Antriebswelle für Nadelwalze
    26
    Kegelrad
    27
    lange Antriebswelle für Schlägerwalze
    28
    Umlenkrolle
    29
    Zahnriemen
    30
    Umlenkrolle
    31
    Spannelement
    32
    Läuferrolle
    33
    kurze Antriebswelle für Schlägerwalze
    34
    Kegelrad
    35
    Getriebekasten
    40
    Nadelwalze
    41
    Nadeln
    42, 43
    Seitenwand
    44
    kegelförmige Antriebsfläche
    45
    Achse
    46
    Achsaufnahme
    50
    Schlägerwalze
    51
    gefräste Schlägerstruktur
    52
    kegelförmige Antriebsfläche
    53
    Achse
    54
    Achsaufnahme
    61
    Tabakeinlasskanal
    62
    Tabakauslasskanal
    63
    Abdeckplatte
    64
    Vollkörper
    66
    Nadelwalzenraum
    67
    Schlägerwalzenraum
    68
    Förderkanal

Claims (15)

  1. Homogenisierungsmodul (11) für eine Homogenisierungsvorrichtung (1) einer Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum Zuführen von gemahlenem oder geschnittenem Tabakmaterial mit einem Feuchtigkeitsgehalt von wenigstens 35% zu einer Portionierungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Homogenisierungsmodul (11) eine Kombination aus einer Nadelwalze (40) und einer Schlägerwalze (50) aufweist, wobei die Nadelwalze (40) stromabwärts der Zufördervorrichtung angeordnet ist, um Tabakmaterial von der Zufördervorrichtung zu empfangen und zu der Schlägerwalze (50) zu fördern, wobei die Schlägerwalze (50) ausgebildet ist, Tabakmaterial aus der Nadelwalze (40) in Richtung auf die Portionierungsvorrichtung auszuschlagen, wobei das Homogenisierungsmodul einen Verschmutzungs- oder Reinigungssensor aufweist.
  2. Homogenisierungsmodul (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein, insbesondere verschwenkbarer, Tabakauslass vorgesehen ist, dessen Auslassposition variabel fixierbar ist.
  3. Homogenisierungsmodul (11) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Nadelwalze (40) und für die Schlägerwalze (50) eine gemeinsame oder zwei getrennte Anschlusskupplungen (23, 24) für Motorantriebe vorgesehen sind.
  4. Homogenisierungsmodul (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsmechanik für die Nadelwalze (40) und die Schlägerwalze (50) mit Kegelradgetrieben (26, 34, 44, 52) und/oder Antriebswellen (25, 27, 33) und/oder Riemenübertragung (28 - 32) vorgesehen ist.
  5. Homogenisierungsmodul (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlägerwalze (50) eine gefräste Schlägerstruktur (51), Schlägernadeln, Schlägerstacheln oder Schlägernoppen aufweist.
  6. Homogenisierungsmodul (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelwalze (40) Seitenwände (42, 43) aufweist, zwischen denen Nadeln (41) angeordnet sind.
  7. Homogenisierungsmodul (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelwalze (40) und die Schlägerwalze (50) auf Achsen (45, 53) abnehmbar aufgesteckt sind.
  8. Homogenisierungsvorrichtung (1) einer Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum Zuführen von gemahlenem oder geschnittenem Tabakmaterial mit einem Feuchtigkeitsgehalt von wenigstens 35% zu einer Portionierungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mehrzahl von, insbesondere nebeneinander angeordneten, Homogenisierungsmodulen (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfasst.
  9. Homogenisierungsvorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Homogenisierungsmodulen (11) unabhängig voneinander aus der Homogenisierungsvorrichtung (1) entnehmbar und in die Homogenisierungsvorrichtung (1) einsetzbar sind.
  10. Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum Zuführen von gemahlenem oder geschnittenem Tabakmaterial mit einem Feuchtigkeitsgehalt von wenigstens 35% zu einer Portionierungsvorrichtung, umfassend eine Zufördervorrichtung, eine Homogenisierungsvorrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 9 und eine Portionierungsvorrichtung.
  11. Verfahren zum Zuführen von gemahlenem oder geschnittenem Tabakmaterial mit einem Feuchtigkeitsgehalt von wenigstens 35% zu einer Portionierungsvorrichtung, wobei mittels einer Zufördervorrichtung gemahlenes oder geschnittenes Tabakmaterial zu einer Homogenisierungsvorrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 9 mit einer Mehrzahl von Homogenisierungsmodulen (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zugefördert wird, wobei das Tabakmaterial in den Homogenisierungsmodulen (11) mittels einer Kombination aus jeweils einer Nadelwalze (40) und jeweils einer Schlägerwalze (50) homogenisiert wird, wobei die Nadelwalze (40) mit ihren Nadeln (41) Tabakmaterial von der Zufördervorrichtung aufnimmt und bis zur Schlägerwalze (50) weiterfördert und die Schlägerwalze (50) das Tabakmaterial aus den Nadeln (41) der Nadelwalze (40) in Richtung auf eine anschließende Dosiereinheit der Portionierungsvorrichtung hin ausschlägt, wobei zum Reinigen ein oder mehrere reinigungsbedürftige Homogenisierungsmodule (1) aus der Homogenisierungsvorrichtung entnommen werden, wobei eine Reinigung in bestimmten Wartungsabständen eingeleitet wird oder in Reaktion auf ein Signal eines Reinigungssensors innerhalb des Homogenisierungsmoduls, der einen Verschmutzungsgrad des Homogenisierungsmoduls oder einzelner Komponenten davon erfasst und bei dessen Signal aufgrund eines hohen Verschmutzungsgrades das Homogenisierungsmodul entnommen und gereinigt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderung von Tabakmaterial in den Homogenisierungsmodulen (1) unabhängig voneinander gesteuert wird, insbesondere in Abhängigkeit eines Füllstandes einer Vordosierkammer einer an das jeweilige Homogenisierungsmodul (11) anschließenden Dosiereinheit der Portionierungsvorrichtung.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein entnommenes Homogenisierungsmodul (11) durch ein sauberes Homogenisierungsmodul ersetzt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Entnehmen im laufenden Betrieb der Vorrichtung erfolgt, wobei die Portionierung in einer dem entnommenen Homogenisierungsmodul (11) angeschlossenen Dosiereinheit unterbrochen wird, insbesondere, bis ein sauberes Homogenisierungsmodul (11) an die Stelle des entnommenen Homogenisierungsmoduls (11) eingesetzt worden ist.
  15. Verwendung einer Homogenisierungsvorrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 9 mit einer Mehrzahl von Homogenisierungsmodulen nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Homogenisieren von gemahlenem oder geschnittenem Tabakmaterial mit einem Feuchtigkeitsgehalt von wenigstens 35% und zur Zuführung zu einer Mehrzahl von parallel betriebenen Dosiereinheiten einer mehrbahnigen Portionierungsvorrichtung.
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